新高考物理二輪復習專題強化訓練02講 力與直線運動（含解析）

02講力與直線運動一、單選題1．2022年4月29日，紹興地鐵1號線全線通車，標志著紹興已經(jīng)進入地鐵時代，為“融杭（聯(lián)甬接滬）戰(zhàn)略”邁出了堅實的一步。小明從A站上車，注意到列車經(jīng)過加速、勻速和減速三個過程后在B站停下，總用時2min30s，列車以最大速度80km/h行駛了30s。假設(shè)列車在加速和減速階段的速率均隨時間均勻變化，由此估算出AB兩站點之間的路程約為（）A．1km B．2km C．3km D．7km【答案】B【詳解】由于列車在加速和減速階段的速率均隨時間均勻變化，在加速和減速階段的平均速率均為最大速率的一半，即40km/h，所以AB兩站點之間的路程約為SKIPIF1<0故選B。2．疫情時期應勤洗手，某同學洗完手后，沒有關(guān)好水龍頭，他觀察發(fā)現(xiàn)當某滴水落地時，恰好有一滴水從水龍頭出水口滴下，而此時空中還有一滴水，目測水龍頭出水口到地面的距離為0.8m，則連續(xù)兩滴水滴下的時間間隔約為（）A．0.2s B．0.3s C．0.4s D．0.5s【答案】A【詳解】由自由落體運動規(guī)律可得SKIPIF1<0解得水滴下落的總時間為t=0.4s所以連續(xù)兩滴水滴下的時間間隔為0.2s。故選A。3．高速公路ETC的推廣使用給我們帶來了高效、通暢、節(jié)能的體驗，實施電子不停車繳費。若汽車過ETC快速通道可簡化為先勻減速運動再勻速運動，下列SKIPIF1<0圖像中正確的是（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】SKIPIF1<0中，勻減速直線運動是傾斜直線，且坐標值越來越小，勻速直線運動是與時間軸平行的直線。故選B。4．近年來許多國家開始投身無人駕駛汽車的研發(fā)，無人駕駛汽車能夠有效降低事故的發(fā)生。遇到突發(fā)情況時。人工駕駛需要約1.2s的反應時間，若采用自動駕駛系統(tǒng)只需要約0.2s的反應時間，如果同款汽車以30m/s的速度勻速行駛，從發(fā)現(xiàn)情況到安全停下來，采用人工駕駛比采用自動駕駛系統(tǒng)多行駛的距離約為（）A．6m B．30m C．36m D．42m【答案】B【詳解】人工駕駛的距離為SKIPIF1<0自動駕駛距離為SKIPIF1<0距離差為SKIPIF1<0故ACD錯誤，B正確。故選B。5．有只雄鷹在兩山之間飛翔，可以看成是直線飛行，兩山間距為s，雄鷹的運動剛好可以看成兩段勻變速直線運動，且在起點、終點的速度都為零。已知雄鷹勻加速階段的加速度大小是勻減速階段的2倍，則其勻加速階段的位移大小為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】A【詳解】設(shè)勻減速階段的加速度為a，則勻加速階段的加速度為2a。由題意有SKIPIF1<0得SKIPIF1<0故勻加速階段的位移大小為SKIPIF1<0故A正確，BCD錯誤；故選A。6．新疆長絨棉因質(zhì)量美譽世界。長絨棉從犁地、播種、植保到采收，已基本實現(xiàn)全自動化。如圖為無人機為棉花噴灑農(nóng)藥。無人機懸停在某一高度，自靜止開始沿水平方向做勻加速運動，2.8s達到作業(yè)速度，開始沿水平方向勻速作業(yè)，已知作業(yè)前無人機和農(nóng)藥總質(zhì)量為25kg，無人機作業(yè)速度為7m/s，重力加速度為SKIPIF1<0。則在加速階段空氣對無人機的作用力約為（）A．250N B．258N C．313N D．358N【答案】B【詳解】根據(jù)加速度定義得SKIPIF1<0根據(jù)力的合成得SKIPIF1<0故選B。7．如圖，雄鷹向下扇翅膀獲得豎直向上的加速度，這是由翅膀上、下部分的空氣對雄鷹的壓強差形成的。設(shè)雄鷹上方空氣對它向下的作用力的合力大小為F1，下方空氣對它向上的作用力的合力大小為F2，雄鷹重力大小為G，則它向下扇翅膀起飛過程中（）A．F1=G B．F2=G C．F2=G+F1 D．F2>G+F1【答案】D【詳解】當雄鷹向下扇翅膀起飛過程中，其加速度方向向上，合外力方向向上，則有SKIPIF1<0即SKIPIF1<0故選D。8．如圖所示，某幼兒園小朋友穿統(tǒng)一新發(fā)校服排隊從滑梯頂端滑下，則（）A．滑梯對人的作用力一定豎直向上B．幼兒重力垂直滑梯向下的分力就是幼兒對滑梯的壓力C．幼兒能否從滑梯上滑下與其質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，越容易下滑D．無論幼兒的質(zhì)量如何，幼兒下滑的加速度相同【答案】D【詳解】A．由于幼兒園小朋友從滑梯頂端加速下滑，人的受力不平衡，且加速度沿滑梯向下，則滑梯對人的作用力不可能豎直向上，故A錯誤；B．幼兒重力作用在人上，施力物體是地球；幼兒對滑梯的壓力作用在滑梯上，施力物體是人；故幼兒重力垂直滑梯向下的分力不是幼兒對滑梯的壓力，故B錯誤；CD．由于幼兒園小朋友穿統(tǒng)一新發(fā)校服排隊從滑梯頂端滑下，可知動摩擦因數(shù)相同，根據(jù)牛頓第二定律可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0可知無論幼兒的質(zhì)量如何，幼兒下滑的加速度相同，幼兒能否從滑梯上滑下與其質(zhì)量無關(guān)，故C錯誤，D正確。故選D。9．物理學中將物體在單位時間內(nèi)速度的增加量定義為加速度。按照定義，物體在t時間內(nèi)的速度從v1增加到v2，則加速度為SKIPIF1<0；牛頓第二定律告訴我們，作用在物體上的外力大小等于物體質(zhì)量與加速度的乘積。現(xiàn)有一質(zhì)量為2kg的物體在外力作用下從靜止開始經(jīng)2s速度增加到2m/s，則作用在物體上的外力為（）A．1N B．2N C．4N D．8N【答案】B【詳解】由勻變速直線運動規(guī)律可得SKIPIF1<0由牛頓第二定律可得SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0故選B。10．傳送帶是物料搬運系統(tǒng)機械化和自動化的傳送用具，可以替代人工搬運，節(jié)省人力物力。一水平傳送帶兩端相距SKIPIF1<0，物料與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0。物料從一端輕放上傳送帶，被傳送至另一端。當傳送帶分別以SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的速度大小勻速運動時，取重力加速度大小SKIPIF1<0，物料通過傳送帶的時間差為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】A【詳解】物料在傳送帶加速運動時的加速度為SKIPIF1<0當傳送帶以SKIPIF1<0的速度大小勻速運動時，物料加速過程的時間為SKIPIF1<0加速過程的位移為SKIPIF1<0勻速過程的時間為SKIPIF1<0物料通過傳送帶的時間為SKIPIF1<0當傳送帶以SKIPIF1<0的速度大小勻速運動時，設(shè)物料在傳送帶上一直做勻加速直線運動，則有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0物料離開傳送帶的速度為SKIPIF1<0假設(shè)成立，故物料通過傳送帶的時間差為SKIPIF1<0故選A。二、多選題11．我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型客機C919已經(jīng)取得中國民航局頒發(fā)的適航證，即將交付東方航空公司使用，C919飛機在平直跑道上勻加速起飛，從某時刻開始計時，其運動的SKIPIF1<0圖像如圖所示。下列判斷正確的是（）A．開始計時時刻飛機的速度大小為20m/sB．8s時刻飛機的速度大小為40m/sC．飛機起飛加速度大小為5m/s2D．飛機在4s-8s通過的位移為200m【答案】ACD【詳解】AC．由勻變速直線運動公式得SKIPIF1<0整理得SKIPIF1<0結(jié)合SKIPIF1<0圖像可知，飛機計時時刻初速度大小為SKIPIF1<0圖像中直線的斜率為SKIPIF1<0解得飛機起飛加速度為SKIPIF1<0故AC正確；B．由圖像的意義可知，某一時刻的縱坐標表示從0時刻到該時刻飛機的平均速度為SKIPIF1<0故0~8s時間內(nèi)，飛機的平均速度大小為40m/s，而其瞬時速度大小為SKIPIF1<0故B錯；D．飛機在0-8s通過的位移為SKIPIF1<0飛機在0-4s通過的位移為SKIPIF1<0故飛機在4s-8s通過的位移為SKIPIF1<0故D正確。故選ACD。12．如圖所示，傾角為θ的斜面體置于水平桌面上，一個質(zhì)量為m的物體P恰能沿斜面勻速下滑。輕繩一端拴在物體P上，另一端拴一個質(zhì)量為m的鉤碼Q，輕繩跨過固定在桌邊光滑的定滑輪，斜面上方的輕繩與斜面平行。釋放物體P，P沿斜面向下運動的加速度大小為a，斜面體與水平桌面間的摩擦力大小為Ff，若斜面始終靜止，下列結(jié)論正確的是（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】AD【詳解】AB．一個質(zhì)量為m的物體P恰能沿斜面勻速下滑，則SKIPIF1<0當P與Q一起向下做加速運動時，根據(jù)牛頓第二定律可得：SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故A正確，B錯誤；CD．P物體開始勻速下滑，P和斜面整體處于平衡狀態(tài)，故桌面對斜面的摩擦力為0，當P與Q相連后，P與斜面體之間的彈力摩擦力均與之前一致，所以斜面體受力不變，故與水平桌面間的摩擦力為零，故C錯誤，D正確；故選AD。13．長為SKIPIF1<0的平板車放在光滑水平面上，質(zhì)量相等、長度也為SKIPIF1<0的長木板并齊地放在平板車上，如圖所示，開始二者以共同的速度SKIPIF1<0在水平面上勻速直線運動。已知長木板與平板車之間的動摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度為SKIPIF1<0，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。則下列說法正確的是（）A．二者之間沒有發(fā)生相對滑動，平板車剎車的加速度可能大于SKIPIF1<0B．為了避免二者之間存在相對滑動，平板車剎車的距離最小為SKIPIF1<0C．如果平板車突然以SKIPIF1<0的加速度勻加速，則經(jīng)SKIPIF1<0長木板從平板車上掉下D．如果平板車突然以SKIPIF1<0的加速度勻加速，長木板從平板車上掉下時，平板車的速度為SKIPIF1<0【答案】BD【詳解】A．由題意可知，為了避免二者之間存在相對滑動，由牛頓第二定律對長木板有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0此時長木板與平板車加速度大小相等，A錯誤；B．對平板車由勻變速直線運動的速度位移公式得SKIPIF1<0解得平板車剎車的最小距離為SKIPIF1<0選項B正確；CD．平板車加速后，設(shè)經(jīng)時間t長木板從平板車上掉下，該過程中平板車的位移SKIPIF1<0長木板的位移為SKIPIF1<0又SKIPIF1<0由以上可解得SKIPIF1<0此時平板車的速度為SKIPIF1<0選項C錯誤，D正確。故選BD。三、解答題14．題圖為地鐵入口安檢裝置簡易圖，水平傳送帶AB長度為l，傳送帶右端B與水平平臺等高且平滑連接，物品探測區(qū)域長度為d，其右端與傳送帶右端B重合。已知：傳送帶勻速運動的速度大小為v，方向如圖，物品（可視為質(zhì)點）由A端無初速度釋放，加速到傳送帶速度一半時恰好進入探測區(qū)域，最后勻速通過B端進入平臺并減速至0，各處的動摩擦因數(shù)均相同，空氣阻力忽略不計，重力加速度為g。求：（1）物品與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ：（2）物品運動的總時間t?！敬鸢浮浚?）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0【詳解】（1）設(shè)物品做勻加速直線運動的加速度大小為a，則SKIPIF1<0μmg＝ma聯(lián)立解得SKIPIF1<0，SKIPIF1<0（2）物品勻加速到v走過的位移為x。由SKIPIF1<0得x＝4（l-d）故勻速位移為l-s＝4d-3l又有勻速部分4d-3l＝vt1勻變速部分SKIPIF1<0故總時間SKIPIF1<015．如圖1所示為地鐵的包裹安檢裝置，其傳送包裹部分可簡化為如圖2所示的傳送帶示意圖。若安檢時某乘客將可視為質(zhì)點的包裹靜止放在傳送裝置的最左端，傳送裝置始終以v0＝0.5m/s的速度順時針勻速運動，包裹與傳送裝置間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.05，傳送裝置全長l＝2m，包裹傳送到最右端時乘客才能將其拿走，重力加速度g＝10m/s2。（1）求當包裹與傳送裝置相對靜止時，包裹相對于傳送裝置運動的距離；（2）若乘客將包裹放在傳送裝置上后，立即以v＝1m/s的速度勻速從傳送裝置最左端走到傳送裝置的最右端，求乘客要想拿到包裹，需要在傳送裝置最右端等待的時間。【答案】（1）0.25m；（2）2.5s【詳解】（1）設(shè)包裹的質(zhì)量為m，包裹加速階段的加速度大小為a，則由牛頓第二定律可得μmg＝ma解得a＝0.5m/s2包裹加速到v0所用的時間為t1＝SKIPIF1<0解得t1＝1st1時間內(nèi)包裹的位移大小為x1＝SKIPIF1<0解得x1＝0.25mt1時間內(nèi)傳送裝置的位移大小為x2＝v0t1解得x2＝0.5m故包裹相對于傳送裝置運動的距離為Δx＝x2－x1＝0.25m（2）包裹在傳送裝置上勻速運動的時間為t2＝SKIPIF1<0，解得t2＝3.5s乘客從傳送裝置的最左端走到最右端所用的時間為t3＝SKIPIF1<0解得t3＝2s故乘客需要在傳送裝置最右端等待的時間為Δt＝t1＋t2－t3＝2.5s16．如圖（a）所示，與長木板質(zhì)量相等的小鐵塊位于長木板的最左端，SKIPIF1<0時刻開始二者以SKIPIF1<0的初速度一起向右運動，SKIPIF1<0時長木板與右側(cè)的擋板相碰（碰撞時間極短），碰撞之前的運動過程中小鐵塊與長木板通過鎖定裝置鎖定，碰撞前瞬間解除鎖定，碰撞過程中沒有能量損失，長木板運動的部分速度SKIPIF1<0時間圖像如圖（b）所示，在運動過程中小鐵塊剛好沒有從長木板上滑下。小鐵塊可視為質(zhì)點，重力加速度g取SKIPIF1<0，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。求：（1）長木板與水平地面之間以及小鐵塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)；（2）長木板的長度?！敬鸢浮浚?）0.4，0.2；（2）10.8m【詳解】設(shè)長木板與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，小鐵塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0（1）長木板未和擋板碰撞前的加速度大小為SKIPIF1<0對長木板和鐵塊整體由牛頓第二定律SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0長木板和擋板碰撞受，長木板受到地面的摩擦力向右，小鐵塊對長木板的摩擦力向右，對長木板由牛頓第二定律得SKIPIF1<0由圖可知，長木板的加速度SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0（2）鐵塊相對長木板運動的加速度大小SKIPIF1<0長木板向左運動減