2021新高考物理二輪總復(fù)習(xí)專題分層突破練2力與直線運(yùn)動(dòng)

專題分層突破練2力與直線運(yùn)動(dòng)A組1.(2020山東濟(jì)寧高三5月模擬)質(zhì)點(diǎn)在做勻變速直線運(yùn)動(dòng),依次經(jīng)過A、B、C、D四點(diǎn)。已知質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過AB段、BC段和CD段所需的時(shí)間分別為t、3t、5t,在AB段和CD段發(fā)生的位移分別為x1和x2,則該質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度為()A.x2-C.x2-2.(2020廣東廣州高三模擬)如圖,裝備了“全力自動(dòng)剎車”安全系統(tǒng)的汽車,當(dāng)車速v滿足3.6km/h≤v≤36km/h、且與前方行人之間的距離接近安全距離時(shí),如果司機(jī)未采取制動(dòng)措施,系統(tǒng)就會(huì)立即啟動(dòng)“全力自動(dòng)剎車”,使汽車避免與行人相撞。若該車在不同路況下“全力自動(dòng)剎車”的加速度取值范圍是4~6m/s2,則該系統(tǒng)設(shè)置的安全距離約為()A.0.08m B.1.25m C.8.33m D.12.5m3.(2020四川瀘州高三二診)甲、乙兩汽車在同一平直公路上做直線運(yùn)動(dòng),其速度—時(shí)間(vt)圖像分別如圖中a、b兩條圖線所示,其中a圖線是直線,b圖線是拋物線的一部分,兩車在t1時(shí)刻并排行駛。下列關(guān)于兩車的運(yùn)動(dòng)情況,判斷正確的是()A.甲車向負(fù)方向做勻速運(yùn)動(dòng)B.乙車的速度先減小后增大C.乙車的加速度先減小后增大D.在t2時(shí)刻兩車也可能并排行駛4.(2020山東青島高三下學(xué)期統(tǒng)一質(zhì)量檢測(cè))下圖是某同學(xué)站在壓力傳感器上做下蹲—起立的動(dòng)作時(shí)傳感器記錄的壓力隨時(shí)間變化的圖線,縱坐標(biāo)為壓力,橫坐標(biāo)為時(shí)間。由圖線可知,該同學(xué)的體重約為650N,以下信息正確的是()A.1s時(shí)人處在下蹲的最低點(diǎn)B.2s時(shí)人處于下蹲靜止?fàn)顟B(tài)C.該同學(xué)做了2次下蹲—起立的動(dòng)作D.下蹲過程中人始終處于失重狀態(tài)5.(多選)(2020山東濰坊高三期末)如圖甲,在桌面上有一本書,書的上方放一水杯,給水杯施加一水平力,其大小F隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖乙所示。設(shè)桌面對(duì)書的摩擦力為f,書的速度為v,假定各接觸面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,下列反映f和v隨時(shí)間t變化的圖線中可能正確的是()6.(2020河南鄭州高中畢業(yè)年級(jí)質(zhì)檢)如圖所示,ABCDA'B'C'D'為一立方體木箱,O點(diǎn)為底面A'B'C'D'中心,M點(diǎn)為DD'中點(diǎn),N點(diǎn)為BCC'B'面的中心。AO、MO、NO為三個(gè)光滑輕桿,三個(gè)完全相同的小球套在輕桿上,分別從A、M、N三點(diǎn)由靜止沿輕桿滑下。關(guān)于三個(gè)小球的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是()A.三個(gè)小球滑到O點(diǎn)時(shí)的速度大小相等B.三個(gè)小球滑到O點(diǎn)所用的時(shí)間相等C.從A點(diǎn)滑下的小球到達(dá)O點(diǎn)時(shí)的速度最大D.從M點(diǎn)滑下的小球到達(dá)O點(diǎn)所用時(shí)間最短7.(2020湖南衡陽高三模擬)傾角為θ的斜面固定在水平面上,在斜面上放置一“”形長(zhǎng)木板,木板與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。平行于斜面的力傳感器(不計(jì)傳感器的重力)上端連接木板,下端連接一質(zhì)量為m的光滑小球,如圖所示,當(dāng)木板固定時(shí),傳感器的示數(shù)為F1,現(xiàn)由靜止釋放木板,木板沿斜面下滑的過程中,傳感器的示數(shù)為F2。則下列說法正確的是()A.若μ=0,則F1=F2 B.若μ=0,則F2=mgsinθC.若μ≠0,則μ=F1tanθF2 D.若μB組8.(2020河南六市高三聯(lián)合調(diào)研檢測(cè))在平直公路上甲乙兩車從同一地點(diǎn)出發(fā),兩車位移x和時(shí)間t的比值xt與時(shí)間t之間的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(A.甲車的加速度大小為5m/s2B.6s末乙車速度減小到零C.甲車追上乙車前,2s末甲乙兩車相距最遠(yuǎn)D.乙車速度減小到零時(shí),甲車速度為30m/s9.(2020陜西榆林高三模擬)如圖所示,水平傳送帶A、B兩端相距s=2m,工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4。工件滑上A端瞬時(shí)速度vA=5m/s,達(dá)到B端的瞬時(shí)速度設(shè)為vB,則()A.若傳送帶以4m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),則vB=3m/sB.若傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則vB<3m/sC.若傳送帶以2m/s的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則vB=3m/sD.若傳送帶以某一速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則一定有vB>3m/s10.(2020黑龍江哈爾濱高三模擬)如圖所示,斜面固定,平行于斜面處于壓縮狀態(tài)的輕彈簧一端連接物塊A,另一端固定,最初A靜止。在A上施加與斜面成30°角的恒力F,A仍靜止,下列說法正確的是()A.A對(duì)斜面的壓力一定變小B.A對(duì)斜面的壓力可能不變C.A對(duì)斜面的摩擦力一定變大D.A對(duì)斜面的摩擦力可能變?yōu)榱?1.(2020河南鄭州高中畢業(yè)年級(jí)第一次質(zhì)量預(yù)測(cè))中國高鐵的發(fā)展速度令世人矚目。為了提高行車效率,縮短行車時(shí)間,設(shè)計(jì)師提出一種列車過站不停車的設(shè)想,如下面簡(jiǎn)圖所示。高鐵勻速行駛的速度v0=360km/h,進(jìn)站時(shí)尾部子車1在O點(diǎn)自動(dòng)脫離,將乘客送到下車站臺(tái)下車,載著新乘客的子車2提前等候在上車站臺(tái)A點(diǎn)處。為了更好地完成對(duì)接,母車接近車站時(shí)提前向子車2發(fā)出指令,發(fā)出指令后立即開始做加速度為a0的勻減速直線運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)恰好將車速減小到v。子車2接到指令后,沿轉(zhuǎn)移軌道AB開始做加速度a=1m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),子車2達(dá)到最大速度v=144km/h后,接著做勻速直線運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)移軌道AB與鐵軌的夾角θ=3°,已知cos3°≈1。若子車2啟動(dòng)后t=3min,和母車同時(shí)到達(dá)B點(diǎn),完成同速對(duì)接。(1)母車距離B點(diǎn)多遠(yuǎn)的時(shí)候,發(fā)出指令讓子車2開始啟動(dòng)?母車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a0的大小是多少?(2)求轉(zhuǎn)移軌道AB的長(zhǎng)度。12.(2020山東日照4月模擬)如圖所示,質(zhì)量M=2kg的滑板A放在水平地面上,當(dāng)A向右滑動(dòng)的速度v0=13.5m/s時(shí),在A中間位置輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì)、質(zhì)量m=1kg的小物塊B,同時(shí)給B施加一個(gè)水平向右的F=6N的恒力并開始計(jì)時(shí)。已知A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1,A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.4。(設(shè)滑板A足夠長(zhǎng),g取10m/s2)求:(1)經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間A、B達(dá)到共同速度;(2)從開始計(jì)時(shí)到A、B達(dá)到共同速度的時(shí)間內(nèi),A、B間因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q;(3)2s內(nèi)滑板A的位移大小。參考答案專題分層突破練2力與直線運(yùn)動(dòng)1.B解析AB中間時(shí)刻的速度v1=x1t,CD段中間時(shí)刻速度v2=x25t,故加速度為a=2.D解析由題意知,車速3.6km/h≤v≤36km/h即1m/s≤v≤10m/s,系統(tǒng)啟動(dòng)“全力自動(dòng)剎車”的加速度大小約為4~6m/s2,最后末速度減為0,由推導(dǎo)公式v2=2ax,可得x≤v22a=1022×43.C解析甲車向正方向做勻減速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由圖像可知,乙車的速度先增大后減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;圖像的斜率等于加速度,可知乙車的加速度先減小后增大,選項(xiàng)C正確;因t1到t2時(shí)間內(nèi)乙的位移大于甲的位移,可知在t2時(shí)刻兩車不可能并排行駛,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.B解析人在下蹲的過程中,先加速向下運(yùn)動(dòng),此時(shí)加速度方向向下,故人處于失重狀態(tài),最后人靜止,故下半段是人減速向下的過程,此時(shí)加速度方向向上,人處于超重狀態(tài),故下蹲過程中先是失重后超重,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;在1s時(shí)人的失重最嚴(yán)重,即向下的加速度最大,故此時(shí)人并沒有靜止,它不是下蹲的最低點(diǎn),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;2s時(shí)人經(jīng)歷了失重和超重兩個(gè)過程,故此時(shí)處于下蹲靜止?fàn)顟B(tài),選項(xiàng)B正確;由圖線得,該同學(xué)先下蹲后起立,共做了1次下蹲—起立的動(dòng)作,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。5.BCD解析若一開始兩者相對(duì)桌面靜止,f=F,F不為零,若一開始書就相對(duì)桌面滑動(dòng),f=μmg,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;由于F一開始不為零,所以可以剛開始水杯和書就發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),書和桌面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),書受力恒定,從開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C正確;若一開始F不夠大,書相對(duì)桌面靜止,F增大到一定值時(shí)書開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D正確。6.C解析根據(jù)題意,分別將AO、NO、MO看作直角三角形的三個(gè)斜邊,由圖可知A、M、N三點(diǎn)高度之比為2∶1∶1,由動(dòng)能定理有mgh=12mv20,故三者落地速度不同,由高度關(guān)系可得vA∶vM∶vN=2∶1∶1,則三者的速度大小關(guān)系為vA>vM=vN,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,C正確;三個(gè)小球的位移之比為6∶3∶2,三個(gè)小球的加速度之比為26∶13∶12,再由v=at可得7.D解析當(dāng)木板固定時(shí),對(duì)小球分析,根據(jù)共點(diǎn)力平衡有F1=mgsinθ,靜止釋放木板,木板沿斜面下滑的過程中,若μ=0,則整體沿斜面下滑時(shí)根據(jù)牛頓第二定律可得,Mgsinθ=Ma,解得a=gsinθ,再以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,則有mgsinθF2=ma,解得F2=0,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;當(dāng)木板沿斜面下滑時(shí),若μ≠0,對(duì)整體分析,根據(jù)牛頓第二定律可得加速度為a=gsinθμgcosθ,隔離對(duì)小球分析有mgsinθF2=ma,解得F2=μmgcosθ,則有F1∶F2=mgsinθ∶μmgcosθ=tanθ∶μ,解得μ=F2tanθF1,8.D解析根據(jù)x=v0t+12at2可得xt=v0+12at,甲車的加速度大小為a1=2k1=2×102m/s2=10m/s2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由圖像可知,乙車的初速度為v0=15m/s,加速度為a2=2k2=2×52m/s2=5m/s2,則速度減為零的時(shí)間為t=v0-a2=3s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)兩車相距最遠(yuǎn)時(shí)速度相等,即v0a2t=a1t,解得t=1s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;乙車速度減小到零時(shí)t=9.C解析物體在傳送帶上做加速或減速運(yùn)動(dòng)的加速度為a=μg=4m/s2,若傳送帶以4m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),則物體開始時(shí)做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度減為4m/s時(shí)的位移為s=vB2-vA22a=52-422×4m=1.125m,然后物體隨傳送帶勻速運(yùn)動(dòng),故達(dá)到B端的瞬時(shí)速度為4m/s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則物體在傳送帶上做減速運(yùn)動(dòng),到達(dá)B端時(shí)的速度為vB=vA2-2aL=52-2×4×2m/s=3m/s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若傳送帶以2m/s的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體做減速運(yùn)動(dòng),由B選項(xiàng)可知到達(dá)B端的速度為v10.D解析設(shè)斜面傾角為θ,對(duì)物體進(jìn)行受力分析,最初支持力等于mgcosθ,施加恒力F后,支持力等于mgcosθ+Fsin30°,支持力一定增大。根據(jù)牛頓第三定律,A對(duì)斜面的壓力一定變大,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;因?yàn)檩p彈簧處于壓縮狀態(tài),故最初摩擦力可能向上,可能向下,也可能為0,施加恒力F后,F沿斜面向上的分力為Fcos30°,由于F大小未知,摩擦力可能仍向上,也可能等于0,也可能向下,摩擦力的大小可能增大,也可能減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。11.答案(1)12600m13m/s2解析(1)由題意可知v0=360km/h=100m/s,v=144km/h=40m/s,t=3min=180s母車向子車2發(fā)出指令后立即做勻減速直線運(yùn)動(dòng),兩車同時(shí)到達(dá)B點(diǎn),完成同速對(duì)接。母車運(yùn)動(dòng)的位移即母車發(fā)出指令時(shí)距離B點(diǎn)距離為s=v0+母車勻減速的加速度大小為a0=v0-v(2)對(duì)子車2做運(yùn)動(dòng)分析,設(shè)加速過程所用時(shí)間為t1,則v=at1t1=va=加速過程的位移為x1=12a勻速過程的位移為x2=v(tt1)=5600m可得AB軌道長(zhǎng)度為lAB=x1+x2=6400m12.答案(1)1s(2)27J(3)22m解析(1)設(shè)A的加速度大小為a1,對(duì)A由牛頓第二定律可得μ2mg+μ1(M+m)g=Ma1解得a1=3.5m/s2,方向向左。設(shè)B的加速度大小為a2,對(duì)B由牛頓第二定律可得F+μ2mg=ma2解得a2=10m/s2,方向向右。A做減速運(yùn)動(dòng)v1=v0a1tB做加速運(yùn)動(dòng)v2=a2tA、B達(dá)到共同速度時(shí)v1=v2解得t=1s(2)從開始計(jì)