高考復(fù)習(xí)二輪專項練習(xí)物理專題分層突破練2力與直線運動

專題分層突破練2力與直線運動A組1.(2021福建福州協(xié)作校高三聯(lián)考)2020年10月1日,我國首座跨海公鐵兩用橋、世界最長跨海峽公鐵兩用大橋平潭海峽公鐵兩用大橋公路面試通車。設(shè)在某一段筆直的大橋公路面上有一汽車遇緊急情況剎車,經(jīng)1.5s停止,剎車距離為9m。若汽車剎車后做勻減速直線運動,則汽車停止前最后0.5s的位移是()A.1m B.1.5m C.2m D.2.5m2.(2021河北唐山一中高三期中)一物體從靜止開始做直線運動,其加速度隨時間變化如圖所示,則1~2s的平均速度大小()A.等于3m/s B.大于3m/sC.小于3m/s D.無法確定3.(2021山東高三模擬)右圖為一輛塞滿足球、排球、籃球的手推車,車沿傾角為θ的粗糙路面向下加速運動。圖中A是質(zhì)量為m的一個籃球,關(guān)于它受到的周圍其他球的作用力,下列判斷正確的是()A.一定等于mgsinθ B.一定大于mgsinθC.一定等于mgcosθ D.一定大于mgcosθ4.(2021山東日照高三一模)甲、乙兩個可以視為質(zhì)點的物體,運動過程中的vt圖像如圖所示。若兩個物體在3s末恰好相遇,下列說法正確的是()A.甲向正方向運動,乙向負方向運動B.甲的加速度小于乙的加速度C.t=0時,甲在乙前15m處D.3s后二者可能再次相遇5.(2021福建福州協(xié)作校高三聯(lián)考)如圖所示,小車內(nèi)一根輕質(zhì)彈簧沿豎直方向和一條與豎直方向成α角的細繩連接一小球。當小車和小球相對靜止,一起在水平面上運動時,下列說法正確的是()A.若小車做勻速直線運動,輕彈簧對小球一定沒有彈力B.當小車做勻變速直線運動時,小球一定向右加速C.當小車做勻變速直線運動時,小球加速度方向一定向左D.當小車加速度a=gtanα?xí)r,輕彈簧對小球一定沒有彈力6.(2021湖南岳陽高三一模)如圖所示,光滑水平面與傾角為θ的光滑斜面平滑連接,小滑塊A從斜面上某位置由靜止釋放,同時位于平面上緊靠斜面的小滑塊B在外力的作用下由靜止開始向左勻加速運動,若要求A不能追上B,則B的加速度a的取值范圍是()A.a>12gsinθ B.a>gsinC.a>g D.條件不足,無法確定7.(2021河南鄭州高三高考模擬)大型商場的螺旋滑梯是小孩喜歡游玩的設(shè)施,該設(shè)施由三段軌道組成,小孩從第一段OA軌道進入后,從第二段軌道A處由靜止開始加速下滑到B處,AB段總長為16m,小孩在該段通過的路程s隨時間t變化規(guī)律為s=0.125t2(s單位為m,t單位為s),小孩在第三段BC看作勻減速直線運動,BC長度為x=2m,高度差h=0.4m,小孩最終剛好停在C點處。小孩可視為質(zhì)點,求:(1)小孩在BC段的加速度大小;(2)小孩與BC軌道的動摩擦因數(shù)μ。8.(2021安徽阜陽高三第一次質(zhì)檢)如圖甲所示,足夠長的傾斜傳送帶以某一恒定的速率逆時針運行?，F(xiàn)將一小滑塊(視為質(zhì)點)輕放在傳送帶的頂端,滑塊在傳送帶上運動的速度的二次方隨位移變化的關(guān)系如圖乙所示。重力加速度g取10m/s2。求:甲乙(1)滑塊在0~3.2m位移內(nèi)的加速度大小a1及其在3.2~12.2m位移內(nèi)的加速度大小a2;(2)滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ。B組9.(多選)(2021山東泰安高三一模)兩輛汽車在同一直道上以相同的速度v0做同向直線運動,某時刻前車突然熄火做加速度大小為a1的勻減速運動,后車司機經(jīng)時間Δt后剎車,以大小為a2的加速度做勻減速運動,結(jié)果兩車同時停下且沒有發(fā)生碰撞,則在前車熄火前,兩車正常行駛時之間距離至少是()A.v0Δt2 B.C.v02210.(多選)(2021山東濱州高三期末)質(zhì)量為2kg的小物塊靜止在粗糙水平面上,用水平拉力F作用在物塊上,力F隨時間t的變化圖像如圖甲所示,物塊的加速度a隨時間變化的圖像如圖乙所示,重力加速度大小為10m/s2,最大靜摩擦力大于滑動摩擦力,由圖像可知()甲乙A.物塊與水平面間的最大靜摩擦力為4NB.物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2C.在0~5s時間內(nèi),拉力F的沖量為42N·sD.在0~5s時間內(nèi),合外力做的功為25J11.(2021山東棗莊高三二模)如圖所示,質(zhì)量相同,但表面粗糙程度不同的三個物塊a、b、c放在三個完全相同的斜面體上,斜面體靜置于同一粗糙水平面上。物塊a、b、c以相同初速度下滑,其vt圖像如圖所示。物塊下滑過程中斜面體始終保持靜止,a、b、c與斜面之間的動摩擦因數(shù)分別為μa、μb、μc,斜面體對地面的壓力分別為FNa、FNb、FNc,斜面體對地面的摩擦力分別為Ffa、Ffb、Ffc。下列判斷錯誤的是()A.μa<μb<μcB.FNa<FNb<FNcC.Ffb=0,Ffa向右,Ffc向左D.Ffb=0,Ffa向左,Ffc向右12.(多選)如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上,另一端與置于水平面上質(zhì)量為m的物體A連接(另有一個完全相同的物體B緊貼著A,不粘連),彈簧水平且無形變。用水平力F緩慢推動物體B,在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了x0,此時物體A、B靜止。撤去F后,物體A、B開始向左運動,已知重力加速度為g,物體A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ。則()A.撤去F瞬間,物體A、B的加速度大小為kx0B.撤去F后,物體A和B先做勻加速運動,再做勻減速運動C.物體A、B一起向左運動距離x02μmgD.若物體A、B向左運動要分離,則分離時向左運動距離為x0213.(2021陜西寶雞高三一模)如圖所示,一輛長l0=8m的載貨卡車質(zhì)量為m0=1500kg,車廂載有m=500kg的圓柱形鋼錠,并用鋼絲繩固定在車廂中,鋼錠離車廂右端距離l=4m?？ㄜ囈詖0=8m/s的速度勻速行駛,當卡車行駛到某一十字路口前,車頭距人行橫道s0=25m處時發(fā)現(xiàn)綠燈還有t0=4s轉(zhuǎn)為黃燈,司機決定讓車以a=1m/s2的加速度加速通過這個路口,重力加速度g取10m/s2。(1)請通過計算判斷卡車能否在綠燈轉(zhuǎn)黃燈前車尾通過x=5m寬的人行橫道。(2)當卡車剛加速行駛t=2s時發(fā)現(xiàn)有行人要通過人行橫道,司機立刻緊急剎車使車所受阻力恒為Ff=1.2×104N而做減速運動,剎車瞬間車廂固定鋼錠的鋼絲繩脫落,鋼錠勻速撞向車頭(不計鋼錠與車廂間的摩擦),求從卡車開始剎車到鋼錠撞上車頭經(jīng)歷的時間。(3)在第(2)問情形中,若鋼錠與車頭碰撞時鋼錠沒有反彈,且相撞時間極短可忽略不計。請通過計算判斷卡車停止運動時車頭是否壓上人行橫道線。參考答案專題分層突破練2力與直線運動1.A解析汽車做勻減速直線運動到停止,采用逆向思維法可看成初速度為零的勻加速直線運動,由x=12at2可得,剎車的加速度大小為a=2xt2=2×91.52m/s2=8m/s2,則汽車在停止前最后0.5s內(nèi)的位移為x'=12at'2=12×8×02.B解析at圖像與坐標軸所圍面積表示速度變化量,則1s末的速度為2m/s,2s末的速度為4m/s,1~2s時間內(nèi),若物體做勻加速運動,平均速度為v=2+42m/s=3m/s,由于物體做加速度減小的變加速運動,根據(jù)vt圖像的面積表示位移可知,物體實際的位移大于勻加速運動的位移,所以1~2s時間內(nèi)的平均速度大于3m/s3.D解析球與小車有共同的加速度,加速度方向沿斜面向下,則沿斜面方向合力向下,設(shè)籃球受到周圍其他球的作用力為F,方向斜向左上與斜面夾角為α,α<90°,則沿斜面方向mgsinθ>Fcosα,垂直斜面方向mgcosθ=Fsinα,則F=mgcosθsinα>mgcosθ,F<mgsinθcosα,則F一定大于mgcosθ,但是不能確定與mg4.C解析由題圖可知,甲、乙速度始終都為正值,即兩質(zhì)點都沿正方向運動,故A錯誤。vt圖像斜率表示加速度,由圖線可知,甲的加速度大于乙的加速度,故B錯誤。前3s內(nèi)甲的位移為x1=62×3m=9m,乙的位移為x2=10+62×3m=24m,由于3s末兩物體相遇,則t=0時,甲在乙前的距離為Δx=x2x1=15m,故C正確。3s末兩物體相遇且3s后甲的速度大于乙的速度,則兩物體以后不可能相遇,故5.D解析若小車做勻速直線運動,小球處于平衡狀態(tài),重力等于輕彈簧的彈力,故A錯誤。對小球進行受力分析,小球的合力水平向右,所以小球的加速度向右,小球可能向右加速運動,也可能向左減速運動,故B、C錯誤。當小車加速度a=gtanα?xí)r,通過受力分析,繩子在水平方向的分力等于mgtanα,繩子在豎直方向的分力等于mg,小球豎直方向處于平衡狀態(tài),輕彈簧對小球一定沒有彈力,故D正確。6.A解析設(shè)A恰能追上B,A在斜面上運動時間t1,在平面上運動時間t2,則有位移關(guān)系gsinθ·t1t2=12a(t1+t2)2,速度關(guān)系gsinθ·t1=a(t1+t2),解得a=12gsinθ,要使得A追不上B,則應(yīng)有a>12gsinθ,故A正確,B、C7.答案(1)2m/s2(2)6解析(1)AB段可看成斜面模型,位移隨時間變化規(guī)律為s=0.125t2(m)對比x=12at2可知a=0.25m/s滑到B處的速度v=2asAB=2×0.25×16小孩在BC段的加速度大小a'=v22x=2(2)設(shè)第三段與水平面的夾角為θ,根據(jù)牛頓第二定律,有μmgcosθmgsinθ=ma'以及sinθ=h利用數(shù)學(xué)知識聯(lián)立解得μ=668.答案(1)10m/s22m/s2(2)0.5解析(1)由勻變速直線運動的速度—位移關(guān)系式v2v02=可得a=v結(jié)合題圖乙解得a1=10m/s2,a2=2m/s2。(2)設(shè)滑塊的質(zhì)量為m、傳送帶的傾角為θ,由牛頓第二定律有mgsinθ+μmgcosθ=ma1mgsinθμmgcosθ=ma2解得μ=0.5。9.AD解析前車減速至速度為0的時間t1=v0a1,前進的位移為x1=v022a1,后車減速至速度為零的時間t2=v0a2,前進的位移為x2=v0Δt+v022a2,由于兩車同時停下且沒有相碰,故滿足Δt=t1t2、10.AC解析由題圖乙所示圖像可知,t=1s時物塊將開始運動,此時物塊受到的靜摩擦力為最大靜摩擦力,由題圖甲所示圖像可知,t=1s時拉力F為4N,由平衡條件可知,物塊與水平面間的最大靜摩擦力Ffmax=4N,故A正確。由甲、乙所示圖像可知,當F為12N時物塊的加速度a=5m/s2,設(shè)物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,對物塊,由牛頓第二定律得Fμmg=ma,解得μ=0.1,故B錯誤。Ft圖像與坐標軸圍成圖形的面積等于力的沖量,由題圖甲所示圖像可知,在0~5s時間內(nèi),拉力F的沖量I=12×(2+5)×12N·s=42N·s,故C正確。at圖像的面積等于物塊的速度,由題圖乙所示圖像可知,5s末物塊的速度v=12×(1+5)×2m/s+5×2m/s=16m/s,在0~5s時間內(nèi),設(shè)合外力的功為W,由動能定理得W=12mv20=12×2×162J=25611.D解析由vt圖像可知,物塊a勻加速下滑,物塊b勻速下滑,物塊c勻減速下滑。對物塊a有mgsinθ>μamgcosθ,則有μa<tanθ;對物塊b有mgsinθ=μbmgcosθ,則有μb=tanθ;對物塊c有mgsinθ<μcmgcosθ,則有μc>tanθ,故μa<μb<μc,A正確。對物塊和斜面體整體進行分析,物塊a和斜面體有沿斜面向下的加速度,對加速度進行分解,豎直方向有向下的加速度,處于失重狀態(tài),則有FNa<G總,水平方向有向左的加速度,則地面對斜面體的摩擦力水平向左,根據(jù)牛頓第三定律可知,斜面體對地面的摩擦力Ffa水平向右;物塊b和斜面體處于平衡狀態(tài),則有FNb=G總,斜面體與地面之間無摩擦力,即Ffb=0;物塊c和斜面體有沿斜面向上的加速度,對加速度進行分解,豎直方向有向上的加速度,處于超重狀態(tài),則有FNc>G總,水平方向有向右的加速度,則地面對斜面體的摩擦力水平向右,根據(jù)牛頓第三定律可知,斜面體對地面的摩擦力Ffc水平向左。則可得FNa<FNb<FNc,故B、C正確,D錯誤。12.AC解析撤去F瞬間,對A、B系統(tǒng),由牛頓第二定律得kx02μmg=2ma,解得a=kx02mμg,A正確。撤去F后,A、B系統(tǒng)在水平向左做加速運動,因為彈簧形變量減小,系統(tǒng)所受合外力變小,所以系統(tǒng)的加速度減小,物體A和B先向左做加速度減小的加速運動;彈簧彈力小于摩擦力時,物體A和B做加速度增大的減速運動;當物體B和A與彈簧分離后,在摩擦力的作用下,做勻減速運動,B錯誤。由于物體A、B先向左做加速度減小的加速運動,所以當加速度為零,即合力為零時,速度達到最大,設(shè)此時彈簧的形變量為x,則kx=2μmg,解得x=2μmgk,則物體A、B的運動距離s=x0x=x02μmgk,C正確。物體A、B向左運動要分離時,對B有μmg=ma,對A有μmgkx'=ma,解得x'=0,所以若物體A、B向左運動要分離,彈簧處于原長狀態(tài),物體13.答案見解析解析(1)設(shè)載貨卡車在時間t0內(nèi)做勻加速運動的位移為s,由運動學(xué)公式可得s=v0t0+1解得s=40m由于s>s0+l0+x,所以卡車能在綠燈轉(zhuǎn)黃燈前車尾通過人行橫道。(2)設(shè)當卡車加速行駛t=2s時速度為v1,位移為s1,由運動學(xué)公式可得v1=v0+ats1=v0t+12at設(shè)卡車從開始剎車到鋼錠撞上車頭運動的