（全國通用）高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題二 力與直線運動限時訓(xùn)練.doc

專題二 力與直線運動(限時:45分鐘)【測控導(dǎo)航】考點題號(難易度)1.勻變速直線運動2(易)2.牛頓運動定律的應(yīng)用3(易),4(易),7(中),11(中)3.運動圖像的應(yīng)用1(易)4.電磁場中的直線運動6(中)5.牛頓運動定律與圖像的綜合9(中),10(中),13(難)6.牛頓運動定律的綜合應(yīng)用5(中),8(中),12(中)一、選擇題(在每小題給出的四個選項中,第16題只有一項符合題目要求,第710題有多項符合題目要求)1.(2014全國新課標理綜)甲乙兩汽車在一平直公路上同向行駛.在t=0到t=t1的時間內(nèi),它們的vt圖像如圖所示.在這段時間內(nèi)(a)a.汽車甲的平均速度比乙的大b.汽車乙的平均速度等于v1+v22c.甲乙兩汽車的位移相同d.汽車甲的加速度大小逐漸減小,汽車乙的加速度大小逐漸增大解析:對vt圖像分析可知,因甲車圖像與時間軸圍成的面積比乙車大,由此可知在0t1這段時間內(nèi),甲車的平均速度大于乙車的平均速度,故a項正確;若乙車在0t1這段時間內(nèi)做勻減速直線運動,vt圖像是一條傾斜的直線,平均速度為v=v1+v22,因乙車做加速度逐漸減小的變加速直線運動,平均速度要比v1+v22小,因此b項錯誤;因甲車圖像與時間軸圍成的面積比乙車大,故由圖像面積的意義,可知c項錯誤;vt圖像的斜率即為加速度,由此可知,汽車甲的加速度大小逐漸減小,而汽車乙的加速度大小也是逐漸減小,由此可知d項錯誤.2.機動車在高速公路上行駛,車速超過100 km/h時,應(yīng)當與同車道前車保持100 m以上的距離.從駕駛員看見某一情況到采取制動動作的時間里,汽車仍要勻速通過一段距離(稱為反應(yīng)距離);從采取制動動作到車完全停止的時間里,汽車通過一段距離(稱為制動距離),如下表所示給出了汽車在不同速度下的反應(yīng)距離和制動距離的部分數(shù)據(jù).如果駕駛員的反應(yīng)時間一定,路面情況相同(汽車制動過程可視為勻減速直線運動).分析表格可知,下列說法不正確的是(d)速度(m/s)反應(yīng)距離(m)制動距離(m)10152514xya.駕駛員的反應(yīng)時間為1.5 sb.汽車制動的加速度大小為2 m/s2c.表中y為49d.表中x為32解析:汽車在反應(yīng)時間里仍做勻速直線運動,根據(jù)表格給出的數(shù)據(jù),當初速度為10 m/s時反應(yīng)距離為15 m,可知人的反應(yīng)時間為1.5 s,所以當汽車以14 m/s的初速度運動時,其反應(yīng)距離x=(141.5)m=21 m,選項a正確,d錯誤;汽車制動后做勻減速直線運動,由于制動阻力相同,故在不同初速度下制動時的加速度相同,根據(jù)勻變速直線運動的速度位移關(guān)系v2-v02=-2ax,根據(jù)表格給出的數(shù)據(jù)可得a=2 m/s2,y=49 m,由以上分析知選項b,c正確.3.(2015南昌市一模)如圖所示,質(zhì)量為m的小球一端用輕質(zhì)細繩連在豎直墻上,另一端用輕質(zhì)彈簧連在天花板上.輕繩處于水平位置,彈簧與豎直方向夾角為.已知重力加速度為g,則在剪斷輕繩瞬間,小球加速度的大小為(c)a.0b.gsin c.gtan d.gcos解析:剪斷輕繩前,小球受力如圖所示,可知輕質(zhì)細繩的拉力f繩=mgtan .剪斷輕繩瞬間,彈簧彈力和重力大小及方向不改變,小球的合力為f=mgtan ,由牛頓第二定律可知f=ma,得a=gtan ,故選項c正確.4.如圖所示,在光滑水平面上有一靜止小車,小車質(zhì)量為m=5 kg,小車上靜止地放置著質(zhì)量為m=1 kg的木塊,木塊和小車間的動摩擦因數(shù)為=0.2,用水平恒力f拉動小車,下列關(guān)于木塊的加速度am和小車的加速度am,可能正確的有(c)a.am=2 m/s2, am=1 m/s2b.am=1 m/s2, am=2 m/s2c.am=2 m/s2, am=4 m/s2d.am=3 m/s2, am=5 m/s2解析:木塊與小車剛發(fā)生相對滑動時有:f0-mg=ma0,mg=ma0,f0=12 n,a0=2 m/s2,當ff0時,am=amf0時,am=a0=2 m/s2,am=f-mgma0.5.(2015甘肅省二診)在液體中下落的物體最終會達到一個恒定的速度,稱之為收尾速度.一小鐵球質(zhì)量為m,用手將它完全放入水中后靜止釋放,最后鐵球的收尾速度為v,若鐵球在水中所受浮力保持不變恒為f,重力加速度為g,關(guān)于小鐵球,下列說法正確的是(d)a.若測得小鐵球從釋放至達到收尾速度所用時間為t,則小鐵球下落的位移為vt2b.若測得小鐵球下落h時的加速度為a,則小鐵球此時的速度為2ahc.若測得某時小鐵球的加速度大小為a,則小鐵球此時受到的水的阻力為m(g+a) -fd.若測得小鐵球下落t時間,通過的位移為y,則該過程的平均速度一定為yt解析:因小鐵球做的是非勻變速運動,故平均速度不等于v2,所以下落的位移不等于vt2,故選項a錯誤;小鐵球下落的過程中加速度在變化,所以勻變速運動的規(guī)律不滿足,所以選項b錯誤;當小鐵球的加速度大小為a時,根據(jù)牛頓第二定律mg-f-f=ma,得水的阻力f=mg-ma-f,故選項c錯誤;若小鐵球下落t時間,通過的位移為y,根據(jù)平均速度的定義可得v=yt,故選項d正確.6.如圖所示,在粗糙的足夠長的豎直木桿上套有一個帶正電小球,整個裝置處在有水平勻強電場和垂直于紙面向里的勻強磁場組成的足夠大的復(fù)合場中,小球由靜止開始下滑,在整個運動過程中,關(guān)于描述小球運動的vt圖像中正確的是(c)解析:小球受到向下的重力mg、水平向左的電場力qe、水平向右的洛倫茲力qvb、向上的摩擦力ff,還有木桿對小球的水平方向的支持力fn,開始時,速度較小,qvb較小,fn較大,隨著速度的增加,fn在減小,由ff=fn可知ff減小,豎直方向的合力增加,加速度增加;當速度增加到一定的程度,qvb和qe相等,此時fn為零,ff為零,加速度為g,達到最大;速度繼續(xù)增加,fn要反向增加,ff增加,豎直方向上的合力減小,加速度減小,當ff與mg相等時,豎直方向上的加速度為零,速度達到最大.所以選項c所示的vt圖像符合所分析的運動規(guī)律.7.(2015全國新課標理綜)在一東西向的水平直鐵軌上,停放著一列已用掛鉤連接好的車廂.當機車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東行駛時,連接某兩相鄰車廂的掛鉤p和q間的拉力大小為f;當機車在西邊拉著車廂以大小為23a的加速度向西行駛時,p和q間的拉力大小仍為f.不計車廂與鐵軌間的摩擦,每節(jié)車廂質(zhì)量相同,則這列車廂的節(jié)數(shù)可能為(bc)a.8b.10c.15d.18解析:如圖所示,假設(shè)掛鉤p,q東邊有x節(jié)車廂,西邊有y節(jié)車廂,每節(jié)車廂質(zhì)量為m.當向東行駛時,以y節(jié)車廂為研究對象,則有f=mya;當向西行駛時,以x節(jié)車廂為研究對象,則有f=23mxa,聯(lián)立兩式有y=23x.可見,列車總節(jié)數(shù)n=x+y=53x,設(shè)x=3n(n=1,2,3),則n=5n,故可知選項b,c正確.8. (2015蘭州市實戰(zhàn)考試)如圖所示,質(zhì)量相同的木塊a和b用輕質(zhì)彈簧連接,靜止在光滑的水平面上,此時彈簧處于自然狀態(tài).現(xiàn)用水平恒力f推a,則從開始到彈簧第一次被壓縮到最短的過程中下列說法正確的是(bc)a.彈簧壓縮到最短時兩木塊加速度相等b.彈簧壓縮到最短時兩木塊速度相等c.兩木塊速度相等時,加速度aaabd.兩木塊加速度相同時,速度vavb,故選項d錯誤.9. 如圖為伽利略研究自由落體運動實驗的示意圖,讓小球由傾角為的光滑斜面滑下,然后在不同的角條件下進行多次實驗,最后推理出自由落體運動是一種勻加速直線運動.分析該實驗可知,關(guān)于小球?qū)π泵娴膲毫n、小球運動的加速度a隨變化的圖像正確的是(bd)解析:對小球在斜面上向下滑動時,支持力fn=mgcos ,因此在02范圍內(nèi),支持力按余弦規(guī)律變化,選項a錯誤,b正確;而下滑分力f=mgsin ,根據(jù)牛頓第二定律可知,下滑的加速度a=gsin ,在02范圍內(nèi),按正弦規(guī)律變化,因此選項d正確,c錯誤.10. (2015大同市三模)一物體原來靜止在水平地面上,現(xiàn)用一水平力f拉物體,在f從零開始逐漸增大的過程中,物體先靜止,后做變加速運動,其加速度a隨拉力f的變化圖像如圖所示,取g=10 m/s2,由圖可判斷該物體(abd)a.質(zhì)量為2 kgb.所受的最大靜摩擦力為7 nc.所受的滑動摩擦力為7 nd.與地面間的動摩擦因數(shù)為0.3解析:由牛頓第二定律有m=fa得m=2 kg,故選項a正確;由圖像可知,拉力增大到7 n時物體才開始運動,故選項b正確;由圖像可知,f=14 n時,a=4 m/s2,所以f-ff=ma,得ff=6 n,故選項c錯誤;又由于ff=mg,得=0.3,故選項d正確.二、非選擇題11.(2015山西省太原市二模)一質(zhì)量為2m的卡車拖掛一質(zhì)量為m的車廂,在水平直道上勻速行駛,其所受的阻力與各自的重量成正比,比例系數(shù)為k=0.2且與速度無關(guān).某時刻車廂脫落,車廂停止運動時,卡車與車廂相距x=96 m.已知整個過程中卡車的牽引力保持不變,取g=10 m/s2,求車廂脫落時的速度v0.解析:設(shè)卡車的牽引力為f,車廂脫落前,對卡車和車廂整體有f-k3mg=0設(shè)車廂脫落后,卡車和車廂的加速度大小分別為a1和a2,由牛頓運動定律有f-k2mg=2ma1kmg=ma2設(shè)卡車和車廂的位移分別為x1和x2,由運動學(xué)方程有x1=v0t+12a1t2x2=v0t-12a2t2x=x1-x2v0=a2t解得v0=16 m/s.答案:16 m/s12.(2014全國新課標理綜)公路上行駛的兩汽車之間應(yīng)保持一定的安全距離.當前車突然停止后,后車司機可以采取剎車措施,使汽車在安全距離內(nèi)停下來而不會與前車相碰.通常情況下,人的反應(yīng)時間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時間之和為1 s.當汽車在晴天干燥的瀝青路面上以108 km/h的速度勻速行駛時,安全距離為120 m.設(shè)雨天時汽車輪胎與瀝青路面間的動摩擦因數(shù)為晴天時的25.若要求安全距離仍為120 m,求汽車在雨天安全行駛的最大速度.解析:設(shè)路面干燥時,汽車與地面間的動摩擦因數(shù)為0,剎車時汽車的加速度大小為a0,安全距離為s,反應(yīng)時間為t0,由牛頓第二定律和運動學(xué)公式得0mg=ma0 s=v0t0+v022a0 式中,m和v0分別為汽車的質(zhì)量和剎車前的速度.設(shè)在雨天行駛時,汽車與地面間的摩擦因數(shù)為,依題意有=250 設(shè)在雨天行駛時汽車剎車的加速度大小為a,安全行駛的最大速度為v,由牛頓第二定律和運動學(xué)公式得mg=ma s=vt0+v22a 聯(lián)立并代入題給數(shù)據(jù)得v=20 m/s(或72 km/h).答案:20 m/s(或72 km/h)13.(2015石家莊市一模)圖1中,質(zhì)量為m1=1 kg的物塊疊放在質(zhì)量為m2=3 kg的木板右端.木板足夠長,放在光滑的水平地面上,木板與物塊之間的動摩擦因數(shù)為1=0.2.整個系統(tǒng)開始時靜止,重力加速度g=10 m/s2.(1)在木板右端施加水平向右的拉力f,為使木板和物塊發(fā)生相對運動,拉力f至少應(yīng)為多大?(2)在04 s內(nèi),若拉力f的變化如圖2所示,2 s后木板進入2=0.25的粗糙水平面,在圖3中畫出04 s內(nèi)木板和物塊的vt圖像,并求出04 s內(nèi)物塊相對木板的位移大小和整個系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能.解析:(1)把物塊和木板看做整體,由牛頓第二定律得f=(m1+m2)a物塊與木板將要相對滑動時,1m1g=m1a聯(lián)立解得f=1(m1+m2)g=8 n.(2)物塊在02 s內(nèi)做勻加速直線運動1m1g=m1a1木板在01 s內(nèi)做勻加速直線運動f1-1m1g=m2a2在12 s內(nèi)f2=1m1g,木板做勻速運動2 s后物塊做勻減速直線運動-1m1g=m