（課標(biāo)版）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題限時(shí)訓(xùn)練2 力與直線運(yùn)動(dòng)（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

專題限時(shí)訓(xùn)練2力與直線運(yùn)動(dòng)時(shí)間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1．如圖所示，木塊A、B靜止疊放在光滑水平面上，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為2m，現(xiàn)施加水平力F拉B，A、B剛好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，一起沿水平面運(yùn)動(dòng)．若改用水平力F′拉A，使A、B也保持相對(duì)靜止，一起沿水平面運(yùn)動(dòng)，則F′不得超過(B)A．2F B.eq\f(F,2)C．3F D.eq\f(F,3)解析：力F拉物體B時(shí)，A、B恰好不滑動(dòng)，故A、B間的靜摩擦力達(dá)到最大值，對(duì)物體A受力分析，受重力mg、支持力N、向前的靜摩擦力fm，根據(jù)牛頓第二定律，有fm＝ma①，對(duì)A、B整體受力分析，受重力3mg、支持力和拉力F，根據(jù)牛頓第二定律，有F＝3ma②，由①②解得：fm＝eq\f(1,3)F.當(dāng)F′作用在物體A上時(shí)，A、B恰好不滑動(dòng)時(shí)，A、B間的靜摩擦力達(dá)到最大值，對(duì)物體A，有F′－fm＝ma1③，對(duì)整體，有：F′＝3ma1④，由上述各式聯(lián)立解得：F′＝eq\f(1,2)F，即F′的最大值是eq\f(1,2)F，則使A、B也保持相對(duì)靜止，一起沿水平面運(yùn)動(dòng)，則F′不得超過eq\f(1,2)F，故B正確．2．如圖所示，Oa、Ob是豎直平面內(nèi)兩根固定的光滑細(xì)桿，O、a、b、c位于同一圓周上，c為圓周的最高點(diǎn)，a為最低點(diǎn)，Ob經(jīng)過圓心．每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán)，兩個(gè)滑環(huán)都從O點(diǎn)無初速釋放，用t1、t2分別表示滑環(huán)到達(dá)a、b所用的時(shí)間，則下列關(guān)系正確的是(B)A．t1＝t2 B．t1<t2C．t1>t2 D．無法確定解析：設(shè)Oa與豎直方向夾角為θ，則Ob與豎直方向夾角為2θ，則2Rcosθ＝eq\f(1,2)gcosθ·teq\o\al(2,1)，2R＝eq\f(1,2)gcos2θ·teq\o\al(2,2)，比較可得t1<t2，故B正確．3．某物體做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示，下圖中F表示物體所受合力，x表示物體的位移，則其中正確的是(B)解析：根據(jù)v-t圖象的斜率可知，0～2s內(nèi)與6～8s內(nèi)物體的加速度大小相等、方向相同，故所受合力相同，A錯(cuò)誤.2～6s內(nèi)物體的加速度恒定，合力恒定，且大小與0～2s內(nèi)的相同，方向與0～2s內(nèi)的相反，B正確．根據(jù)v-t圖象可知，0～4s內(nèi)物體先沿正方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，4～8s內(nèi)先沿負(fù)方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，再結(jié)合v-t圖線包圍面積的意義可知，0～4s內(nèi)物體的位移不斷增大，4s末達(dá)到最大值，8s末返回到出發(fā)點(diǎn)，C、D錯(cuò)誤．4．一皮帶傳送裝置如圖所示，輕彈簧一端固定，另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊，已知滑塊與皮帶之間存在摩擦．現(xiàn)將滑塊輕放在皮帶上，彈簧恰好處于自然長(zhǎng)度且軸線水平．若在彈簧從自然長(zhǎng)度到第一次達(dá)最長(zhǎng)的過程中，滑塊始終未與皮帶達(dá)到共速，則在此過程中滑塊的速度和加速度變化情況是(D)A．速度增大，加速度增大B．速度增大，加速度減小C．速度先增大后減小，加速度先增大后減小D．速度先增大后減小，加速度先減小后增大解析：滑塊輕放到皮帶上，受到向左的摩擦力，開始摩擦力大于彈簧的彈力，向左做加速運(yùn)動(dòng)，在此過程中，彈簧的彈力逐漸增大，根據(jù)牛頓第二定律，加速度逐漸減小，當(dāng)彈簧的彈力與滑動(dòng)摩擦力相等時(shí)，速度達(dá)到最大，然后彈力大于摩擦力，加速度方向與速度方向相反，滑塊做減速運(yùn)動(dòng)，彈簧彈力繼續(xù)增大，根據(jù)牛頓第二定律得，加速度逐漸增大，速度逐漸減小．故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．5．如圖所示，一個(gè)人用輕繩通過輕質(zhì)滑環(huán)(圖中未畫出)懸吊在足夠長(zhǎng)的傾斜鋼索上運(yùn)動(dòng)(設(shè)鋼索是直的)，下滑過程中到達(dá)圖中A位置時(shí)輕繩與鋼索垂直，到達(dá)圖中B位置時(shí)輕繩豎直．不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是(B)A．在A位置時(shí)，人的加速度可能為零B．在A位置時(shí)，鋼索對(duì)輕繩的作用力小于人的重力C．在B位置時(shí)，鋼索對(duì)輕環(huán)的摩擦力為零D．若輕環(huán)在B位置突然被卡住，則此時(shí)輕繩對(duì)人的拉力等于人的重力解析：在A位置，人所受的合力不為0，加速度不為0，且輕繩拉力小于人的重力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；在B位置，人受力平衡，輕環(huán)受拉力、支持力和摩擦力作用而平衡，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若B處輕環(huán)突然被卡住，此時(shí)人做圓周運(yùn)動(dòng)，需要向心力，則拉力大于重力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．

6．如圖所示，一根彈簧一端固定在左側(cè)豎直墻上，另一端連著A小球，同時(shí)水平細(xì)線一端連著A球，另一端固定在右側(cè)豎直墻上，彈簧與豎直方向的夾角是60°，A、B兩小球分別連在另一根豎直彈簧兩端．開始時(shí)A、B兩球都靜止不動(dòng)，A、B兩小球的質(zhì)量相等，重力加速度為g，若不計(jì)彈簧質(zhì)量，在水平細(xì)線被剪斷瞬間，A、B兩球的加速度分別為(D)A．a(chǎn)A＝aB＝g B．a(chǎn)A＝2g，aB＝0C．a(chǎn)A＝eq\r(3)g，aB＝0 D．a(chǎn)A＝2eq\r(3)g，aB＝0解析：水平細(xì)線被剪斷前對(duì)A、B進(jìn)行受力分析如圖，靜止時(shí)，F(xiàn)T＝Fsin60°，F(xiàn)cos60°＝mAg＋F1，F(xiàn)1＝mBg，且mA＝mB水平細(xì)線被剪斷瞬間，F(xiàn)T消失，其他各力不變，所以aA＝eq\f(FT,mA)＝2eq\r(3)g，aB＝0，故選D.二、多項(xiàng)選擇題7．如圖所示，質(zhì)量為3kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上面，質(zhì)量為2kg的物體B用細(xì)線懸掛，A、B間相互接觸但無壓力．取g＝10m/s2.某時(shí)刻將細(xì)線剪斷，則細(xì)線剪斷瞬間(AC)A．B對(duì)A的壓力大小為12NB．彈簧彈力大小為20NC．B的加速度大小為4m/s2D．A的加速度為零解析：剪斷細(xì)線前，A、B間無壓力，則彈簧的彈力F＝mAg＝30N，剪斷細(xì)線的瞬間，彈簧彈力不變，對(duì)A、B整體分析，整體加速度：a＝eq\f(mA＋mBg－F,mA＋mB)＝eq\f(3＋2×10－30,3＋2)m/s2＝4m/s2隔離對(duì)B分析有：mBg－FN＝mBa，解得：FN＝(20－2×4)N＝12N，由牛頓第三定律知B對(duì)A的壓力為12N，故A、C正確，B、D錯(cuò)誤．8．機(jī)場(chǎng)使用的貨物安檢裝置如圖所示，繃緊的傳送帶始終保持v＝1m/s的恒定速率運(yùn)動(dòng)，AB為傳送帶水平部分且長(zhǎng)度L＝2m，現(xiàn)有一質(zhì)量為m＝1kg的背包(可視為質(zhì)點(diǎn))無初速度地放在水平傳送帶的A端，可從B端沿斜面滑到地面．已知背包與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，g＝10m/s2，下列說法正確的是(AD)A．背包從A運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間為2.1sB．背包從A運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間為2.3sC．背包與傳送帶之間的相對(duì)位移為0.3mD．背包與傳送帶之間的相對(duì)位移為0.1m解析：背包在水平傳送帶上由滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生加速度，由牛頓第二定律得μmg＝ma，得a＝5m/s2，背包達(dá)到傳送帶的速度v＝1m/s所用時(shí)間t1＝eq\f(v,a)＝0.2s，此過程背包對(duì)地位移x1＝eq\f(v,2)t1＝eq\f(1,2)×0.2m＝0.1m<L＝2m，所以共速后背包與傳送帶相對(duì)靜止，沒有相對(duì)位移，所以背包對(duì)于傳送帶的相對(duì)位移為Δx＝vt1－x1＝(1×0.2－0.1)m＝0.1m，背包勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝eq\f(L－x1,v)＝eq\f(2－0.1,1)s＝1.9s，所以背包從A運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間為：t＝t1＋t2＝2.1s，故選A、D.9．如圖所示，a、b、c是三個(gè)質(zhì)量均為m的物塊，物塊a、b通過水平輕繩相連后放在水平地面上，物塊c放在b上．現(xiàn)用水平拉力F作用于a，使三個(gè)物塊一起水平向右勻速運(yùn)動(dòng)．各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度大小為g.下列說法正確的是(ACD)A．該水平拉力大于輕繩中的張力B．物塊c受到的摩擦力大小為μmgC．當(dāng)該水平拉力F增大為原來的1.5倍時(shí)，物塊c受到的摩擦力大小為0.5μmgD．剪斷輕繩后，在物塊b向右運(yùn)動(dòng)的過程中，物塊c受到的摩擦力大小為μmg解析：對(duì)勻速運(yùn)動(dòng)的整體，由平衡條件得F＝3μmg，同理對(duì)b和c，輕繩中的張力FT＝2μmg，則F>FT，對(duì)c，摩擦力為0，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)該水平拉力F增大為原來的1.5倍時(shí)，對(duì)三物塊組成的整體，有1.5F－3μmg＝3ma，則a＝0.5μg，此時(shí)對(duì)c，摩擦力f1＝ma＝0.5μmg，選項(xiàng)C正確；剪斷輕繩后，在物塊b向右運(yùn)動(dòng)的過程中，對(duì)b、c整體，加速度a′＝eq\f(2μmg,2m)＝μg，對(duì)c，摩擦力f2＝ma′＝μmg，選項(xiàng)D正確．10．如圖所示，傾角為θ的斜面體C置于粗糙水平桌面上，物塊B置于斜面上，B通過細(xì)繩跨過固定于桌面邊緣的光滑的定滑輪與物塊A相連，連接B的一段細(xì)繩與斜面平行．已知B與C間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝tanθ，A、B的質(zhì)量均為m，重力加速度為g.現(xiàn)將B由靜止釋放，則在B下滑至斜面底端之前且A尚未落地的過程中，下列說法正確的是(AD)A．物塊B一定勻加速下滑B．物塊B的加速度大小為gC．水平桌面對(duì)C的摩擦力方向水平向左D．水平桌面對(duì)C的支持力與B、C的總重力大小相等解析：A、B兩物塊的加速度大小相等，由牛頓第二定律，對(duì)物塊A，有mg－FT＝ma，對(duì)物體B，有FT＋mgsinθ－μmgcosθ＝ma，又知μ＝tanθ，聯(lián)立解得加速度a＝eq\f(g,2)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；對(duì)B，因μ＝tanθ，支持力和摩擦力的合力豎直向上，則B對(duì)C的壓力和摩擦力的合力豎直向下，對(duì)C，由平衡條件得，水平桌面對(duì)C的摩擦力為0，支持力FN＝(m＋mC)g，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．三、計(jì)算題11．如圖所示，在水平桌面上放置一質(zhì)量為M且足夠長(zhǎng)的木板，木板上再疊放一質(zhì)量為m的滑塊，木板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，開始時(shí)滑塊與木板均靜止．今在木板上施加一水平拉力F，它隨時(shí)間t的變化關(guān)系為F＝kt，k為已知的比例系數(shù)．假設(shè)滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力，求滑塊剛好開始在木板上滑動(dòng)時(shí)，(1)拉力作用的時(shí)間．(2)木板的速度．答案：(1)eq\f(μ1＋μ2M＋mg,k)(2)(M＋m)eq\f(μ\o\al(2,2)g2,2k)解析：(1)滑塊剛好開始在木板上滑動(dòng)時(shí)，滑塊與木板的靜摩擦力達(dá)到最大，根據(jù)牛頓第二定律得：對(duì)滑塊：μ2mg＝ma解得：a＝μ2g對(duì)滑塊和木板構(gòu)成的系統(tǒng)：kt2－μ1(M＋m)g＝(M＋m)a聯(lián)立解得：t2＝eq\f(μ1＋μ2M＋mg,k)(2)木板剛開始滑動(dòng)時(shí)：μ1(M＋m)g＝kt1此后滑塊隨木板一起運(yùn)動(dòng)，直至兩者發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，在這個(gè)過程中，拉力的沖量為圖中陰影部分的面積．由動(dòng)量定理得：I－μ1(M＋m)g(t2－t1)＝(M＋m)v，聯(lián)立解得：v＝(M＋m)eq\f(μ\o\al(2,2)g2,2k)12．如圖，一輛汽車在平直公路上勻加速行駛，前擋風(fēng)玻璃上距下沿s處有一片質(zhì)量為m的樹葉相對(duì)于玻璃不動(dòng)，擋風(fēng)玻璃可視為傾角θ＝45°的斜面．當(dāng)車速達(dá)到v0時(shí)，樹葉剛要向上滑動(dòng)，汽車立即改做勻速直線運(yùn)動(dòng)，樹葉開始下滑，經(jīng)過時(shí)間t滑到玻璃的下沿．樹葉在運(yùn)動(dòng)中受到空氣阻力，其大小F＝kv(v為車速，k為常數(shù))，方向與車運(yùn)動(dòng)方向相反．若最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g，求：(1)樹葉在玻璃表面運(yùn)動(dòng)的加速度大小a′；(2)樹葉與玻璃表面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(3)汽車在勻加速運(yùn)動(dòng)階段的加速度大小a.答案：(1)eq\f(2s,t2)(2)eq\f(mg－kv0t2－2\r(2)ms,mg＋kv0t2)(3)eq\f(mgt2－\r(2)ms,kv0t2＋\r(2)ms)g－eq\f(kv0,m)解析：(1)根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有s＝eq\f(1,2)a′t2解得a′＝eq\f(2s,t2).(2)設(shè)汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，樹葉受到擋風(fēng)玻璃的支持力為N，樹葉受到的空氣阻力為F，樹葉受到的滑動(dòng)摩擦力為fF＝kv0f＝μN(yùn)N＝mgcos