高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)二輪用書物理(新高考)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組基礎(chǔ)鞏固練1.(2023浙江衢州模擬)北京冬奧會(huì)速滑館內(nèi)裝有獵豹超高速4K軌道攝像機(jī),讓犯規(guī)無(wú)處遁形。某次速度滑冰比賽中,攝像機(jī)和運(yùn)動(dòng)員的水平位移x隨時(shí)間t變化的圖像分別如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()A.攝像機(jī)做直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)員做曲線運(yùn)動(dòng)B.0~t1時(shí)間內(nèi)攝像機(jī)在前,t1~t2時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)員在前C.0~t2時(shí)間內(nèi)攝像機(jī)與運(yùn)動(dòng)員的平均速度相同D.0~t2時(shí)間內(nèi)任一時(shí)刻攝像機(jī)的速度都大于運(yùn)動(dòng)員的速度2.如圖所示,甲、乙兩輛汽車并排沿平直路面向前行駛,兩車車頂O1、O2兩位置都裝有藍(lán)牙設(shè)備,這兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備在5m以內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)通信。t=0時(shí)刻,甲、乙兩車剛好位于圖示位置,此時(shí)甲車的速度為5m/s,乙車的速度為2m/s,O1、O2的距離為3m。從該時(shí)刻起甲車以1m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至停下,乙車保持原有速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。忽略信號(hào)傳遞時(shí)間,從t=0時(shí)刻起,甲、乙兩車能利用藍(lán)牙通信的時(shí)間為()A.2.00s B.4.75sC.6.00s D.6.25s3.(2023河南安陽(yáng)模擬)很多智能手機(jī)都有加速度傳感器,能通過(guò)圖像顯示加速度情況,用手掌托著智能手機(jī),打開(kāi)加速度傳感器,把手機(jī)向上拋出,然后又在拋出點(diǎn)接住手機(jī),得到如圖所示的加速度隨時(shí)間變化的圖像,圖中t1=0.38s,t2=0.55s,t3=0.66s,t4=1.26s,重力加速度g取10m/s2,由此可判斷出()A.t1時(shí)刻手機(jī)的速度最大B.t2時(shí)刻手機(jī)離開(kāi)手掌C.t3時(shí)刻手機(jī)處于超重狀態(tài)D.手機(jī)離開(kāi)手掌后上升的高度為0.45m4.(2023全國(guó)乙卷)一同學(xué)將排球自O(shè)點(diǎn)墊起,排球豎直向上運(yùn)動(dòng),隨后下落回到O點(diǎn)。設(shè)排球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻力大小和速度大小成正比,則該排球()A.上升時(shí)間等于下落時(shí)間B.被墊起后瞬間的速度最大C.達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)加速度為零D.下落過(guò)程中做勻加速運(yùn)動(dòng)5.(2023山東日照模擬)如圖所示,質(zhì)量為2kg的物體A靜止于豎直的輕彈簧上,質(zhì)量為2kg的物體B用細(xì)線懸掛,A、B間相互接觸但無(wú)壓力,重力加速度g取10m/s2。某時(shí)刻將細(xì)線剪斷,則細(xì)線剪斷瞬間()A.彈簧的彈力大小為40NB.A的加速度為零C.B對(duì)A的壓力大小為20ND.B的加速度大小為5m/s26.(2023江蘇高郵模擬)如圖所示,彈簧下端固定,上端自由伸長(zhǎng)到O點(diǎn),將質(zhì)量為m的物塊從上方B處由靜止釋放,物塊壓縮彈簧至最低點(diǎn)A后恰能返回到O點(diǎn),物塊與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同,則()A.物塊從B到O加速,從O到A減速B.物塊從B到O加速度恒定,從O到A加速度減小C.物塊下滑過(guò)程中速度最大的位置和上滑過(guò)程中速度最大的位置相同D.物塊從B到A的過(guò)程中加速度方向會(huì)發(fā)生變化7.(2023湖南長(zhǎng)沙模擬)如圖所示,在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)的木板,其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等?，F(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力F=kt(k是常數(shù)),木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2。下列反映a1和a2變化的圖線正確的是()B組素能提升練8.(多選)(2023湖北卷)t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P從原點(diǎn)由靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng),其加速度a隨時(shí)間t按圖示的正弦曲線變化,周期為2t0。在0~3t0時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法正確的是()A.t=2t0時(shí),P回到原點(diǎn)B.t=2t0時(shí),P的運(yùn)動(dòng)速度最小C.t=t0時(shí),P到原點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)D.t=32t0時(shí),P的運(yùn)動(dòng)速度與t=12t9.(2023四川巴中模擬)越來(lái)越多的人喜歡挑戰(zhàn)極限,如圖是兩位“勇士”參與溜索活動(dòng),兩傾斜的鋼索分別套有M、N兩個(gè)滑輪(滑輪與鋼索之間有可調(diào)節(jié)的制動(dòng)片),兩滑輪上用安全帶系著兩位“勇士”,當(dāng)他們都沿鋼索向下滑動(dòng)時(shí),M上的安全帶與鋼索垂直,N上的安全帶始終豎直向下,則以下判斷正確的是()A.滑輪M與鋼索之間有摩擦力B.滑輪N與鋼索之間無(wú)摩擦力C.系在滑輪M上的“勇士”做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.系在滑輪N上的“勇士”做勻速直線運(yùn)動(dòng)10.(多選)如圖所示,質(zhì)量為m=1.0kg的長(zhǎng)方體物塊B放置在粗糙的水平地面上,右側(cè)中心點(diǎn)位置固定一個(gè)輕質(zhì)滑輪。一根不可伸長(zhǎng)的輕繩一端通過(guò)滑輪與質(zhì)量為m=1.0kg、表面光滑的滑塊A相連,另一端固定在墻壁上,輕質(zhì)滑輪與墻壁之間的輕繩始終保持水平,滑塊A剛好與物塊B的右側(cè)相接觸且能豎直下滑?，F(xiàn)讓滑塊A由靜止釋放,已知重力加速度大小g取10m/s2,物塊B與粗糙水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=29。則在滑塊A下滑的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(A.長(zhǎng)方體物塊B的加速度大小為2m/s2B.滑塊A的加速度大小為2m/s2C.水平輕繩的拉力大小為10ND.長(zhǎng)方體物塊B對(duì)滑塊A的支持力大小為2N11.(2023遼寧葫蘆島模擬)如圖甲所示,有一塊木板靜止在足夠長(zhǎng)的粗糙水平面上,木板的質(zhì)量為m0=4kg,長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.4m;木板右端放一小滑塊,小滑塊的質(zhì)量為m=1kg,可視為質(zhì)點(diǎn)?，F(xiàn)用水平恒力F作用在木板右端,恒力F取不同數(shù)值時(shí),小滑塊和木板的加速度分別對(duì)應(yīng)不同數(shù)值,兩者的a-F圖像如圖乙所示,g取10m/s2。(1)求小滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1以及木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2。(2)若水平恒力F=27.8N,且始終作用在木板上,當(dāng)小滑塊從木板上滑落時(shí),經(jīng)歷的時(shí)間為多長(zhǎng)?12.(2023浙江聯(lián)考)交規(guī)規(guī)定:“在沒(méi)有信號(hào)燈的路口,一旦行人走上人行道,機(jī)動(dòng)車車頭便不能越過(guò)停止線”。如圖甲所示,一長(zhǎng)度為D=5m的卡車以v0=36km/h的初速度向左行駛,車頭距人行道距離為L(zhǎng)1=40m,人行道寬度為L(zhǎng)2=5m。同時(shí),一距離路口L3=3m的行人以v1=1m/s的速度勻速走向長(zhǎng)度為L(zhǎng)4=9m的人行道。圖乙為卡車的側(cè)視圖,車上的貨物可視為質(zhì)點(diǎn),貨物與車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4,貨物距離車頭、車尾的間距分別為d1=2.5m、d2=1.5m。重力加速度g取10m/s2。甲乙(1)當(dāng)司機(jī)發(fā)現(xiàn)行人在圖示位置時(shí)立即加速且以后加速度恒定,要保證卡車整體穿過(guò)人行道時(shí),人還沒(méi)有走上人行道,求卡車加速度的最小值。(2)如果司機(jī)以第(1)問(wèn)的最小加速度加速,且穿過(guò)人行道后立即勻速,通過(guò)計(jì)算說(shuō)明貨物是否會(huì)掉下來(lái)。(3)當(dāng)司機(jī)發(fā)現(xiàn)行人在圖示位置時(shí)立即減速且以后加速度恒定,要保證不違反交規(guī),且貨物不撞到車頭,求卡車剎車時(shí)加速度大小需要滿足的條件。

專題分層突破練2力與直線運(yùn)動(dòng)1.C攝像機(jī)做直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)員也做直線運(yùn)動(dòng),A錯(cuò)誤;0~t1時(shí)間內(nèi)攝像機(jī)在前,t1~t2時(shí)間內(nèi)攝像機(jī)也在前,B錯(cuò)誤;0~t2時(shí)間內(nèi)攝像機(jī)與運(yùn)動(dòng)員的位移相同,根據(jù)v=xt可知,攝像機(jī)與運(yùn)動(dòng)員的平均速度相同,C正確;x-t圖像的斜率表示速度,0~t2時(shí)間內(nèi)并不是任一時(shí)刻攝像機(jī)的速度都大于運(yùn)動(dòng)員的速度,D2.D根據(jù)幾何知識(shí)可知,當(dāng)甲車在乙車前方且O1、O2間的距離為5m時(shí),有x甲-x乙=4m,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有x甲=v甲t-12at2,x乙=v乙t,解得t1=2s,t2=4s;因?yàn)榧总囎鰟驕p速直線運(yùn)動(dòng)而乙車做勻速運(yùn)動(dòng),所以兩車之間的距離先增大后減小,當(dāng)0<t<2s時(shí),O1、O2間的距離小于5m;2s<t<4s時(shí),O1、O2間的距離大于5m。t=t2=4s時(shí),甲車的速度為v甲1=v甲-at2=1m/s<v乙,所以t=4s之后,甲、乙兩車的距離不斷減小,且甲車能夠繼續(xù)行駛的距離為x甲1=v甲122a=0.5m,根據(jù)幾何關(guān)系可知,從t=4s開(kāi)始到乙車行駛至甲車前方4m的過(guò)程中,O1、O2間的距離小于5m,這段過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間為t'=2×4m+0.5mv乙=4.25s,所以甲、乙兩車能利用藍(lán)牙通信的時(shí)間為t總=2s+4.3.Dt1時(shí)刻手機(jī)的加速度最大,方向向上,與速度方向相同,手機(jī)向上加速,則速度不是最大,故A錯(cuò)誤;t2時(shí)刻,手機(jī)的加速度為0,所受合力為0,則不可能離開(kāi)手掌,故B錯(cuò)誤;t3時(shí)刻,手機(jī)的加速度方向向下,處于失重狀態(tài),故C錯(cuò)誤;手機(jī)在t3=0.66s離開(kāi)手掌后做豎直上拋運(yùn)動(dòng),t4=1.26s被接住,則上升高度h=12gt2=12×10×1.26-0.6624.B在上升階段,初始時(shí)刻速度最大,對(duì)排球受力分析,受到重力和向下的阻力(變力),根據(jù)牛頓第二定律得mg+kv=ma,物體做加速度減小的變減速運(yùn)動(dòng),在最高點(diǎn)時(shí)速度為零,受重力,加速度不為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。下降階段,重力方向向下,阻力(變力)方向向上,合力是向下的,根據(jù)牛頓第二定律得mg-kv'=ma',物體做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。最終回到出發(fā)點(diǎn),上升階段的逆過(guò)程為初速度為0、加速度增大的變加速運(yùn)動(dòng),與下降階段相比,兩個(gè)階段位移的大小相同,加速度不同,時(shí)間不同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。全過(guò)程有阻力做功,初始時(shí)刻速度最大,選項(xiàng)B正確。5.D原來(lái)A處于平衡狀態(tài),細(xì)線剪斷瞬間,彈簧的彈力不會(huì)發(fā)生突變,仍有FT=mAg=20N,故A錯(cuò)誤;細(xì)線剪斷瞬間,A、B一起加速下降,由于原來(lái)A平衡,故整體受到的合力等于B的重力,由牛頓第二定律可得mBg=(mA+mB)a,解得A、B共同的加速度a=5m/s2,故B錯(cuò)誤,D正確;對(duì)B由牛頓第二定律可得mBg-FN=mBa,解得B受到A的支持力為FN=10N,由牛頓第三定律可知,B對(duì)A的壓力大小為10N,故C錯(cuò)誤。6.D物塊從上方B處由靜止釋放向下運(yùn)動(dòng),說(shuō)明mgsinθ>μmgcosθ,到達(dá)O點(diǎn)后,物塊繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧,當(dāng)重力沿斜面向下的分力等于滑動(dòng)摩擦力與彈簧彈力之和時(shí),加速度為0,此位置并不在O點(diǎn),應(yīng)在O點(diǎn)與A點(diǎn)之間的某點(diǎn),接著彈力繼續(xù)增大,物塊向下減速運(yùn)動(dòng),則物塊從B到O加速度恒定,從O到A加速度先減小后反向增大,故A、B錯(cuò)誤,D正確;物塊下滑過(guò)程中速度最大時(shí),有kx1+μmgcosθ=mgsinθ,物塊上滑過(guò)程中速度最大時(shí),有mgsinθ+μmgcosθ=kx2,由此可知,彈簧的壓縮量不同,即物塊下滑過(guò)程中速度最大的位置和上滑過(guò)程中速度最大的位置不相同,故C錯(cuò)誤。7.A當(dāng)F比較小時(shí),木板和木塊相對(duì)靜止,加速度相同,根據(jù)牛頓第二定律得a=Fm1+m2=ktm1+m2,a∝t。當(dāng)F比較大時(shí),木板和木塊相對(duì)滑動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律,對(duì)木板有a1=μm2gm1,μ、m1、m2都一定,則a1一定;對(duì)木塊有a2=F-μm2gm2=km28.BDΔv=aΔt,圖像的面積表示速度變化量,P在0~t0內(nèi),Δv為正值,表示P沿正方向做加速度先增加后減小的加速運(yùn)動(dòng),t0~2t0內(nèi),加速度和速度反向,0~2t0內(nèi)圖像面積為0,表示Δv=0,在2t0時(shí)刻速度為0,在此之前,速度方向一直沿正方向,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確。由于0~3t0內(nèi),速度方向一直沿正方向,在3t0時(shí)刻P到原點(diǎn)的距離最遠(yuǎn),選項(xiàng)C錯(cuò)誤。t02~3t02內(nèi),圖像的面積為0,則Δv=0,9.D滑輪M對(duì)應(yīng)的安全帶的彈力方向傾斜,對(duì)該“勇士”受力分析,如圖所示,由牛頓第二定律得加速度大小為a=mgsinθm=gsinθ,則滑輪M及系在其上的“勇士”做勻加速運(yùn)動(dòng),對(duì)整體受力分析,有m總gsinθ-Ff=m總a,解得Ff=0,即滑輪M與鋼索之間沒(méi)有摩擦力,故A、C錯(cuò)誤;滑輪N對(duì)應(yīng)的安全帶的彈力為豎直方向,可知系在滑輪N上的“勇士”所受合力為零,做勻速直線運(yùn)動(dòng),則滑輪N受到沿鋼索向上的摩擦力,故B10.AD設(shè)水平輕繩的拉力大小為F,長(zhǎng)方體物塊B對(duì)滑塊A的支持力大小為FN,長(zhǎng)方體物塊B的加速度大小為a,滑塊A下降的加速度與物塊B向右運(yùn)動(dòng)的加速度大小相等,由牛頓第二定律得,對(duì)A在豎直方向上mg-F=ma,滑塊A在水平方向上與物塊B有共同的加速度,由牛頓第二定律有FN=ma,對(duì)物塊B在水平方向上,由牛頓第二定律得F-μ(mg+F)-FN'=ma,又FN=FN',解得a=2m/s2,F=8N,FN=2N,故長(zhǎng)方體物塊B的加速度大小為2m/s2,水平輕繩的拉力大小為8N,長(zhǎng)方體物塊B對(duì)滑塊A的支持力大小為2N,故A、D正確,C錯(cuò)誤;滑塊A的加速度大小為aA=a2+a2=22m/s211.答案(1)0.40.1(2)2s解析(1)由題圖乙可知,當(dāng)恒力F>25N時(shí),小滑塊與木板將出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng),以小滑塊為研究對(duì)象根據(jù)牛頓第二定律得μ1mg=ma1代入數(shù)據(jù)解得μ1=0.4以木板為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律有F-μ1mg-μ2(m+m0)g=m0a2則a2=1m0由題圖乙可得-μ1mg+μ2解得μ2=0.1。(2)設(shè)小滑塊在木板上滑動(dòng)的時(shí)間為t時(shí),小滑塊從木板上滑落,當(dāng)水平恒力F=27.8N時(shí),小滑塊的加速度為a1=μ1g=4m/s2小滑塊在時(shí)間t內(nèi)的位移為x1=12a1t木板的加速度為a2=F代入數(shù)據(jù)解得a2=4.7m/s2木板在時(shí)間t內(nèi)的位移為x2=12a2t由題可知,x2-x1=L聯(lián)立以上各式解得t=2s。12.答案(1)409m/s2(2)會(huì)掉下來(lái),(3)54m/s2≤a≤5m/s解析(1)人走上人行道的時(shí)間t1=L3v1=在3s末卡車剛好穿過(guò)人行道,加速度最小,設(shè)為a1有D+L1+L2=v0t1+12a1解得a1=409m/s2(2)卡車穿過(guò)人行道時(shí)的速度vm=v0+a1t1=10+409×3貨物的加速度a2=μg=4m/s2假設(shè)貨物沒(méi)掉下來(lái),貨物加速的時(shí)間為t2=vm-貨物的位移為x2=v0+vm2t卡車的位移為x1=(D+L1+L2)+vm(t2-t1)=5209所以貨物相對(duì)卡車向后運(yùn)