2025年高考二輪復(fù)習物理專題分層突破練2　力與直線運動2

專題分層突破練2力與直線運動選擇題:每小題6分,共48分基礎(chǔ)鞏固1.(2024新課標卷)一質(zhì)點做直線運動,下列描述其位移s或速度v隨時間t變化的圖像中,可能正確的是()ABCD答案C解析本題考查位移圖像和速度圖像的理解。位移圖像代表位移隨時間的變化關(guān)系,速度圖像代表速度隨時間的變化關(guān)系,在同一時刻,只能有1個位移值或速度值,選項C正確,A、B、D錯誤。2.(2024廣東一模)某同學將吹風機的出風口豎直向上,打開吹風機后用手捏住一個乒乓球移到出風口正上方,松開手后乒乓球在風力的推動下獲得一定的初速度,隨后關(guān)閉吹風機,乒乓球先豎直向上運動,到達最高點后再豎直下落。若上述過程中乒乓球受到的空氣阻力大小恒定,取豎直向上為正方向,則關(guān)閉吹風機后,乒乓球的速度v和加速度a隨時間t變化的圖像可能正確的是()答案B解析乒乓球具有豎直向上的初速度,關(guān)閉吹風機后,乒乓球受到豎直向下的重力和阻力,大小恒定,根據(jù)牛頓第二定律有mg+f=ma1,乒乓球先向上做勻減速直線運動,到最高點時速度為零,之后乒乓球加速下落,阻力方向變?yōu)樨Q直向上,根據(jù)牛頓第二定律有mgf=ma2,比較可得a2<a1,a2與a1方向均豎直向下,取負值,故A錯誤,B正確;乒乓球向上運動的加速度大小和向下運動的加速度大小不相等,所以vt圖像的斜率不相等,故C、D錯誤。3.(2024廣東階段練習)如圖所示,一滑翔傘沿直線朝斜向下方向做勻加速直線運動。若空氣對滑翔傘和飛行人員的作用力為F,則此過程中F的方向可能是()答案A解析滑翔傘沿直線朝斜向下方向做勻加速直線運動,則F與G的合力方向與v同向,故A符合題意,B、C、D不符合題意。4.(2024廣西卷)讓質(zhì)量為1kg的石塊P1從足夠高處自由下落,P1在下落的第1s末速度大小為v1。再將P1和質(zhì)量為2kg的石塊綁為一個整體P2,使P2從原高度自由下落,P2在下落的第1s末速度大小為v2,g取10m/s2,則()A.v1=5m/s B.v1=10m/sC.v2=15m/s D.v2=30m/s答案B解析P1與P2釋放之后均做自由落體運動,v1=v2=gt=10m/s,選項B正確。5.(多選)(2024廣東揭陽階段練習)乘坐空中纜車飽覽大自然的美景是旅游者絕妙的選擇。某一纜車沿著坡度為30°的山坡以加速度a上行,如圖所示。在纜車中放一個與山坡表面平行的斜面,斜面上放一個質(zhì)量為m的小物塊,小物塊相對斜面靜止。則下列說法正確的是()A.小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向上B.小物塊受到的摩擦力方向平行斜面向下C.小物塊受到的靜摩擦力為12mgD.小物塊受到的靜摩擦力為12答案AD解析小物塊以加速度a上行,合力方向與加速度方向相同,設(shè)加速度方向為正方向,由牛頓第二定律可知,沿斜面方向有fmgsin30°=ma,解得f=12mg+ma,摩擦力方向平行斜面向上,故選AD6.(多選)(2024陜西榆林一模)甲、乙兩玩具小車在相鄰兩直道(可視為在同一直道)上行駛,它們運動的位移s隨時間t變化的關(guān)系如圖所示。已知乙車做勻變速直線運動,其圖線與t軸相切于10s處。下列說法正確的是()A.甲、乙的運動方向相反B.乙的加速度大小為1.6m/s2C.甲、乙相遇時,甲的速度大于乙的速度D.甲經(jīng)過20s到達乙的出發(fā)點s0處答案AD解析由圖可知甲向正方向運動,乙向負方向運動,故A正確;由圖可知,乙做減速運動,10s末速度為零,根據(jù)逆向思維有s1=12at12,即t1=5s時,乙的位移大小為30m,可得a=2.4m/s2,故B錯誤;甲、乙相遇時,甲的速度大小v1=s2t2=6m/s,乙的速度大小v2=at1=2.4×5m/s=12m/s,故C錯誤;甲到達乙的出發(fā)點s0處時,用時t3=127.(多選)(2024廣東汕頭二模)如圖所示,球筒中靜置著一個羽毛球。小明左手拿著球筒,右手迅速拍打筒的上端,使筒獲得向下的初速度并與左手發(fā)生相對運動,最后羽毛球(視為質(zhì)點)從筒口上端出來。已知球筒質(zhì)量為m0=90g(不含球的質(zhì)量),羽毛球質(zhì)量為m=5g,球筒與手之間的滑動摩擦力為f1=2.6N,球與筒之間的滑動摩擦力為f2=0.1N,球頭離筒的上端距離為d=9cm,重力加速度g取10m/s2,空氣阻力忽略不計,則()A.靜置時,羽毛球受到的摩擦力為0.1NB.拍打球筒后瞬間,羽毛球受到向上的摩擦力C.拍打球筒后瞬間,羽毛球的加速度為30m/s2D.僅拍打一次,羽毛球恰能出來,則筒的初速度為3m/s答案CD解析靜置時,根據(jù)平衡條件有f=mg=5×103×10N=0.05N,故A錯誤;拍打球筒后瞬間,球筒相對羽毛球向下運動,則羽毛球給球筒的摩擦力向上,根據(jù)牛頓第三定律可知,球筒給羽毛球的摩擦力向下,故B錯誤;拍打球筒后瞬間,對羽毛球由牛頓第二定律有mg+f2=ma1,解得a1=30m/s2,故C正確;僅拍打一次,羽毛球恰能出來,則羽毛球到達筒的上端時,與球筒恰好達到共速,設(shè)球筒的加速度為a2,筒的初速度為v,則對球筒由牛頓第二定律有f1+f2m0g=m0a2,解得a2=20m/s2,球筒做勻減速運動,羽毛球做勻加速運動,有va2t=a1t,vt12a2t212a1t2=d,代入數(shù)據(jù)解得v=3m/s,故綜合提升8.如圖所示,彈簧下端固定,上端自由伸長到O點,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A后恰能返回到O點,物塊與斜面間動摩擦因數(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.物塊下滑過程中速度最大的位置和上滑過程中速度最大的位置相同D.物塊從B到A的過程中加速度方向會發(fā)生變化答案D解析物塊從上方B處由靜止釋放向下運動,說明mgsinθ>μmgcosθ,到達O點后,物塊繼續(xù)向下運動壓縮彈簧,當重力沿斜面向下的分力等于滑動摩擦力與彈簧彈力之和時,加速度為0,此位置并不在O點,應(yīng)在O點與A點之間的某點,接著彈力繼續(xù)增大,物塊向下減速運動,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錯誤,D正確;物塊下滑過程中速度最大時,有kx1+μmgcosθ=mgsinθ,物塊上滑過程中速度最大時,有mgsinθ+μmgcosθ=kx2,由此可知,彈簧的壓縮量不同,即物塊下滑過程中速度最大的位置和上滑過程中速度最大的位置不相同,故C錯誤。9.(10分)(2024全國甲卷)為搶救病人,一輛救護車緊急出發(fā),鳴著笛沿水平直路從t=0時由靜止開始做勻加速運動,加速度大小a=2m/s2,在t1=10s時停止加速開始做勻速運動,之后某時刻救護車停止鳴笛,t2=41s時在救護車出發(fā)處的人聽到救護車發(fā)出的最后的鳴笛聲。已知聲速v0=340m/s。(1)求救護車勻速運動時的速度大小。(2)求在停止鳴笛時救護車距出發(fā)處的距離。答案(1)20m/s(2)680m解析(1)根據(jù)勻變速運動速度公式v=at1可得救護車勻速運動時的速度大小v=2×10m/s=20m/s。(2)救護車加速運動過程中的位移s1=12at1設(shè)在t3時刻停止鳴笛,根據(jù)題意可得v(t3-停止鳴笛時救護車距出發(fā)處的距離s=s1+v(t3t1)代入數(shù)據(jù)并聯(lián)立解得s=680m。10.(12分)(2024廣東深圳高三期中)鋼架雪車比賽的一段賽道如圖甲所示,長12m的水平直道AB與長20m的傾斜直道BC在B點平滑連接,斜道BC與水平面的夾角為15°。運動員從A點由靜止出發(fā),推著雪車勻加速到B點時速度大小為8m/s,緊接著快速俯臥到車上沿BC勻加速下滑(如圖乙所示),到C點共用時5s。若雪車(包括運動員)可視為質(zhì)點,且始終在冰面上運動,其總質(zhì)量為110kg,sin15°=0.26,g取10m/s2,求:(1)雪車(包括運動員)在水平直道AB上的加速度大小和運動時間;(2)雪車過C點的速度大小;(3)雪車在傾斜直道BC上運動時受到的阻力大小。答案(1)83m/s2(2)12m/s(3)66N解析(1)設(shè)雪車在水平直道AB上的加速度大小為a1,根據(jù)位移速度公式可得2a1sAB=v解得a1=vB22sAB=82在AB上運動的時間為t1=vBa1=3(2)從B點到C點,根據(jù)勻變速直線運動位移時間公式可得sBC=vBt2+12a2其中t2=5st1=2s聯(lián)立解得a2=2m/s2過C點的速度大小為vC=vB+a2t2=12m/s。(3)設(shè)雪車在傾斜直道BC上運動時受到的阻力大小為f,根據(jù)牛頓第二定律可得mgsin15°f=ma2解得f=66N。11.(14分)(2024廣東廣州高三開學考試)如圖所示,單人雙槳賽艇比賽中,運動員用雙槳同步劃水使賽艇沿直線運動。運動員每次動作分為劃水和空中運槳兩個階段,假設(shè)劃水和空中運槳用時均為0.8s,賽艇(含運動員、雙槳)質(zhì)量為70kg,受到的阻力恒定,劃水時雙槳產(chǎn)生的動力大小為賽艇所受阻力的2倍,某時刻雙槳剛?cè)胨畷r賽艇的速度大小為4m/s,運動員緊接著完成1次動作,此過程賽艇前進8m,求:(1)劃水和空中運槳兩階段賽艇的加速度大小之比;(2)賽艇的最大速度大小和此過程中阻力對賽艇做的功。答案(1)1∶1(2)6m/s1400J解析(1)根據(jù)題意,設(shè)賽艇受到的阻力大小為f,劃水時雙槳產(chǎn)生的動力為F,劃水和空中運槳階段的加速度大小分別為a1、a2,由牛頓第二定律,劃水時有Ff=ma1空中運槳時f=ma2依題意有F=2f聯(lián)立解得a1∶a2=1∶1。(2)由以上分析可知,賽艇勻加速和勻減速前進時加速度大小相等,則加速結(jié)束時速度達到最大,有vm=v0+a1t劃水時s1=v0t+12a1t運槳時s2=vmt12a2t又有s=s1+s2=8m,Wf=fs聯(lián)立解得vm=6m/s,Wf=1400J。12.(16分)(2024廣東惠州高三期中)快遞物流已經(jīng)深入我們的生活,準確迅速分揀是一個重要環(huán)節(jié)。圖甲是快遞分揀傳送裝置,它由兩臺傳送機組成,一臺水平傳送,另一臺傾斜傳送,圖乙是該裝置示意圖,CD部分傾角θ=37°,B、C間距離忽略不計。已知水平傳送帶以v=4m/s的速率順時針轉(zhuǎn)動。把一個可視為質(zhì)點的貨物無初速度放在A端,圖丙為水平傳送帶AB段數(shù)控設(shè)備記錄的貨物的運動圖像,t1=1.3s時貨物剛好到達B端,且速率不變滑上C端。已知貨物與兩段傳送帶間的動摩擦因數(shù)相同,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)求水平傳送帶AB的長度LAB及貨物與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ。(2)若分揀過程中該貨物里有瓶顏料破損了,在傳送帶上留下了一道痕跡,工作人員發(fā)現(xiàn)后在B處將其拿走,求痕跡的長度s。(3)若CD段的長度為LCD=2.6m,則CD部分傳送帶速度至少為多少,快遞員才能在D端取到貨物。答案(1)3.6m0.5(2)1.6m(3)3m/s解析(1)水平傳送帶AB的長度為LAB=12×(0.5+1.3)×4m=3.6由圖像可知,物體的加速度為a=40.8m/