（全國(guó)通用）高三物理二輪復(fù)習(xí) 專題二 力與直線運(yùn)動(dòng)限時(shí)訓(xùn)練.docVIP

專題二 力與直線運(yùn)動(dòng)(限時(shí):45分鐘)【測(cè)控導(dǎo)航】考點(diǎn)題號(hào)(難易度)1.勻變速直線運(yùn)動(dòng)2(易)2.牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用3(易),4(易),7(中),11(中)3.運(yùn)動(dòng)圖像的應(yīng)用1(易)4.電磁場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)6(中)5.牛頓運(yùn)動(dòng)定律與圖像的綜合9(中),10(中),13(難)6.牛頓運(yùn)動(dòng)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(gè)選項(xiàng)中,第16題只有一項(xiàng)符合題目要求,第710題有多項(xiàng)符合題目要求)1.(2014全國(guó)新課標(biāo)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(shí)間內(nèi),它們的vt圖像如圖所示.在這段時(shí)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(duì)vt圖像分析可知,因甲車圖像與時(shí)間軸圍成的面積比乙車大,由此可知在0t1這段時(shí)間內(nèi),甲車的平均速度大于乙車的平均速度,故a項(xiàng)正確;若乙車在0t1這段時(shí)間內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng),平均速度要比v1+v22小,因此b項(xiàng)錯(cuò)誤;因甲車圖像與時(shí)間軸圍成的面積比乙車大,故由圖像面積的意義,可知c項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤.2.機(jī)動(dòng)車在高速公路上行駛,車速超過(guò)100 km/h時(shí),應(yīng)當(dāng)與同車道前車保持100 m以上的距離.從駕駛員看見(jiàn)某一情況到采取制動(dòng)動(dòng)作的時(shí)間里,汽車仍要?jiǎng)蛩偻ㄟ^(guò)一段距離(稱為反應(yīng)距離);從采取制動(dòng)動(dòng)作到車完全停止的時(shí)間里,汽車通過(guò)一段距離(稱為制動(dòng)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(dòng)距離的部分?jǐn)?shù)據(jù).如果駕駛員的反應(yīng)時(shí)間一定,路面情況相同(汽車制動(dòng)過(guò)程可視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)).分析表格可知,下列說(shuō)法不正確的是(d)速度(m/s)反應(yīng)距離(m)制動(dòng)距離(m)10152514xya.駕駛員的反應(yīng)時(shí)間為1.5 sb.汽車制動(dòng)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(shí)間里仍做勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)表格給出的數(shù)據(jù),當(dāng)初速度為10 m/s時(shí)反應(yīng)距離為15 m,可知人的反應(yīng)時(shí)間為1.5 s,所以當(dāng)汽車以14 m/s的初速度運(yùn)動(dòng)時(shí),其反應(yīng)距離x=(141.5)m=21 m,選項(xiàng)a正確,d錯(cuò)誤;汽車制動(dòng)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng),由于制動(dòng)阻力相同,故在不同初速度下制動(dòng)時(shí)的加速度相同,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(xiàng)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(xì)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(xì)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(xiàng)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(dòng)摩擦因數(shù)為=0.2,用水平恒力f拉動(dòng)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(duì)滑動(dòng)時(shí)有:f0-mg=ma0,mg=ma0,f0=12 n,a0=2 m/s2,當(dāng)ff0時(shí),am=amf0時(shí),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(huì)達(dá)到一個(gè)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(shuō)法正確的是(d)a.若測(cè)得小鐵球從釋放至達(dá)到收尾速度所用時(shí)間為t,則小鐵球下落的位移為vt2b.若測(cè)得小鐵球下落h時(shí)的加速度為a,則小鐵球此時(shí)的速度為2ahc.若測(cè)得某時(shí)小鐵球的加速度大小為a,則小鐵球此時(shí)受到的水的阻力為m(g+a) -fd.若測(cè)得小鐵球下落t時(shí)間,通過(guò)的位移為y,則該過(guò)程的平均速度一定為yt解析:因小鐵球做的是非勻變速運(yùn)動(dòng),故平均速度不等于v2,所以下落的位移不等于vt2,故選項(xiàng)a錯(cuò)誤;小鐵球下落的過(guò)程中加速度在變化,所以勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律不滿足,所以選項(xiàng)b錯(cuò)誤;當(dāng)小鐵球的加速度大小為a時(shí),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(xiàng)c錯(cuò)誤;若小鐵球下落t時(shí)間,通過(guò)的位移為y,根據(jù)平均速度的定義可得v=yt,故選項(xiàng)d正確.6.如圖所示,在粗糙的足夠長(zhǎng)的豎直木桿上套有一個(gè)帶正電小球,整個(gè)裝置處在有水平勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成的足夠大的復(fù)合場(chǎng)中,小球由靜止開(kāi)始下滑,在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,關(guān)于描述小球運(yùn)動(dòng)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(chǎng)力qe、水平向右的洛倫茲力qvb、向上的摩擦力ff,還有木桿對(duì)小球的水平方向的支持力fn,開(kāi)始時(shí),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(dāng)速度增加到一定的程度,qvb和qe相等,此時(shí)fn為零,ff為零,加速度為g,達(dá)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(dāng)ff與mg相等時(shí),豎直方向上的加速度為零,速度達(dá)到最大.所以選項(xiàng)c所示的vt圖像符合所分析的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.7.(2015全國(guó)新課標(biāo)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(dāng)機(jī)車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東行駛時(shí),連接某兩相鄰車廂的掛鉤p和q間的拉力大小為f;當(dāng)機(jī)車在西邊拉著車廂以大小為23a的加速度向西行駛時(shí),p和q間的拉力大小仍為f.不計(jì)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(dāng)向東行駛時(shí),以y節(jié)車廂為研究對(duì)象,則有f=mya;當(dāng)向西行駛時(shí),以x節(jié)車廂為研究對(duì)象,則有f=23mxa,聯(lián)立兩式有y=23x.可見(jiàn),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(xiàng)b,c正確.8. (2015蘭州市實(shí)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(shí)彈簧處于自然狀態(tài).現(xiàn)用水平恒力f推a,則從開(kāi)始到彈簧第一次被壓縮到最短的過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是(bc)a.彈簧壓縮到最短時(shí)兩木塊加速度相等b.彈簧壓縮到最短時(shí)兩木塊速度相等c.兩木塊速度相等時(shí),加速度aaabd.兩木塊加速度相同時(shí),速度vavb,故選項(xiàng)d錯(cuò)誤.9. 如圖為伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)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(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),最后推理出自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻加速直線運(yùn)動(dòng).分析該實(shí)驗(yàn)可知,關(guān)于小球?qū)π泵娴膲毫n、小球運(yùn)動(dòng)的加速度a隨變化的圖像正確的是(bd)解析:對(duì)小球在斜面上向下滑動(dòng)時(shí),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(xiàng)a錯(cuò)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(xiàng)d正確,c錯(cuò)誤.10. (2015大同市三模)一物體原來(lái)靜止在水平地面上,現(xiàn)用一水平力f拉物體,在f從零開(kāi)始逐漸增大的過(guò)程中,物體先靜止,后做變加速運(yùn)動(dòng),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(dòng)摩擦力為7 nd.與地面間的動(dòng)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(xiàng)a正確;由圖像可知,拉力增大到7 n時(shí)物體才開(kāi)始運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)b正確;由圖像可知,f=14 n時(shí),a=4 m/s2,所以f-ff=ma,得ff=6 n,故選項(xiàng)c錯(cuò)誤;又由于ff=mg,得=0.3,故選項(xiàng)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(wú)關(guān).某時(shí)刻車廂脫落,車廂停止運(yùn)動(dòng)時(shí),卡車與車廂相距x=96 m.已知整個(gè)過(guò)程中卡車的牽引力保持不變,取g=10 m/s2,求車廂脫落時(shí)的速度v0.解析:設(shè)卡車的牽引力為f,車廂脫落前,對(duì)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(guó)新課標(biāo)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(dāng)前車突然停止后,后車司機(jī)可以采取剎車措施,使汽車在安全距離內(nèi)停下來(lái)而不會(huì)與前車相碰.通常情況下,人的反應(yīng)時(shí)間和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間之和為1 s.當(dāng)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(shí),安全距離為120 m.設(shè)雨天時(shí)汽車輪胎與瀝青路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為晴天時(shí)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(shí),汽車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0,剎車時(shí)汽車的加速度大小為a0,安全距離為s,反應(yīng)時(shí)間為t0,由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)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(shí),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(shí)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(yùn)動(dòng)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(zhǎng),放在光滑的水平地面上,木板與物塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1=0.2.整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)始時(shí)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(duì)運(yùn)動(dòng),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(jìn)入2=0.25的粗糙水平面,在圖3中畫(huà)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(duì)木板的位移大小和整個(gè)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(duì)滑動(dòng)時(shí),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(yùn)動(dòng)1m1g=m1a1木板在01 s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)f1-1m1g=m2a2在12 s內(nèi)f2=1m1g,木板做勻速運(yùn)動(dòng)2 s后物塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)-1m1g=m