2023屆高考二輪總復(fù)習(xí)試題物理（適用于老高考新教材）專題分層突破練2力與直線運(yùn)動Word版含解析

專題分層突破練2力與直線運(yùn)動A組1.(多選)(2022山東濰坊實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)如圖所示為甲、乙兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一地點(diǎn)沿同一方向運(yùn)動的速度—時(shí)間(v-t)圖像,則下列說法正確的是()A.0~t1時(shí)間內(nèi),甲質(zhì)點(diǎn)先沿正方向運(yùn)動后沿負(fù)方向運(yùn)動B.t=t0時(shí)刻,甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)相遇C.0~t1時(shí)間內(nèi),甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)間的距離先增大后減小D.0~t1時(shí)間內(nèi),甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的平均速度相同2.(2022全國乙卷)如圖所示,一不可伸長輕繩兩端各連接一質(zhì)量為m的小球,初始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)靜置于光滑水平桌面上,兩球間的距離等于繩長l。一大小為F的水平恒力作用在輕繩的中點(diǎn),方向與兩球連線垂直。當(dāng)兩球運(yùn)動至二者相距35l時(shí),它們加速度的大小均為(A.5F8mB.2F5mC.3F8m3.(2022河北保定二模)為檢測汽車的基本性能,某志愿者駕駛汽車以36km/h的速度駛?cè)胨介L直試驗(yàn)場,某時(shí)刻開始剎車,汽車做勻減速直線運(yùn)動直到速度減為0,然后馬上使汽車做勻加速直線運(yùn)動直到恢復(fù)最初的速度。從開始剎車到恢復(fù)最初速度的過程中汽車位移x與速度v的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A.汽車剎車過程中加速度的大小為5m/s2B.汽車加速過程中加速度的大小為10m/s2C.該過程中汽車的總位移為20mD.該過程所用總時(shí)間為4s4.(2022安徽六安質(zhì)檢)如圖所示,靜止在水平地面上的木板(厚度不計(jì))質(zhì)量為m1=1kg,與地面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.2,質(zhì)量為m2=2kg且可看成質(zhì)點(diǎn)的小物塊與木板和地面間的動摩擦因數(shù)均為μ2=0.4,小物塊以v0=4m/s的水平速度從木板左端滑上木板,經(jīng)過t=0.6s滑離木板,g取10m/s2,以下說法正確的是()A.木板的長度為1.68mB.小物塊離開木板時(shí),木板的速度為1.6m/sC.小物塊離開木板后,木板的加速度大小為2m/s2,方向水平向右D.小物塊離開木板后,木板與小物塊將發(fā)生碰撞5.(2022浙江溫州二模)祝融號火星車在火星表面探測過程中做直線運(yùn)動,由靜止開始依次經(jīng)過加速、勻速和制動過程,直至停止,共用時(shí)12s,位移隨時(shí)間變化情況如表所示,加速和制動均可看作是勻變速直線運(yùn)動。t/s024681012x/cm02.08.017.527.033.035.0下列說法正確的是()A.前6s火星車做加速運(yùn)動B.第6s末火星車的速率為4.75cm/sC.火星車一共勻速運(yùn)動了10cmD.火星車減速的加速度大小為2cm/s26.(2022浙江寧波十校聯(lián)考)冬奧會上運(yùn)動員把冰壺沿水平冰面投出,讓冰壺在冰面上自由滑行,在不與其他冰壺碰撞的情況下,最終停在遠(yuǎn)處的某個(gè)位置。按比賽規(guī)則,投擲冰壺運(yùn)動員的隊(duì)友,可以用毛刷在冰壺滑行前方來回摩擦冰面,減小冰面的動摩擦因數(shù)以調(diào)節(jié)冰壺的運(yùn)動?，F(xiàn)運(yùn)動員以一定的初速度投擲出冰壺,冰壺能自由滑行28.9m。已知冰壺的質(zhì)量為19kg,在未摩擦冰面的情況下,冰壺和冰面的動摩擦因數(shù)為0.02,摩擦后動摩擦因數(shù)變?yōu)樵瓉淼?0%,不計(jì)空氣阻力,不考慮冰壺的旋轉(zhuǎn)。(1)求冰壺被擲出時(shí)的初速度大小。(2)在相同的初速度下,冰壺自由滑行一定距離后,隊(duì)友開始在其滑行前方一直摩擦冰面,最終使冰壺多滑行了2.1m,則冰壺自由滑行的距離有多遠(yuǎn)?B組7.(多選)(2022江蘇南通調(diào)研)如圖所示,水平輕彈簧一端固定,另一端與滑塊連接,滑塊輕放在順時(shí)針轉(zhuǎn)動的水平傳送帶上的瞬間,彈簧恰好無形變。在滑塊向右運(yùn)動至速度為零的過程中,下列關(guān)于滑塊的速度v、加速度a隨時(shí)間t變化,滑塊的動能Ek、滑塊與彈簧的機(jī)械能E隨位移x變化的關(guān)系圖像中,可能正確的是()8.如圖甲所示,傾角為θ的絕緣傳送帶以2m/s的恒定速率沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動,其頂端與底端間的距離為5m,整個(gè)裝置處于方向垂直傳送帶向上的勻強(qiáng)電場中,電場強(qiáng)度大小隨時(shí)間按圖乙規(guī)律變化。t=0時(shí)刻將質(zhì)量m=0.02kg、電荷量為q的帶正電小物塊輕放在傳送帶頂端,小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為66,已知sinθ=15,cosθ=265,E0=26mg5q,g取A.始終沿傳送帶向下加速B.運(yùn)動過程中加速度大小變化C.在傳送帶上運(yùn)動的總時(shí)間為2.5sD.與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的總熱量為0.48J9.(多選)(2022湖南永州一模)現(xiàn)在大型室外活動通常用無人機(jī)進(jìn)行航拍。一質(zhì)量m=2.0kg的無人機(jī)在操作員的操控下由靜止開始豎直向上勻加速運(yùn)動2s,然后無人機(jī)又勻速向上運(yùn)動3s,接著勻減速向上運(yùn)動4s速度恰好為零,之后懸停進(jìn)行航拍。已知無人機(jī)上升過程中的最大速度為vm=4m/s,受到的空氣阻力恒為Ff=1N,重力加速度g取10m/s2,則()A.無人機(jī)上升的第一個(gè)階段,受到向上的作用力大小是25NB.無人機(jī)上升的第二個(gè)階段,受到向上的作用力大小是20NC.無人機(jī)上升的第三個(gè)階段,受到向上的作用力大小是18ND.無人機(jī)上升的總高度為24m10.(2022河北衡水中學(xué)模擬)如圖所示,相互接觸的A、B兩物塊放在光滑的水平面上,兩物塊質(zhì)量分別為m1和m2,且m1<m2,現(xiàn)對兩物塊同時(shí)施加相同的水平恒力F,設(shè)在運(yùn)動過程中兩物塊之間的相互作用力大小為FN,則下列說法正確的是()A.物塊B的加速度為FB.物塊A的加速度為2FC.F<FN<2FD.FN可能為零11.(多選)(2022八省市名校第一次模擬)如圖甲所示,質(zhì)量m=1kg的物塊在平行斜面向下的恒力F作用下,從固定粗糙斜面底端開始以v0=12m/s的初速度向上運(yùn)動,力F作用一段時(shí)間后撤去。以出發(fā)點(diǎn)O為原點(diǎn)沿斜面向上建立坐標(biāo)系,整個(gè)運(yùn)動過程中物塊速率的二次方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,斜面傾角θ=37°,cos37°=0.8,sin37°=0.6,g取10m/s2,下列說法正確的是()A.沿斜面上行階段物塊的加速度大小為24m/s2B.恒力F大小為4NC.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5D.物塊返回斜面底端時(shí)速度大小為42m/s12.(2022河北保定3月聯(lián)考)在2022年北京冬奧會期間,如圖所示的配送機(jī)器人格外引人關(guān)注。假設(shè)配送機(jī)器人從靜止開始啟動,沿直線將水平放置的物品平穩(wěn)送至目標(biāo)位置。已知該過程中機(jī)器人勻速運(yùn)動時(shí)的最高速度可達(dá)2m/s,加速和減速階段均做勻變速直線運(yùn)動,且加速時(shí)的加速度與減速時(shí)的加速度大小相等,不計(jì)空氣阻力,重力加速度g取10m/s2。(1)若機(jī)器人以最高速度勻速行進(jìn)途中,前方0.3m的路口處突然出現(xiàn)一位以1.5m/s的速度同向勻速運(yùn)動的運(yùn)動員。已知機(jī)器人的反應(yīng)時(shí)間為0.1s,為避免相撞,求機(jī)器人做勻減速運(yùn)動時(shí)加速度的最小值。(2)若機(jī)器人為某樓層10個(gè)房間的運(yùn)動員配送午餐,各個(gè)房門間隔6m,運(yùn)動員取餐的平均時(shí)間為15s,機(jī)器人托盤與餐盒間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,且認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。從機(jī)器人到達(dá)第一個(gè)房門開始計(jì)時(shí),到最后一位運(yùn)動員取到餐為止,求機(jī)器人為此樓層運(yùn)動員送餐花費(fèi)的最短總時(shí)間。答案：專題分層突破練2力與直線運(yùn)動1.CD解析0~t1時(shí)間內(nèi),甲質(zhì)點(diǎn)的速度始終為正值,甲質(zhì)點(diǎn)一直沿正方向運(yùn)動,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t=t0時(shí)刻,甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)速度相等,在0~t1時(shí)間內(nèi),t0時(shí)刻兩質(zhì)點(diǎn)相距最遠(yuǎn),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)v-t圖像與坐標(biāo)軸所圍面積表示位移,由圖像可知,0~t1時(shí)間內(nèi),甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)間的距離先增大后減小,選項(xiàng)C正確;由v-t圖像可知,0~t1時(shí)間內(nèi),甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同,則平均速度相同,選項(xiàng)D正確。2.A解析當(dāng)兩球運(yùn)動至二者相距35l時(shí),如圖所示,由幾何關(guān)系可知sinθ=3l10l2=35,設(shè)繩子拉力為FT,水平方向有2FTcosθ=F,解得FT=58F,對任意小球由牛頓第二定律可得FT3.A解析已知v0=36km/h=10m/s,由圖像可知,減速位移x1=10m,由v02=2a1x1解得a1=5m/s2,t1=v0a1=2s;加速位移x2=(30-10)m=20m,由v02=2a2x2解得a2=2.5m/s2,t2=v0a2=4s,則該過程所用總時(shí)間為t=t1+t2=6s,汽車的總位移為304.D解析由于μ2m2g>μ1(m1+m2)g,對木板由牛頓第二定律得μ2m2g-μ1(m1+m2)g=m1a1,解得a1=2m/s2,即小物塊在木板上以a2=μ2g=4m/s2的加速度向右減速滑行時(shí),木板以a1=2m/s2的加速度向右加速運(yùn)動,在0.6s時(shí),小物塊的速度v2=v0-a2t=1.6m/s,木板的速度v1=a1t=1.2m/s,B錯(cuò)誤;小物塊滑離木板時(shí),小物塊的位移為x2=v0+v22t=1.68m,木板的位移x1=v12t=0.36m,兩者相對位移為x=x2-x1=1.32m,即木板長度為1.32m,A錯(cuò)誤;小物塊離開木板后,木板做勻減速直線運(yùn)動,加速度大小為a1'=μ1g=2m/s2,方向水平向左,C錯(cuò)誤;小物塊離開木板后,在地面上的加速度仍為a2,小物塊能滑行x2'=v222a2=0.32m,木板能滑行5.C解析由題意可知,火星車從靜止開始先做勻加速直線運(yùn)動,接著做勻速直線運(yùn)動,最后做勻減速直線運(yùn)動至停下,設(shè)勻加速階段的加速度大小為a,時(shí)間為t1;勻速階段的速度為v,時(shí)間為t2;勻減速階段的加速度大小為a',時(shí)間為t3。由表格數(shù)據(jù)可知,0~2s,火星車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,通過的位移為2cm,根據(jù)x=12at2,解得a=1cm/s2,10~12s,火星車做勻減速直線運(yùn)動至停下,通過的位移為2cm,結(jié)合逆向思維,可認(rèn)為此過程反向做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動,則有x'=12a't2,解得a'=1cm/s2,勻加速階段的時(shí)間為t1=va,勻減速階段的時(shí)間為t3=va',故0~12s全過程的位移滿足x總=v2t1+vt2+v2t3=35cm,又有t1+t2+t3=12s,聯(lián)立以上各式解得t1=t3=5s,t2=2s,v=5cm/s。所以前5s火星車做加速運(yùn)動,A錯(cuò)誤;5~7s火星車做勻速運(yùn)動,故第6s末火星車的速率為5cm/s,B錯(cuò)誤;火星車勻速運(yùn)動的位移為x2=vt2=5×2cm=10cm,C正確6.答案(1)3.4m/s(2)10m解析(1)取冰壺自由滑行時(shí)初速度方向?yàn)檎较?根據(jù)牛頓第二定律有-μmg=ma1設(shè)冰壺被擲出時(shí)的初速度為v0,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有0-v02=2a聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得v0=3.4m/s。(2)在摩擦冰面時(shí),根據(jù)牛頓第二定律有-0.9μmg=ma2設(shè)自由滑行的距離為x1,摩擦冰面時(shí)滑行的距離為x2,自由滑行結(jié)束時(shí)的速度為v1,根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有v12-v02=2a1x1,0-v又有x+2.1m=x1+x2聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得x1=10m。7.ABC解析滑塊輕放在傳送帶上,受到向右的滑動摩擦力,開始時(shí)摩擦力大于彈簧的彈力,滑塊向右做加速運(yùn)動,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)彈簧的彈力與滑動摩擦力相等時(shí),加速度等于零,速度達(dá)到最大;之后彈力大于摩擦力,加速度方向與速度方向相反,滑塊做減速運(yùn)動,彈簧彈力繼續(xù)增大,根據(jù)牛頓第二定律得,加速度逐漸增大且方向向左,速度逐漸減小到0,A、B正確。在加速過程中,若彈簧彈力還未等于滑動摩擦力,滑塊的速度就已經(jīng)等于傳送帶的速度時(shí),滑塊與傳送帶相對靜止且彈簧彈力小于最大靜摩擦力,故滑塊維持一段時(shí)間勻速運(yùn)動,當(dāng)彈簧伸長的拉力大于最大靜摩擦力時(shí)滑塊做減速運(yùn)動,動能減小,在這種情況下滑塊的動能Ek隨位移x變化的圖像正確,C正確?；瑝K與彈簧的機(jī)械能E隨位移x變化圖像的斜率為摩擦力的大小,根據(jù)題意分析可知,在A、B選項(xiàng)的情境下,滑動摩擦力保持不變,故圖像為一條直線;在C選項(xiàng)的情境下,滑塊先受到滑動摩擦力作用,后受到靜摩擦力作用,且靜摩擦力等于變化的彈簧的彈力,最后做減速運(yùn)動時(shí)又受到滑動摩擦力作用,故E-x圖像先是直線再為曲線,最后又變?yōu)橹本€,且兩端直線圖像斜率相同,故D圖像不符合題意,D錯(cuò)誤。8.D解析存在電場時(shí),由牛頓第二定律,有mgsinθ-μ(mgcosθ-E0q)=ma,解得a=2m/s2;不存在電場時(shí),由牛頓第二定律,有mgsinθ-μmgcosθ=ma',解得a'=-2m/s2。所以小物塊先勻加速運(yùn)動再勻減速運(yùn)動,交替進(jìn)行,且加速度大小不變,A、B錯(cuò)誤;小物塊一個(gè)周期運(yùn)動的位移為x0=2×12a12T2=2m,所以小物塊在傳送帶上運(yùn)動的時(shí)間為t=xx0T=5s,C錯(cuò)誤;在沒有電場時(shí),小物塊與傳送帶間有摩擦,兩者間的相對位移為x'=2×(2×1+12×2×12)m=6m,因摩擦產(chǎn)生的總熱量為Q=μmgcos9.AD解析第一階段無人機(jī)在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動,加速度為a1=42m/s2=2m/s2,由牛頓第二定律得F1-mg-Ff=ma1,解得F1=mg+ma1+Ff=(2.0×10+2.0×2+1)N=25N,故A正確;第二階段無人機(jī)勻速運(yùn)動,由平衡條件可知F2=mg+Ff=21N,故B錯(cuò)誤;第三階段無人機(jī)在豎直方向上做勻減速直線運(yùn)動,加速度為a2=0-44m/s2=-1m/s2,由牛頓第二定律得F3-mg-Ff=ma2,解得F3=mg+ma2+Ff=(2.0×10-2.0×1+1)N=19N,故C錯(cuò)誤;無人機(jī)上升的總高度為h=(42×2+4×3+42×10.B解析由于沒有摩擦力,且m1<m2,故兩者會一塊運(yùn)動,對整體由牛頓第二定律有2F=(m1+m2)a,解得a=2Fm1+m2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B