2021高考物理二輪專題復習《統(tǒng)考版》專題強化練2力和直線運動

專題強化練2力和直線運動一、選擇題(1～5題為單項選擇題，6～9題為多項選擇題)1.目前交警部門開展的“車讓人”活動深入人心，如圖所示，司機發(fā)現(xiàn)前方有行人正通過人行橫道時開始做勻減速直線運動，恰好在停車線處停止運動．汽車經(jīng)4s停止，若在第1s內(nèi)的位移是14m，則最后1A．3.5mBC．1mD2．在德國首都柏林舉行的世界田徑錦標賽女子跳高決賽中，克羅地亞選手弗拉希奇以2.04m的成績獲得冠軍．弗拉希奇的身高約為1.93m，忽略空氣阻力，g取10m/sA．弗拉希奇在下降過程中處于失重狀態(tài)B．弗拉希奇起跳以后在上升的過程中處于超重狀態(tài)C．弗拉希奇起跳時地面對她的支持力等于她所受的重力D．弗拉希奇起跳時的初速度大約為33．在研發(fā)無人駕駛汽車的過程中，對比甲、乙兩輛車的運動，兩車在計時起點時剛好經(jīng)過同一位置沿同一方向做直線運動，它們的速度隨時間變化的關(guān)系如圖所示，由圖可知()A．甲車任何時刻加速度大小都不為零B．在t＝3s時，兩車第一次相距最遠C．在t＝6s時，兩車又一次經(jīng)過同一位置D．甲車在t＝6s時的加速度與t＝9s時的加速度相同4.如圖所示，在地面上固定的兩根豎直桿a、b之間搭建兩個斜面1、2，已知斜面1與a桿的夾角為60°，斜面2與a桿的夾角為30°.現(xiàn)將一小物塊(可視為質(zhì)點)先后從斜面1、2的頂端(a桿處)由靜止釋放，兩次到達斜面底端(b桿處)所用時間相等，若小物塊與斜面1、2之間的動摩擦因數(shù)分別為μ1和μ2，重力加速度g取10m/s2，則μ1：μ2A.eq\f(\r(3),2)B.eq\f(\r(3),3)C.eq\f(1,2)D.eq\f(1,3)5.一輕彈簧的一端固定在傾角為θ的固定光滑斜面的底部，另一端和質(zhì)量為m的小物塊a相連，如圖所示．質(zhì)量為eq\f(3,5)m的小物塊b緊靠a靜止在斜面上，此時施加一沿斜面向上的力F拉b，使b始終做勻加速直線運動．彈簧的形變量始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g.用x表示b的位移，下列表示F隨x變化關(guān)系的圖象正確的是()6.如圖所示，在水平面上有一個質(zhì)量m＝1kg的小物塊，小物塊與輕彈簧S1及輕彈簧S2一端相連，S1水平，S2與豎直方向成θ＝45°角，此時小物塊處于靜止狀態(tài)，且水平面對小物塊的彈力恰好為零．已知小物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/sA．S1右端與小物塊松脫瞬間，小物塊加速度的大小為8mB．S1右端與小物塊松脫瞬間，小物塊加速度的大小為10mC．S2下端與小物塊松脫瞬間，小物塊加速度的大小為10mD．S2下端與小物塊松脫瞬間，小物塊加速度的大小為8m7．如圖所示，一足夠長的水平傳送帶以恒定的速度向右傳動．將一物塊輕輕放在皮帶左端，以v、a、x、F表示物塊速度大小、加速度大小、位移大小和所受摩擦力的大小．下列選項正確的是()8．某物理興趣小組在實驗室做了如下實驗：將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上，把物體P輕放在彈簧上端，P由靜止向下運動，物體的速度v與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖中實線所示．若改用物體Q完成同樣的過程，其v-x關(guān)系如圖中虛線所示，則()A．Q下落過程中的平均速度是P的2倍B．Q的質(zhì)量是P的2倍C．P與Q在最低點時的加速度不相等D．P與Q在最低點時的加速度相等9．[2020·四川攀枝花三模]如圖甲所示，物塊A、B靜止疊放在水平地面上，B受到大小從零開始逐漸增大的水平拉力F作用，A、B間的摩擦力f1、B與地面間的摩擦力f2隨水平拉力F變化的情況如圖乙所示，已知物塊A的質(zhì)量mA＝3kg，重力加速度g取10m/s2，A．物塊B的質(zhì)量為4B．A、B間的動摩擦因數(shù)為0.2C．B與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.2D．當F＝10N時，物塊A的加速度大小為1.5m二、非選擇題10．[2020·湖南懷化期末]道路交通法規(guī)規(guī)定：黃燈亮時車頭已越過停車線的車輛可以繼續(xù)行駛，車頭未越過停車線的車輛若繼續(xù)行駛，則視為闖黃燈．我國一般城市路口紅燈變亮之前，綠燈和黃燈各有3s的閃爍時間．某小客車在制動初速度為v＝14m/s的情況下，制動距離最小為s＝(1)若要確保小客車在t＝3s內(nèi)停下來，小客車剎車前的行駛速度不能超過多少？(2)某小客車正以v0＝8m/s速度駛向路口，綠燈開始閃時車頭距離停車線s0＝28m，則小客車至少以多大的加速度勻加速行駛才能在黃燈亮起前正常通過路口？(11．[2020·山東模擬]如圖甲所示，在高速公路的連續(xù)下坡路段通常會設置避險車道，供發(fā)生緊急情況的車輛避險使用，本題中避險車道是主車道旁的一段上坡路面．一輛貨車在行駛過程中剎車失靈，以v0＝90km/h的速度駛?cè)氡茈U車道，設貨車進入避險車道后牽引力為零，貨車與路面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.30，取重力加速度大小g＝10m/s(1)為了防止貨車在避險車道上停下后發(fā)生溜滑現(xiàn)象，該避險車道上坡路面的傾角θ應該滿足什么條件？設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，結(jié)果用θ的正切值表示．(2)若避險車道路面傾角為15°，求貨車在避險車道上行駛的最大距離．(已知sin15°＝0.26，cos15°＝0.97，結(jié)果保留2位有效數(shù)字．)12．如圖所示，質(zhì)量相等的物塊A和B疊放在水平地面上，左邊緣對齊．A與B、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ.先敲擊A，A立即獲得水平向右的初速度，在B上滑動距離L后停下．接著敲擊B，B立即獲得水平向右的初速度，A、B都向右運動，左邊緣再次對齊時恰好相對靜止，此后兩者一起運動至停下．最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g.求：(1)A被敲擊后獲得的初速度大小vA；(2)在左邊緣再次對齊的前、后，B運動加速度的大小aB、aB′；(3)B被敲擊后獲得的初速度大小vB.13．[2020·上海嘉定區(qū)二模]如圖甲所示，一足夠長的固定斜面的傾角θ＝37°，質(zhì)量m＝1kg的物體受到平行于斜面的力F作用，由靜止開始運動．力F隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示(以平行于斜面向上為正)，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos(1)求第1s內(nèi)物體運動的加速度大小a1；(2)求第2s內(nèi)物體運動的加速度大小a2；(3)求第1s末物體的動能Ek1；(4)請描述物體在第4s內(nèi)的受力情況(或畫出受力分析圖)，并說明理由．專題強化練2力和直線運動1．解析：利用“逆向思維法”，把物體的運動看成逆向的初速度為零的勻加速直線運動，則勻減速直線運動的物體在相等時間內(nèi)的位移之比為7:5:3:1，所以eq\f(7,1)＝eq\f(14m,x1)，x1＝2m，故B正確．答案：B2．解析：在跳高過程中，弗拉希奇的加速度等于重力加速度，處于完全失重狀態(tài)，選項A正確，選項B錯誤；弗拉希奇起跳時地面對她的支持力大于她所受的重力，選項C錯誤；弗拉希奇在上升的過程中做豎直上拋運動，由運動學公式veq\o\al(2,0)＝2gh可得初速度v0＝eq\r(2gh)＝eq\r(20×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2.04－\f(1.93,2))))m/s≈4.6m/s，選項D錯誤．答案：A3．解析：速度－時間圖象切線的斜率表示加速度，甲車的v-t圖象的“波峰”“波谷”處切線的斜率為零，即所對應的時刻加速度為零，選項A錯誤；根據(jù)v-t圖象與坐標軸圍成的面積表示位移可知，在t＝3s時，兩車第一次相距最遠，選項B正確；在t＝6s時，兩車又一次速度相等，由圖分析可知，此時兩車位移不相等，即不經(jīng)過同一位置，選項C錯誤；甲車在t＝6s時的加速度與t＝9s時的加速度方向相反，選項D錯誤．答案：B4．解析：設a、b之間的水平距離為L，到達斜面底端所用的時間為t，當物塊在斜面1上運動時，有eq\f(L,sin60°)＝eq\f(1,2)(gsin30°－μ1gcos30°)t2，物塊在斜面2上運動時，有eq\f(L,sin30°)＝eq\f(1,2)(gsin60°－μ2gcos60°)t2，聯(lián)立解得eq\f(μ1,μ2)＝eq\f(1,3)，D項正確．答案：D5．解析：a、b靜止時彈簧的形變量記為x0，對a、b整體進行受力分析，由平衡條件得kx0＝1.6mgsinθ；從開始拉b到物塊a、b分離的過程中，對a、b整體進行受力分析，由牛頓第二定律得F＋k(x0－x)－1.6mgsinθ＝1.6ma0，則F＝1.6ma0＋kx，即該過程中F隨x的增大而線性增大；a、b分離后，對b進行受力分析，由牛頓第二定律得F－eq\f(3,5)mgsinθ＝eq\f(3,5)ma0，則F＝eq\f(3,5)ma0＋eq\f(3,5)mgsinθ，即a、b分離后F恒定．C正確．答案：C6．解析：分析小物塊受力，小物塊受到重力、彈簧S1的彈力F1和彈簧S2的彈力F2，根據(jù)平衡條件，可得F1＝mgtan45°＝mg，F(xiàn)2＝eq\r(2)mg，S1右端與小物塊松脫瞬間，重力和彈簧S2的彈力大小不變，水平面對物塊支持力仍為零，小物塊的加速度大小為a＝g＝10m/s2，B正確，A錯誤；S2下端與小物塊松脫瞬間，重力和彈簧S1的彈力大小不變，此時在豎直方向，水平面的彈力N＝mg，在水平方向，摩擦力為f＝μN＝2N，由牛頓第二定律有F1－f＝ma0，解得a0＝8m/s2，D正確，C錯誤．答案：BD7．解析：在足夠長的水平傳送帶上物塊的運動分為兩個過程，剛開始滑動摩擦力向右，物塊勻加速運動，當物塊的速度增加到等于皮帶的傳送速度時，物塊和傳送帶一塊勻速運動．物塊與傳送帶相對靜止，滑動摩擦力為零，加速度為零，因此A、B兩項正確，C項錯誤；小物塊的位移在加速階段為x＝eq\f(1,2)at2，是拋物線不是直線，故D項錯誤．答案：AB8．解析：Q下落過程中的最大位移等于P的2倍，由分析知Q下落過程所用時間不與P的相等，所以Q下落過程中的平均速度不等于P的2倍，選項A錯誤；根據(jù)平衡點位置關(guān)系及平衡位置物體的受力分析可得Q的質(zhì)量是P的2倍，選項B正確；Q的質(zhì)量是P的2倍，Q在最低點時的彈簧壓縮量是P的2倍，根據(jù)牛頓第二定律得，P與Q在最低點時的加速度相等，選項C錯誤，D正確．答案：BD9．解析：由題圖可知，A、B之間的最大靜摩擦力為f1max＝6N，所以A、B間的動摩擦因數(shù)為μAB＝eq\f(f1max,mAg)＝0.2，B項正確．當F＝4N時，A、B組成的整體相對地面開始滑動，則有μB地(mA＋mB)g＝4N；當F＝12N時，A、B即將產(chǎn)生相對滑動，此時對整體，根據(jù)牛頓第二定律有a＝eq\f(F－μB地mA＋mBg,mA＋mB)，對物塊A有μABmAg＝mAa，聯(lián)立解得mB＝1kg，μB地＝0.1，A、C項錯誤．當F＝10N時，A、B兩物塊一起加速運動，則A、B組成的整體的加速度大小為a′＝eq\f(F－μB地mA＋mBg,mA＋mB)＝1.5m/s2，D項正確．答案：BD10．解析：(1)根據(jù)v2＝2as可得小客車剎車時的最大加速度a＝eq\f(v2,2s)＝eq\f(142,2×20)m/s2＝4.9m/s2要確保小客車在3s內(nèi)停下來，小客車剎車前行駛的最大速度為vm＝at＝4.9m/s2×3s＝14.7m/(2)在Δt＝1.0s內(nèi)小客車勻速運動的距離為s1＝v0Δt＝8小客車勻加速運動的距離為s′＝s0－s1＝20從綠燈閃到黃燈亮起這3s內(nèi)小客車加速運動的最大時間t′＝t″－Δt＝2s由s′＝v0t′＋eq\f(1,2)a′t′2解得最小加速度a′＝2m/s2答案：(1)14.7m/s(2)2m/11．解析：(1)當貨車在避險車道停下后，有fm≥mgsinθ貨車所受的最大摩擦力fm＝μN＝μmgcosθ聯(lián)立可解得tanθ≤0.30(2)貨車在避險車道上行駛時a＝eq\f(mgsinθ＋μmgcosθ,m)＝5.51m/s2貨車的初速度v0＝25m/則貨車在避險車道上行駛的最大距離為x＝eq\f(v\o\al(2,0),2a)＝57m答案：(1)tanθ≤0.30(2)5712．解析：(1)由牛頓運動定律知，A加速度的大小aA＝μg勻變速直線運動2aAL＝veq\o\al(2,A)解得vA＝eq\r(2μgL)(2)設A、B的質(zhì)量均為m對齊前，B所受合外力大小F＝3μmg由牛頓運動定律F＝maB，得aB＝3μg對齊后，A、B所受合外力大小F′＝2μmg由牛頓運動定律F′＝2ma′B，得a′B＝μg(3)經(jīng)過時間t，A、B達到共同速度v，位移分別為xA、xB，A加速度的大小等于aA則v＝aAt，v＝vB－aBtxA＝eq\f(1,2)aAt2，xB＝vBt－eq\f(1,2)aBt2且xB－xA＝L解得vB＝2eq\r(2μgL)答案：(1)eq\r(2μgL)(2)3μgμg(3)2eq\r(2μgL)13．解析：(1)第1s內(nèi)物體受到豎直向下的重力G、垂直斜面向上的支持力FN、平行斜面向上的摩擦力Ff和平行斜面向下的力F，合力沿斜面向下由牛頓第二定律有mgsin37°＋0.6mg－μmgcos37°＝ma1解得a1＝10m/s2(2)第2s內(nèi)物體有平行斜面向下的速度，故受到平行斜面向上的摩擦力Ff，物體還受到豎直向下的重力G、垂直斜面向上的支持力FN，由圖乙可知力F平行斜面向上，合力沿斜面向上由牛頓第二定律有0．9mg＋μmgcos37°－mgsin37°＝ma2解得a2