2024高考物理二輪復(fù)習(xí)階段訓(xùn)練一力與運(yùn)動(dòng)含解析

PAGE8-階段訓(xùn)練(一)力與運(yùn)動(dòng)(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,1~6題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,7~10題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分)1.(2024·吉林長春調(diào)研)如圖所示,一圓柱形容器高、底部直徑均為l,一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球離地高為2l,球到容器左側(cè)的水平距離也是l,現(xiàn)將小球水平拋出,要使小球干脆落在容器底部,重力加速度為g,小球拋出的初速度v的大小范圍為(空氣阻力不計(jì))()A.12gl<v<gl B.12C.12gl<v<32gl 答案:A解析:如圖中①虛曲線,設(shè)小球的初速度為v1,則l=v1t1,l=12gt12,得出v1=gl2。如圖中②虛曲線,設(shè)小球的初速度為v2,則2l=v2t2,2l=12gt22,得出v22.(2024·全國卷Ⅲ)用卡車運(yùn)輸質(zhì)量為m的勻質(zhì)圓筒狀工件,為使工件保持固定,將其置于兩光滑斜面之間,如圖所示。兩斜面Ⅰ、Ⅱ固定在車上,傾角分別為30°和60°。重力加速度為g。當(dāng)卡車沿平直馬路勻速行駛時(shí),圓筒對(duì)斜面Ⅰ、Ⅱ壓力的大小分別為F1、F2,則()A.F1=33mg,F2=32mg B.F1=32mg,F2C.F1=12mg,F2=32mg D.F1=32mg,F2答案:D解析:圓筒做勻速直線運(yùn)動(dòng),所受的合外力為零。對(duì)圓筒受力分析,圓筒受兩個(gè)斜面的支持力與地球的重力,有FN1sin30°=FN2sin60°,FN1cos30°+FN2cos60°=mg,聯(lián)立求得FN1=32mg,FN2=12mg。依據(jù)牛頓第三定律得,F1=FN1=32mg,F2=FN2=3.(2024·全國卷Ⅰ)如圖所示,輕彈簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物塊P,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用一豎直向上的力F作用在P上,使其向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。以x表示P離開靜止位置的位移,在彈簧復(fù)原原長前,下列表示F和x之間關(guān)系的圖像可能正確的是()答案:A解析:選物塊P為探討對(duì)象進(jìn)行受力分析,依據(jù)牛頓其次定律F+F彈-mg=ma,系統(tǒng)原處于靜止?fàn)顟B(tài),則F彈=mg,F=ma,且隨x增加,F彈變小,F變大,選項(xiàng)A正確。4.如圖所示,固定斜面的CD段光滑,DE段粗糙,A、B兩物體疊放在一起從C點(diǎn)由靜止下滑,下滑過程中A、B保持相對(duì)靜止,則()A.在CD段時(shí),A受三個(gè)力作用B.在DE段時(shí),A可能受三個(gè)力作用C.在DE段時(shí),A受摩擦力方向確定沿斜面對(duì)上D.整個(gè)下滑過程中,A、B均處于失重狀態(tài)答案:C解析:在CD段,整體的加速度a=(mA+mB)gsinθmA+mB=gsinθ,隔離對(duì)A分析,有mAgsinθ+FfA=mAa,解得FfA=0,可知A受重力和支持力兩個(gè)力作用,故A錯(cuò)誤。設(shè)DE段物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,在DE段,整體的加速度a=(mA+mB)gsinθ-μ(mA+mB)gsinθmA+mB=gsinθ-μgcosθ,隔離對(duì)A5.氣象探討小組用圖示簡易裝置測(cè)定水平風(fēng)速。在水平地面上豎直固定始終桿,質(zhì)量為m的薄空心塑料球用細(xì)線懸于桿頂端O,當(dāng)水平風(fēng)吹來時(shí),球在水平風(fēng)力的作用下飄起來。已知風(fēng)力大小正比于風(fēng)速,當(dāng)風(fēng)速v0=3m/s時(shí),測(cè)得球平衡時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ=30°。則()A.細(xì)線拉力與風(fēng)力的合力大于mgB.若風(fēng)速增大到某一值時(shí),θ可能等于90°C.細(xì)線拉力的大小為mgD.θ=60°時(shí),風(fēng)速v=6m/s答案:C解析:小球受重力、拉力、風(fēng)力處于平衡,所以細(xì)線拉力與風(fēng)力的合力等于mg,與重力平衡,故A錯(cuò)誤;風(fēng)速增大,θ不行能變?yōu)?0°,因?yàn)槔K子拉力在豎直方向上的分力與重力平衡,故B錯(cuò)誤;依據(jù)受力分析,FTcosθ=mg,所以FT=mgcosθ,故C正確;小球受重力、拉力、風(fēng)力處于平衡,依據(jù)共點(diǎn)力平衡知風(fēng)力F=mgtanθ,θ從30°變?yōu)?0°,則風(fēng)力變?yōu)樵瓉淼?倍,因?yàn)轱L(fēng)力大小正比于風(fēng)速和球正對(duì)風(fēng)的截面積,所以風(fēng)速6.(2024·全國卷Ⅲ)金星、地球和火星繞太陽的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們的向心加速度大小分別為a金、a地、a火,它們沿軌道運(yùn)行的速率分別為v金、v地、v火。已知它們的軌道半徑R金<R地<R火,由此可以判定()A.a金>a地>a火 B.a火>a地>a金C.v地>v火>v金 D.v火>v地>v金答案:A解析:由萬有引力供應(yīng)向心力得,GMmR2=ma=mv2R。由a=GMR2可知,a∝1R7.三角形傳送帶以1m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),兩邊的傳送帶長都是2m,且與水平方向的夾角均為37°?，F(xiàn)有兩個(gè)小物塊A、B從傳送帶頂端均以1m/s的初速度沿傳送帶下滑,物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5。下列說法正確的是()A.物塊A先到達(dá)傳送帶底端B.物塊A、B同時(shí)到達(dá)傳送帶底端C.傳送帶對(duì)物塊A、B均做負(fù)功D.物塊A、B在傳送帶上的劃痕長度相等答案:BC解析:對(duì)A分析可得:A加速后速度大于傳送帶的速度,即相對(duì)傳送帶向下運(yùn)動(dòng),所以受到的滑動(dòng)摩擦力沿斜面對(duì)上,受到豎直向下的重力、垂直斜面對(duì)上的支持力,對(duì)B分析可得:B相對(duì)傳送帶向下運(yùn)動(dòng),所以受到的滑動(dòng)摩擦力方向向上,受到豎直向下的重力、垂直斜面對(duì)上的支持力,故兩物體在斜面方向上的加速度都是a=gsinθ-μgcosθ,初速度相等,位移相等,所以所用時(shí)間相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;滑動(dòng)摩擦力方向和AB運(yùn)動(dòng)的方向相反,傳送帶對(duì)物塊A、B均做負(fù)功,選項(xiàng)C正確;由于A相對(duì)傳送帶的速度為v-1,而B相對(duì)傳送帶的速度為v+1,故運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,所以物塊A、B在傳送帶上的劃痕長度不相同,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8.將籃球從同一位置斜向上拋出,其中有兩次籃球垂直撞在豎直墻面上,如圖所示。不計(jì)空氣阻力,則下列說法正確的是()A.從拋出到撞墻,其次次球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較短B.籃球兩次拋出時(shí)速度的豎直重量第一次大于其次次C.籃球兩次撞墻的速度可能相等D.拋出時(shí)的速度大小,第一次確定比其次次小答案:AB解析:由于兩次籃球垂直撞在豎直墻面上,籃球被拋出后的運(yùn)動(dòng)可以看作是平拋運(yùn)動(dòng)的反向運(yùn)動(dòng)。加速度都為g。在豎直方向上,h=12gt2,因?yàn)閔1>h2,則t1>t2,因?yàn)樗轿灰葡嗟?依據(jù)x=v0t知,撞墻的速度v01<v02。即其次次撞墻的速度大。由兩次拋出時(shí)速度的豎直重量vy=gt可知,第一次大于其次次,故A、B正確,C錯(cuò)誤;依據(jù)平行四邊形定則知,拋出時(shí)的速度v=v9.(2024·江蘇天一中學(xué)調(diào)研)如圖所示,某生產(chǎn)線上相互垂直的甲、乙傳送帶等高,寬度均為d,而且均以大小為v的速度運(yùn)行,圖中虛線為傳送帶中線。一工件(視為質(zhì)點(diǎn))從甲左端釋放,經(jīng)長時(shí)間由甲右端滑上乙,滑至乙中線處時(shí)恰好相對(duì)乙靜止。下列說法正確的是()A.工件在乙傳送帶上的痕跡為直線,痕跡長為22B.工件從滑上乙到恰好與乙相對(duì)靜止所用的時(shí)間為dC.工件與乙傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=vD.乙傳送帶對(duì)工件的摩擦力做功為零答案:AD解析:工件滑上乙時(shí),相對(duì)于乙上的那一點(diǎn)的速度分為水平向右的v和向后的v,合速度為2v,就是沿著與乙運(yùn)動(dòng)方向成45°的方向,而滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反,即與合速度方向在同始終線上,故工件相對(duì)于乙的運(yùn)動(dòng)軌跡確定是直線,故A正確。假設(shè)它受滑動(dòng)摩擦力Ff=μmg,與乙運(yùn)動(dòng)方向夾角θ=45°,則相對(duì)于乙的加速度也沿這個(gè)方向,經(jīng)過t后,它滑到乙中線并相對(duì)于乙靜止,依據(jù)牛頓其次定律,有μmg=ma,解得a=μg;運(yùn)動(dòng)距離l=2×d2=22d,又l=12at2,2v2t=l,聯(lián)立得t=dv,μ=2v2gd,故B、C錯(cuò)誤。滑上乙之前,工件確定速度大小為v,動(dòng)能為110.(2024·陜西榆林二模)2024年11月1日,我國第41顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星“吉星”勝利放射,該衛(wèi)星工作在地球靜止同步軌道上,可以對(duì)地面上的物體實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的定位服務(wù)。已知地球表面的重力加速度為g,半徑為R,該衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T。則下列說法正確的是()A.該衛(wèi)星的放射速度大于第一宇宙速度,運(yùn)行速度小于第一宇宙速度B.該衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為3gC.該衛(wèi)星運(yùn)行的加速度大小為2πD.該衛(wèi)星運(yùn)行的線速度大小為3答案:AD解析:第一宇宙速度是衛(wèi)星的最小放射速度,也是衛(wèi)星最大的環(huán)繞速度。放射地球同步衛(wèi)星,放射速度確定大于第一宇宙速度,運(yùn)行速度小于第一宇宙速度,故A正確;用M表示地球的質(zhì)量,在地球表面為m0的物體,繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有m0g=GMm0R2,GM=gR2,m表示衛(wèi)星的質(zhì)量,r表示衛(wèi)星的軌道半徑,由萬有引力定律和牛頓其次定律得GMmr2=m4π2T2r,聯(lián)立解得r=3gR2T24π2二、非選擇題(本題共2小題,共40分)11.(20分)(2024·江蘇啟東市期中)如圖甲所示,帶有斜面的木塊放在光滑水平地面上,木塊水平表面AB粗糙,斜面BC表面光滑且與水平面夾角為θ=37°,木塊左側(cè)與豎直墻壁之間連接著一個(gè)力傳感器,當(dāng)力傳感器受壓時(shí),其示數(shù)為正值,當(dāng)力傳感器被拉時(shí),其示數(shù)為負(fù)值。一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m=5kg的滑塊從B點(diǎn)以初速度v0沿斜面對(duì)上運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中,傳感器記錄的力與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。已知斜面足夠長,設(shè)滑塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)無機(jī)械能損失,g取10m/s2。求:(1)圖乙中F1的數(shù)值大小;(2)滑塊的初速度v0;(3)水平表面AB的長度。答案:(1)24N(2)6m/s(3)2m解析:(1)質(zhì)量為m=5kg的滑塊沿斜面對(duì)上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為a1=gsinθ=6m/s2水平方向的分加速度為ax=a1cosθ=6×0.8m/s2=4.8m/s2水平方向斜面對(duì)滑塊的作用力為F1'=max=5×4.8N=24N依據(jù)牛頓第三定律可得F1=F1'=24N。(2)由題圖可知,滑塊從離開B點(diǎn)到回到B點(diǎn)所用時(shí)間為2s,即經(jīng)過時(shí)間t=1s到達(dá)最高點(diǎn),依據(jù)速度時(shí)間關(guān)系可得v0=a1t=6×1m/s=6m/s。(3)依據(jù)題圖可知,滑塊在水平部分運(yùn)動(dòng)的摩擦力大小為Ff=25N依據(jù)牛頓其次定律可得加速度大小為a2=Ffm=255滑塊在水平部分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t'=2.4s-2s=0.4s依據(jù)位移時(shí)間關(guān)系可得lAB=v0t'-12a2t'2=6×0.4m-12×5×0.42m12.(20分)為了探討過山車的原理,物理小組提出了下列設(shè)想:取一個(gè)與水平方向夾角為37°、長為l=2.0m的粗糙傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個(gè)軌道除AB段以外都是光滑的,其中AB與BC軌道以微小圓弧相接,如圖所示。一個(gè)小物塊以初速度v0=4.0m/s,從某一高處水平拋出,到A點(diǎn)時(shí)速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下。已知物塊與傾斜軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。(g取10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80)(1)求小物塊的拋出點(diǎn)和A點(diǎn)的高度差。(2)為了讓小物塊不離開軌道,并且能夠滑回傾斜軌道AB,則豎直圓軌道的半徑應(yīng)當(dāng)滿意什么條件。(3)要使小物塊不離開軌道,并從水平軌道DE滑出,則豎直圓弧軌道的半徑應(yīng)