高考物理二輪總復(fù)習(xí)專題能力訓(xùn)練2力與物體的直線運(yùn)動(dòng)

專題能力訓(xùn)練2力與物體的直線運(yùn)動(dòng)(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共7小題,每小題8分,共56分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,1~5題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,6~7題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得8分,選對(duì)但不全的得4分,有選錯(cuò)的得0分)1.如圖所示,A、B、C為三個(gè)實(shí)心小球,A為鐵球,B、C為木球。A、B兩球分別連接在兩根彈簧上,C球連接在細(xì)線一端,彈簧和細(xì)線的下端固定在裝水的杯子底部,該水杯置于用繩子懸掛的靜止吊籃內(nèi)。若將掛吊籃的繩子剪斷,則剪斷的瞬間相對(duì)于杯底(不計(jì)空氣阻力,ρ木<ρ水<ρ鐵)()A.A球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng),B、C球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)B.A、B球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng),C球不動(dòng)C.A球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng),B球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng),C球不動(dòng)D.A球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng),B球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng),C球不動(dòng)2.(2022·全國(guó)乙卷)如圖所示,一不可伸長(zhǎng)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(zhǎng)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(dòng)至二者相距35L時(shí),它們加速度的大小均為(A.5F8mC.3F8m3.(2022·河北高考模擬)某同學(xué)用速度傳感器和位移傳感器研究電動(dòng)玩具火車在水平直軌道上的加速過(guò)程,得到vx圖像如圖所示。已知此過(guò)程電動(dòng)玩具火車加速度恒定,則()A.此過(guò)程中電動(dòng)玩具火車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2.4sB.此過(guò)程中電動(dòng)玩具火車的加速度大小為2.5m/sC.電動(dòng)玩具火車的速度大小為5m/s時(shí)的位移大小為5mD.電動(dòng)玩具火車的位移大小為3m時(shí)的速度大小為4m/s4.廣州塔又稱廣州新電視塔,總高度600m,是廣州的標(biāo)志性建筑之一。在某次對(duì)廣州塔高速電梯的測(cè)試中,電梯的時(shí)間—速度圖像如圖所示,圖中傾斜的虛線a、b分別為曲線在t=0時(shí)和t=3s時(shí)的切線,下列說(shuō)法正確的是()A.0~10s時(shí)間內(nèi)電梯的加速度逐漸增大B.t=2s時(shí)電梯一定處于超重狀態(tài)C.t=3s時(shí)電梯的加速度大小為32m/sD.t=0時(shí)電梯的加速度為t=3s時(shí)電梯加速度的6倍5.(2021·河北唐山高三三模)如圖所示,某人從距水面一定高度的平臺(tái)上做蹦極運(yùn)動(dòng)。勁度系數(shù)為k且重力不計(jì)的彈性繩一端固定在人身上,另一端固定在平臺(tái)上,人從靜止開(kāi)始豎直跳下,在其到達(dá)水面前速度減為零。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,彈性繩始終處于彈性限度內(nèi),取與平臺(tái)同高度的O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),以豎直向下為y軸正方向,忽略空氣阻力,人可視為質(zhì)點(diǎn)。人從跳下至第一次到達(dá)最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,用v、a、t分別表示人的速度、加速度和下落時(shí)間,下列描述v與t、a與y關(guān)系的圖像可能正確的是()6.如圖所示,一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上,上端疊放兩個(gè)質(zhì)量均為m的物體A、B(B物體與彈簧連接),彈簧的勁度系數(shù)為k,初始時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體A上,使物體A開(kāi)始向上做加速度為a(a<g)的勻加速運(yùn)動(dòng),重力加速度為g,則下列說(shuō)法不正確的是()甲乙A.施加外力F大小恒為m(g+a)B.A、B分離時(shí),彈簧彈力恰好為零C.A、B分離時(shí),A上升的距離為mD.彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí),物體B的速度達(dá)到最大值7.(2019·全國(guó)卷Ⅲ)如圖甲,物塊和木板疊放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,物塊用一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩與固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的力傳感器相連,細(xì)繩水平。t=0時(shí),木板開(kāi)始受到水平外力F的作用,在t=4s時(shí)撤去外力。細(xì)繩對(duì)物塊的拉力FT隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示,木板的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖丙所示。木板與實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的摩擦可以忽略。重力加速度取10m/s2。由題給數(shù)據(jù)可以得出()A.木板的質(zhì)量為1kgB.2~4s內(nèi),力F的大小為0.4NC.0~2s內(nèi),力F的大小保持不變D.物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2二、非選擇題(本題共3小題,共44分)8.(14分)2020年2月18日,我國(guó)發(fā)射的嫦娥四號(hào)著陸器和玉兔二號(hào)探測(cè)器再次啟動(dòng),打破了探測(cè)器在月球上工作的世界紀(jì)錄,并將開(kāi)始第15個(gè)月晝的科學(xué)探測(cè)活動(dòng)。若著陸器與探測(cè)器總質(zhì)量為1.5×103kg,著陸過(guò)程簡(jiǎn)化如下:在距月面102m處懸停,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)推力為F1時(shí),先豎直向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng);當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)推力為F2時(shí),隨即做勻減速直線運(yùn)動(dòng),且兩個(gè)階段加速度大小相等,剛好在距離月面2m時(shí)再次懸停,此過(guò)程總共用時(shí)600s;此后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)做自由落體運(yùn)動(dòng),直到接觸月球表面。月球表面重力加速度g取1.6m/s2。求:(1)探測(cè)器接觸月球表面時(shí)的速度大小;(2)發(fā)動(dòng)機(jī)施加推力的差值F2F1的大小。9.(14分)(2021·廣東廣州期末)汽車行駛在連續(xù)長(zhǎng)下坡路段時(shí),由于持續(xù)剎車,容易使剎車片過(guò)熱而失效,從而引發(fā)事故。為此,在連續(xù)長(zhǎng)下坡路段右側(cè)的適當(dāng)位置,會(huì)設(shè)置緊急避險(xiǎn)車道,以使失控車輛能夠駛離主車道,安全減速直至停止。一輛質(zhì)量為m0=2m的貨車上載有一個(gè)未綁定、質(zhì)量為m的貨物,發(fā)生故障時(shí)失去動(dòng)力與剎車阻力,司機(jī)駕車沖上一個(gè)傾角為θ=37°的避險(xiǎn)車道。已知貨車在避險(xiǎn)車道底部時(shí)速度v0=28m/s,貨車在避險(xiǎn)車道受到地面的阻力為車與貨物總重的45,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2(1)假設(shè)貨物與貨車車廂沒(méi)有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),求貨車沖上避險(xiǎn)車道后的加速度大小。(2)在第(1)問(wèn)的前提下,要使貨車安全減速直至停止,緊急避險(xiǎn)車道至少要多長(zhǎng)?(3)如果貨物與車廂底板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.75,貨物與駕駛室相距L=4m,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷貨物是否會(huì)相對(duì)車廂滑動(dòng),是否會(huì)撞上駕駛室。10.(16分)如圖所示,矩形拉桿箱上放著平底箱包,在與水平方向成α=37°的拉力F作用下,一起沿水平面從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng)。已知箱包的質(zhì)量m=1.0kg,拉桿箱的質(zhì)量m拉桿箱=9.0kg,箱底與水平面間的夾角θ=37°,不計(jì)所有接觸面間的摩擦,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)若F=25N,求拉桿箱的加速度大小。(2)在(1)的情況下,求拉桿箱運(yùn)動(dòng)x=4.0m時(shí)的速度大小。(3)要使箱包不從拉桿箱上滑出,求拉力的最大值。

專題能力訓(xùn)練2力與物體的直線運(yùn)動(dòng)1.D解析:小球受到重力、彈力以及浮力作用,處于靜止?fàn)顟B(tài)。A球的重力大于浮力,所受彈力向上。B、C兩球的重力小于浮力,所受彈力向下。剪斷繩以后,重力全部用來(lái)改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài),浮力消失。A、B、C三球及水杯的重力在豎直方向產(chǎn)生相同的加速度,相對(duì)運(yùn)動(dòng)由彈力產(chǎn)生,A球所受彈力向上,相對(duì)于杯底向上運(yùn)動(dòng),B球所受彈力向下,相對(duì)于杯底向下運(yùn)動(dòng),C球所受彈力瞬間消失,相對(duì)于杯底無(wú)運(yùn)動(dòng),故選D。2.A解析:當(dāng)兩球運(yùn)動(dòng)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=583.D解析:此過(guò)程電動(dòng)玩具火車加速度恒定,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有x=v0+vt2t,代入數(shù)據(jù)解得t=2s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。根據(jù)加速度公式有a=vt-v0t=6-22m/s2=2m/s2,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。根據(jù)速度—位移公式有vt'2v02=2ax',代入數(shù)據(jù)解得x'=54.D解析:0~10s時(shí)間內(nèi),圖像斜率越來(lái)越大,則加速度越來(lái)越小,故A錯(cuò)誤。t=2s時(shí)電梯正在加速,但不知道運(yùn)動(dòng)方向,所以無(wú)法判斷是否處于超重狀態(tài),故B錯(cuò)誤。t=3s時(shí)圖像斜率為32,所以加速度為23m/s2,故C錯(cuò)誤。t=0時(shí),圖像斜率為145.D解析:設(shè)彈性繩原長(zhǎng)為l,且t1時(shí)刻彈性繩剛好到達(dá)原長(zhǎng),則0~t1時(shí)間內(nèi)人的加速度大小恒為重力加速度g,vt圖像為一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線;設(shè)t2時(shí)刻彈性繩的彈力大小與人的重力大小相等,此時(shí)人的加速度為0,則t1~t2時(shí)間內(nèi)人做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),vt圖像切線的斜率逐漸減小至零;設(shè)t3時(shí)刻人第一次到達(dá)最低點(diǎn),則t3時(shí)刻人的速度為零,t2~t3時(shí)間內(nèi)人做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),vt圖像切線的斜率為負(fù)且絕對(duì)值逐漸增大,綜上所述可知A、B錯(cuò)誤。根據(jù)A、B項(xiàng)分析同理可知,當(dāng)0<y≤l時(shí)有a=g,ay圖像應(yīng)為平行于y軸的直線;當(dāng)y>l時(shí),設(shè)人的質(zhì)量為m,根據(jù)牛頓第二定律有a=gk(y-6.ABD解析:AB整體原來(lái)靜止,合外力為零,施加外力F的瞬間,對(duì)AB整體,根據(jù)牛頓第二定律,有F=2ma,故A錯(cuò)誤。物體A、B在t1時(shí)刻分離,此時(shí)A、B具有共同的v與a,且A、B間作用力為0,對(duì)B有F彈mg=ma,解得F彈=m(g+a),故B錯(cuò)誤。施加F前,物體AB整體平衡,根據(jù)平衡條件,有2mg=kx1,解得x1=2mgk;A、B在t1時(shí)刻分離,由F彈=m(g+a)=kx2,解得x2=m(g+a)k,則A、B分離時(shí),A上升的距離為Δx=x1x2=7.AB解析:對(duì)物塊受力分析可知,細(xì)繩對(duì)物塊的拉力FT等于木板與物塊間的摩擦力。由題圖乙可知,滑動(dòng)摩擦力Ff=0.2N,設(shè)木板質(zhì)量為m木,對(duì)木板:4~5s的加速度a2=ΔvΔt=0.21m/s2=0.2m/s2,Ff=m木a2,可求得m木=1kg,A正確。對(duì)木板:2~4s內(nèi),FFf=m木a1,a1=0.2m/s2,求得F=0.4N,B正確。對(duì)木板:0~2s,拉力F與靜摩擦力Ff靜平衡,8.答案:(1)4510m/s(2)解析:(1)探測(cè)器從距離月面2m處自由下落,由v2=2gx得v=2gx=2(2)設(shè)加速過(guò)程中的最大速度為vm。加速階段有vm2=2減速階段有vm2=2由題有x1+x2=102m2m=100m加速階段的時(shí)間t1=v減速階段的時(shí)間t2=v由題有t1+t2=600s聯(lián)立解得a=1900m/s由牛頓第二定律得加速階段:mgF1=ma減速階段:F2mg=ma解得F2F1=1039.答案:(1)14m/s2(2)28m(3)會(huì)撞上駕駛室解析:(1)以貨物與貨車整體為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律得(m0+m)gsinθ+45·(m0+m)g=(m0+m)解得a=14m/s2。(2)貨車安全減速直至停止的過(guò)程,有0v02=2(a解得s=28m即緊急避險(xiǎn)車道至少要28m長(zhǎng)。(3)設(shè)貨物相對(duì)車廂向前發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),由牛頓第二定律得:對(duì)貨物有mgsinθ+μmgcosθ=ma1對(duì)貨車有m0gsinθ+45·(m0+m)gμmgcosθ=m0a解得a1=12m/s2,a2=15m/s2。因a2>a1,所以貨物會(huì)相對(duì)車廂滑動(dòng),且貨車的速度先減為零。設(shè)剎車后貨物和車廂停下運(yùn)動(dòng)的位移分別為s1和s2。0v02=2(a1)0v02=2(a2)解得s1=32.7m,s2=26.1m得s1s2>L,則貨物會(huì)撞上駕駛室。10.答案:(1)2m/s2(2)4m/s(3)93.75N解析:(1)若F=25N,以整體為研究對(duì)象,水平方向根據(jù)