高考物理二輪總復(fù)習(xí)階段訓(xùn)練（一）力與運(yùn)動(dòng)

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9小題,每小題6分,共54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,6~9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.(2021·廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)附屬天河學(xué)校高一開學(xué)考試)有一種電動(dòng)平衡獨(dú)輪車,其中間是一個(gè)窄窄的輪子,兩側(cè)各有一塊踏板,當(dāng)人站在踏板上向右運(yùn)動(dòng)時(shí),可簡(jiǎn)化為如圖甲、乙所示的模型。關(guān)于人在運(yùn)動(dòng)中踏板與人之間的摩擦力,下列說(shuō)法正確的是()甲乙A.考慮空氣阻力,當(dāng)人以如圖甲所示的狀態(tài)向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),踏板所受摩擦力向右B.不計(jì)空氣阻力,當(dāng)人以如圖甲所示的狀態(tài)向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),踏板所受摩擦力向右C.考慮空氣阻力,當(dāng)人以如圖乙所示的狀態(tài)向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),腳所受摩擦力可能為零D.不計(jì)空氣阻力,當(dāng)人以如圖乙所示的狀態(tài)向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),腳所受摩擦力不可能為零2.近年來(lái),我國(guó)加大了環(huán)境治理,踐行“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念,沙塵天氣明顯減少?，F(xiàn)把沙塵上揚(yáng)后的情況簡(jiǎn)化為沙塵顆粒懸浮在空中不動(dòng)。已知風(fēng)對(duì)沙塵的作用力表達(dá)式為F=αρSv2,其中α為常數(shù),ρ為空氣密度,S為沙塵顆粒的截面積,v為風(fēng)速。設(shè)沙塵顆粒為球形,密度為ρ0,半徑為r,風(fēng)速豎直向上,重力加速度為g,則v的表達(dá)式為()A.4ρgr3αC.ρ0grαρ3.如圖所示,固定傾斜直桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球和兩根原長(zhǎng)均為l的輕彈簧,兩根輕彈簧的一端與小球相連,另一端分別固定在桿上相距為2l的A、B兩點(diǎn)。已知直桿與水平面的夾角為θ,兩彈簧的勁度系數(shù)均為k=3mgsinθl,小球在距B點(diǎn)45l的P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài),重力加速度為gA.Ff=mgsinB.Ff=mgsinC.Ff=mgsinD.Ff=mgsin4.(2022·廣東深圳模擬)2021年5月15日7時(shí)18分,天問一號(hào)著陸巡視器成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)。下圖為天問一號(hào)登陸火星前的變軌示意圖,天問一號(hào)經(jīng)橢圓軌道Ⅱ進(jìn)入環(huán)火星圓軌道Ⅰ,P、Q兩點(diǎn)分別是橢圓軌道Ⅱ的遠(yuǎn)火星點(diǎn)和近火星點(diǎn),兩軌道相切于Q點(diǎn)。已知地球表面重力加速度為g,火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的110,火星半徑約為地球半徑的25,天問一號(hào)著陸巡視器的質(zhì)量為m。下列說(shuō)法正確的是(A.天問一號(hào)在軌道Ⅱ運(yùn)行到Q點(diǎn)的速度小于在圓軌道Ⅰ運(yùn)行的速度B.天問一號(hào)在軌道Ⅱ運(yùn)行到P點(diǎn)的速度大于在圓軌道Ⅰ運(yùn)行的速度C.天問一號(hào)著陸巡視器在火星表面所受重力約為85D.天問一號(hào)著陸巡視器在火星表面所受重力約為585.(2021·河南高三二模)牛頓在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中設(shè)想,物體拋出的速度很大時(shí),就不會(huì)落回地面,它將繞地球運(yùn)動(dòng),成為人造地球衛(wèi)星。如圖所示,將物體從一座高山上的O點(diǎn)水平拋出,拋出速度一次比一次大,落地點(diǎn)一次比一次遠(yuǎn),設(shè)圖中A、B、C、D、E是從O點(diǎn)以不同的速度拋出的物體所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌道。已知B是圓形軌道,C、D是橢圓軌道,在軌道E上運(yùn)動(dòng)的物體將會(huì)克服地球的引力,永遠(yuǎn)地離開地球?？諝庾枇偷厍蜃赞D(zhuǎn)的影響不計(jì),則下列說(shuō)法正確的是()A.物體從O點(diǎn)拋出后,沿軌道A運(yùn)動(dòng)落到地面上,物體的運(yùn)動(dòng)不是平拋運(yùn)動(dòng)B.在軌道B上運(yùn)動(dòng)的物體,拋出時(shí)的速度大小為11.2km/sC.使軌道C、D上物體的運(yùn)動(dòng)軌道變?yōu)閳A軌道,這個(gè)圓軌道可以過(guò)O點(diǎn)D.在軌道E上運(yùn)動(dòng)的物體,拋出時(shí)的速度一定等于或大于16.7km/s6.高鐵已成為重要的“中國(guó)名片”,領(lǐng)跑世界。一輛由8節(jié)車廂編組的列車,從車頭開始編號(hào)的第2、3、6和7共4節(jié)為動(dòng)力車廂,其余為非動(dòng)力車廂,每節(jié)車廂質(zhì)量均為m。當(dāng)列車在平直軌道上勻加速啟動(dòng)時(shí),每節(jié)動(dòng)力車廂牽引力大小均為F,每節(jié)車廂所受阻力為車廂重力的k倍,重力加速度為g。則()A.啟動(dòng)時(shí)車廂對(duì)乘客作用力的方向豎直向上B.整列車的加速度大小為FC.第3節(jié)車廂對(duì)第2節(jié)車廂的作用力大小為0D.第2節(jié)車廂對(duì)第1節(jié)車廂的作用力大小為F7.(2021·河南洛陽(yáng)期末)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)了一個(gè)非常有創(chuàng)意的募捐箱,如圖甲所示,硬幣從投幣口進(jìn)入,接著在募捐箱上漏斗形的部位(如圖乙所示,O點(diǎn)為漏斗形口的圓心)滾動(dòng)很多圈之后從中間的小孔掉入募捐箱。如果硬幣在不同位置的運(yùn)動(dòng)都可以看成勻速圓周運(yùn)動(dòng),摩擦阻力忽略不計(jì),則關(guān)于某一枚硬幣通過(guò)a、b兩處時(shí)運(yùn)動(dòng)和受力情況的說(shuō)法正確的是()甲乙A.在a、b兩處做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心都為O點(diǎn)B.向心力的大小Fa=FbC.角速度的大小ωa<ωbD.向心加速度的大小aa<ab8.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(zhǎng)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(shuō)法正確的是()A.工件在乙傳送帶上的痕跡為直線,痕跡長(zhǎng)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09.(2021·河南高三三模)宇宙間存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng),其中有一種三星系統(tǒng)如圖所示,三顆質(zhì)量均為m的星球位于邊長(zhǎng)為R的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,并繞其中心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。忽略其他星球?qū)λ鼈兊囊ψ饔?引力常量為G,以下對(duì)該三星系統(tǒng)的說(shuō)法正確的是()A.每顆星球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑都為33B.每顆星球做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度都與三顆星球的質(zhì)量無(wú)關(guān)C.每顆星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期都為2πRRD.若距離R和m均增大為原來(lái)的3倍,則每顆星球的線速度大小不變二、非選擇題(本題共2小題,共46分)10.(22分)如圖所示,水平轉(zhuǎn)盤可繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng),盤上疊放著質(zhì)量均為1kg的A、B兩個(gè)物塊,B物塊用長(zhǎng)為0.25m的細(xì)線與固定在轉(zhuǎn)盤中心處的力傳感器相連,兩個(gè)物塊和傳感器的大小均可不計(jì)。細(xì)線能承受的最大拉力為8N。A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,B與轉(zhuǎn)盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,且可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。轉(zhuǎn)盤靜止時(shí),細(xì)線剛好伸直,傳感器的讀數(shù)為零。當(dāng)轉(zhuǎn)盤以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),傳感器上就會(huì)顯示相應(yīng)的讀數(shù)F。g取10m/s2。求:(1)繩子剛有拉力時(shí)轉(zhuǎn)盤的角速度;(2)A物塊剛脫離B物塊時(shí)轉(zhuǎn)盤的角速度;(3)繩子剛斷開時(shí)轉(zhuǎn)盤的角速度;(4)試通過(guò)計(jì)算在坐標(biāo)系中作出Fω2圖像。11.(24分)(2022·湖南高考模擬)如圖甲所示,與長(zhǎng)木板質(zhì)量相等的小鐵塊位于長(zhǎng)木板的最左端,t=0時(shí)刻開始二者以v0=8m/s的初速度一起向右運(yùn)動(dòng),t=0.5s時(shí)長(zhǎng)木板與右側(cè)的擋板相碰(碰撞時(shí)間極短),碰撞之前的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小鐵塊與長(zhǎng)木板通過(guò)鎖定裝置鎖定,碰撞前瞬間解除鎖定,碰撞過(guò)程中沒有能量損失,長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)的部分vt圖像如圖乙所示,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小鐵塊剛好沒有從長(zhǎng)木板上滑下。小鐵塊可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度g取10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。求:甲乙(1)長(zhǎng)木板與水平地面之間以及小鐵塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)長(zhǎng)木板的長(zhǎng)度。

階段訓(xùn)練(一)力與運(yùn)動(dòng)1.C解析:考慮空氣阻力,當(dāng)人以如圖甲所示的狀態(tài)向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),人所受空氣阻力向左,根據(jù)平衡條件,人所受到踏板的摩擦力向右,根據(jù)牛頓第三定律,踏板所受摩擦力向左,所以A錯(cuò)誤;不計(jì)空氣阻力,當(dāng)人以如圖甲所示的狀態(tài)向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),人受到的合力方向向右,即摩擦力方向向右,根據(jù)牛頓第三定律,踏板所受摩擦力向左,所以B錯(cuò)誤;考慮空氣阻力,當(dāng)人以如圖乙所示的狀態(tài)向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)平衡條件,如果人受到的支持力和重力的合力大小等于空氣阻力大小,人所受摩擦力為零,所以C正確;不計(jì)空氣阻力,當(dāng)人以如圖乙所示的狀態(tài)向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)牛頓第二定律,如果人受到的支持力和重力提供加速度,則腳所受摩擦力可能為零,所以D錯(cuò)誤。2.B解析:沙塵顆粒懸浮時(shí)受力平衡,根據(jù)平衡條件,有mg=F其中m=ρ0V=ρ0×43πr由題意知F=αρSv2,S=πr2聯(lián)立以上四式得v=4ρ3.A解析:小球在P點(diǎn)時(shí)兩根彈簧的彈力大小相等,設(shè)為F,根據(jù)胡克定律有F=kl-45l;設(shè)小球靜止時(shí)受到的摩擦力大小為Ff,方向沿桿向下,根據(jù)平衡條件有mgsinθ+Ff=2F,解得F4.D解析:天問一號(hào)經(jīng)橢圓軌道Ⅱ進(jìn)入環(huán)火星圓軌道Ⅰ時(shí),需要減速,所以在軌道Ⅱ運(yùn)行到Q點(diǎn)的速度大于在圓軌道Ⅰ運(yùn)行的速度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力GMmR2=mv2R,解得v=GMR,可知天問一號(hào)在軌道Ⅰ運(yùn)行時(shí)的速度大于在過(guò)P點(diǎn)的圓軌道運(yùn)行時(shí)的速度,而天問一號(hào)在P點(diǎn)由圓軌道進(jìn)入軌道Ⅱ需減速,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。物體在地球表面,重力近似等于萬(wàn)有引力,則GM地mR地2=mg,解得5.C解析:物體從O點(diǎn)拋出后,沿軌道A運(yùn)動(dòng)落到地面上,不考慮空氣阻力,物體只受重力作用,且水平拋出,所以物體的運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;B是圓形軌道,繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其拋出速度需要大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度,故B錯(cuò)誤;使軌道C、D上運(yùn)動(dòng)的物體在近地點(diǎn)減速,只要速度合適,就可以使物體的運(yùn)動(dòng)軌道變?yōu)檫^(guò)O點(diǎn)的圓軌道,故C正確;當(dāng)物體拋出速度大于或等于第二宇宙速度(11.2km/s),物體會(huì)脫離地球引力,當(dāng)物體拋出速度大于或等于第三宇宙速度(16.7km/s),物體會(huì)脫離太陽(yáng)引力,故D錯(cuò)誤。6.BC解析:啟動(dòng)時(shí)車廂對(duì)乘客豎直方向有豎直向上的支持力,水平方向有沿動(dòng)車運(yùn)動(dòng)方向的摩擦力,兩個(gè)力的合力方向斜向上方,故A錯(cuò)誤;對(duì)整體列車,根據(jù)牛頓第二定律得4F8kmg=8ma,解得a=F-2kmg2m,故B正確;對(duì)第1、2節(jié)車廂的整體,根據(jù)牛頓第二定律得F32+F2kmg=2ma,解得F32=0,故C正確;對(duì)第1節(jié)車廂,根據(jù)牛頓第二定律得F21kmg=ma,解得7.CD解析:在a、b兩處做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心是分別過(guò)a、b兩點(diǎn)作通過(guò)O點(diǎn)的豎直軸的垂線,垂足即為做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心,不是以O(shè)點(diǎn)為圓心的,故A錯(cuò)誤;設(shè)在a、b所在弧的切線與水平方向的夾角為α、β,根據(jù)受力分析可得在a處的向心力Fa=mgtanα,在b處的向心力Fb=mgtanβ,而α<β,故向心力的大小Fa<Fb,故B錯(cuò)誤;根據(jù)向心力公式F=mrω2,又有Fa<Fb,ra>rb,則角速度的大小ωa<ωb,故C正確;根據(jù)F=ma,可知在a、b兩處的向心加速度分別為aa=gtanα,ab=gtanβ,而α<β,故向心加速度的大小aa<ab,故D正確。8.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一直線上,故工件相對(duì)于乙的運(yùn)動(dòng)軌跡肯定是直線,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(guò)t后,它滑到乙的中線上并相對(duì)于乙靜止,根據(jù)牛頓第二定律,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=2v2gd9.ACD解析:由幾何關(guān)系知每顆星球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=33R,故A正確;任意兩顆星之間的萬(wàn)有引力為F=Gm2R2,一顆星受到的合力F1=3F,合力提供它們的向心力3GmmR2=ma,解得a=3GmR2,與三顆星球的質(zhì)量m成正比,故B錯(cuò)誤;合力提供它們的向心力3GmmR2=m4π2T210.答案:(1)2rad/s(2)4rad/s(3)6rad/s(4)見解析解析:(1)對(duì)AB整體分析,當(dāng)繩子剛有拉力時(shí),根據(jù)牛頓第二定律得μ1·2mg=2mrω解得ω1=μ1g則F=0,ω∈[0,2]。(2)當(dāng)A物塊所受的摩擦力等于最大靜摩擦力時(shí),A將要脫離B物體,有mω22r=μ得ω2=μ2g此時(shí)繩子的拉力為F=2mω22rμ12mg=2×16×0接下來(lái)隨角速度的增大,A脫離B物體。則F=2mω2rμ12mg=0.5ω22,ω∈[2,4]。(3)只有B物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)拉力最大時(shí)的角速度為ω3,根據(jù)牛頓第二定律得Fmax+μ1mg=mrω解得ω3=6rad/s當(dāng)角速度為ω2時(shí),mrω22=1×0.25×16N=4N>μ則F=mω2rμ1mg=0.25ω21,ω∈[4,6]。(4)坐標(biāo)系中作出Fω2圖像如圖所示。11.答案:(1)0.40.2(2)10.8m解析:(1)設(shè)長(zhǎng)木板與小鐵塊的質(zhì)量均為m,長(zhǎng)木板與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,小鐵塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2。由vt圖像可得,0~0.5s時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)木板與小鐵塊整體的加速度大小為a1=Δv1Δt1對(duì)此過(guò)程由牛頓第二定律得μ1·2mg=2ma1解得μ1=0.40.5s時(shí)刻之后,長(zhǎng)木板向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng),小鐵塊向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。由vt圖像可得,0.5s之后長(zhǎng)木板的加速度大小為a2=Δv2Δt2對(duì)長(zhǎng)木板由牛頓第二定律得μ1·2mg+μ2mg=ma2解得μ2=0.2。(2)由牛頓第二定律可得,0.5s時(shí)刻之后小鐵塊的加速度大小為a3=μ2g=0.2×10m/s2=2m/s20.5s時(shí)刻之后,長(zhǎng)木板與小鐵塊均以v=6m/s的速度分別向左、向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)