2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題復(fù)習(xí)訓(xùn)練 課時作業(yè)二 力與直線運動(含解析)

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1、課時作業(yè)二 力與直線運動 一、選擇題 1.(2019年江蘇六市聯(lián)考)如圖1所示,質(zhì)量為m2的物塊B放置在光滑水平桌面上,其上放置質(zhì)量為m1的物塊A,A通過跨過光滑定滑輪的細(xì)線與質(zhì)量為M的物塊C連接.由靜止釋放C,A和B一起以加速度a從靜止開始運動,已知A、B間動摩擦因數(shù)為μ,則細(xì)線中的拉力大小為(  ) 圖1 A.Mg B.Mg+Ma C.(m1+m2)a D.m1a+μm1g 圖2 解析:把A、B看作一個整體受力分析如圖2所示,由牛頓第二定律可得FT=(m1+m2)a,故C正確. 答案:C 2.(2019年湖南長沙一模)如圖3所示,小車在恒力F

2、作用下沿水平地面向右運動,其內(nèi)底面左壁有一物塊,物塊與小車右壁之間有一壓縮的輕彈簧,小車內(nèi)底面光滑,當(dāng)小車由左側(cè)光滑地面進(jìn)入到右側(cè)粗糙地面時,物塊一直與左壁保持接觸,則車左壁受物塊的壓力FN1和車右壁受彈簧的壓力FN2的大小變化情況是(  ) 圖3 A.FN1變大,F(xiàn)N2不變 B.FN1不變,F(xiàn)N2變大 C.FN1和FN2都變小 D.FN1變小,F(xiàn)N2不變 解析:因物塊相對于小車靜止不動,故彈簧長度不變,彈簧彈力不變,車右壁受彈簧的壓力FN2不變;小車由左側(cè)光滑地面進(jìn)入右側(cè)粗糙地面時,小車向右的加速度會減小,由于物塊和小車的加速度相同,故物塊所受合外力減小,又彈簧彈力不

3、變,物塊受車左壁的支持力變小,由牛頓第三定律知FN1變小,選項D正確. 答案:D 3.甲、乙兩車在平直公路上同向行駛,其v-t圖象如圖4所示.已知兩車在t=3 s時并排行駛,則(  ) 圖4 A.在t=1 s時,甲車在乙車后 B.在t=0時,乙車在甲車前7.5 m C.兩車另一次并排行駛的時刻是t=2 s D.甲、乙車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40 m 解析:根據(jù)v-t圖象知,甲、乙都沿正方向運動.t=3 s時,甲、乙相遇,此時v甲=30 m/s,v乙=25 m/s,由v-t圖線所圍面積對應(yīng)位移關(guān)系知,0~3 s內(nèi)甲車位移x甲=×3×30 m=45 m,乙車位

4、移x乙=×3×(10+25) m=52.5 m.故t=0時,甲、乙相距Δx1=x乙-x甲=7.5 m,即甲在乙前方7.5 m,B選項錯誤;0~1 s內(nèi),x甲′=×1×10 m=5 m,x乙′=×1×(10+15) m=12.5 m,Δx2=x乙′-x甲′=7.5 m=Δx1,說明在t=1 s時甲、乙第一次相遇,A、C錯誤;甲、乙兩次相遇地點之間的距離為x=x甲-x甲′=45 m-5 m=40 m,所以D選項正確. 答案:D 4.(2019年山東臨沂檢測)如圖5所示,在傾角為θ=30°的光滑斜面上,物塊A、B質(zhì)量分別為m和2m.物塊A靜止在輕彈簧上面,物塊B用細(xì)線與斜面頂端相連,A、B緊挨在

5、一起但A、B之間無彈力.已知重力加速度為g,某時刻把細(xì)線剪斷,當(dāng)細(xì)線剪斷瞬間,下列說法正確的是(  ) 圖5 A.物塊A的加速度為0 B.物塊A的加速度為 C.物塊B的加速度為0 D.物塊B的加速度為 解析:剪斷細(xì)線前,彈簧的彈力F彈=mgsin30°=mg,細(xì)線剪斷的瞬間,彈簧的彈力不變,仍為F彈=mg;剪斷細(xì)線瞬間,對A、B系統(tǒng),加速度為a==,即A和B的加速度均為,故選B. 答案:B 5.(2019年山西太原市高三月考)甲、乙兩質(zhì)點同時沿同一直線運動,它們的x-t圖象如圖6所示.關(guān)于兩質(zhì)點的運動情況,下列說法正確的是(  ) 圖6 A.在0~t0時間內(nèi)

6、,甲、乙的運動方向相同 B.在0~t0時間內(nèi),乙的速度一直增大 C.在0~t0時間內(nèi),乙平均速度的值大于甲平均速度的值 D.在0~2t0時間內(nèi),甲、乙發(fā)生的位移相同 解析:在0~t0時間內(nèi),甲、乙的運動方向相反,選項A錯誤;在位移—時間圖象中,斜率表示速度,在0~t0時間內(nèi),乙的速度一直減小,選項B錯誤;在0~t0時間內(nèi),乙的位移為2x0,甲的位移為x0,乙平均速度的值(v乙=)大于甲平均速度的值(v甲=),選項C正確;在0~2t0時間內(nèi),甲發(fā)生的位移是-2x0,乙發(fā)生的位移是2x0,負(fù)號說明兩者方向不同,選項D錯誤. 答案:C 6.(2019年青海西寧高三月考)質(zhì)量為2 kg的物

7、體靜止在足夠大的水平面上,物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2,假設(shè)最大靜摩擦力和滑動摩擦力大小相等.從t=0時刻開始,物體受到方向不變、大小呈周期性變化的水平拉力F的作用,F(xiàn)隨時間t的變化規(guī)律如圖7所示.重力加速度g取10 m/s2,則物體在t=0到t=6 s這段時間內(nèi)的位移大小為(  ) 圖7 A.4 m B.8 m C.10 m D.12 m 解析:最大靜摩擦力Ffmax=μmg=0.2×2×10 N=4 N,當(dāng)拉力大于最大靜摩擦力時,物體才會由靜止開始運動,所以在t=2 s時才開始運動;2~4 s時,F(xiàn)>Ffmax,物體由靜止開始做勻加速直線運動,摩擦力為滑動摩擦力

8、,F(xiàn)f=Ffmax=4 N,根據(jù)牛頓第二定律可得加速度為a==1 m/s2,位移為x1=at2=2 m,4 s末的速度為v=at=2 m/s,4~6 s時根據(jù)牛頓第二定律可得加速度為a1==-1 m/s2,位移為x2=vt+a1t2=2×2 m+×(-1)×4 m=2 m,則物體的總位移是x=x1+x2=2 m+2 m=4 m,故A正確,B、C、D錯誤. 答案:A 7.如圖8所示,足夠長的傳送帶與水平面夾角為θ.以速度v0逆時針勻速轉(zhuǎn)動,在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小木塊,小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ

9、 解析:當(dāng)小木塊速度小于v0時,小木塊受沿傳送帶向下的滑動摩擦力作用,此時有mgsinθ+μmgcosθ=ma1,可知a1=gsinθ+μgcosθ,當(dāng)小木塊速度達(dá)到v0時,因為μ<tanθ,所以mgsinθ>μmgcosθ,所以小木塊將繼續(xù)加速下滑,此時有mgsinθ-μmgcosθ=ma2,可知a2=gsinθ-μmcosθ,a1>a2,對比各v-t圖象可知選項D正確. 答案:D 8.(2019年浙江聯(lián)考)(多選)酒后駕駛會導(dǎo)致許多安全隱患是因為駕駛員的反應(yīng)時間變長,反應(yīng)時間是指從駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到采取制動的時間,表中“思考距離”是指從駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到采取制動的時間內(nèi)汽車行駛的距離

10、;“制動距離”是指從駕駛員發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離(假設(shè)汽車以不同速度行駛時制動的加速度大小都相同)分析表中數(shù)據(jù)可知,下列說法正確的是(  ) 思考距離/m 制動距離/m 速度(m·s-1) 正常 酒后 正常 酒后 15 7.5 15.0 22.5 30.0 A.駕駛員酒后反應(yīng)時間比正常情況下多0.5 s B.駕駛員采取制動措施后汽車剎車的加速度大小為7.5 m/s2 C.若汽車的初速度增加一倍,制動距離也增大一倍 D.若汽車以25 m/s的速度行駛時發(fā)現(xiàn)前方60 m處有險情,酒后駕駛不能安全停車 解析:由x1=vt可得正常情況下的反應(yīng)時間為0.5 s

11、,酒后的反應(yīng)時間為1.0 s,選項A說法正確;由剎車距離x2=x-x1=,解得制動后汽車剎車的加速度大小為a=7.5 m/s2,選項B說法正確;若汽車的初速度增加一倍,思考距離增大一倍,而剎車距離將增大三倍,選項C說法不正確;若汽車以25 m/s的速度行駛時,酒后思考距離為25×1.0 m=25 m,剎車距離為=41.7 m,制動距離為25 m+41.7 m=66.7 m,發(fā)現(xiàn)前方60 m處有險情,酒后駕駛不能安全停車,選項D說法正確. 答案:ABD 9.(多選)如圖9所示,長為L=6 m、質(zhì)量為m=10 kg的木板放在水平地面上,木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,一個質(zhì)量為M=50 k

12、g的人從木板的左端開始向右加速跑動,從人開始跑到人離開木板的過程中,以下v-t圖象可能正確的是(g取10 m/s2,a為人的v-t圖象,b為木板的v-t圖象)(  ) 圖9 解析:人在木板上加速,受到木板向右的摩擦力,F(xiàn)f=Ma1,木板與地面之間的最大靜摩擦力Ffm=μ(M+m)g=120 N;A中人的加速度a1=1 m/s2,F(xiàn)f=Ma1=50 N<120 N,木板靜止不動,t=2 s內(nèi)人的位移x=6 m,A正確;同理F=Ma=50×2 N=120 N,板靜止不動,B正確;C中人的加速度a1=3 m/s2,F(xiàn)f=Ma1=150 N>120 N,木板向左加速,F(xiàn)f-μ(M+m)g=

13、ma2,a2=3 m/s2,t= s內(nèi)人的位移大小x1=3 m,木板的位移大小x2=3 m,C正確;D中木板要運動的話只能向左運動,其位移為負(fù)值,v-t圖線應(yīng)在時間軸的下方,D錯誤. 答案:ABC 10.(多選)在斜面上,兩物塊A、B用細(xì)線連接,當(dāng)用力F沿斜面向上拉物塊A時,兩物塊以大小為a的加速度向上運動,細(xì)線中的張力為FT,兩物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)相等.則當(dāng)用大小為2F的拉力沿斜面向上拉物塊A時(  ) 圖10 A.兩物塊向上運動的加速度大小為2a B.兩物塊向上運動的加速度大小大于2a C.兩物塊間細(xì)線中的張力為2FT D.兩物塊間細(xì)線中的張力與A、B的質(zhì)量無關(guān) 解

14、析:設(shè)斜面傾角為θ,A、B兩物塊的質(zhì)量分別為M和m,物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,由牛頓第二定律得兩物塊的加速度大小為a= =-g(sinθ+μcosθ),當(dāng)拉力為2F時,加速度大小為a′=-g(sinθ+μcosθ),則a′-a=>a,即a′>2a,A項錯誤,B項正確;FT=ma+mgsinθ+μmgcosθ=,則當(dāng)拉力為2F時,細(xì)線中的張力為2FT,但張力與兩物塊的質(zhì)量有關(guān),C項正確,D項錯誤. 答案:BC 11.(2019年洛陽二模)(多選)如圖11甲所示,水平地面上固定一足夠長的光滑斜面,斜面頂端有一理想定滑輪,一輕繩跨過滑輪,繩兩端分別連接小物塊A和B.保持A的質(zhì)量不變,改變B

15、的質(zhì)量m,當(dāng)B的質(zhì)量連續(xù)改變時,得到A的加速度a隨B的質(zhì)量m變化的圖線,如圖11乙所示.設(shè)加速度沿斜面向上的方向為正方向,空氣阻力不計,重力加速度g取9.8 m/s2,斜面的傾角為θ,下列說法正確的是(  ) 圖11 A.若θ已知,可求出A的質(zhì)量 B.若θ未知,可求出圖乙中a1的值 C.若θ已知,可求出圖乙中a2的值 D.若θ已知,可求出圖乙中m0的值 解析:由題中圖象,若m=0,A的加速度方向沿斜面向下,a2=-gsinθ,C項正確;若m=m0,A的加速度為零,m0g=mAgsinθ,必須知道A的質(zhì)量mA和θ的值,m0才可求,D項錯誤;若B的質(zhì)量無限大,B的加速度趨近于g,所

16、以A的最大加速度為a1=g,B項正確;對以上狀態(tài)的分析中,均無法計算出A的質(zhì)量,A項錯誤. 答案:BC 12.(多選)汽車A和汽車B(均可視為質(zhì)點)在平直的公路上沿兩平行車道同向行駛,A車在后(如圖12甲所示).以某時刻作為計時起點,此時兩車相距x0=12 m.汽車A運動的x-t圖象如圖12乙所示,汽車B運動的v-t圖象如圖12丙所示.則下列說法正確的是(  ) 圖12 A.在t=3 s時,兩車相距最遠(yuǎn),且最遠(yuǎn)距離為20 m B.B車在0~6 s內(nèi)的位移為23 m C.在t=8 s時,兩車相遇 D.若t=1 s時,A車緊急制動(視為勻變速),要使A車追不上B車,則A車的加

17、速度大小應(yīng)大于 m/s2 解析:由圖乙可知A車做勻速直線運動,速度大小為vA=4 m/s,由圖丙分析可知,t=3 s時兩車速度相等,相距最遠(yuǎn),由位移關(guān)系得最遠(yuǎn)距離為20 m,選項A正確.B車在0~6 s內(nèi)的位移和0~5 s內(nèi)的位移相等,為24 m,選項B錯誤.0~8 s內(nèi)A車的位移大小為32 m,B車的位移大小為24 m,位移之差為8 m,此時A車未追上B車,選項C錯誤.t=1 s時兩車相距16 m,當(dāng)B車停下來,A車速度減為零時恰好追上B車,此時A車的加速度為一臨界值,由速度與位移的關(guān)系可知,加速度a= m/s2,故要使A車追不上B車,則A車的加速度大小應(yīng)大于 m/s2,選項D正確. 答

18、案:AD 二、解答題 13.如圖13甲所示.質(zhì)量m=1 kg的物塊在平行于斜面向上的拉力F作用下從靜止開始沿斜面向上運動,t=0.5 s時撤去拉力,利用速度傳感器得到其速度隨時間變化的關(guān)系圖象(v-t圖象)如圖13乙所示,g取10 m/s2,求: 圖13 (1)2 s內(nèi)物塊的位移大小x和通過的路程L; (2)沿斜面向上運動的兩個階段加速度大小a1、a2和拉力大小F. 解:(1)在2 s內(nèi),由圖乙知: 物塊上滑的最大距離:s1=×2×1 m=1 m 物塊下滑的距離:s2=×1×1 m=0.5 m 所以位移大小x=s1-s2=0.5 m 路程L=s1+s2=1.5 m (

19、2)由圖乙知,所求兩個階段加速度的大小 a1=4 m/s2,a2=4 m/s2. 設(shè)斜面傾角為θ,斜面對物塊的摩擦力為f,根據(jù)牛頓第二定律有 0~0.5 s內(nèi):F-f-mgsinθ=ma1 0.5~1 s內(nèi):f+mgsinθ=ma2 解得F=8 N. 14.如圖14所示,質(zhì)量M=4 kg的小車長L=1.4 m,靜止在光滑水平面上,其上面右端靜止一質(zhì)量m=1 kg的小滑塊(可看作質(zhì)點),小車與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,先用一水平恒力F向右拉小車.(g=10 m/s2.) 圖14 (1)若用一水平恒力F=10 N,小滑塊與小車間的摩擦力為多大? (2)小滑塊與小車間不發(fā)生

20、相對滑動的水平恒力F大小要滿足的條件? (3)若用一水平恒力F=28 N向右拉小車,要使滑塊從小車上恰好滑下來,力F至少應(yīng)作用多長時間? 解:(1)當(dāng)F=10 N時,設(shè)兩者間保持相對靜止, 由整體法可得:F=(M+m)a1 得a1=2 m/s2 隔離小滑塊可得:f=ma1=2 N 而兩者間的最大靜摩擦力為fmax=μmg=4 N所以小滑塊與小車間的摩擦力為2N. (2)若要發(fā)生相對滑動時,兩者間要達(dá)到最大的靜摩擦力.此時小滑塊的加速度可由 fmax=μmg=ma2得a2=4 m/s2 由整體法可得:F=(M+m)a2=20 N 小滑塊與小車間不發(fā)生相對滑動的水平恒力F的大小范

21、圍是F≤20 N. (3)當(dāng)F=28 N時,兩者間相對滑動, 小滑塊μmg= ma2,a2=4 m/s2 小車F-μmg =Ma3,得: a3=6 m/s2 設(shè)F撤去前作用了時間t1, 則兩者獲得的速度為vm=a2t1,vM=a3t1 兩者產(chǎn)生的位移為:xm=a2t12,xM=a3t12, F撤去后m仍以a2加速,M以a4減速,減速的加速度為a4==1 m/s2, 設(shè)過時間t2兩者等速v′=vm+a2t2=vM-a4t2, 代入得t2=t1,v′=t1, t2時間內(nèi)位移xm′=t2,xM′=t2 (xM+xM′ )-(xm+xm′)=L 得t12=L,得t1=1 s. - 11 -

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