2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運動 第2講 力與物體的直線運動提升訓(xùn)練

2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運動 第2講 力與物體的直線運動提升訓(xùn)練 一、單項選擇題 1.(xx·浙江理綜，15)如圖1所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時，其上的遮光條將光遮住，電子計時器可自動記錄遮光時間Δt。測得遮光條的寬度為Δx，用近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度。為使更接近瞬時速度，正確的措施是(　　) 圖1 A.換用寬度更窄的遮光條 B.提高測量遮光條寬度的精確度 C.使滑塊的釋放點更靠近光電門 D.增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角 解析　是Δt時間內(nèi)的平均速度，Δt越小，就越接近某點的瞬時速度。A選項中換用更窄的遮光條，就是取更短的時間Δt，A正確；B、C、D選項中的處理不能保證Δt很短，不能確定更接近瞬時速度，選項B、C、D錯誤。 答案　A 2.(xx·廣東理綜，13)甲、乙兩人同時同地出發(fā)騎自行車做直線運動，前1小時內(nèi)的位移－時間圖象如圖2所示，下列表述正確的是(　　) 圖2 A.0.2～0.5小時內(nèi)，甲的加速度比乙的大 B.0.2～0.5小時內(nèi)，甲的速度比乙的大 C.0.6～0.8小時內(nèi)，甲的位移比乙的小 D.0.8小時內(nèi)，甲、乙騎行的路程相等 解析　位移－時間圖象的斜率絕對值反映速度大小，在0.2～0.5小時內(nèi)，甲、乙均做勻速直線運動，加速度為0，甲圖象斜率大于乙圖象，說明甲的速度大于乙的速度，故A錯誤，B正確；由位移－時間圖象可以看出在0.6～0.8小時內(nèi)甲的位移比乙的大，故C錯誤；由位移－時間圖象看出在t＝0.5小時時，甲在s＝10 km處，而乙在s＝8 km處，進(jìn)一步得出在0.8小時內(nèi)甲的路程比乙的大，故D錯誤。 答案　B 3.(xx·長春模擬)如圖3所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC兩部分組成，且AB＝BC，小物塊P(可視為質(zhì)點)以某一初速度從A點滑上桌面，最后恰好停在C點，已知物塊經(jīng)過AB與BC兩部分的時間之比為1∶4，則物塊P與桌面上AB、BC部分之間的動摩擦因數(shù)μ1、μ2之比為(P物塊在AB、BC兩段上所做運動可看作勻變速直線運動)(　　) 圖3 A.1∶4 B.1∶1 C.8∶1 D.4∶1 解析　設(shè)初速度為vA，過B點速度為vB，AB＝BC＝x，tAB＝t，tBC＝4t，則v－v＝2μ1gx，vA－vB＝μ1gt；v＝2μ2gx，vB＝4μ2gt；解得μ1∶μ2＝8∶1，C正確。 答案　C 4.(xx·臺州市高三3月調(diào)研考試)“蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極限運動。某人做蹦極運動，所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖4所示。將蹦極過程近似為在豎直方向的運動，重力加速度為g。據(jù)圖可知，此人在蹦極過程中最大加速度約為(　　) 圖4 A.g B.2g C.3g D.4g 解析　分析運動過程及受力：人體向下先加速后減速運動，速度減為零后反向向上先加速后減速，如此往復(fù)循環(huán)。F＝G時人體受力平衡，為加速運動與減速運動轉(zhuǎn)換的臨界點。圖中平緩段即表示受力平衡的時候，可知0.6F0＝G。找出圖中最大外力為1.8F0，由于繩子被拉伸，施加給人的力方向始終為豎直向上。從而可以算出最大加速度a＝＝＝＝2g，所以選B。 答案　B 5.汽車由靜止開始在平直的公路上行駛，在0～40 s內(nèi)汽車的加速度隨時間變化的圖象如圖5所示，則汽車位移最大的時刻是(　　) 圖5 A.40 s末 B.30 s末 C.20 s末 D.10 s末 解析　0～10 s內(nèi)汽車做勻加速直線運動，加速度為2 m/s2，10 s末汽車的速度為20 m/s；10～20 s內(nèi)汽車的加速度為0，故汽車做勻速直線運動；20～40 s內(nèi)汽車的加速度為－1 m/s2，故汽車做勻減速直線運動，40 s末汽車的速度恰好減為0。因為40 s內(nèi)汽車始終向同一方向運動，所以汽車位移最大的時刻是40 s末，選項A正確。 答案　A 6.甲、乙兩車從同一地點沿同一方向做直線運動，其中甲車初速度為零，最大速度為4 m/s，乙車初速度為1.5 m/s，最大速度為3.5 m/s，其v－t圖象如圖6所示，關(guān)于兩車的運動情況，下列說法正確的是(　　) 圖6 A.在t＝4 s時，甲、乙相遇 B.甲的加速度一直小于乙的加速度 C.在t＝1 s時，兩車速度相等，加速度相等 D.甲車運動的總位移大于乙車運動的總位移 解析　v－t圖線與t軸所圍面積表示位移，斜率表示加速度；在t＝4 s，甲、乙的位移均為10 m，甲、乙相遇，選項A正確；在4～6 s，甲、乙加速度相同，選項B錯誤；在t＝1 s，甲的加速度大于乙的加速度，選項C錯誤；乙車運動的總位移大于甲車運動的總位移，選項D錯誤。 答案　A 二、多項選擇題 7.(xx·新課標(biāo)全國卷Ⅱ，20)在一東西向的水平直鐵軌上，停放著一列已用掛鉤連接好的車廂。當(dāng)機車在東邊拉著這列車廂以大小為a的加速度向東行駛時，連接某兩相鄰車廂的掛鉤P和Q間的拉力大小為F；當(dāng)機車在西邊拉著車廂以大小為a的加速度向西行駛時，P和Q間的拉力大小仍為F。不計車廂與鐵軌間的摩擦，每節(jié)車廂質(zhì)量相同，則這列車廂的節(jié)數(shù)可能為(　　) A.8 B.10 C.15 D.18 解析　設(shè)PQ西邊有n節(jié)車廂，每節(jié)車廂的質(zhì)量為m，則F＝nma① 設(shè)PQ東邊有k節(jié)車廂，則F＝km·a② 聯(lián)立①②得3n＝2k，由此式可知n只能取偶數(shù)， 當(dāng)n＝2時，k＝3，總節(jié)數(shù)為N＝5 當(dāng)n＝4時，k＝6，總節(jié)數(shù)為N＝10 當(dāng)n＝6時，k＝9，總節(jié)數(shù)為N＝15 當(dāng)n＝8時，k＝12，總節(jié)數(shù)為N＝20，故選項B、C正確。 答案　BC 8.如圖7所示，一同學(xué)在自家高為H＝10 m的陽臺上，伸手豎直向上拋出一個可以看成質(zhì)點的小球，小球的拋出點距離陽臺的高度為h0＝0.8 m，小球拋出后升高了h＝0.45 m達(dá)到最高點，最終小球落在地面上。g＝10 m/s2。根據(jù)以上信息，你認(rèn)為下列說法正確的是(　　) 圖7 A.小球拋出時的初速度大小是4 m/s B.小球拋出時的初速度大小是3 m/s C.小球從拋出到接觸地面的過程中經(jīng)歷的時間為1.8 s D.小球從拋出到接觸地面的過程中經(jīng)歷的時間為1.0 s 解析　上升階段－v＝－2gh，則v0＝＝3 m/s，A錯誤，B正確；上升階段0＝v0－gt1，下降階段h0＋h＋H＝gt，歷時：t＝t1＋t2，得：t＝1.8 s，C正確，D錯誤。 答案　BC 9.傾角為37°的光滑斜面上固定一個槽，勁度系數(shù)k＝20 N/m、原長l0＝0.6 m的輕彈簧下端與輕桿相連，開始時桿在槽外的長度l＝0.3 m，且桿可在槽內(nèi)移動，輕桿與槽間的滑動摩擦力大小Ff＝6 N，桿與槽之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。質(zhì)量m＝1 kg的小車從距彈簧上端L＝0.6 m處由靜止釋放沿斜面向下運動。已知在本次碰撞過程中輕桿已滑動。g取10 m/s2，sin 37°＝0.6。關(guān)于小車和桿的運動情況，下列說法正確的是(　　) 圖8 A.桿剛要滑動時小車已通過的位移為0.6 m B.桿剛要滑動時小車已通過的位移為0.9 m C.小車先做勻加速運動，后做加速度逐漸增大的變加速運動 D.小車先做勻加速運動，后做加速度逐漸減小的變加速運動，再做勻速直線運動 解析　小車在沿斜面向下的重力分力Gx＝mgsin θ＝6 N作用下，先沿斜面做勻加速運動，碰到彈簧后，小車受到沿斜面向上的彈力，做加速度逐漸減小的變加速運動，當(dāng)彈力等于6 N后，小車、彈簧、輕桿構(gòu)成的系統(tǒng)做勻速直線運動，C錯誤，D正確；桿剛要滑動時，彈力為6 N，所以彈簧形變量為x＝＝0.3 m，所以小車已通過的位移為L＋x＝0.9 m，A錯誤，B正確。 答案　BD 三、計算題 10.出租車上安裝有速度表，計價器里安裝有里程表和時間表，出租車載客后，從高速公路入口處駛?cè)敫咚俟?。并?0時10分55秒開始做初速度為零的勻加速直線運動，經(jīng)過10 s時，速度表顯示54 km/h，求： (1)這時出租車離出發(fā)點的距離； (2)出租車?yán)^續(xù)做勻加速直線運動，當(dāng)速度表顯示108 km/h時，出租車開始做勻速直線運動，若時間表顯示10時12分35秒，此時計價器里程表示數(shù)應(yīng)為多少？(出租車啟動時，里程表示數(shù)為零) 解析　(1)根據(jù)速度公式，得到a＝＝ m/s2＝1.5 m/s2 再根據(jù)位移公式，得到x1＝at＝×1.5×102 m＝75 m 這時出租車距出發(fā)點的距離為75 m。 (2)根據(jù)v＝2ax2式，得到x2＝＝ m＝300 m 這時出租車從靜止載客開始，已經(jīng)經(jīng)歷的時間t2，可根據(jù)位移公式x2＝at 解得t2＝＝s＝20 s 這時出租車時間表應(yīng)顯示10時11分15秒。出租車?yán)^續(xù)勻速運動，它勻速運動時間t3應(yīng)為80 s，通過位移x3＝v2t3＝30×80 m＝2 400 m 所以10時12分35秒時，計價器里程表應(yīng)顯示x＝(300＋2 400) m＝2 700 m 答案　(1)75 m　(2)2 700 m 11.如圖9所示，甲、乙兩傳送帶傾斜放置，與水平方向夾角均為37 °，傳送帶乙長為4 m，傳送帶甲比乙長0.45 m，兩傳送帶均以3 m/s的速度逆時針勻速運動，可視為質(zhì)點的物塊A從傳送帶甲的頂端由靜止釋放，可視為質(zhì)點的物塊B由傳送帶乙的頂端以3 m/s的初速度沿傳送帶下滑，兩物塊質(zhì)量相等，與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為0.5，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： 圖9 (1)物塊A由傳送帶頂端滑到底端經(jīng)歷的時間； (2)物塊A、B在傳送帶上顯示的劃痕長度之比。 解析　(1)物塊A一開始受重力、支持力和沿斜面向下的滑動摩擦力，由牛頓第二定律知 mgsin 37°＋μmgcos 37°＝ma1，代入數(shù)值得a1＝10 m/s2 設(shè)經(jīng)時間t1物塊A與傳送帶共速，則由運動學(xué)規(guī)律知v帶＝a1t1，即t1＝0.3 s 此過程中物塊A的位移為x1＝a1t＝0.45 m 物塊A與傳送帶共速后，由牛頓第二定律知 mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma2，代入數(shù)值得a2＝2 m/s2 由運動學(xué)規(guī)律知L甲－x1＝v帶t2＋a2t，代入數(shù)值得t2＝1 s 所以物塊A由傳送帶頂端滑到底端經(jīng)歷的時間為t＝t1＋t2＝1.3 s (2)在物塊A的第一個加速過程中，物塊A在傳送帶上顯示的劃痕長度為 L1＝v帶t1－x1＝0.45 m 在物塊A的第二個加速過程中，物塊A在傳送帶上的劃痕長度為 L2＝v帶t2＋a2t－v帶t2＝1.0 m 所以物塊A在傳送帶上顯示的劃痕長度為LA＝L2＝1 m 由分析知物塊B的加速度與物塊A在第二個加速過程的加速度相同，從傳送帶頂端加速到底端所需時間與t2相同 所以物塊B在傳送帶上的劃痕長度為LB＝v帶t2＋a2t－v帶t2＝1.0 m 故物塊A、B在傳送帶上的劃痕長度之比為LA∶LB＝1∶1。 答案　(1)1.3 s　(2)1∶1 12.(xx·江蘇省連云港、徐州、淮安、宿遷四市高三調(diào)研考試)如圖10所示，質(zhì)量M＝0.2 kg的長板靜止在水平地面上，與地面間動摩擦因數(shù)μ1＝0.1，另一質(zhì)量m＝0.1 kg的帶正電小滑塊以v0＝8 m/s初速度滑上長木板，滑塊與長木板間動摩擦因數(shù)μ2＝0.5，小滑塊帶電荷量為q＝2×10－3C，整個運動過程始終處于水平向右的勻強電場中，電場強度E＝1×102N/C，(g取10 m/s2)求： 圖10 (1)剛開始時小滑塊和長木板的加速度大小各為多少？ (2)小滑塊最后停在距木板左端多遠(yuǎn)的位置？ (3)整個運動過程中產(chǎn)生的熱量。 解析　(1)設(shè)小滑塊的加速度為a1，長木板的加速度為a2，規(guī)定水平向右為正方向。 由牛頓第二定律得qE－μ2mg＝ma1，得a1＝－3 m/s2， μ2mg－μ1(m＋M)g＝Ma2，得a2＝1 m/s2。 (2)設(shè)兩者經(jīng)過時間t相對靜止，此時的速度為v， 則v＝v0＋a1t＝a2t，得t＝2 s，v＝2 m/s。 這段時間內(nèi)小滑塊的位移x1＝v0t＋a1t2＝10 m。 木板的位移x2＝a2t2＝2 m。 由于此后兩者一起向右減速運動，所以小滑塊最后停在距木板左端Δx＝x1－x2＝8 m處。 (3)設(shè)兩者一起向右減速運動的加速度為a3， 由牛頓第二定律得qE－μ1(M＋m)g＝(M＋m)a3， 解得a3＝－ m/s2。 一起向右減速的位移x3＝－＝6 m。 由能量守恒可知Q＝mv＋Eq(x1＋x3)＝6.4 J。 答案　(1)3 m/s2　1 m/s2　(2)8 m　(3)6.4 J