2013屆高考物理 專題沖刺集訓(xùn) 第2講《牛頓運動定律與直線運動》（含解析）

第二講牛頓運動定律與直線運動一、單項選擇題1一物體做勻加速直線運動，通過一段位移x所用的時間為t1，緊接著通過下一段位移x所用的時間為t2，則物體運動的加速度為()A.B.C. D.解析：選A.物體做勻變速直線運動，由勻變速直線運動規(guī)律：v知：vv由勻變速直線運動速度公式vtv0at知vva·式聯(lián)立解得a.2 如圖所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”兩人中間位置處有一分界線，約定先使對方過分界線者為贏若繩子質(zhì)量不計，冰面可看成光滑，則下列說法正確的是()A甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對平衡力B甲對繩的拉力與乙對繩的拉力是作用力與反作用力C若甲的質(zhì)量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利D若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利解析：選C.甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是作用力與反作用力，故選項A錯誤甲對繩的拉力與乙對繩的拉力作用在同一物體上，不是作用力與反作用力，故選項B錯誤設(shè)繩子的張力為F，則甲、乙兩人受到繩子的拉力大小相等，均為F，若m甲>m乙，則由a得，a甲<a乙，由sat2得在相等時間內(nèi)甲的位移小，因開始時甲、乙距分界線的距離相等，則乙會過分界線，所以甲能贏得“拔河”比賽的勝利，故選項C正確收繩速度與“拔河”比賽勝負(fù)無關(guān)，故選項D錯誤3.在一豎直磚墻前讓一個小石子自由下落，小石子下落的軌跡距離磚墻很近現(xiàn)用照相機對下落的石子進(jìn)行拍攝某次拍攝的照片如圖所示，AB為小石子在這次曝光中留下的模糊影跡已知每層磚(包括磚縫)的平均厚度約為6 cm，A點距石子開始下落點的豎直距離約1.8 m，估算照相機這次拍攝的“曝光時間”最接近()A2.0×101 s B2.0×102 sC2.0×103 s D2.0×104 s解析：選B.石子落到A點速度v6 m/s，AB速度變化不大，可近似看做勻速運動，故t0.02 s選項B正確4從地面以一定的速度豎直向上拋出一小球，小球從拋出點上升到最高點的時刻為t1，下落到拋出點的時刻為t2.若空氣阻力的大小恒定，則在下圖中能正確表示被拋出物體的速率v隨時間t的變化關(guān)系的圖線是()解析：選C.小球在上升過程中做勻減速直線運動，其加速度為a1，下降過程中做勻加速直線運動，其加速度為a2，即a1>a2，且所分析的是速率與時間的關(guān)系，所以選項C正確5如圖所示，一根輕繩跨過光滑定滑輪，兩端分別系一個質(zhì)量為m1、m2的物塊m1放在地面上，m2離地面有一定高度當(dāng)m2的質(zhì)量發(fā)生改變時，m1的加速度a的大小也將隨之改變以下的四個圖象，最能準(zhǔn)確反映a與m2間的關(guān)系的是()解析：選D.當(dāng)m2m1時，系統(tǒng)靜止，a0，當(dāng)m2m1時，對整體有m2gm1g(m1m2)a即agg，可見m2時 ，ag，故D正確6一物體自t0時開始做直線運動，其速度圖線如圖所示下列選項錯誤的是()A在05 s內(nèi)，物體離出發(fā)點最遠(yuǎn)為35 mB在06 s內(nèi)，物體經(jīng)過的路程為40 mC在04 s內(nèi)，物體的平均速率為7.5 m/sD在56 s內(nèi)，物體所受的合外力做負(fù)功解析：選D.根據(jù)v t圖象的“面積”表示位移和v t圖象的意義知，物體在第5 s時離出發(fā)點最遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)距離為xm×(52)×10 m35 m；06 s內(nèi)的路程為xxm×1×10 m40 m；04 s內(nèi)的位移s×(42)×10 m30 m，故平均速率為 m/s7.5 m/s；在56 s內(nèi)，物體的速度增加，根據(jù)動能定理，合外力做正功綜上所述A、B、C正確，D錯誤7a、b兩車在兩條平行的直車道上同方向行駛，它們的vt圖象如圖所示在t0時刻，兩車間距離為d；t5 s時刻它們第一次相遇關(guān)于兩車之間的關(guān)系，下列說法正確的是()At15 s的時刻兩車第二次相遇Bt20 s的時刻兩車第二次相遇C在515 s時間內(nèi)，先是a車在前，而后是b車在前D在1015 s時間內(nèi)，兩車間距離逐漸變大解析：選A.由vt圖象可知：0時刻b車在前a車在后，因為t5 s時a、b第一次相遇，且5 s至10 s內(nèi)a車速度大于b車速度，故10 s時a車在前b車在后，兩車間距最大又因vt圖象與時間軸圍成的“面積”表示物體在一段時間內(nèi)發(fā)生的位移，10 s后b車速度大于a車速度，可知15 s時兩車第二次相遇8.DIS是由傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機組成的信息采集處理系統(tǒng)，某課外實驗小組利用DIS系統(tǒng)研究電梯的運動規(guī)律，他們在電梯內(nèi)做實驗，在電梯天花板上固定一個力傳感器，傳感器的測量掛鉤向下，在掛鉤上懸掛一個質(zhì)量為1.0 kg的鉤碼，在電梯由靜止開始上升的過程中，計算機屏上顯示如圖所示的圖象，則(g取10 m/s2)()At1到t2時間內(nèi)，電梯勻速上升Bt2到t3時間內(nèi)，電梯處于靜止?fàn)顟B(tài)Ct3到t4時間內(nèi)，電梯處于超重狀態(tài)Dt1到t2時間內(nèi)，電梯的加速度大小為5 m/s2解析：選D.0t1時間內(nèi)，F(xiàn)1mg，電梯靜止，t1t2時間內(nèi)，F(xiàn)2mg，電梯加速上升，加速度a 5 m/s2，A錯誤，D正確；t2t3時間內(nèi)，F(xiàn)3mg，電梯勻速上升，B錯誤；t3t4時間內(nèi)，F(xiàn)4mg，電梯減速上升，處于失重狀態(tài)，C錯誤9.細(xì)繩拴一個質(zhì)量為m的小球，小球用固定在墻上的水平彈簧支撐，小球與彈簧不粘連平衡時細(xì)繩與豎直方向的夾角為53°，如圖所示以下說法正確的是(已知cos 53°0.6，sin 53°0.8)()A小球靜止時彈簧的彈力大小為mgB小球靜止時細(xì)繩的拉力大小為mgC細(xì)繩燒斷瞬間小球的加速度立即為gD細(xì)繩燒斷瞬間小球的加速度立即為g解析：選D.細(xì)繩燒斷前對小球進(jìn)行受力分析，小球受到三個力的作用：重力mg，豎直向下；彈簧的彈力F，水平向右；細(xì)繩的拉力FT，沿細(xì)繩斜向上由平衡條件得：FTcos 53°mg，F(xiàn)Tsin 53°F.解得FTmg，F(xiàn)mg細(xì)繩燒斷瞬間，細(xì)繩的拉力突然為零，而彈簧的彈力不變，此時小球所受的合力與FT等大反向，所以小球的加速度立即為a g故選D.10.如圖所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等現(xiàn)給木塊施加一隨時間t增大的水平力Fkt(k是常數(shù))，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2.下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是()、解析：選A.剛開始木塊與木板一起在F作用下加速，且Fkt，a，當(dāng)相對滑動后，木板只受滑動摩擦力，a1不變，木塊受F及滑動摩擦力，a2g，故a2g，at圖象中斜率變大，故選項A正確，選項B、C、D錯誤二、非選擇題11一輛值勤的警車停在直公路邊，當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以v10 m/s的速度勻速行駛的貨車有違章行為時，決定前去追趕，經(jīng)t02 s警車發(fā)動起來，以加速度a2 m/s2做勻加速運動，試問：(1)在警車追上貨車之前，兩車間的最大距離是多少？(2)若警車能達(dá)到的最大速度是vm12 m/s，達(dá)到最大速度后勻速運動則警車發(fā)動起來后至少要多長時間才能追上違章的貨車？解析：(1)在警車追上貨車之前，兩車速度相等時，兩車間的距離最大，設(shè)警車發(fā)動起來經(jīng)時間t兩車速度相等兩車間的距離最大為s.則t5 s，sv(t0t)at245 m.(2)若警車的最大速度是vm12 m/s，則警車發(fā)動起來后加速時間為t1，加速位移為s1t16 s，s1at2136 mv(t0t1)80 m所以警車還沒追上貨車，這以后勻速運動追趕，設(shè)再經(jīng)時間t2追上：則s1vmt2v(t0t1t2)，解得t222 s所以警車發(fā)動起來后追上貨車經(jīng)歷的時間為tt1t228 s.答案：(1)45 m(2)28 s12某公共汽車的運行非常有規(guī)律，先由靜止開始勻加速啟動，當(dāng)速度達(dá)到v110 m/s時再做勻速運動，進(jìn)站前開始勻減速制動，在到達(dá)車站時剛好停住公共汽車在每個車站停車時間均為t25 s然后以同樣的方式運行至下一站已知公共汽車在加速啟動和減速制動時加速度大小都為a1 m/s2，而所有相鄰車站間的行程都為s600 m，有一次當(dāng)公共汽車剛剛抵達(dá)一個車站時，一輛電動車剛經(jīng)過該車站一段時間t060 s，已知該電動車速度大小恒定為v26 m/s，而且行進(jìn)路線、方向與公共汽車完全相同，不考慮其他交通狀況的影響，試求：(1)公共汽車從車站出發(fā)至到達(dá)下一站所需的時間t是多少？(2)若從下一站開始計算，公共汽車在剛到達(dá)第n站時，電動車也恰好同時到達(dá)此車站，n為多少？解析：(1)公共汽車啟動時加速所用的時間為t1t1v1/a，得t110 s啟動加速時行駛的路程為s1s1at21，得s150 m上面所求時間和路程同時也是制動減速所用的時間和路程，所以汽車每次勻速行駛所經(jīng)過的路程為s2s2s2s1，得s2500 m勻速行駛所花時間為t2t2s2/v1，得t250 s所以公共汽車在每兩站之間運動所經(jīng)歷的時間為t2t1t270 s.(2)電動車到達(dá)第n站所用的總時間為TTn(tt)t0所以有v2Tns代入數(shù)據(jù)可求得n12.答案：(1)70 s(2)12