2019-2020年高三物理二輪復習 專題限時練2 第1部分 專題2 力與直線運動.doc

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2019-2020年高三物理二輪復習 專題限時練2 第1部分 專題2 力與直線運動 一、選擇題(本題共8小題，每小題6分．在每小題給出的四個選項中，第1～5題只有一項符合題目要求，第6～8題有多項符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有錯選的得0分) 1. (xx沈陽二模)在平直的飛機跑道上進行了一次特殊比賽，飛機與摩托車同時從同一起跑線出發(fā)．圖211所示為飛機和摩托車運動的vt圖象，則以下說法正確的是(　　) 圖211 A．運動初始階段摩托車在前，t1時刻摩托車與飛機相距最遠 B．運動初始階段摩托車在前，t3時刻摩托車與飛機相距最遠 C．當飛機與摩托車再次相遇時，飛機已經(jīng)達到最大速度2v0 D．當飛機與摩托車再次相遇時，飛機沒有達到最大速度2v0 2.如圖212所示，輕繩的一端連接質(zhì)量為m的物體，另一端固定在左側(cè)豎直墻壁上，輕繩與豎直墻壁的夾角θ＝45，輕彈簧的一端連接物體，另一端固定在右側(cè)豎直墻壁上，物體對地面的壓力恰好為0，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.3，g取10 m/s2，剪斷輕繩的瞬間物體的加速度大小是(　　) 圖212 A．3 m/s2　　 B．10 m/s2 C．7 m/s2 D．10 m/s2 3．光滑水平地面上有兩個疊放在一起的斜面體A、B，兩斜面體形狀大小完全相同，質(zhì)量分別為M、m.如圖213甲、乙所示，對上面或下面的斜面體施加水平方向的恒力F1、F2均可使兩斜面體相對靜止地做勻加速直線運動，已知兩斜面體間的摩擦力為零，則F1與F2之比為(　　) 圖213 A．M∶m B．m∶M C．m∶(M＋m) D．M∶(M＋m) 4．(xx重慶高考)若貨物隨升降機運動的vt圖象如圖214所示(豎直向上為正)，則貨物受到升降機的支持力F與時間t關系的圖象可能是(　　) 圖214 5.某面粉廠有一條運送小麥的黑色傳送帶，某物理興趣小組對傳送帶傳送小麥進行了研究．傳送小麥的傾斜傳送帶與水平面成夾角θ，傳送帶兩輪之間距離為L，一小麥袋(可視為質(zhì)點)與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ(μ>tan θ)，傳送帶靜止時，小麥袋以初速度v0從底端滑上傳送帶，被送到頂端，小麥袋在傳送帶上的運動時間為t1.傳送帶以速度0.5v0逆時針運動，小麥袋仍以初速度v0從底端滑上傳送帶，小麥袋在傳送帶上的運動時間為t2；傳送帶以速度0.5v0順時針運動，小麥袋仍以初速度v0從底端滑上傳送帶，小麥袋在傳送帶上的運動時間為t3，則下列判斷可能正確的是(　　) 圖215 A．t1>t2>t3 B．t1＝t2>t3 C．t2>t1>t3 D．t1＝t3>t2 6．(xx江蘇高考)一人乘電梯上樓，在豎直上升過程中加速度a隨時間t變化的圖線如圖216所示，以豎直向上為a的正方向，則人對地板的壓力(　　) 圖216 A．t＝2 s時最大 B．t＝2 s時最小 C．t＝8.5 s時最大 D．t＝8.5 s時最小 7．一個質(zhì)點在水平面內(nèi)運動的vt圖象如圖217所示，對應的at圖象和xt圖象中正確的是(　　) 圖217 8.如圖218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)為μ＝0.2，一個質(zhì)量為M＝50 kg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vt圖象可能正確的是(g取10 m/s2，a為人的vt圖象，b為木板的vt圖象) (　　) 圖218 二、計算題(本題共2小題，共計32分．解答過程要有必要的文字說明和解題步驟) 9．(12分)某人騎摩托車由靜止從A地沿平直公路經(jīng)小村莊駛向并停在D地，B、C為小村莊的兩村口，AD總位移為x＝1 km.為安全起見，要求穿過村莊的速度不得超過v1＝4 m/s，AB和BC段的距離分別為x1＝242 m、x2＝300 m，已知該摩托車的最大速度為v＝40 m/s、啟動加速度大小為a1＝4 m/s2、制動加速度大小為a2＝8 m/s2. (1)分別求摩托車從靜止加速到v和從v減速到v1所經(jīng)過的位移； (2)求該摩托車從A到D的最短時間． 10．(20分)(xx全國卷Ⅰ)一長木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物塊；在木板右方有一墻壁，木板右端與墻壁的距離為4.5 m，如圖219(a)所示．t＝0時刻開始，小物塊與木板一起以共同速度向右運動，直至t＝1 s時木板與墻壁碰撞(碰撞時間極短)．碰撞前后木板速度大小不變，方向相反；運動過程中小物塊始終未離開木板．已知碰撞后1 s時間內(nèi)小物塊的vt圖線如圖(b)所示．木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的15倍，重力加速度大小g取10 m/s2.求： (a)　　　　　　　　　　　　(b) 圖219 (1)木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ1及小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ2； (2)木板的最小長度； (3)木板右端離墻壁的最終距離． 【詳解答案】 1．D　當飛機的速度等于摩托車的速度v0時，兩者相距最遠，所用時間為t2，選項A、B錯誤；當飛機與摩托車再次相遇時，兩者位移相等，所用時間相等，平均速度相等；而摩托車的平均速度小于v0，則飛機的平均速度也小于v0，所示飛機沒有達到最大速度2v0，選項D正確． 2．C　剪斷輕繩前對物體進行受力分析如圖甲所示，物體受重力mg、彈簧的拉力F、輕繩的拉力T，有F＝mgtan θ＝mg 剪斷輕繩后對物體進行受力分析如圖乙所示，物體受重力mg、地面對物體的支持力N、彈簧的拉力F、地面對物體的摩擦力f，由牛頓第二定律得，F(xiàn)－μmg＝ma，a＝(1－μ)g＝7 m/s2. 3．A　F1作用于A時，設A和B之間的彈力為N，對A有：Ncos θ＝Mg，對B有：Nsin θ＝ma，對A和B組成的整體有：F1＝(M＋m)a＝gtan θ；F2作用于A時，對B有：mgtan θ＝ma′，對A和B組成的整體有：F2＝(M＋m)a′＝(M＋m)gtan θ，＝. 4．B　根據(jù)vt圖象可知電梯的運動情況：加速下降→勻速下降→減速下降→加速上升→勻速上升→減速上升，根據(jù)牛頓第二定律F－mg＝ma可判斷支持力F的變化情況：失重→等于重力→超重→超重→等于重力→失重，故選項B正確． 5．B　傳送帶靜止和逆時針運動時，小麥袋受到的滑動摩擦力不變，一直做勻減速運動，小麥袋的加速度相等、并且初速度和位移都相等，根據(jù)位移公式可知時間相等，有t1＝t2；設小麥袋離開傳送帶時的速度為v2，傳送帶順時針運動時，若0.5v0v2，則小麥袋先做勻減速運動至速度減小為0.5v0、然后和傳送帶一起做勻速運動，則時間減少，有t1＝t2>t3，所以答案為B. 6．AD　人受重力mg和支持力FN的作用，由牛頓第二定律得FN－mg＝ma.由牛頓第三定律得人對地板的壓力FN′＝FN＝mg＋ma.當t＝2 s時a有最大值，F(xiàn)′N最大；當t＝8.5 s時，a有最小值，F(xiàn)′N最小，選項A、D正確． 7．BC　由vt圖象可知，0～1 s內(nèi)質(zhì)點沿正方向做加速度為2 m/s2的勻加速直線運動，1～1.5 s內(nèi)質(zhì)點沿正方向做0加速度為－4 m/s2的勻減速直線運動，1.5 s末質(zhì)點速度減小到0，1.5～2 s內(nèi)質(zhì)點沿負方向做加速度為－4 m/s2的勻加速直線運動，2～3 s內(nèi)質(zhì)點沿負方向做加速度為2 m/s2的勻減速直線運動，3 s末質(zhì)點回到出發(fā)點，因此at圖象為B；整個運動過程中(除初、末兩點外)質(zhì)點的位移方向都為正，位移都大于0，xt圖象中0～1 s內(nèi)速度逐漸增大，斜率逐漸變大，1～1.5 s內(nèi)速度逐漸減小，斜率逐漸減小，1.5 s末速度為0，斜率為0，1.5～2 s內(nèi)速度逐漸增大，斜率的絕對值逐漸增大，2～3 s內(nèi)速度逐漸減小，斜率的絕對值逐漸減小，xt圖象為C. 8．ABC　人在木板上加速，受到木板向右的摩擦力，f＝Ma1，木板與地面之間的最大靜摩擦力fm＝μ(M＋m)g＝120 N；A中人的加速度a1＝1 m/s2，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B正確；C中人的加速度a1＝3 m/s2，f＝Ma1＝150 N>120 N，木板向左加速，f－μ(M＋m)g＝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中木板的位移為負，應在時間軸的下方，因此D錯誤． 9．解析：(1)摩托車從靜止加速到v的運動位移x01＝＝200 m 從v減速到v1的運動位移x02＝＝99 m. (2)顯然x01＋x02>x1，說明摩托車在AB段沒有達到最大速度v， 設此過程中的最大速度為v2，則有＋＝x1 解得v2＝36 m/s 則在AB段摩托車運動的最短時間t1＝＋ 解得t1＝13 s 摩托車穿過小村莊的最短時間為t2＝＝75 s 摩托車在CD段位移為x3＝x－(x1＋x2)＝458 m 從速度v1加速到v的運動位移為x03＝＝198 m 從v減速為0通過位移x04＝＝100 m 因為x05＝x3－(x03＋x04)＝160 m 則摩托車在CD段的最短運動時間t3＝＋＋＝18 s 摩托車從A到D的最短時間t＝t1＋t2＋t3 解得t＝106 s. 答案：(1)200 m　99 m　(2)106 s 10．解析：(1)規(guī)定向右為正方向．木板與墻壁相碰前，小物塊和木板一起向右做勻變速運動，設加速度為a1，小物塊和木板的質(zhì)量分別為m和M.由牛頓第二定律有 －μ1(m＋M)g＝(m＋M)a1① 由題圖(b)可知，木板與墻壁碰撞前瞬間的速度v1＝4 m/s，由運動學公式有 v1＝v0＋a1t1② s0＝v0t1＋a1t③ 式中，t1＝1 s，s0＝4.5 m是木板碰撞前的位移，v0是小物塊和木板開始運動時的速度． 聯(lián)立①②③式和題給條件得 μ1＝0.1④ 在木板與墻壁碰撞后，木板以－v1的初速度向左做勻變速運動，小物塊以v1的初速度向右做勻變速運動．設小物塊的加速度為a2，由牛頓第二定律有 －μ2mg＝ma2⑤ 由題圖(b)可得 a2＝⑥ 式中，t2＝2 s，v2＝0，聯(lián)立⑤⑥式和題給條件得 μ2＝0.4.⑦ (2)設碰撞后木板的加速度為a3，經(jīng)過時間 Δt，木板和小物塊剛好具有共同速度v3.由牛頓第二定律及運動學公式得 μ2mg＋μ1(M＋m)g＝Ma3⑧ v3＝－v1＋a3Δt⑨ v3＝v1＋a2Δt⑩ 碰撞后至木板和小物塊剛好達到共同速度的過程中，木板運動的位移為 s1＝Δt? 小物塊運動的位移為 s2＝Δt? 小物塊相對木板的位移為 Δs＝s2－s1? 聯(lián)立⑥⑧⑨⑩???式，并代入數(shù)值得 Δs＝6.0 m? 因為運動過程中小物塊沒有脫離木板，所以木板的最小長度應為6.0 m. (3)在小物塊和木板具有共同速度后，兩者向左做勻變速運動直至停止，設加速度為a4，此過程中小物塊和木板運動的位移為s3.由牛頓第二定律及運動學公式得 μ1(m＋M)g＝(m＋M)a4? 0－v＝2a4s3? 碰后木板運動的位移為 s＝s1＋s3? 聯(lián)立⑥⑧⑨⑩????式，并代入數(shù)值得 s＝－6.5 m 木板右端離墻壁的最終距離為6.5 m. 答案：(1)0.1　0.4　(2)6.0 m　(3)6.5 m