(江蘇專(zhuān)版)2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題一 第二講 力與直線運(yùn)動(dòng)課前自測(cè)診斷卷(含解析)
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1、(江蘇專(zhuān)版)2022年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題一 第二講 力與直線運(yùn)動(dòng)課前自測(cè)診斷卷(含解析) 考點(diǎn)一 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及圖像 A.質(zhì)點(diǎn)可能做勻減速直線運(yùn)動(dòng) B.5 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為35 m C.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度為1 m/s2 D.質(zhì)點(diǎn)3 s末的速度為5 m/s 解析:選B 根據(jù)平均速度v=知,x=vt=2t+t2,根據(jù)x=v0t+at2=2t+t2知,質(zhì)點(diǎn)的初速度v0=2 m/s,加速度a=2 m/s2,質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故A、C錯(cuò)誤;5 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移x=v0t+at2=2×5 m+×2×25 m=35 m,故B正確;質(zhì)點(diǎn)在3 s末的速度v=v0+at=2 m/s+2×
2、3 m/s=8 m/s,故D錯(cuò)誤。 2.[考查圖像轉(zhuǎn)換]一小球沿斜面下滑,在斜面底端與垂直斜面的擋板相碰后又回到斜面上的某一位置,小球與擋板作用時(shí)間不計(jì),其速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示。以下滑起點(diǎn)為位移坐標(biāo)原點(diǎn)和t=0時(shí)刻,則下列選項(xiàng)中能正確反映小球運(yùn)動(dòng)圖像的是( ) 解析:選A 由v-t圖像可知,小球下滑階段和上滑階段都做勻變速直線運(yùn)動(dòng),但兩個(gè)階段加速度大小不等,由圖線斜率可以看出,下滑加速度小于上滑加速度,加速度方向都沿斜面向下(即正方向),故C、D錯(cuò)誤。下滑時(shí)小球做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),由x=at2可知,x-t2圖像為過(guò)原點(diǎn)的直線,且位移x隨時(shí)間增大;上滑時(shí)末速度為零
3、,可看做反向的初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),位移隨時(shí)間減小,因此x-t2圖像也是一條直線,由v-t圖像知,小球反彈初速度小于下滑末速度,運(yùn)動(dòng)時(shí)間比下滑時(shí)間短,因此小球初速度為零時(shí)沒(méi)有回到初始位置,故A正確,B錯(cuò)誤。 3.[考查平均速度與時(shí)間圖像] [多選]一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正方向做直線運(yùn)動(dòng),通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),其-t的圖像如圖所示,則( ) A.質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度為0.5 m/s B.質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),加速度為1 m/s2 C.質(zhì)點(diǎn)在2 s末速度為2 m/s D.質(zhì)點(diǎn)在第2 s內(nèi)的位移為2.5 m 解析:選BD 由題圖得函數(shù)的關(guān)系式為=1+0.5t,根據(jù)x=v0t+at2
4、,變形得:=v0+at,比較系數(shù)可得:v0=1 m/s, a=2×0.5 m/s2=1 m/s2,質(zhì)點(diǎn)的加速度不變,說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,B正確;質(zhì)點(diǎn)的初速度 v0=1 m/s,在2 s末速度為v=v0+at=1 m/s+1×2 m/s=3 m/s,故C錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)位移時(shí)間公式可得在第2 s內(nèi)的位移大小為x=v0t2+at22-v0t1-at12,代入數(shù)據(jù)可得:x=2.5 m,故D正確。 考點(diǎn)二 動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)基本問(wèn)題 4.[考查已知受力求運(yùn)動(dòng)問(wèn)題] 如圖所示,Oa、Ob是豎直平面內(nèi)兩根固定的光滑細(xì)桿,O、a、b、c位于同一圓周上,c為圓周的最高點(diǎn),a為
5、最低點(diǎn),Ob經(jīng)過(guò)圓心。每根桿上都套著一個(gè)小滑環(huán),兩個(gè)滑環(huán)都從O點(diǎn)無(wú)初速釋放,用t1、t2分別表示滑環(huán)到達(dá)a、b所用的時(shí)間,則下列關(guān)系正確的是( ) A.t1=t2 B.t1<t2 C.t1>t2 D.無(wú)法確定 解析:選B 設(shè)Oa與豎直方向夾角為θ,則Ob與豎直方向夾角為2θ,由2Rcos θ=gcos θ·t12,2R=gcos 2θ·t22,比較可得t1<t2,故B正確。 5.[考查已知運(yùn)動(dòng)求受力問(wèn)題] 將一質(zhì)量為m的小球靠近墻面豎直向上拋出,圖甲是向上運(yùn)動(dòng)小球的頻閃照片,圖乙是下降時(shí)的頻閃照片,O是運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn),甲乙兩次閃光頻率相同,重力加速度為g,假設(shè)小球所受的
6、阻力大小不變,則可估算小球受到的阻力大小約為( ) A.mg B.mg C.mg D.mg 解析:選C 設(shè)每塊磚的厚度是d,向上運(yùn)動(dòng)時(shí): 9d-3d=a1T2① 向下運(yùn)動(dòng)時(shí):3d-d=a2T2② 聯(lián)立①②得:=③ 根據(jù)牛頓第二定律,向上運(yùn)動(dòng)時(shí):mg+f=ma1④ 向下運(yùn)動(dòng)時(shí):mg-f=ma2⑤ 聯(lián)立③④⑤得:f=mg,選C。 6.[考查瞬時(shí)加速度的計(jì)算] [多選]如圖甲、乙所示,光滑斜面上,當(dāng)系統(tǒng)靜止時(shí),擋板C與斜面垂直,彈簧、輕桿均與斜面平行,A、B兩球質(zhì)量相等。在突然撤去擋板的瞬間( ) A.兩圖中兩球加速度均為gsin θ B.兩圖中A球的加速度均為零
7、 C.圖甲中B球的加速度為2gsin θ D.圖乙中B球的加速度為gsin θ 解析:選CD 撤去擋板前,對(duì)整體分析,擋板對(duì)B球的彈力大小為2mgsin θ,因彈簧彈力不能突變,而桿的彈力會(huì)突變,所以撤去擋板瞬間,圖甲中A球所受合力為零,加速度為零,B球所受合力為2mgsin θ,加速度為2gsin θ;圖乙中桿的彈力突變?yōu)榱?,A、B兩球所受合力均為mgsin θ,加速度均為gsin θ,故C、D正確,A、B錯(cuò)誤。 考點(diǎn)三 牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)圖像的綜合應(yīng)用 7.[考查牛頓第二定律與v -t圖像的綜合應(yīng)用] [多選]如圖甲所示,傾角為30°的斜面固定在水平地面上,一個(gè)小物塊在沿斜面向
8、上的恒定拉力F作用下,從斜面底端A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后撤去拉力F,小物塊能達(dá)到的最高位置為C點(diǎn),已知小物塊的質(zhì)量為0.3 kg,小物塊從A到C的v-t圖像如圖乙所示,取g=10 m/s2,則下列說(shuō)法正確的是( ) A.小物塊加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)加速度大小的 B.小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 C.小物塊到達(dá)C點(diǎn)后將沿斜面下滑 D.拉力F的大小為4 N 解析:選AC 小物塊加速時(shí)的加速度大小為: a1== m/s2=2.5 m/s2 減速時(shí)的加速度大小為: a2== m/s2=7.5 m/s2 小物塊加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)加速度大小的, 故A正確; 撤
9、去拉力后,根據(jù)牛頓第二定律,有: mgsin 30°+μmgcos 30°=ma2 即:a2=gsin 30°+μgcos 30°, 得:μ=,故B錯(cuò)誤;在C點(diǎn)mgsin 30°>μmgcos 30°, 所以小物塊到達(dá)C點(diǎn)后將沿斜面下滑,故C正確;在拉力作用下,根據(jù)牛頓第二定律,有: F-mgsin 30°-μmgcos 30°=ma1, 代入數(shù)據(jù)得:F=3 N,故D錯(cuò)誤。 8.[考查牛頓第二定律與v2-x圖像的綜合應(yīng)用] [多選]如圖甲所示,物塊的質(zhì)量m=1 kg,初速度v0=10 m/s,在一水平向左的恒力F作用下從O點(diǎn)沿粗糙的水平面向右運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻后恒力F突然反向,整個(gè)過(guò)
10、程中物塊速度的平方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,g=10 m/s2。下列選項(xiàng)中正確的是( ) A.0~5 s內(nèi)物塊做勻減速運(yùn)動(dòng) B.在t=1 s時(shí)刻,恒力F反向 C.恒力F大小為10 N D.物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3 解析:選BD 物塊勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為: a1== m/s2=10 m/s2。 勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為: a2== m/s2=4 m/s2。 根據(jù)牛頓第二定律得:F+f=ma1,F(xiàn)-f=ma2, 聯(lián)立兩式解得:F=7 N,f=3 N。 則動(dòng)摩擦因數(shù)為:μ===0.3。 物塊勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為: t1== s=1 s
11、,即在0~1 s內(nèi)做勻減速直線運(yùn)動(dòng),1 s后恒力F反向,做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。故B、D正確,A、C錯(cuò)誤。 9.[考查F-t圖像與運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用] [多選]如圖甲所示,在升降機(jī)的頂部安裝了一個(gè)能夠顯示拉力大小的傳感器,傳感器下方掛上一輕質(zhì)彈簧,彈簧下端掛一質(zhì)量為m的小球,若升降機(jī)在勻速運(yùn)行過(guò)程中突然停止,并以此時(shí)為零時(shí)刻,在后面一段時(shí)間內(nèi)傳感器顯示彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示,g為重力加速度,則( ) A.升降機(jī)停止運(yùn)行前在向上運(yùn)動(dòng) B.0~t1時(shí)間內(nèi)小球處于失重狀態(tài),t1~t2時(shí)間內(nèi)小球處于超重狀態(tài) C.t1~t3時(shí)間內(nèi)小球向下運(yùn)動(dòng),速度先增大后減小 D.t3~t4時(shí)間
12、內(nèi)小球向下運(yùn)動(dòng),速度一直增大 解析:選AC 從0時(shí)刻開(kāi)始,彈簧彈力減小,知小球向上運(yùn)動(dòng),可知升降機(jī)停止運(yùn)行前向上運(yùn)動(dòng),故A正確。0~t1時(shí)間內(nèi),重力大于彈力,加速度向下,小球處于失重狀態(tài),t1~t2時(shí)間內(nèi),重力大于彈力,加速度向下,小球也處于失重狀態(tài),故B錯(cuò)誤。0~t1時(shí)間內(nèi),小球向上運(yùn)動(dòng),t1~t3時(shí)間內(nèi),小球向下運(yùn)動(dòng),加速度先向下后向上,則速度先增大后減小,故C正確。t3時(shí)刻處于最低點(diǎn),t3~t4時(shí)間內(nèi),小球向上運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)四 動(dòng)力學(xué)的連接體問(wèn)題 10.[考查用牛頓第二定律解決連接體問(wèn)題] [多選]如圖所示,a、b、c為三個(gè)質(zhì)量均為m的物塊,物塊a、b通過(guò)水平輕繩相
13、連后放在水平面上,物塊c放在物塊b上?,F(xiàn)用水平拉力作用于物塊a,使三個(gè)物塊一起水平向右勻速運(yùn)動(dòng)。各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是( ) A.該水平拉力大于輕繩的彈力 B.物塊c受到的摩擦力大小為μmg C.當(dāng)該水平拉力增大為原來(lái)的1.5倍時(shí),物塊c受到的摩擦力大小為0.5μmg D.剪斷輕繩后,在物塊b向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,物塊c受到的摩擦力大小為μmg 解析:選ACD 三物塊一起做勻速直線運(yùn)動(dòng),由平衡條件得,對(duì)物塊a、b、c系統(tǒng):F=3μmg,對(duì)物塊b、c系統(tǒng):T=2μmg,則:F>T,即水平拉力大于輕繩的彈力,故A正確;物塊c做勻速直線運(yùn)動(dòng),處于平
14、衡狀態(tài),則物塊c不受摩擦力,故B錯(cuò)誤;當(dāng)水平拉力增大為原來(lái)的1.5倍時(shí),F(xiàn)′=1.5F=4.5μmg,由牛頓第二定律得:對(duì)物塊a、b、c系統(tǒng):F′-3μmg=3ma,對(duì)物塊c:f=ma,解得:f=0.5μmg,故C正確;剪斷輕繩后,物塊b、c一起做勻減速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:對(duì)物塊b、c系統(tǒng):2μmg=2ma′,對(duì)物塊c:f′=ma′,解得:f′=μmg,故D正確。 11.[考查連接體中的臨界問(wèn)題] 如圖所示,物塊A放在木板B上,A、B的質(zhì)量均為m,A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。若將水平力作用在A上,使A剛好要相對(duì)B滑動(dòng),此時(shí)A的加速度為a1;若將水平力作用
15、在B上,使B剛好要相對(duì)A滑動(dòng),此時(shí)B的加速度為a2,則a1與a2的比為( ) A.1∶1 B.2∶3 C.1∶3 D.3∶2 解析:選C 當(dāng)水平力作用在A上,使A剛好要相對(duì)B滑動(dòng),臨界情況是A、B的加速度相等,隔離對(duì)B分析,B的加速度為: aB=a1==μg, 當(dāng)水平力作用在B上,使B剛好要相對(duì)A滑動(dòng),此時(shí)A、B間的摩擦力剛好達(dá)到最大,A、B的加速度相等,有:aA=a2==μg, 可得a1∶a2=1∶3,C正確。 12.[考查運(yùn)用牛頓第二定律解決板塊運(yùn)動(dòng)問(wèn)題] 如圖所示,一木箱放在平板車(chē)的中部,距平板車(chē)的后端、駕駛室后端均為L(zhǎng)=2.0 m,處于靜止?fàn)顟B(tài),木箱與平板車(chē)之間的動(dòng)摩
16、擦因數(shù)μ=0.40,現(xiàn)使平板車(chē)在水平路面上以加速度a0勻加速啟動(dòng),速度達(dá)到v=6.0 m/s后接著做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后勻減速剎車(chē)。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取g=10 m/s2。 (1)若木箱與平板車(chē)保持相對(duì)靜止,加速度a0大小滿足什么條件? (2)若a0=6.0 m/s2,當(dāng)木箱與平板車(chē)的速度都達(dá)到6.0 m/s時(shí),求木箱在平板車(chē)上離駕駛室后端距離s。 (3)若在木箱速度剛達(dá)到6.0 m/s時(shí)平板車(chē)立即用恒定的阻力剎車(chē),要使木箱不會(huì)撞到駕駛室,平板車(chē)剎車(chē)時(shí)的加速度大小a應(yīng)滿足什么條件? 解析:(1)木箱與車(chē)相對(duì)靜止,加速度相同,設(shè)最大值為am, 由牛頓第二定律有μ
17、mg=mam 解得am=4.0 m/s2 故應(yīng)滿足的條件為a0≤4.0 m/s2。 (2)由于a0=6.0 m/s2>4.0 m/s2,故木箱與車(chē)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) 木箱速度達(dá)到v=6 m/s所需的時(shí)間t1==1.5 s 運(yùn)動(dòng)的位移x1=t1 平板車(chē)速度達(dá)到v=6 m/s所需的時(shí)間t2==1.0 s 運(yùn)動(dòng)的位移x2=t2+v(t1-t2) 且有s=x2-x1+L 解得s=3.5 m。 (3)木箱減速停止時(shí)的位移x3= 平板車(chē)減速停止時(shí)的位移x4= 木箱不與車(chē)相碰應(yīng)滿足x3-x4≤s 解得a≤18 m/s2。 答案:(1)a0≤4.0 m/s2 (2)3.5 m (3)a≤18 m/s2
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