（廣西專用）2020高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題能力訓(xùn)練2 力與物體的直線運(yùn)動(dòng)（含解析）

專題能力訓(xùn)練2力與物體的直線運(yùn)動(dòng)(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共7小題,每小題8分,共56分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,14題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,57題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得8分,選對(duì)但不全的得4分,有選錯(cuò)的得0分)1.(2019·浙江4月)如圖所示,A、B、C為三個(gè)實(shí)心小球,A為鐵球,B、C為木球。A、B兩球分別連接在兩根彈簧上,C球連接在細(xì)線一端,彈簧和細(xì)線的下端固定在裝水的杯子底部,該水杯置于用繩子懸掛的靜止吊籃內(nèi)。若將掛吊籃的繩子剪斷,則剪斷的瞬間相對(duì)于杯底(不計(jì)空氣阻力,木<水<鐵)()A.A球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng),B、C球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)B.A、B球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng),C球不動(dòng)C.A球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng),B球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng),C球不動(dòng)D.A球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng),B球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng),C球不動(dòng)答案:D解析:小球受到重力、彈力以及浮力作用,處于靜止?fàn)顟B(tài)。A球的重力大于浮力,所受彈力向上。B、C兩球的重力小于浮力,所受彈力向下。剪斷繩以后,重力全部用來(lái)改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài),浮力消失。A、B、C三球及水杯的重力在豎直方向產(chǎn)生相同的加速度,相對(duì)運(yùn)動(dòng)由彈力產(chǎn)生,A球所受彈力向上,相對(duì)于杯底向上運(yùn)動(dòng),B球所受彈力向下,相對(duì)于杯底向下運(yùn)動(dòng),C球所受彈力瞬間消失,相對(duì)于杯底無(wú)運(yùn)動(dòng),故選D。2.右圖為用索道運(yùn)輸貨物的情景,已知傾斜的索道與水平方向的夾角為37°,重物與車廂地板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.30。當(dāng)載重車廂沿索道向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí),重物與車廂仍然保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),重物對(duì)車廂內(nèi)水平地板的正壓力為其重力的1.15倍,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,那么這時(shí)重物對(duì)車廂地板的摩擦力大小為()A.0.35mgB.0.30mgC.0.23mgD.0.20mg答案:D解析:將a沿水平和豎直兩個(gè)方向分解,對(duì)重物受力分析如圖水平方向:Ff=max豎直方向:FN-mg=may由ayax=34三式聯(lián)立解得Ff=0.20mg,D正確。3.(2019·遼寧大連渤海高中模擬)如圖所示,質(zhì)量為m2的物體2放在正沿平直軌道向右行駛的車廂底板上,并用豎直細(xì)繩通過(guò)光滑定滑輪連接質(zhì)量為m1的物體1,與物體1相連接的繩與豎直方向成角。則()A.車廂的加速度為gsin B.繩對(duì)物體1的拉力為m1gcosC.底板對(duì)物體2的支持力為(m2-m1)gD.物體2所受底板的摩擦力為m2gsin 答案:B解析:以物體1為研究對(duì)象,設(shè)繩子拉力為FT,則FTcos=m1g,得FT=m1gcos,B正確;由牛頓第二定律有m1gtan=m1a,則a=gtan,A錯(cuò)誤;以物體2為研究對(duì)象,豎直方向有FT+FN=m2g,則FN=m2g-m1gcos,C錯(cuò)誤;水平方向有Ff=m2a=m2gtan,D錯(cuò)誤。4.如圖甲所示,粗糙斜面與水平面的夾角為30°,質(zhì)量為0.3 kg 的小物塊靜止在A點(diǎn)。現(xiàn)有一沿斜面向上的恒定推力F作用在小物塊上,作用一段時(shí)間后撤去推力F,小物塊能達(dá)到的最高位置為C點(diǎn),小物塊從A到C的v-t圖像如圖乙所示。g取10 m/s2,則下列說(shuō)法正確的是()A.小物塊到C點(diǎn)后將沿斜面下滑B.小物塊加速時(shí)的加速度是減速時(shí)加速度的13C.小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為32D.推力F的大小為6 N答案:B解析:撤去推力F后,物塊在滑動(dòng)摩擦力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),由v-t圖像求得小物塊在加速和減速兩個(gè)過(guò)程中的加速度大小分別為a1=103m/s2,a2=10m/s2,在勻減速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由牛頓第二定律可知mgsin30°+mgcos30°=ma2,=33,選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;由此判斷mgsin30°=Ffm=mgcos30°,因此小物塊到達(dá)C點(diǎn)后將靜止在斜面上,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在勻加速階段F-mgsin30°-mgcos30°=ma1,F=4N,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5.(2018·全國(guó)卷)甲、乙兩汽車在同一條平直公路上同向運(yùn)動(dòng),其速度時(shí)間圖像分別如圖中甲、乙兩條曲線所示。已知兩車在t2時(shí)刻并排行駛。下列說(shuō)法正確的是()A.兩車在t1時(shí)刻也并排行駛B.在t1時(shí)刻甲車在后,乙車在前C.甲車的加速度大小先增大后減小D.乙車的加速度大小先減小后增大答案:BD解析:假設(shè)兩車在t1時(shí)刻也并排(相遇)行駛,由題圖可知,在t1t2內(nèi),甲的速度總是大于乙的速度,則t2時(shí)刻甲在乙的前面,與題設(shè)矛盾,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在t1時(shí)刻甲車在后,乙車在前,則在t2時(shí)刻兩車才有可能并排行駛,選項(xiàng)B正確;v-t圖像的斜率表示加速度,由題圖可知,甲、乙兩車的加速度都是先減小后增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。6.如圖所示,質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一根不計(jì)質(zhì)量的彈簧,放在光滑的水平面上,A球緊靠豎直墻壁。現(xiàn)用水平力F將B球向左推壓彈簧,平衡后,突然將F撤去,在這一瞬間,下列說(shuō)法正確的是()A.B球的速度為0,加速度為0B.B球的速度為0,加速度大小為FmC.在彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)之后,A才離開(kāi)墻壁D.在A離開(kāi)墻壁后,A、B兩球均向右做勻速運(yùn)動(dòng)答案:BC解析:撤去F前,B球受四個(gè)力作用,豎直方向的重力和支持力平衡,水平方向推力F和彈簧的彈力平衡,即彈簧的彈力大小為F,撤去F的瞬間,彈簧的彈力仍為F,故B球所受合力為F,則B球加速度為a=Fm,而此時(shí)B球的速度為0,B正確,A錯(cuò)誤;在彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)前,彈簧對(duì)A球有水平向左的彈力使A球壓緊墻壁,直到彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)A球才離開(kāi)墻壁,A球離開(kāi)墻壁后,由于彈簧的作用,使A、B兩球均做變速運(yùn)動(dòng),C正確,D錯(cuò)誤。7.(2019·全國(guó)卷)如圖甲,物塊和木板疊放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,物塊用一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩與固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的力傳感器相連,細(xì)繩水平。t=0時(shí),木板開(kāi)始受到水平外力F的作用,在t=4 s時(shí)撤去外力。細(xì)繩對(duì)物塊的拉力FT隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示,木板的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖丙所示。木板與實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的摩擦可以忽略。重力加速度取10 m/s2。由題給數(shù)據(jù)可以得出()A.木板的質(zhì)量為1 kgB.24 s內(nèi),力F的大小為0.4 NC.02 s內(nèi),力F的大小保持不變D.物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2答案:AB解析:對(duì)物塊受力分析可知,細(xì)繩對(duì)物塊的拉力FT等于木板與物塊間的摩擦力。由題圖乙可知,滑動(dòng)摩擦力Ff=0.2N,設(shè)木板質(zhì)量為m木,對(duì)木板:45s的加速度a2=vt=-0.21m/s2=-0.2m/s2,-Ff=m木a2,可求得m木=1kg,A正確。對(duì)木板:24s內(nèi),F-Ff=m木a1,a1=0.2m/s2,求得F=0.4N,B正確。對(duì)木板:02s,拉力F與靜摩擦力Ff靜平衡,F=Ff靜=kt,C錯(cuò)誤。物塊質(zhì)量未知,無(wú)法求正壓力,無(wú)法求動(dòng)摩擦因數(shù),D錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題共3小題,共44分)8.(14分)某日,一輛警車正停在高速公路邊執(zhí)勤,10時(shí)12分50秒,警員發(fā)現(xiàn)有一輛非法改裝的油罐車正以v=20 m/s 的速度從他旁邊勻速駛過(guò),于是他決定開(kāi)車前去攔截。10時(shí) 12分54秒警車從靜止開(kāi)始以4 m/s2的恒定加速度啟動(dòng),警車達(dá)到最大速度v0=24 m/s后,保持該速度勻速行駛。假設(shè)追趕過(guò)程中油罐車的速度保持不變。試問(wèn):(1)警車在追趕非法改裝油罐車的過(guò)程中,兩車間的最大距離是多少?(2)警車啟動(dòng)后需多長(zhǎng)時(shí)間才能追上該非法改裝油罐車?答案:(1)130 m(2)38 s解析:(1)兩車速度相等時(shí),相距最遠(yuǎn),設(shè)此刻警車已加速時(shí)間為t1,則at1=v警車位移x1=12at12油罐車位移x2=v(t1+4)兩車最大距離x=x2-x1聯(lián)立解得x=130m。(2)設(shè)警車經(jīng)過(guò)t時(shí)間追上該非法改裝的油罐車,則警車的總位移x1'=v022a+v0t-v0a油罐車的總位移x2'=v(t+4)追上,則有x1'=x2'聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得t=38s。9.(14分)(2019·湖北黃岡高三質(zhì)檢)如圖甲所示,有一傾角為=53°的固定斜面體,底端的水平地面上放一質(zhì)量為m木=3 kg的木板,木板材質(zhì)與斜面體相同。t=0時(shí)有一質(zhì)量m=6 kg的滑塊在斜面上由靜止開(kāi)始下滑,后來(lái)滑塊滑上木板并最終沒(méi)有滑離木板(不考慮滑塊從斜面滑上木板時(shí)的能量損失)。圖乙為滑塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速率隨時(shí)間變化的圖像,已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g取10 m/s2。求:(1)滑塊與木板間、木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)1、2;(2)滑塊停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻t和木板的最小長(zhǎng)度l。答案:(1)130.2(2)6 s18 m解析:(1)滑塊在斜面上下滑時(shí),滿足mgsin-1FN=ma1FN=mgcos由v-t圖像得加速度a1=v0t1=12m/s2s=6m/s2聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得1=13滑塊滑上木板后減速,有1mg=ma2其中a2=v0-v1t2-t1對(duì)木板分析有1mg-2(m+m木)g=m木a3其中a3=v1t2-t1聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得2=0.2。v1=2m/s(2)由于2<1,故滑塊與木板達(dá)共速后一起勻減速,加速度滿足2(m+m木)g=(m+m木)a4又a4=v1t-t2聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得t=6s木板的最小長(zhǎng)度l=v0+v12(t2-t1)-v12(t2-t1)=12v0(t2-t1)=18m。10.(16分)(2017·全國(guó)卷)為提高冰球運(yùn)動(dòng)員的加速能力,教練員在冰面上與起跑線相距s0和s1(s1<s0)處分別放置一個(gè)擋板和一面小旗,如圖所示。訓(xùn)練時(shí),讓運(yùn)動(dòng)員和冰球都位于起跑線上,教練員將冰球以初速度v0擊出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑線的方向滑向擋板;冰球被擊出的同時(shí),運(yùn)動(dòng)員垂直于起跑線從靜止出發(fā)滑向小旗。訓(xùn)練要求當(dāng)冰球到達(dá)擋板時(shí),運(yùn)動(dòng)員至少到達(dá)小旗處。假定運(yùn)動(dòng)員在滑行過(guò)程中做勻加速運(yùn)動(dòng),冰球到達(dá)擋板時(shí)的速度為v1。重力加速度大小為g。求:(1)冰球與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2)滿足訓(xùn)練要求的運(yùn)動(dòng)員的最小加速度。答案:(1)v02-v122gs0(2)s1(v1+v0)22s02解析:(1)設(shè)冰球的質(zhì)量為m,冰球與冰面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,由動(dòng)能定理得-mgs0=12mv12-12mv02解得=v02-v122gs0。(2)冰球到達(dá)擋板時(shí),滿足訓(xùn)練要求的運(yùn)動(dòng)員中,剛好到達(dá)小旗處的運(yùn)動(dòng)員的加速度最小。設(shè)這種情況下,冰球和運(yùn)動(dòng)員的加速度大小分別為a1和a2,所用的時(shí)間為t,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v02-v12=2a1s0v0-v1=a1ts1=12a2t2聯(lián)立式得a2=s1(v1+v0)22s02。9