2022年高考物理一轮复习 专题一 力与运动 第2讲 力与物体的直线运动提升训练

2022年高考物理一轮复习 专题一 力与运动 第2讲 力与物体的直线运动提升训练一、单项选择题1.(xx浙江理综，15)如图1所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间t。测得遮光条的宽度为x，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度，正确的措施是()图1A.换用宽度更窄的遮光条B.提高测量遮光条宽度的精确度C.使滑块的释放点更靠近光电门D.增大气垫导轨与水平面的夹角解析是t时间内的平均速度，t越小，就越接近某点的瞬时速度。A选项中换用更窄的遮光条，就是取更短的时间t，A正确；B、C、D选项中的处理不能保证t很短，不能确定更接近瞬时速度，选项B、C、D错误。答案A2.(xx广东理综，13)甲、乙两人同时同地出发骑自行车做直线运动，前1小时内的位移时间图象如图2所示，下列表述正确的是()图2A.0.20.5小时内，甲的加速度比乙的大B.0.20.5小时内，甲的速度比乙的大C.0.60.8小时内，甲的位移比乙的小D.0.8小时内，甲、乙骑行的路程相等解析位移时间图象的斜率绝对值反映速度大小，在0.20.5小时内，甲、乙均做匀速直线运动，加速度为0，甲图象斜率大于乙图象，说明甲的速度大于乙的速度，故A错误，B正确；由位移时间图象可以看出在0.60.8小时内甲的位移比乙的大，故C错误；由位移时间图象看出在t0.5小时时，甲在s10 km处，而乙在s8 km处，进一步得出在0.8小时内甲的路程比乙的大，故D错误。答案B3.(xx长春模拟)如图3所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC两部分组成，且ABBC，小物块P(可视为质点)以某一初速度从A点滑上桌面，最后恰好停在C点，已知物块经过AB与BC两部分的时间之比为14，则物块P与桌面上AB、BC部分之间的动摩擦因数1、2之比为(P物块在AB、BC两段上所做运动可看作匀变速直线运动)()图3A.14 B.11 C.81 D.41解析设初速度为vA，过B点速度为vB，ABBCx，tABt，tBC4t，则vv21gx，vAvB1gt；v22gx，vB42gt；解得1281，C正确。答案C4.(xx台州市高三3月调研考试)“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图4所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为()图4A.g B.2g C.3g D.4g解析分析运动过程及受力：人体向下先加速后减速运动，速度减为零后反向向上先加速后减速，如此往复循环。FG时人体受力平衡，为加速运动与减速运动转换的临界点。图中平缓段即表示受力平衡的时候，可知0.6F0G。找出图中最大外力为1.8F0，由于绳子被拉伸，施加给人的力方向始终为竖直向上。从而可以算出最大加速度a2g，所以选B。答案B5.汽车由静止开始在平直的公路上行驶，在040 s内汽车的加速度随时间变化的图象如图5所示，则汽车位移最大的时刻是()图5A.40 s末 B.30 s末C.20 s末 D.10 s末解析010 s内汽车做匀加速直线运动，加速度为2 m/s2，10 s末汽车的速度为20 m/s；1020 s内汽车的加速度为0，故汽车做匀速直线运动；2040 s内汽车的加速度为1 m/s2，故汽车做匀减速直线运动，40 s末汽车的速度恰好减为0。因为40 s内汽车始终向同一方向运动，所以汽车位移最大的时刻是40 s末，选项A正确。答案A6.甲、乙两车从同一地点沿同一方向做直线运动，其中甲车初速度为零，最大速度为4 m/s，乙车初速度为1.5 m/s，最大速度为3.5 m/s，其vt图象如图6所示，关于两车的运动情况，下列说法正确的是()图6A.在t4 s时，甲、乙相遇B.甲的加速度一直小于乙的加速度C.在t1 s时，两车速度相等，加速度相等D.甲车运动的总位移大于乙车运动的总位移解析vt图线与t轴所围面积表示位移，斜率表示加速度；在t4 s，甲、乙的位移均为10 m，甲、乙相遇，选项A正确；在46 s，甲、乙加速度相同，选项B错误；在t1 s，甲的加速度大于乙的加速度，选项C错误；乙车运动的总位移大于甲车运动的总位移，选项D错误。答案A二、多项选择题7.(xx新课标全国卷，20)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为()A.8 B.10 C.15 D.18解析设PQ西边有n节车厢，每节车厢的质量为m，则Fnma设PQ东边有k节车厢，则Fkma联立得3n2k，由此式可知n只能取偶数，当n2时，k3，总节数为N5当n4时，k6，总节数为N10当n6时，k9，总节数为N15当n8时，k12，总节数为N20，故选项B、C正确。答案BC8.如图7所示，一同学在自家高为H10 m的阳台上，伸手竖直向上抛出一个可以看成质点的小球，小球的抛出点距离阳台的高度为h00.8 m，小球抛出后升高了h0.45 m达到最高点，最终小球落在地面上。g10 m/s2。根据以上信息，你认为下列说法正确的是()图7A.小球抛出时的初速度大小是4 m/sB.小球抛出时的初速度大小是3 m/sC.小球从抛出到接触地面的过程中经历的时间为1.8 sD.小球从抛出到接触地面的过程中经历的时间为1.0 s解析上升阶段v2gh，则v03 m/s，A错误，B正确；上升阶段0v0gt1，下降阶段h0hHgt，历时：tt1t2，得：t1.8 s，C正确，D错误。答案BC9.倾角为37的光滑斜面上固定一个槽，劲度系数k20 N/m、原长l00.6 m的轻弹簧下端与轻杆相连，开始时杆在槽外的长度l0.3 m，且杆可在槽内移动，轻杆与槽间的滑动摩擦力大小Ff6 N，杆与槽之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。质量m1 kg的小车从距弹簧上端L0.6 m处由静止释放沿斜面向下运动。已知在本次碰撞过程中轻杆已滑动。g取10 m/s2，sin 370.6。关于小车和杆的运动情况，下列说法正确的是()图8A.杆刚要滑动时小车已通过的位移为0.6 mB.杆刚要滑动时小车已通过的位移为0.9 mC.小车先做匀加速运动，后做加速度逐渐增大的变加速运动D.小车先做匀加速运动，后做加速度逐渐减小的变加速运动，再做匀速直线运动解析小车在沿斜面向下的重力分力Gxmgsin 6 N作用下，先沿斜面做匀加速运动，碰到弹簧后，小车受到沿斜面向上的弹力，做加速度逐渐减小的变加速运动，当弹力等于6 N后，小车、弹簧、轻杆构成的系统做匀速直线运动，C错误，D正确；杆刚要滑动时，弹力为6 N，所以弹簧形变量为x0.3 m，所以小车已通过的位移为Lx0.9 m，A错误，B正确。答案BD三、计算题10.出租车上安装有速度表，计价器里安装有里程表和时间表，出租车载客后，从高速公路入口处驶入高速公路。并从10时10分55秒开始做初速度为零的匀加速直线运动，经过10 s时，速度表显示54 km/h，求：(1)这时出租车离出发点的距离；(2)出租车继续做匀加速直线运动，当速度表显示108 km/h时，出租车开始做匀速直线运动，若时间表显示10时12分35秒，此时计价器里程表示数应为多少？(出租车启动时，里程表示数为零)解析(1)根据速度公式，得到a m/s21.5 m/s2再根据位移公式，得到x1at1.5102 m75 m这时出租车距出发点的距离为75 m。(2)根据v2ax2式，得到x2 m300 m这时出租车从静止载客开始，已经经历的时间t2，可根据位移公式x2at解得t2s20 s这时出租车时间表应显示10时11分15秒。出租车继续匀速运动，它匀速运动时间t3应为80 s，通过位移x3v2t33080 m2 400 m所以10时12分35秒时，计价器里程表应显示x(3002 400) m2 700 m答案(1)75 m(2)2 700 m11.如图9所示，甲、乙两传送带倾斜放置，与水平方向夹角均为37 ，传送带乙长为4 m，传送带甲比乙长0.45 m，两传送带均以3 m/s的速度逆时针匀速运动，可视为质点的物块A从传送带甲的顶端由静止释放，可视为质点的物块B由传送带乙的顶端以3 m/s的初速度沿传送带下滑，两物块质量相等，与传送带间的动摩擦因数均为0.5，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：图9(1)物块A由传送带顶端滑到底端经历的时间；(2)物块A、B在传送带上显示的划痕长度之比。解析(1)物块A一开始受重力、支持力和沿斜面向下的滑动摩擦力，由牛顿第二定律知mgsin 37mgcos 37ma1，代入数值得a110 m/s2设经时间t1物块A与传送带共速，则由运动学规律知v带a1t1，即t10.3 s此过程中物块A的位移为x1a1t0.45 m物块A与传送带共速后，由牛顿第二定律知mgsin 37mgcos 37ma2，代入数值得a22 m/s2由运动学规律知L甲x1v带t2a2t，代入数值得t21 s所以物块A由传送带顶端滑到底端经历的时间为tt1t21.3 s(2)在物块A的第一个加速过程中，物块A在传送带上显示的划痕长度为L1v带t1x10.45 m在物块A的第二个加速过程中，物块A在传送带上的划痕长度为L2v带t2a2tv带t21.0 m所以物块A在传送带上显示的划痕长度为LAL21 m由分析知物块B的加速度与物块A在第二个加速过程的加速度相同，从传送带顶端加速到底端所需时间与t2相同所以物块B在传送带上的划痕长度为LBv带t2a2tv带t21.0 m故物块A、B在传送带上的划痕长度之比为LALB11。答案(1)1.3 s(2)1112.(xx江苏省连云港、徐州、淮安、宿迁四市高三调研考试)如图10所示，质量M0.2 kg的长板静止在水平地面上，与地面间动摩擦因数10.1，另一质量m0.1 kg的带正电小滑块以v08 m/s初速度滑上长木板，滑块与长木板间动摩擦因数20.5，小滑块带电荷量为q2103C，整个运动过程始终处于水平向右的匀强电场中，电场强度E1102N/C，(g取10 m/s2)求：图10(1)刚开始时小滑块和长木板的加速度大小各为多少？(2)小滑块最后停在距木板左端多远的位置？(3)整个运动过程中产生的热量。解析(1)设小滑块的加速度为a1，长木板的加速度为a2，规定水平向右为正方向。由牛顿第二定律得qE2mgma1，得a13 m/s2，2mg1(mM)gMa2，得a21 m/s2。(2)设两者经过时间t相对静止，此时的速度为v，则vv0a1ta2t，得t2 s，v2 m/s。这段时间内小滑块的位移x1v0ta1t210 m。木板的位移x2a2t22 m。由于此后两者一起向右减速运动，所以小滑块最后停在距木板左端xx1x28 m处。(3)设两者一起向右减速运动的加速度为a3，由牛顿第二定律得qE1(Mm)g(Mm)a3，解得a3 m/s2。一起向右减速的位移x36 m。由能量守恒可知QmvEq(x1x3)6.4 J。答案(1)3 m/s21 m/s2(2)8 m(3)6.4 J