2020版高考物理二輪復習 專題限時集訓2 力與直線運動（含解析）

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1、專題限時集訓(二) (建議用時：40分鐘) [專題通關(guān)練] 1．(原創(chuàng)題)以20 m/s的速度勻速行駛的汽車，剎車后做勻減速直線運動。若汽車剎車后第2 s內(nèi)的位移為11 m(剎車時間超過2 s)，則剎車后5 s內(nèi)的位移為(　　) A．50 m B. m C．100 m D. m B　[由勻變速直線運動的規(guī)律可知，汽車在第1.5 s時的瞬時速度大小為v＝11 m/s，由v＝v0＋at可得a＝＝ m/s2＝－6 m/s2，故汽車停止運動的時間為t′＝ s＝ s<5 s，故汽車在剎車后5 s內(nèi)的位移為x＝t′＝× m＝ m，故選項B正確。] 2．(2019·江西五

2、校聯(lián)考)A、B兩物體在水平面上沿同一直線運動，它們的v-t圖象如圖中a、b所示。在t＝0時刻，B在A的前面，兩物體相距9 m，B物體在滑動摩擦力作用下做減速運動的加速度大小為2 m/s2，則A物體追上B物體所用的時間是(　　) A．3 s B．5 s C．7.5 s D．8.5 s D　[B減速到零所需的時間t＝＝ s＝5 s，B減速到零的位移xB＝＝ m＝25 m，此時A的位移xA＝vAt＝4×5 m＝20 m，因為xB＋d>xA，所以B停止時，A還未追上B，則A追上B需要繼續(xù)運動的時間t′＝＝ s＝3.5 s，可知A物體追上B物體所用的時

3、間t總＝t＋t′＝8.5 s，故D正確。] 3.(一題多解)(多選)汽車由靜止開始在平直的公路上行駛，在0～50 s內(nèi)汽車的加速度隨時間變化的圖象如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．汽車行駛的最大速度為20 m/s B．汽車在第50 s末的速度為零 C．在0～50 s內(nèi)汽車行駛的總位移為850 m D．汽車在40～50 s內(nèi)的速度方向和在0～10 s內(nèi)的速度方向相反 AC　[法一：在0～10 s內(nèi)汽車做勻加速直線運動，10 s末汽車的速度v1＝a1t1＝20 m/s，汽車的位移為x1＝a1t＝100 m，在10～40 s內(nèi)汽車做勻速直線運動，位移為x2＝v1t2＝600 m

4、，在40～50 s內(nèi)汽車做勻減速直線運動，a2＝－1 m/s2，第50 s末的速度為v2＝v1＋a2t3＝10 m/s，位移為x3＝v1t3＋a2t＝150 m，總位移為x＝x1＋x2＋x3＝850 m，汽車在40～50 s內(nèi)的速度為正值，與在0～10 s內(nèi)的速度方向相同，綜上所述，選項A、C正確，B、D錯誤。 法二：本題A、B、D選項也可根據(jù)a-t圖線與坐標軸所圍的面積表示速度變化量來分析。最大面積為0～10 s內(nèi)圖線與坐標軸圍成的面積，所以汽車的最大速度為20 m/s，A正確。0～50 s內(nèi)圖線與坐標軸圍成的面積為20 m/s－10 m/s＝10 m/s，因此汽車在50 s末的速度為10

5、 m/s，汽車在40～50 s內(nèi)的速度均為正值，與在0～10 s內(nèi)的速度方向相同，B、D錯誤。] 4.(易錯題)(多選)如圖所示，吊籃A、物體B、物體C的質(zhì)量分別為m、3m、2m。B和C分別固定在彈簧兩端，彈簧的質(zhì)量不計。B和C在吊籃的水平底板上處于靜止狀態(tài)。將懸掛吊籃的細線剪斷的瞬間(　　) A．吊籃A的加速度大小為2g B．物體B的加速度大小為g C．物體C的加速度大小為2g D．吊籃A、物體B、物體C的加速度大小均為g AC　[彈簧開始時的彈力為F＝3mg，剪斷細線的瞬間，彈簧彈力不變，將C和A看成一個整體，根據(jù)牛頓第二定律可得aAC＝＝2g，即A、C的加速度大小均為2g

6、，選項A、C正確，D錯誤；因剪斷細線的瞬間，彈簧彈力不變，B受到的合力仍然為零，故B的加速度為零，選項B錯誤。] 易錯點評：不能正確分析力的突變和漸變。 5．高樓墜物危害極大，常有媒體報道高空墜物傷人的事件。某建筑工地突然有一根長為l的直鋼筋從高空墜下，垂直落地時，恰好被檢查安全生產(chǎn)的隨行記者用相機拍到鋼筋墜地瞬間的照片。為了查詢鋼筋是從幾樓墜下的，檢查人員將照片還原后測得鋼筋的影像長為L，且L>l，查得當時相機的曝光時間為t，樓房每層高為h，重力加速度為g。則由此可以求得(　　) A．鋼筋墜地瞬間的速度約為 B．鋼筋墜下的樓層為＋1 C．鋼筋墜下的樓層為＋1 D．鋼筋在整個下落時

7、間內(nèi)的平均速度約為 B　[鋼筋墜下垂直落地時的影像長度包括鋼筋長度和鋼筋墜地前在曝光時間t內(nèi)下落的距離，因此在時間t內(nèi)的平均速度為＝，此速度很接近鋼筋墜地時的速度v，因此A選項錯誤；由v2＝2gH、v＝，鋼筋墜下的樓層n＝＋1，解得n＝＋1，B選項正確，C選項錯誤；鋼筋在整個下落時間內(nèi)的平均速度約為＝，D選項錯誤。] 6.(2019·洛陽市高三第二次聯(lián)考)在平直公路上行駛的a車和b車，它們的位移—時間圖象分別為圖中直線甲和曲線乙，下列判斷正確的是(　　) A．a(chǎn)、b兩車相遇兩次 B．b車運動方向始終不變 C．t1到t2時間內(nèi)a車的平均速度小于b車的平均速度 D．t1到t2時間內(nèi)

8、兩車的速度不可能在某時刻相同 A　[位移—時間圖象中，兩圖線相交表示兩車相遇，有兩個交點，說明兩車相遇兩次，A項正確；b車的位移先增大后減小，運動方向在t2時刻發(fā)生改變，B項錯誤；兩車在t1、t2時刻的位置均相同，即在t1～t2時間內(nèi)兩車的位移相同，故平均速度相同，C項錯誤；位移—時間圖象的斜率表示速度，故兩車在t1～t2時間內(nèi)的某一時刻速度相同，D項錯誤。] 7．如圖所示，水平傳送帶AB長2 m，以2 m/s的速度沿順時針方向勻速運動?，F(xiàn)將一小物塊以3 m/s的水平初速度從A點沖上傳送帶。若小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.25，g取10 m/s2，則小物塊運動至傳送帶右端B點所用的時間

9、是(　　) A．0.5 s B．0.9 s C．1.2 s D．1.5 s B　[剛沖上傳送帶時，由于物塊的速度為3 m/s，大于傳送帶的速度，所以物塊相對傳送帶向右運動，受到的滑動摩擦力方向向左，故做勻減速直線運動，a＝＝2.5 m/s2，經(jīng)歷的時間為t1＝ s＝0.4 s，相對地面發(fā)生的位移為s＝ m＝1 m，之后兩者的速度相同，相對靜止的做勻速直線運動，經(jīng)歷的時間為t2＝ s＝0.5 s，故小物塊運動至傳送帶右端B點所用的時間是t＝t1＋t2＝0.9 s，B正確。] 8．(易錯題)(多選)A、B兩車在同一直線上同向運動，B車在A車的前面，A車以vA＝10 m/s的速度

10、向前勻速運動，某時刻B車關(guān)閉發(fā)動機，此時A、B兩車相距s＝200 m，且B車速度vB＝10 m/s，B車所受的阻力恒為車重的，g取10 m/s2，則下列說法正確的是(　　) A．B車關(guān)閉發(fā)動機后的加速度大小為1 m/s2 B．B車關(guān)閉發(fā)動機后運動的位移為60 m C．A車追上B車所用的時間為25 s D．A車迫上B車所用的時間為30 s AC　[B車做勻減速直線運動的加速度大小a＝·＝0.1×10 m/s2＝1 m/s2，所以選項A正確；B車速度減為零的時間t1＝＝10 s，此過程中B車的位移xB＝＝50 m，所以選項B錯誤；A車在10 s內(nèi)的位移xA＝vAt1＝10×10 m＝10

11、0 m，因為xA

12、內(nèi)，甲車做勻減速直線運動，選項A錯誤；根據(jù)速度—時間圖象與橫軸圍成圖形的面積表示位移可知，在0～0.5 h內(nèi)兩車相遇一次，在t＝1 h時兩車第二次相遇，在t＝3 h時兩車第三次相遇，即在0～4 h時間內(nèi)，甲、乙兩車相遇3次，選項B正確，C錯誤；在t＝0到t＝4 h的時間內(nèi)，甲車的位移為x甲＝×40×4 km＝80 km，乙車的位移為x乙＝×40×1 km＋20×3 km＋×20×1 km＝90 km，由x乙－x甲－5 km＝5 km可知，t＝4 h時，甲車落后乙車5 km，選項D錯誤。] 10．(2019·湖南省湘東六校聯(lián)考)如圖所示，A、B兩物塊放在光滑水平面上，它們之間用輕質(zhì)細線相連，兩

13、次連接情況中細線傾斜方向不同，但與豎直方向的夾角相同，對B施加水平力F1和F2，兩種情況下A、B整體的加速度分別為a1、a2，細線上的力分別為T1、T2，則下列說法正確的是(　　) A．若F1＝F2，則必有a1>a2 B．若F1＝F2，則必有T1＝T2 C．若T1>T2，則必有F1＝F2 D．若T1

14、T1＝T2，選項B正確；由T1sin θ＝mAa1，T2sin θ＝mAa2，若T1>T2，則必有a1>a2，根據(jù)牛頓第二定律，必有F1>F2，選項C錯誤；同理可知，選項D錯誤。] 11．(2019·江蘇高考·T15)如圖所示，質(zhì)量相等的物塊A和B疊放在水平地面上，左邊緣對齊。A與B、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ。先敲擊A，A立即獲得水平向右的初速度，在B上滑動距離L后停下。接著敲擊B，B立即獲得水平向右的初速度，A、B都向右運動，左邊緣再次對齊時恰好相對靜止，此后兩者一起運動至停下。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。求： (1)A被敲擊后獲得的初速度大小vA； (2)在左邊緣

15、再次對齊的前、后，B運動加速度的大小aB、a′B； (3)B被敲擊后獲得的初速度大小vB。 [解析]　(1)由牛頓運動定律知，A加速度的大小aA＝μg 勻變速直線運動2aAL＝v 解得vA＝。 (2)設(shè)A、B的質(zhì)量均為m 對齊前，B所受合外力大小F＝3μmg 由牛頓運動定律F＝maB，得aB＝3μg 對齊后，A、B所受合外力大小F′＝2μmg 由牛頓運動定律F′＝2ma′B，得a′B＝μg。 (3)經(jīng)過時間t，A、B達到共同速度v，位移分別為xA、xB，A加速度的大小等于aA 則v＝aAt，v＝vB－aBt xA＝aAt2，xB＝vBt－aBt2 且xB－xA＝L

16、 解得vB＝2。 [答案]　(1)　(2)3μg　μg　(3)2 12.如圖所示，傾角α＝30°的足夠長的光滑斜面固定在水平面上，斜面上有一長L＝1.8 m、質(zhì)量M＝3 kg的薄木板，現(xiàn)對木板施加沿斜面向上、大小為F＝37.5 N的恒力，使木板由靜止開始做勻加速直線運動。在木板開始運動的瞬間，將質(zhì)量m＝1 kg的小物塊無初速地放在木板的最右端。物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ＝，g取10 m/s2。 (1)物塊滑離木板所用的時間是多少？ (2)當物塊運動到最高點時與木板下端的距離為多少？ [解析]　(1)對木板由牛頓第二定律得F－μmgcos α－Mgsin α＝Ma1，對物塊由牛頓

17、第二定律得μmgcos α－mgsin α＝ma2，設(shè)物塊滑離木板時間為t，則a1t2－a2t2＝L，聯(lián)立解得t＝1.2 s。 (2)物塊離開木板時的速度v＝a2t，方向沿斜面向上，此后物塊做加速度為a3＝gsin α的勻減速直線運動，物塊向上運動的距離為x＝，所用時間為t1＝；此段時間內(nèi)，木板沿斜面向上做初速度v板＝a1t、加速度為a4＝的勻加速直線運動，木板上滑的位移為x板＝v板t1＋a4t，當物塊運動到最高點時與木板下端的距離為Δx＝x板－x，聯(lián)立解得Δx＝4.05 m。 [答案]　(1)1.2 s　(2)4.05 m 題號 內(nèi)容 押題依據(jù) 核心考點 核心素養(yǎng) 1.

18、 v-t圖象信息應用 數(shù)學知識在物理中應用 科學思維：立足基礎(chǔ)，體現(xiàn)“數(shù)形結(jié)合”思維方法 2. 牛頓運動定律的應用 力的合成與分解融入動力學 科學態(tài)度與責任：聯(lián)系實際，體現(xiàn)學以致用 1.一質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點在水平力的作用下沿粗糙的水平面做直線運動，v-t圖象如圖所示，已知質(zhì)點與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.1，g取10 m/s2，則(　　) A．4 s內(nèi)質(zhì)點的位移為10 m B．前2 s內(nèi)和后2 s內(nèi)加速度大小之比為4∶1 C．4 s內(nèi)質(zhì)點的平均速度大小為3 m/s D．前2 s內(nèi)和后2 s內(nèi)水平力的大小之比為4∶1 B　[v-t圖象的斜率表示加速度，由圖可知，該

19、質(zhì)點在前2 s內(nèi)的加速度大小為a1＝4 m/s2，后2 s內(nèi)的加速度大小為a2＝1 m/s2，則a1∶a2＝4∶1,0～2 s時間內(nèi)質(zhì)點減速，摩擦力方向與速度方向相反，故與加速度方向相同，有F1＋f＝ma1,2～4 s質(zhì)點加速，摩擦力方向與速度方向相反，故與加速度方向相反，有F2－f＝ma2，式中f＝μmg＝0.1×2×10 N＝2 N，可得F1＝6 N，F(xiàn)2＝4 N，即F1∶F2＝3∶2，選項B正確，D錯誤；v-t圖象與坐標軸圍成的面積表示位移，可得4 s內(nèi)質(zhì)點的位移為x＝6 m，平均速度為＝＝1.5 m/s，選項A、C錯誤。] 2.(多選)某科研單位設(shè)計了一空間飛行器，質(zhì)量為m，飛行器從

20、地面起飛時，發(fā)動機提供的動力方向與水平方向夾角α＝60°，使飛行器恰好沿與水平方向成θ＝30°角的直線斜向右上方由靜止開始勻加速飛行，如圖所示，飛行器所受空氣阻力不計，重力加速度為g。下列說法正確的是(　　) A．加速時動力的大小等于mg B．飛行器加速過程的加速度大小為0.5g C．如果將動力的方向沿逆時針旋轉(zhuǎn)60°，要使飛行器沿原方向勻減速飛行，則動力大小應調(diào)整為mg D．如果將動力方向沿逆時針旋轉(zhuǎn)60°，要飛行器沿原方向勻減速飛行，則減速到零的時間一定是加速時間的2倍 ACD　[如圖甲所示，飛行器起飛時受到動力F和重力mg作用，兩力的合力與水平方向成30°角斜向上，將重力m

21、g和動力F沿合力方向和垂直合力方向正交分解，在垂直合力方向，根據(jù)受力平衡有Fsin 30°＝mgsin 60°，解得F＝mg，沿合力方向，根據(jù)牛頓第二定律有Fcos 30°－mgcos 60°＝ma1，解得飛行器加速過程的加速度大小為a1＝g，選項A正確，B錯誤；如果將動力的方向沿逆時針旋轉(zhuǎn)60°，動力F′與飛行器飛行方向垂直，要使飛行器沿原方向勻減速飛行，如圖乙所示，則在垂直合力方向，根據(jù)受力平衡有F′＝mgsin 60°＝mg，沿合力方向，根據(jù)牛頓第二定律有F′合＝mgcos 60°＝ma2，解得a2＝0.5g，故有a1＝2a2，又a1t1－a2t2＝0，解得t2＝2t1，所以飛行器減速到零的時間t2一定是加速時間t1的2倍，選項C、D正確。] - 9 -