版《高考调研》高考物理二轮重点讲练专题二 力和直线运动2doc.docx

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版《高考调研》高考物理二轮重点讲练专题二力和直线运动2doc

1．（2015·上海八校高考模拟）如图所示，同一竖直面内有上下两条用相同材料做成的水平轨道MN、PQ，两个完全相同的物块A、B放置在两轨道上，A在B物块正上方，A、B之间用一细线相连．在细线的中点O施加拉力，使A、B一起向右做匀速直线运动，则F的方向是（图中②表示水平方向）

A．沿①方向　　　　　　　B．沿②方向

C．沿③方向D．沿①②③方向都可以

答案　C

解析　力的作用点是在细线的中点，而且物块A在B的正上方，所以三角形ABO是等腰三角形，且AB在竖直方向，所以AO与BO与水平方向的夹角相等．因为A对水平轨道的正压力大于B对水平轨道的正压力，所以水平面对A的摩擦力大于水平面对B的摩擦力，由题意细线AO受到的拉力必须大于BO受到的拉力，所以F的方向只能是③方向．故C项正确，A、B、D项错误．

2.

（2015·黄浦区二模）质量相等的两个质点a、b在同一位置开始沿竖直方向运动，v－t图像如图所示，取竖直向上为正方向．由图像可知（　　）

A．在t2时刻两个质点在同一高度

B．在0～t1时间内，a质点处于失重状态

C．在t1～t2时间内，a质点的机械能不变

D．在0～t2时间内，合外力对两个质点做功相等

答案　D

解析　物体沿竖直方向运动，因为取竖直向上为正方向，所以两物体都是向上运动，图像围成的面积就是物体位移，所以A项错误，在0～t1时间内，a质点加速向上运动所以处于超重状态，B项错误．在t1～t2时间内，a质点向上匀速运动，支持力做正功，机械能增加，C项错误．t2时刻两物体速度相等，动能相等．在0～t2时间内，所以合外力对两个质点做功相等．

命题立意　考查匀变速直线运动和动能定理

3．（2015·浙江一模）某科研单位设计了一空间飞行器，飞行器从地面起飞时，发动机提供的动力方向与水平方向夹角α＝60°，使飞行器恰恰与水平方向成θ＝30°角的直线斜向右上方由静止开始匀加速飞行，经时间t后，将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小，使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行，飞行器所受空气阻力不计，下列说法中正确的是（　　）

A．加速时动力的大小等于mg

B．加速与减速时的加速度大小之比为2∶

C．加速与减速过程发生的位移大小之比为1∶2

D．减速飞行时间t后速度为零

答案　C

解析　起飞时，飞行器受推力和重力作用，两力的合力与水平方向成30°斜向上，设推力为F、合力为F合，如图所示．在△OFF合中，由几何关系得F合＝mg，所以A项错误．由牛顿第二定律得飞行器的加速度为a1＝

＝g，则t时刻的速率v＝a1t＝gt.推力方向逆时针旋转60°，合力的方向与水平方向成30°斜向下，推力F′跟合力F′合垂直，如图所示．

此时合力大小F′合＝mgsin30°

飞行器的加速度大小为a2＝

＝

到最高点的时间为t′＝

＝2t

飞行的两次位移分别为

a1t2＝

gt2和

a2t′2＝gt2

所以比值为1∶2.

4．（2015·江西二模）如图所示，（a）图表示光滑平台上，物体A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车上，车与水平面间的动摩擦因数不计，（b）图为物体A与小车的v－t图像（v0、v1及g、t1均为已知），由此可算出（　　）

A．小车上表面长度

B．物体A与小车B的质量之比

C．A与小车B上表面间的动摩擦因数

D．小车B获得的动能

答案　BC

解析　从图像中可以确定A在B表面滑行的距离，不能确定小车长度．故A项错误．两个的加速度之比就是质量的反比，从速度图像中可以确定加速度之比，故B项正确．μg＝

为滑块的加速度．可以求出动摩擦因数．由于小车的质量未知所以不能确定小车的动能．

5．（2015·安徽一模）物体以速度v匀速通过直线上的A、B两点需要的时间为t.现在物体由A点静止出发，先做加速度大小为a1的匀加速直线运动到某一最大速度vm后立即做加速度大小为a2的匀减速直线运动至B点停下，历时仍为t，则物体的（　　）

A．最大速度vm只能为2v，无论a1、a2为何值

B．最大速度vm可以为许多值，与a1、a2的大小有关

C．a1、a2的值必须是一定的，且a1、a2的值与最大速度vm有关

D．a1、a2必须满足

＝

答案　AD

解析　分析此题可根据描述的运动过程画出物体运动的速度图像，根据速度图像容易得出“最大速度vm只能为2v，无论a1、a2为何值”的结论．也可利用解析法根据题述列出方程解答．设物体匀加速运动时间为t1，则匀减速运动时间为t－t1，根据题述有vt＝

＋

得vm＝2v.由a1t1＝vm，a2（t－t1）＝vm，vm＝2v联立解得

＝

，所以正确为AD项．

6．（2014·新课标全国卷Ⅰ）如图所示，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态．现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性限度内）．与稳定在竖直位置时相比，小球的高度（　　）

A．一定升高

B．一定降低

C．保持不变

D．升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定

答案　A

解析　本题考查了牛顿第二定律与受力分析．设橡皮筋原长为l0，小球静止时设橡皮筋伸长x1，由平衡条件有kx1＝mg，小球距离悬点高度h＝l0＋x1＝l0＋

，加速时，设橡皮筋与水平方向夹角为θ，此时橡皮筋伸长x2，小球在竖直方向上受力平衡，有kx2sinθ＝mg，小球距离悬点高度h′＝（l0＋x2）sinθ＝l0sinθ＋

，因此小球高度升高了．

7．（2015·合肥一模）如图所示，a、b两个物体的质量分别为m1、m2，由轻质弹簧相连．当用恒力F竖直向上拉着物体a，使物体a、b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧的伸长量为x1；当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着物体a，使物体a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧的伸长量为x2，则（　　）

A．x1一定等于x2B．x1一定大于x2

C．若m1>m2，则x1>x2D．若m1

答案　A

解析　由牛顿第二定律知，对左图的整体，加速度a1＝

，对左图的物体b，有kx1－m2g＝m2a1，联立以上二式解得kx1＝

；对右图的整体，加速度a2＝

，对右图的物体b，有kx2＝m2a2，联立以上二式解得kx2＝

.可见x1＝x2，A项正确．

8．（2013·新课标全国Ⅰ）如图，直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置－时间（x－t）图线，由图可知（　　）

A．在时刻t1，a车追上b车

B．在时刻t2，a、b两车运动方向相反

C．在t1到t2这段时间内，b车的速率先减小后增大

D．在t1到t2这段时间内，b车的速率一直比a车大

答案　BC

解析　由图像可知：

t1时刻以前b在a的后面，所以在t1时刻是b追上了a，A项错；图像的斜率表示两车的速度，在t2时刻两图像斜率符号相反，则说明两车运动方向相反，B项对；由b的图像可知，b车先减速后反向加速，C项对；t1到t2时间内，a车的速率一直不变，b车先减速后反向加速，在某一时刻b车速度为零，比a车慢，D项错误．

9．（2013·四川）甲、乙两物体在t＝0时刻经过同一位置沿x轴运动，其v－t图像如图所示．则（　　）

A．甲、乙在t＝0s到t＝1s之间沿同一方向运动

B．乙在t＝0到t＝7s之间的位移为零

C．甲在t＝0到t＝4s之间做往复运动

D．甲、乙在t＝6s时的加速度方向相同

答案　BD

解析　由v－t图像知，0－1s甲始终是正方向运动，乙是先负方向运动，后又正方向运动，A项错误；根据乙图线所构成的x轴上下图形面积，正负之和为0，B项正确；甲在0－4s阶段一直在向正方向运动，C项错误；在t＝6s时刻，甲乙图线上的斜率都为负，所以加速度方向相同，D项正确．

10.

（2015·湖南省衡阳市八中高三上学期第六次月考）如图光滑的水平桌面处在竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放一根一端开口、内壁光滑的绝缘细管，细管封闭端有一带电小球，小球直径略小于管的直径，细管的中心轴线沿y轴方向．在水平拉力F作用下，细管沿x轴方向做匀速运动，小球能从管口处飞出．小球在离开细管前的运动加速度a、拉力F随时间t变化的图像中，正确的是（　　）

答案　BD

解析　小球在x轴方向上的速度不变，则在y轴方向上受到大小一定的洛伦兹力，根据牛顿第二定律，小球的加速度不变，故A项错误，B项正确；管子在水平方向受到拉力和球对管子的弹力，球对管子的弹力大小等于球在x轴方向受到的洛伦兹力大小，在y轴方向的速度逐渐增大（vy＝at），则在x轴方向的洛伦兹力逐渐增大（F洛＝qvyB＝qBat），所以F随时间逐渐增大，故C项错误，D项正确．

11．（2015·河北辛集中学模拟）在2014年底，我国不少省市ETC联网正式启动运行，ETC是电子不停车收费系统的简称．汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示．假设汽车以正常行驶速度v1＝16m/s朝收费站沿直线行驶，如果过ETC通道，需要在距收费站中心线前d＝8m处正好匀减速至v2＝4m/s，匀速通过中心线后，再匀加速至v1正常行驶；如果过人工收费通道，需要恰好在中心线处匀减速至零，经过t0＝25s缴费成功后，再启动汽车匀加速至v1正常行驶．设汽车在减速和加速过程中的加速度大小分别为a1＝2m/s2，和a2＝1m/s2.求：

（1）汽车过ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小；

（2）汽车通过ETC通道比通过人工收费通道速度再达到v1时节约的时间Δt是多少？

解析　

（1）汽车通过ETC通道时：

匀减速过程x1＝

＝60m

匀加速过程x2＝

＝120m

汽车的总位移x＝x1＋d＋x2＝188m

（2）汽车通过ETC通道时：

匀减速过程t1＝

＝6s

匀速过程t2＝

＝2s

匀加速过程t3＝

＝12s

汽车通过ETC通道的总时间t＝t1＋t2＋t3＝20s

汽车通过人工收费通道时：

匀减速过程t′1＝

＝8s

匀加速过程t′2＝

＝16s

汽车通过人工通道的总时间t′＝t′1＋t0＋t′2＝49s

汽车节约的时间Δt＝t′－t＝29s

12．（2015·山东模拟）如图（a）所示，“

”型木块放在光滑水平地面上，木块的水平表面AB粗糙，与水平面夹角θ＝37°的表面BC光滑．木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值；当力传感器被拉时，其示数为负值．一个可视为质点的滑块从C点由静止开始下滑，运动过程中，传感器记录到的力和时间的关系如图（b）所示．（已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2.）求：

（1）斜面BC的长度L；

（2）滑块的质量m；

（3）运动过程中滑块克服摩擦力做的功W.

解析　

（1）分析滑块受力，由牛顿第二定律，得

通过图像可知滑块在斜面上运动时间为t1＝1s

由运动学公式，得L＝

a1t

＝3m

（3）滑块滑到B点的速度为：

v1＝a1t1＝6m/s

由图像可知：

f1＝5N，t2＝2s

a2＝f/m＝2m/s2

s＝v1t2－

a2t

＝8m

W＝fs＝40J

13．（2015·新课标全国Ⅰ）一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图（a）所示．t＝0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t＝1s时木板与墙壁碰撞（碰撞时间极短）．碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板．已知碰撞后1s时间内小物块的v－t图线如图（b）所示．木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10m/s2.求：

（1）木板与地面间的动摩擦因数及小物块与木板间的动摩擦因数；

（2）木板的最小长度；

（3）木板右端离墙壁的最终距离．

答案　

（1）μ1＝0.1　μ2＝0.4

（2）木板的最小长度应为6.0m

（3）最终距离为6.5m

解析　

（1）规定向右为正方向，木板与墙壁相碰前，小物块和木板一起向右做匀变速运动，设加速度为a1，小物块和木板的质量分别为m和M，由牛顿第二定律，有

－μ1（m＋M）g＝（m＋M）a1①

由图可知．木板与墙壁碰前瞬间的速度v1＝4m/s，由运动学公式，得

v1＝v0＋a1t1②

s0＝v0t1＋

a1t

③

式中t1＝1s，s0＝4.5m是木板碰前的位移，v0是小物块和木板开始运动时的速度．

联立①②③式和题给条件，得μ1＝0.1④

在木板与墙壁碰撞后，木板以－v1的初速度向左做匀变速运动，小物块以v1的初速度向右做匀变速运动．设小物块的加速度为a2，由牛顿第二定律，有

－μ2mg＝ma2⑤

由图得a2＝

⑥

式中t2＝2s，v2＝0，联立⑤⑥式和题给条件，得μ2＝0.4⑦

（2）设碰撞后木板的加速度为a3，经过时间Δt，木板和小物块刚好具有共同速度v3，由牛顿第二定律及运动学公式，得

μ2mg＋μ1（m＋M）g＝Ma3⑧

v3＝－v1＋a3Δt⑨

v3＝v1＋a2Δt⑩

碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中，木板运动的位移为：

s1＝

Δt⑪

小物块运动的位移为：

s2＝

Δt⑫

小物块相对木板的位移为：

Δs＝s2－s1⑬

联立⑥⑧⑨⑩⑪⑫⑬式，并代入数值，得Δs＝6.0m⑭

因为运动过程中小物块没有脱离木板，所以木板的最小长度应为6.0m.

（3）在小物块和木板具有共同速度后，两者向左做匀变速运动直到停止，设加速度为a4，此过程中小物块和木板运动的位移为s3，由牛顿第二定律及运动学公式，得

μ1（m＋M）g＝（m＋M）a4⑮

0－v

＝2a4s3⑯

碰后木板运动的位移为：

s＝s1＋s3⑰

联立⑥⑧⑨⑩⑪⑮⑯⑰式，并代入数值，得

s＝－6.5m⑱

木板右端离墙壁的最终距离为6.5m.

命题立意　滑动摩擦力、动摩擦因数；牛顿运动定律；匀变速直线运动及其公式