高考物理二轮复习专题测试练一力与直线运动docx.docx
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高考物理二轮复习专题测试练一力与直线运动docx
专题测试卷
（一） 力与直线运动
（时间：
90分钟 满分：
100分）
一、选择题（本题包括10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分。
）
1．（2018·天津河东一模）传送带被广泛地应用于机场和火车站，如图所示为一水平传送带装置示意图，绷紧的传送带始终保持恒定的速率v运行，将行李无初速度地放在左端点A处。
传送带的水平部分A、B间的距离为L，则（ ）
A．行李在传送带上一定匀加速至B端
B．行李在传送带上可能受到向右的静摩擦力
C．行李在传送带上可能有一段时间不受摩擦力
D．行李在传送带上的时间可能小于
[解析]行李开始做匀加速直线运动。
若当v行＝v带时，行李的位移小于传送带长度，则之后行李相对于传送带静止做匀速直线运动，此时不受摩擦力，故A、B错，C对。
因行李最大速度为v，故最短时间为
，D错。
[答案]C
2．（2018·广东佛山质检）有几位同学为了测试某款汽车的性能，记录了该汽车沿平直公路启动、匀速行驶和制动三个过程速度的变化情况如表，若汽车启动和制动可看作是匀变速直线运动，则下列说法正确的是（ ）
时间（s）
0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
速度（m/s）
0
10.0
20.0
28.0
28.0
28.0
28.0
20.0
0
A.汽车加速到6s末才开始匀速运动
B．加速阶段位移为90m
C．前8s内汽车通过的位移大小为145.6m
D．制动过程加速度大小一定为10m/s2
[解析]加速时，a＝
m/s2＝5m/s2，又v＝28.0m/s，由v＝at得t＝5.6s，故A错；加速阶段s＝
t＝
×5.6m＝78.4m，故B错；前8s位移s′＝s＋vt′＝78.4m＋28.0×（8－5.6）m＝145.6m，故C对；制动时间不确定，故制动时加速度不确定，D错。
[答案]C
3．（2018·全国模拟）a、b两物体在同一直线上运动，二者运动的v-t图像均为直线，如图所示，已知两物体在4s末相遇。
则关于它们在0～4s内的运动，下列说法正确的是（ ）
A．a、b两物体运动的方向相反
B．a物体的加速度大小小于b物体的加速度
C．t＝2s时两物体相距最远
D．t＝0时刻，a物体在b物体前方3m远处
[解析]由题图可知，a、b两物体都沿正方向运动，运动的方向相同，A错误；a物体的加速度大小为：
a1＝
m/s2＝1m/s2，b物体的加速度大小为：
a2＝
m/s2＝0.5m/s2，a物体的加速度大小大于b物体的加速度，B错误；两物体在4s末相遇，结合题图可知是a物体追b物体，因此速度相等即t＝2s时，两物体相距最远，C正确；设t＝0时相距为x0，两物体在4s末相遇，则有：
x0＋xa＝xb，因v-t图像中图线与t轴所围面积表示位移，由图可知0～4s内a、b两物体位移大小相等，即xa＝xb，则x0＝0，D错误。
[答案]C
4．（2018·湖北四地七校联盟联考）如图所示，在光滑的水平面上有一段长为L、质量分布均匀的绳子，绳子在水平向左的恒力F作用下做匀加速直线运动。
绳子上某一点到绳子右端的距离为x，设该处的张力为T，则能正确描述T与x之间的关系的图像是（ ）
[解析]设单位长度绳子的质量为m。
对整段绳子分析有：
F＝Lma；
对右侧x长度的绳子分析可知：
T＝xma
联立解得：
T＝
x，
故可知T与x成正比，且x＝0时，T＝0。
故A正确。
[答案]A
5．（2018·天津河东一模）（多选）如图所示，带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上，在盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁P、Q相接触。
若使斜劈A在斜面体C上静止不动，则P、Q对球B无压力。
以下说法正确的是（ ）
A．若C的斜面光滑，斜劈A由静止释放，则Q对球B有压力
B．若C的斜面光滑，斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行，则P、Q对B球均无压力
C．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面匀速下滑，则P、Q对球B均无压力
D．若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面以一定的初速度减速下滑，则P对球B有压力
[解析]若C的斜面光滑，无论斜劈是由静止释放还是以一定的初速度沿斜面上滑，斜劈和球具有相同的加速度，方向均沿斜面向下；根据牛顿第二定律，知B球所受的合力方向沿斜面向下，所以B球受重力、盒子底部的支持力以及Q对球的压力，而P对球无压力，所以A选项是正确的，B选项是错误的。
若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面匀速下滑，则B球处于平衡状态，受重力和盒子底部的支持力而平衡，P、Q对球均无压力，所以C选项是正确的。
若C的斜面粗糙，斜劈A沿斜面减速下滑，斜劈和球整体具有相同的加速度，方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律，知B球所受的合力方向沿斜面向上，所以B球受重力、盒子底部的支持力以及P对球的压力，所以D选项是正确的。
[答案]ACD
6．（2018·山西考前测试）如图所示，倾角为θ＝37°的传送带以速度v1＝2m/s顺时针匀速转动。
将一小物块以v2＝8m/s的速度从传送带的底端滑上传送带。
已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，传送带足够长，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．小物块运动的加速度大小恒为10m/s2
B．小物块向上运动的时间为0.6s
C．小物块向上滑行的最远距离为4m
D．小物块最终将随传送带一起向上匀速运动
[解析]小物块的运动分两个阶段：
因初始时v2＞v1，则开始一段时间小物块相对传送带向上运动，其所受滑动摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律有：
ma1＝mgsinθ＋μmgcosθ
得a1＝10m/s2
因μmgcosθ＜mgsinθ，则小物块速度与传送带速度相同之后，小物块将相对传送带向下运动，其所受滑动摩擦力沿传送带向上，由牛顿第二定律有：
ma2＝mgsinθ－μmgcosθ
得a2＝2m/s2
所以A选项错误。
两段运动的时间分别为：
t1＝
＝0.6s
t2＝
＝1.0s
所以向上运动的时间为t1＋t2＝1.6s，B选项错。
两段运动的位移分别为：
s1＝
·t1＝3m
s2＝
·t2＝1m
向上滑行最远距离s＝s1＋s2＝4m，所以选项C正确。
由以上分析可知，小物块先向上减速到零，再向下加速，D选项错。
[答案]C
7．（2018·河北衡水中学六调）如图所示，质量为m0、倾角为θ的斜面体静止在水平地面上，有一质量为m的小物块放在斜面上，轻推一下小物块后，它沿斜面向下匀速运动。
若给小物块持续施加沿斜面向下的恒力F，斜面体始终静止。
施加恒力F后，下列说法正确的是（ ）
A．小物块沿斜面向下运动的加速度为
B．斜面体对地面的压力大小等于（m＋m0）g＋Fsinθ
C．地面对斜面体的摩擦力方向水平向左
D．斜面体对小物块的作用力的大小和方向都变化
[解析]在未施加恒力F时，因小物块能沿斜面匀速运动，根据共点力平衡可知，mgsinθ＝μmgcosθ，当施加恒力F后，对物块受力分析可知F＋mgsinθ－μmgcosθ＝ma，解得a＝
，故A正确；
施加恒力后，物块对斜面的压力和摩擦力不变，其中压力和摩擦力的合力等于物块的重力，方向竖直向下。
对斜面体分析可知，其受到的支持力等于m0g＋mg，地面对其没有摩擦力作用，故B、C错误；斜面体对物块的支持力和摩擦力大小和方向都不变，故D错误。
[答案]A
8．（2018·山东泰安二模）如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着，弹簧固定在竖直板上。
两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细绳相连，两球均处于静止状态。
已知B球质量为m，O在半圆柱体圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角，OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成45°角，现将轻质细绳剪断的瞬间（重力加速度为g），下列说法正确的是（ ）
A．弹簧弹力大小为
mg
B．球B的加速度为g
C．球A受到的支持力为
mg
D．球A的加速度为
g
[解析]剪断细绳前对B球受力分析如图，由平衡条件可得F弹＝mgtan45°＝mg；剪断细绳瞬间，细绳上弹力立即消失，而弹簧弹力F弹和重力的大小和方向均没有改变，则F合＝
＝
mg，aB＝
g，A、B项错误。
F绳＝
mg，A球的重力大小GA＝2F绳cos30°＝
mg，A球受到的支持力NA＝GAcos30°＝
mg，C项错误。
对A球由牛顿第二定律有mAgsin30°＝mAaA，得A的加速度aA＝g·sin30°＝
g，D项正确。
[答案]D
9．如图甲所示，在木箱内粗糙斜面上静止一个质量为m的物体，木箱竖直向上运动的速度v与时间t的变化规律如图乙所示，物体始终相对斜面静止。
斜面对物体的支持力和摩擦力分别为N和f，则下列说法正确的是（ ）
A．在0～t1时间内，N增大，f减小
B．在0～t1时间内，N减小，f增大
C．在t1～t2时间内，N增大，f增大
D．在t1～t2时间内，N减小，f减小
[解析]在0～t1时间内，根据速度时间图线知，物体做加速运动，加速度逐渐减小。
设斜面倾角为θ，对物体研究，在竖直方向上有Ncosθ＋fsinθ－mg＝ma，Nsinθ＝fcosθ，因加速度减小，则支持力N和摩擦力f减小。
在t1～t2时间内，根据速度时间图线知，物体做减速运动，加速度逐渐增大。
对物体研究，在竖直方向上有mg－（Ncosθ＋fsinθ）＝ma，Nsinθ＝fcosθ，因加速度逐渐增大，则支持力N和摩擦力f逐渐减小，选项D正确，A、B、C错误。
[答案]D
10.（多选）利用如图甲所示的装置测量滑块和滑板间的动摩擦因数，将质量为M的滑块A放在倾斜滑板B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示出滑块A的速度-时间（vt）图像。
先给滑块A一个沿滑板B向上的初速度，得到的vt图像如图乙所示，则（ ）
A．滑块A上滑时加速度的大小为8m/s2
B．滑块A下滑时加速度的大小为8m/s2
C．滑块与滑板之间的动摩擦因数μ＝0.5
D．滑块A上滑时运动的位移为1m
[解析]滑块A上滑时加速度的大小a1＝|
|m/s2＝8.0m/s2，选项A正确；滑块A下滑时的加速度a2＝
m/s2＝4.0m/s2，选项B错误；由牛顿第二定律知A上滑时mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1，A下滑时mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，解得μ＝0.25，选项C错误；在速度-时间图像中面积表示位移，滑块A上滑时运动的位移为1m，选项D正确。
[答案]AD
二、非选择题（本题共6小题，共60分。
按题目要求作答。
解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
）
11．（8分）（2018·辽宁葫芦岛期末）有同学利用如图所示的装置来探究力的平行四边形定则。
在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将细绳打一个结O，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数确定3根细绳的拉力FTOA、FTOB和FTOC，回答下列问题：
（1）改变钩码个数，实验能完成的是____________（填字母代号）。
A．钩码的个数N1＝1，N3＝2，N2＝4
B．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4
C．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4
D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5
（2）在拆下钩码和细绳前，必须要完成的一个步骤是
________（填字母代号）。
A．用天平测出钩码的质量
B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C．用量角器量出三段绳子之间的夹角
D．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
[解析]
（1）结点受三个力而平衡，第三个力必须在另外两个力的合力范围内。
又因为OA和OB有夹角，所以|F1－F2|（2）因为钩码的质量都相同，所以钩码的个数就代表了拉力大小，没有必要测量钩码的质量；只需要记录O点位置和各细绳的方向，没有必要测量细绳的长度和三段绳间的夹角。
[答案]
（1）BD
（2）D
12．（8分）（2018·河南濮阳期中）在“探究加速度a与物体所受合力F及质量m之间的定量关系”的实验中，甲、乙两个实验小组分别采用不同的实验器材进行实验：
（1）实验小组甲采用图甲的实验装置探究加速度a与质量m之间的定量关系，图中A为小车（质量为m1），B为电火花计时器，C为重物（质量为m2），D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中把重物C的重量作为细绳对小车的拉力，则：
①质量m1、m2应满足的关系是：
m1________m2（填“远大于”或“远小于”）；
②________平衡摩擦力（填“需要”或“不需要”）。
（2）实验小组乙探究加速度a与物体所受合力F之间的定量关系，他们在图甲的小车上固定了能将数据进行无线传输的拉力传感器，并将传感器的数据传输给计算机，可在计算机上直接读出绳对小车拉力F的大小，其他器材相同，则：
①此实验装置________（填“需要”或“不需要”）满足小组甲的条件①；
②通过实验数据画出aF图像如图乙所示，图线不过坐标原点的主要原因可能是________。
A．小车的质量m1较小
B．重物的质量m2较大
C．平衡摩擦力时木板的倾角偏大
D．平衡摩擦力时木板的倾角偏小
（3）图丙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50Hz。
根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2。
（结果保留2位有效数字）
[解析]
（1）以整体为研究对象有m2g＝（m1＋m2）a，
解得a＝
。
以小车为研究对象有绳子的拉力F＝m1a＝
m2g＝
，显然只有m1≫m2时才可以认为绳对小车的拉力大小等于重物的重力。
实验中把重物C的重量作为细绳对小车的拉力，则需要平衡摩擦力。
（2）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将重物的重力作为小车的拉力，故不需要满足重物的质量远小于小车的质量。
图线不通过坐标原点，当加速度为某一值时F为零，故平衡摩擦力过度，故C正确。
（3）相邻计数点之间还有1个点，说明相邻两个计数点时间间隔为0.04s。
运用匀变速直线运动的公式Δx＝aT2，a＝
＝
m/s2
＝3.2m/s2。
[答案]
（1）①远大于 ②需要
（2）①不需要 ②C
（3）3.2
13．（10分）（2018·安徽宣城八校期末联考）某人驾驶汽车在平直公路上
以72km/h的速度匀速行驶，某时刻看到前方路上有障碍物，立即进行刹车，从看到障碍物到刹车做匀减速运动停下，位移随速度变化的关系如图所示，图像由一段平行于x轴的直线与一段曲线组成。
求：
（1）该人刹车的反应时间；
（2）刹车的加速度大小及刹车的时间。
[解析]
（1）汽车在反应时间内做匀速直线运动，由图可知，反应时间内的位移x1＝12m，速度v＝72km/h＝20m/s，反应时间t1＝
＝
s＝0.6s。
（2）开始刹车时，速度v＝72km/h＝20m/s，刹车过程的位移x2＝（37－12）m＝25m，根据匀变速直线运动的速度位移关系为v2＝2ax2，
可得刹车时的加速度大小a＝
＝
m/s2＝8m/s2，
根据速度-时间关系知，刹车的时间t2＝
＝
s＝2.5s。
[答案]
（1）0.6s
（2）8m/s2 2.5s
14．（10分）车站、码头、机场等使用的货物安检装置的示意图如图所示，绷紧的传送带始终保持v＝1m/s的恒定速率运行，AB为水平传送带部分且足够长，现有一质量为m＝5kg的行李包（可视为质点）无初速度地放在水平传送带的A端，传送到B端时没有被及时取下，行李包从B端沿倾角为37°的斜面滑入储物槽，已知行李包与传送带的动摩擦因数为0.5，行李包与斜面间的动摩擦因数为0.8，g取10m/s2，不计空气阻力（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）。
（1）求行李包相对于传送带滑动的距离。
（2）若B轮的半径为R＝0.2m，求行李包在B点对传送带的压力。
（3）若行李包滑到储物槽时的速度刚好为零，求斜面的长度。
[解析]
（1）行李包在水平传送带上加速时，摩擦力产生加速度，μ1mg＝ma1
若行李包达到水平传送带的速度所用时间为t，则：
v＝a1t
行李包前进距离x1＝
a1t2
传送带前进距离x2＝vt
行李包相对传送带前进距离
Δx＝x2－x1
所以Δx＝0.1m
（2）行李包在B点受重力和支持力
根据牛顿第二定律mg－FN＝
解得：
FN＝25N
根据牛顿第三定律可得：
行李包在B点对传送带的压力为25N，方向竖直向下。
（3）行李包在斜面上受重力、支持力、摩擦力，根据牛顿第二定律：
μ2mgcos37°－mgsin37°＝ma2
行李包从斜面滑下过程：
0－v2＝－2a2x
解得：
x＝1.25m。
[答案]
（1）0.1m
（2）25N，方向竖直向下 （3）1.25m
15．（12分）（2018·安徽江南十校联考）如图甲所示，两滑块A、B用细线跨过定滑轮相连，B距地面一定高度，A可在细线牵引下沿足够长的粗糙斜面向上滑动。
已知mA＝2kg，mB＝4kg，斜面倾角θ＝37°。
某时刻由静止释放A，测得A沿斜面向上运动的vt图像如图乙所示。
已知g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。
求：
（1）A与斜面间的动摩擦因数；
（2）A沿斜面向上滑动的最大位移；
（3）滑动过程中细线对A的拉力所做的功。
[解析]
（1）在0～0.5s内，根据图像，A、B系统的加速度为
a1＝
m/s2＝4m/s2
对A、B系统受力分析，由牛顿第二定律有
mBg－mAgsinθ－μmAgcosθ＝（mA＋mB）a1
得：
μ＝0.25
（2）B落地后，A减速上滑。
由牛顿第二定律有
mAgsinθ＋μmAgcosθ＝mAa2
将已知量代入，可得
a2＝8m/s2
故A减速向上滑动的位移为
x2＝
＝0.25m
0～0.5s内A加速向上滑动的位移
x1＝
＝0.5m
所以，A上滑的最大位移为
x＝x1＋x2＝0.75m
（3）A加速上滑过程中，由动能定理：
W－mAgx1sinθ－μmAgx1cosθ＝
mAv
－0
得W＝12J。
[答案]
（1）0.25
（2）0.75m （3）12J
16．（12分）（2018·江西红色六校第二次联考）某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞减速下落。
他打开降落伞后的vt图线如图甲所示。
降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图乙，已知人的质量为50kg，降落伞的质量也为50kg，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力Ff与速度v成正比，即Ff＝kv（g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）。
求：
（1）打开降落伞前人下落的距离；
（2）阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向；
（3）悬绳能够承受的拉力至少为多少？
[解析]
（1）设打开降落伞时的速度为v0，下落高度为h0。
由题图甲知v0＝20m/s，则
h0＝
＝20m。
（2）设匀速下落时速度为v，由题图甲知v＝5m/s，
由kv＝2mg，得k＝200N·s/m。
对整体有kv0－2mg＝2ma，
a＝
＝30m/s2，方向竖直向上。
（3）设每根绳拉力为FT，以运动员为研究对象有
8FTcos37°－mg＝ma，
得FT＝312.5N。
由牛顿第三定律得，悬绳能承受的拉力至少为312.5N。
[答案]
（1）20m
（2）k＝200N·s/m a＝30m/s2 方向竖直向上
（3）312.5N
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