高考物理二轮复习专题限时训练2 力与直线运动.docx
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高考物理二轮复习专题限时训练2力与直线运动
专题限时训练2 力与直线运动
时间：
45分钟
一、单项选择题
1．（2017·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；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
2．（2017·乌鲁木齐模拟）
如图所示，小车沿水平面做匀加速直线运动，车上固定的两硬杆与竖直方向的夹角相等，两杆顶端分别固定着质量相等的小球，则两小球受到硬杆的作用力（ ）
A．大小和方向均相同B．大小和方向均不同
C．大小相同，方向不同D．大小不同，方向相同
解析：
小球受到重力和杆的作用力，在水平方向上，杆的分力Fx＝ma；在竖直方向上，杆的分力Fy＝mg，由两式可知，小球受杆的水平方向和竖直方向分力均相同，故两小球受到杆的作用力一定相同，A正确．
答案：
A
3．（2017·江西五校联考）如图所示，在一光滑的水平面上，停放着紧挨的N个相同的小木块，其中某两个相邻的小木块A、B之间接有压力传感器（图中未画出），压力传感器的大小和质量均可忽略．当水平外力作用在N个小木块整体的最左端时，N个小木块整体以大小为a的加速度向右做匀加速直线运动，A、B之间的力传感器显示力的大小为F.当水平外力作用在N个小木块整体的最右端时，N个小木块整体以大小为
a的加速度向左做匀加速直线运动，这时A、B之间的力传感器显示力的大小仍为F.则水平面上放着的小木块个数可能是（ ）
A．10B．16
C．18D．22
解析：
设力传感器右边有n个小木块，每个小木块的质量为m，对这n个小木块，由牛顿第二定律得，F＝nma（n取正整数） ①，设力传感器左边有k个小木块，对这k个小木块，由牛顿第二定律得，F＝km·
a（k取正整数） ②，联立①②得7n＝4k，由此式可知n只能取4的倍数．当n＝4时，k＝7，小木块总个数为N＝11；当n＝8时，k＝14，小木块总个数为N＝22，故选项D正确．
答案：
D
4．（2017·福建质检）
如图甲，在力传感器下端悬挂一钩码．某同学手持该传感器从站立状态下蹲，再从下蹲状态起立回到站立状态，此过程中手和上身保持相对静止．下蹲过程传感器受到的拉力随时间变化情况如图乙，则起立过程传感器受到的拉力随时间变化情况可能是（ ）
解析：
该同学手持传感器从站立状态下蹲，力传感器的示数先小于钩码的重力再大于钩码的重力，从下蹲状态起立回到站立状态时，同学先向上加速再向上减速，则先超重后失重，力传感器的示数先大于钩码的重力后小于钩码的重力，C正确．
答案：
C
5．（2017·江西名校联盟质检）
甲、乙两辆玩具车在同一平直路面上行驶，二者运动的位置—时间图象如图所示，其中乙车的位置—时间图线是关于x轴对称的抛物线的一部分，则下列说法正确的是（ ）
A．甲车先做匀减速直线运动后做匀速直线运动
B．甲车在0～10s内的平均速度为－1.5m/s
C．乙车一定做初速度为零的匀加速直线运动
D．在0～10s内甲、乙两车相遇两次，且相遇时速度可能相等
解析：
根据位置—时间图象的斜率表示速度可知，甲车先做匀速直线运动后静止，选项A错误；甲车在0～10s内的位移x＝（4－10）m＝－6m，平均速度v＝
＝－0.6m/s，选项B错误；乙车的位置—时间图象是关于x轴对称的抛物线的一部分，则乙车一定做初速度为零的匀加速直线运动，选项C正确；根据两车位置—时间图象的交点表示两车相遇可知，0～10s内甲、乙两车相遇两次，但相遇时图线斜率不等，故速度不可能相等，选项D错误．
答案：
C
6．（2017·陕西咸阳模拟）如图甲所示，一质量为m＝1kg的物体在水平拉力F的作用下沿水平面做匀速直线运动，从某时刻开始，拉力F随时间均匀减小，物体受到的摩擦力随时间变化的规律如图乙所示．则下列关于物体运动的说法中正确的是（ ）
A．t＝1s时物体开始做匀减速运动
B．t＝3s至t＝5s时间内，摩擦力对物体不做功
C．物体与接触面间的动摩擦因数为0.2
D．t＝2s时物体的加速度大小为2m/s2
解析：
根据图乙，在0～3s时间内物体所受摩擦力为4N，在3～5s时间内物体所受摩擦力从2N开始均匀减小到零，这说明物体所受滑动摩擦力为4N，由μmg＝4N，解得物体与接触面之间的动摩擦因数μ＝0.4，选项C错误；t＝3s时摩擦力开始均匀减小，说明此后物体静止，受到的是静摩擦力，在t＝3s至t＝5s这段时间内，物体位移为零，摩擦力做功为零，选项B正确；t＝1s时水平拉力开始减小，物体开始做减速运动，由于水平拉力均匀减小，滑动摩擦力大小不变，所以t＝1s时物体开始做加速度逐渐增大的减速运动，选项A错误；t＝2s时物体所受水平拉力大小为3N，由F－μmg＝ma，解得物体的加速度a＝－1m/s2，加速度大小为1m/s2，选项D错误．
答案：
B
二、多项选择题
7．（2017·山东调研）游乐场有一种“滑草”游戏，其装置可以抽象成为两个重叠在一起的滑块置于固定的倾角为θ的斜面上，如图所示，两种情况下，在滑块M上放置一个质量为m的物块，M和m相对静止，一起沿斜面下滑，下列说法正确的是（ ）
A．若M和m一起沿斜面匀速下滑，图甲中物块m受摩擦力作用
B．若M和m一起沿斜面匀速下滑，图乙中物块m受摩擦力作用
C．若M和m一起沿斜面匀加速下滑，图乙中物块m一定受到水平向左的摩擦力
D．若M和m一起沿斜面匀加速下滑，图甲中物块m一定受到平行于斜面向上的摩擦力
解析：
若M和m一起沿斜面匀速下滑，受力分析可知，图甲中物块m受到平行于斜面向上的摩擦力作用，图乙中物块m受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力作用，即图乙中物体m没有受到摩擦力作用，选项A正确，B错误；若M和m一起沿斜面匀加速下滑，当加速度a答案：
AC
8．（2017·郑州质检）如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面间的最大静摩擦力fm与滑动摩擦力大小相等，则（ ）
A．t2～t5时间内物块A的加速度逐渐减小
B．t2时刻物块A的加速度最大
C．t3和t5时刻物块A的速度相等
D．0～t5时间内物块A一直做加速运动
解析：
0～t1时间内，物块静止不动，t1～t2时间内，物块做加速度增大的加速运动，t2～t4时间内，物块做加速度减小的加速运动，则t2时刻加速度最大，选项B正确；t4～t5时间内，物块做加速度增大的减速运动，选项D错误；综上分析可知t2～t5时间内，加速度先减小后增大，选项A错误；由动量定理可知t3～t4时间内，合力的冲量与t4～t5时间内合力的冲量大小相等方向相反，则t3～t4时间内速度的增加量等于t4～t5时间内速度的减小量，即t3和t5时刻物块的速度相等，选项C正确．
答案：
BC
9．（2017·福建质检）我国高铁技术处于世界领先水平．和谐号动车组由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢为动车，不提供动力的车厢为拖车．某列动车组由8节车厢组成，其中2车和7车为动车，其余为拖车．假设该动车组各车厢质量均相等，相同运行状态下2车和7车提供的动力相同，运行过程中每节车厢受到的阻力相等．如图，该动车组以1车在前、8车在后的方向沿水平直轨道运行，则（ ）
A．启动时，7车对6车的作用力为推力
B．关闭动力滑行时，6、7车之间既无推力也无拉力
C．匀速运动时，6、7车之间既无推力也无拉力
D．匀速运动时，6、7车之间的作用力小于2、3车之间的作用力
解析：
动车组启动时，假设每节动车提供的动力为F、每节车厢所受的阻力为Ff、每节车厢的质量均为m，以整体为研究对象，由牛顿第二定律2F－8Ff＝8ma1，假设6车对7车的作用力为拉力T1，以7、8节车厢为研究对象，则由牛顿第二定律T1＋F－2Ff＝2ma1，解得T1＝－
，因此6车对7车的作用力与运动方向相反，由牛顿第三定律可知7车对6车的作用力与运动方向相同，为推力，A正确；关闭动力后，列车做匀减速直线运动，对整体8Ff＝8ma2，假设6、7车之间的作用力为T′，对7、8车整体，有2Ff＋T2＝2ma2，解得T2＝0，B正确；列车匀速运动时，假设每节动车提供的动力为F′，则由2F′＝8Ff，设6、7车之间的作用力为T3，对7、8车整体，有T3＋F′＝2Ff，T3＝－2Ff，C错误；设2、3车之间的作用力为T4，对3、4、5、6、7、8节车厢整体，有T4＋F′＝6Ff，解得T4＝2Ff，显然T3、T4大小相等，D错误．
答案：
AB
10．（2017·乌鲁木齐模拟）小杨和小王在同一住宅楼居住，小杨家在顶层31楼．一天他们一起从1楼乘电梯回家．已知每层楼高度为3m，电梯的最大速度为4m/s，在加速和减速时电梯的加速度大小均为1m/s2，则（ ）
A．小王家在2楼时小杨乘坐电梯的时间和小王家在30楼时小杨乘坐电梯的时间相等
B．小王家在7楼时小杨乘坐电梯的时间和小王家在17楼时小杨乘坐电梯的时间相等
C．小王家在2楼时小杨乘坐电梯的时间比小王家在28楼时小杨乘坐电梯的时间长
D．小王家在3楼时小杨乘坐电梯的时间比小王家在15楼时小杨乘坐电梯的时间短
解析：
小杨乘电梯到家必定经过两次加速和两次减速过程，从1楼到2楼与从30楼到31楼所需时间相同，A正确；由匀变速直线运动规律，经历一次完整的加速和减速过程所通过的位移x＝2·
＝16m，即从1楼到7楼和17楼到31楼，经历的非匀速运动时间相同，故总用时相同，B正确；从1楼到2楼再到31楼过程比从1楼到28楼再到31楼过程的匀速过程时间更长，故总用时更短，C错误；同理从1楼到3楼再到31楼比从1楼到15楼再到31楼的匀速运动时间更长，故总用时更短，D正确．
答案：
ABD
三、计算题
11．（2017·郑州质检）为提高通行效率，许多高速公路出入口安装了电子不停车收费系统ETC.甲、乙两辆汽车分别通过ETC通道和人工收费通道（MTC）驶离高速公路，流程如图所示．假设减速带离收费岛口x＝60m，收费岛总长度为d＝40m，两辆汽车同时以相同的速度v1＝72km/h经过减速带后，一起以相同的加速度做匀减速运动．甲车减速至v2＝36km/h后，匀速行驶到中心线即可完成缴费，自动栏杆打开放行；乙车刚好到收费岛中心线收费窗口停下，经过t0＝15s的时间缴费成功，人工栏杆打开放行．随后两辆汽车匀加速到速度v1后沿直线匀速行驶，设加速和减速过程中的加速度大小相等．求：
（1）此次人工收费通道和ETC通道打开栏杆放行的时间差Δt；
（2）两辆汽车驶离收费站后相距的最远距离Δx.
解析：
（1）两车减速运动的加速度为
a＝
＝2.5m/s2
甲车减速到v2所用时间为
t1＝
＝4s
走过的距离为x1＝
t1＝60m
甲车从匀速运动到栏杆打开所用时间为
t2＝
＝2s
甲车从减速到栏杆打开的总时间为t甲＝t1＋t2＝6s
乙车减速行驶到收费岛中心线的时间为t3＝
＝8s
从减速到栏杆打开的总时间为t乙＝t0＋t3＝23s
人工收费通道和ETC通道打开栏杆放行的时间差
Δt＝t乙－t甲＝17s
（2）解法1：
乙车从收费岛减速带到恢复正常行驶，所用时间为
t乙′＝t3＋t0＋t3＝31s
乙车从收费岛减速带到恢复正常行驶，走过的距离为
x乙＝x＋d＋x＝160m
甲车从收费岛减速带到乙车恢复正常行驶，所用时间为
t甲′＝t1＋t2＋t1＋t
显然t甲′＝t乙′，即t＝2t3＋t0－2t1－t2＝21s
甲车从收费岛减速带到乙车恢复正常行驶，走过的距离为
x甲＝x1＋
＋x1＋v1t＝560m
所以，两车驶离收费站后相距最远为Δx＝x甲－x乙＝400m
解法2：
乙车从收费岛中心线开始出发，经t3＝8s加速到v1＝72km/h，与甲车达到共同速度，此时两车相距最远．这个过程乙车行驶的距离与之前乙车减速行驶的距离相等
x乙＝x＋
＝80m
从收费岛中心线开始，甲车先从v2＝36km/h加速至v1＝72km/h，这个时间为t1＝4s，然后匀速行驶
x甲＝x1＋v1（t3＋Δt－t1）＝480m
故两车相距的最远距离为Δx＝x甲－x乙＝400m.
答案：
（1）17s
（2）400m
12．（2017·新课标全国卷Ⅱ）
为提高冰球运动员的加速能力，教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1（s1（1）冰球与冰面之间的动摩擦因数；
（2）满足训练要求的运动员的最小加速度．
解析：
（1）设冰球的质量为m，冰球与冰面之间的动摩擦因数为μ，对冰球应用动能定理得－μmgs0＝
mv
－
mv
，
解得μ＝
.
（2）设冰球到达挡板处所用的时间为t，则s0＝
t，
解得t＝
.
设运动员的最小加速度为a，
则s1＝
at2，解得a＝
.
答案：
（1）
（2）
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