2023新教材高考物理二轮专题复习专题强化训练2牛顿运动定律与直线运动

专题强化训练2牛顿运动定律与直线运动一、选择题(1～6题为单项选择题，7～9题为多项选择题)1．[2022·辽宁省实验中学高三月考]某人在室内以窗户为背景拍摄照片时，恰好把从房檐落下的一个石子拍摄在照片中，石子可看成质点，形成如图所示画面．画面中的一条线就是石子运动痕迹．痕迹长为0.5cm，已知曝光时间0.01s，实际长度为120cm的窗户在照片中长度为3.0cm.请估算石子是从距窗户顶端多高的地方落下来的()A．20mB．30mC．2mD．4m2．[2022·江苏南京市模拟]如图甲、乙所示，细绳拴一个质量为m的小球，小球分别用固定在墙上的轻质铰链杆和轻质弹簧支撑，平衡时细绳与竖直方向的夹角均为53°，轻杆和轻弹簧均水平．已知重力加速度为g，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.下列结论正确的是()A．甲、乙两种情境中，小球静止时，细绳的拉力大小均为eq\f(4,3)gB．甲图所示情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为eq\f(4,3)gC．乙图所示情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为eq\f(5,3)gD．甲、乙两种情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小均为eq\f(5,3)g3．[2022·吉林长春普通高中质量监测二]如图所示，在地面上固定一个竖直放置的大圆环，从环心O到环上的A、B两点连有两根直杆Ⅰ、Ⅱ，直杆Ⅰ、Ⅱ与水平方向夹角分别为37°和53°(sin37°＝0.6，sin53°＝0.8).现将套在直杆Ⅰ、Ⅱ上的小圆环由O点静止释放，到达大圆环上的A、B两点所用时间之比是2∶eq\r(3)，若小圆环与直杆Ⅰ、Ⅱ之间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，则eq\f(μ1,μ2)等于()A．eq\f(9,16)B．eq\f(16,9)C．eq\f(3,4)D．eq\f(4,3)4．[2022·天津联考]如图，公共汽车沿水平面向右做匀变速直线运动，小球A用细线悬挂于车顶上，质量为m的一位中学生手握固定于车厢顶部的扶杆，始终相对于汽车静止地站在车厢底板上，学生鞋底与公共汽车间的动摩擦因数为μ.若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角(取θ＝60°)，则此刻公共汽车对学生产生的作用力的大小和方向为()A．大小等于μmg，方向水平向左B．大小等于mg，方向竖直向上C．大小大于eq\f(mg,tanθ)，方向水平向左D．大小等于eq\f(mg,cosθ)，方向斜向左上方5.[2022·辽宁卷]如图所示，一小物块从长1m的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端，经过1s从另一端滑落．物块与桌面间动摩擦因数为μ，g取10m/s2.下列v0、μ值可能正确的是()A．v0＝2.5m/s B．v0＝1.5m/sC．μ＝0.28 D．μ＝0.256.如图所示，甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶，两车车顶O1、O2两位置都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备在5m以内时能够实现通信．t＝0时刻，甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为5m/s，乙车的速度为2m/s，O1、O2的距离为3m．从该时刻起甲车以1m/s2的加速度做匀减速运动直至停下，乙车保持原有速度做匀速直线运动．忽略信号传递时间，从t＝0时刻起，甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为()A．2.00sB．4.75sC．6.00sD．6.25s7．高铁站台上，5位旅客在各自车厢候车线处候车，若动车每节车厢长为l，动车进站时做匀减速直线运动．站在2号候车线处的旅客发现1号车厢经过他所用的时间为t，动车停下时该旅客刚好在2号车厢门口(2号车厢最前端)，如图所示，则()A．动车从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动，经历的时间为tB．动车从经过5号候车线处的旅客开始到停止运动，平均速度为eq\f(2l,t)C．1号车厢头部经过5号候车线处的旅客时的速度为eq\f(4l,t)D．动车的加速度大小为eq\f(l,t2)8．[2022·湖北沙市高三联考]以下关于各物体的运动判断正确的是()A．图甲，物体P从接触弹簧开始到运动至最右端的过程中，一直做减速运动B．图乙，物体P在恒力F的作用下，从接触弹簧开始到运动至最右端的过程中，先做加速运动，后做减速运动C．图丙，小球从接触弹簧开始到运动至最低点的过程中，先做加速运动，后做减速运动D．图丁，蹦极的人先做自由落体运动，从橡皮条绷紧开始到运动至最低点的过程中，一直做减速运动9．[2022·湖南六校联考]如图甲所示为北京大兴国际机场利用水平传送带传送行李箱(行李箱可视为质点)的简化原理图，工作人员在A处每间隔T＝1s将行李箱无初速度地放到传送带上，已知传送带以恒定速度v＝2m/s顺时针运行，A、B两处的距离L＝10m，行李箱与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度取g＝10m/s2.如图乙为该情境中某物理量随时间变化的图像．下列说法正确的是()A．图乙可能是某个行李箱的位移随时间变化的图像B．图乙可能是摩擦力对某个行李箱做功的功率随时间变化的图像C．相邻行李箱之间的最大距离为2mD．在B端有行李箱到达后，每10s有十件行李箱到达B端二、非选择题10．2021年10月14日，青岛市城阳区人民法院对一起高空抛物案件作出一审判决，判处被告人玉某某拘役三个月，并处罚金人民币二千元．高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，威胁着行人安全．某地消防员为了测试高空抛物的危害，将一个物体从某高楼的楼顶自由下落，物体落地速度的大小为50m/s，g取10m/s2，求：(1)楼顶的高度；(2)最后2s下落的高度；(3)10s内的平均速率．11．[2022·山东卷]某粮库使用额定电压U＝380V、内阻R＝0.25Ω的电动机运粮．如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度v＝2m/s沿斜坡匀速上行，此时电流I＝40A.关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零．卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行．已知小车质量m1＝100kg，车上粮食质量m2＝1200kg，配重质量m0＝40kg，取重力加速度g＝10m/s2，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量．求：(1)比例系数k值；(2)上行路程L值．12．如图所示，一木箱静止在长平板车上，某时刻平板车以a＝2.5m/s2的加速度由静止开始向前做匀加速直线运动，当速度达到v＝9m/s时改做匀速直线运动，已知木箱与平板车之间的动摩擦因数μ＝0.225，箱与平板车之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(g取10m/s2).求：(1)车在加速过程中木箱运动的加速度的大小；(2)木箱做加速运动的时间和位移的大小；(3)要使木箱不从平板车上滑落，木箱开始时距平板车右端的最小距离．专题强化训练2牛顿运动定律与直线运动1．解析：设在曝光时间0.01s内，石子实际下落的距离为x，由题意得eq\f(3cm,120cm)＝eq\f(0.5cm,x)，解得x＝20cm；曝光时间极短，石子的平均速度近似等于瞬时速度，石子在这0.01s内的速度为v＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.2m,0.01s)＝20m/s，石子做自由落体运动2gh＝v2，解得h＝20m.答案：A2．解析：甲、乙两种情境中，小球静止时，轻杆对小球与轻弹簧对小球的作用力都是水平向右，如图所示，由平衡条件得细绳的拉力大小都为FT＝eq\f(mg,cos53°)＝eq\f(5,3)mg，故A错误；甲图所示情境中，细绳烧断瞬间，小球即将做圆周运动，所以小球的加速度大小为a1＝g，乙图所示情境中，细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小为a2＝eq\f(FT,m)＝eq\f(5,3)g，故C正确，B、D错误．答案：C3．解析：由牛顿第二定律可知，小圆环下滑的加速度a＝gsinθ－μgcosθ，下滑的时间t＝eq\r(\f(2R,a))，到达大圆环上的A、B两点所用时间之比是2∶eq\r(3)，代入计算得eq\f(μ1,μ2)＝eq\f(9,16)，故选A.答案：A4．解析：以小球为研究对象，根据牛顿第二定律，得m球gtanθ＝m球a，得到a＝gtanθ.以人为研究对象，人与球的加速度相同，均水平向左，作出人的受力图，如图所示．设汽车对学生的作用力与竖直方向的夹角为α，根据牛顿第二定律，得mgtanα＝ma，F＝eq\f(mg,cosα)，将a＝gtanθ代入，得α＝θ，F＝eq\f(mg,cosθ)，方向斜向左上方，故D正确．答案：D5．解析：物块沿水平桌面中线做匀减速直线运动，则eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(x,t)＝eq\f(v0＋v,2)，由题述可知，x＝1m，t＝1s，v>0，代入数据有v0<2m/s，故A不可能，B可能；对物块做受力分析，由牛顿第二定律有a＝－μg，利用匀变速直线运动规律得v2－veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＝2ax，整理有veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))－2ax>0，由于v0<2m/s，可得μ<0.2，故选项C、D不可能．答案：B6．解析：根据几何知识可知，当甲车在乙车前方且O1O2＝5m时，有x甲－x乙＝4m根据运动学公式有x甲＝v甲t－eq\f(1,2)at2，x乙＝v乙t解得t1＝2s，t2＝4s因为甲车做匀减速运动而乙车做匀速运动，所以两车之间的距离先增大后减小，当0<t<2s时，O1O2<5m；2s<t<4s时，O1O2>5m．t＝t2＝4s时，甲车的速度为v甲1＝v甲－at2＝1m/s<v乙t＝4s之后，甲、乙两车的距离不断减小，且甲车能够继续行驶的距离为x甲1＝eq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(甲1)),2a)＝0.5m根据几何关系可知，从t＝4s开始到乙车行驶至甲车前方4m的过程中，O1O2<5m，这段过程经历的时间为t′＝eq\f(2×4m＋0.5m,v乙)＝4.25s所以甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为t总＝2s＋4.25s＝6.25s，故选D.答案：D7．解析：采用逆向思维可知，动车连续经过相等的位移所用的时间之比为：1∶（eq\r(2)－1）∶（eq\r(3)－eq\r(2)）∶（2－eq\r(3)）∶…∶（eq\r(n)－eq\r(n－1)），则动车第1节车厢最前端从经过5号旅客到停下所用的时间为第1节车厢经过他用时的2倍，历时2t，故A错误；动车第1节车厢最前端从经过5号旅客到停下总位移为4l，用时2t，则平均速度为eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(4l,2t)＝eq\f(2l,t)故B正确；由以上逆向思维可知l＝eq\f(1,2)at2则加速度a＝eq\f(2l,t2)并且veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))＝2al，veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(5))＝2a×4l解得v5＝2v1同时又有l＝eq\f(v1,2)t，所以v5＝eq\f(4l,t)，故C正确，D错误．答案：BC8．解析：若水平面粗糙，物体P受到向左的滑动摩擦力和逐渐增大的弹力，由牛顿第二定律μmg＋kx＝ma可知，物体向右做加速度逐渐增大的减速运动；若水平面光滑，同样可以得出物体向右做加速度增大的减速运动，故A正确．物体受恒力F，若水平面粗糙，其大小与摩擦力的关系未知，若F≤μmg，则有μmg＋kx－F＝ma，物体向右做加速度增大的减速运动；若F>μmg，刚接触时有F－（μmg＋kx）＝ma，当F＝μmg＋kx后有μmg＋kx－F＝ma，故物体先做加速度向右减小的加速运动，后做加速度向左增大的减速运动，故B错误．从小球接触弹簧开始，重力先大于弹力，小球做加速度减小的变加速运动，之后重力等于弹力，出现最大速度，接着重力小于弹力，小球做加速度向上增大的变减速运动，故C正确．蹦极的人在橡皮条绷紧前只受重力，做自由落体运动，此后重力先大于增大的弹力，人做加速度减小的变加速运动，之后重力等于弹力，出现最大速度，最终重力小于弹力，人做加速度向上增大的变减速运动，故D错误．答案：AC9．解析：行李箱在0～2s内做加速度为a＝μg＝1m/s2的匀加速直线运动，位移是关于时间的二次函数，选项A错误；行李箱在t＝eq\f(v,a)＝2s时与传送带共速，则行李箱在2～6s内不受摩擦力，摩擦力的功率为零，选项B错误；后一行李箱刚匀速运动时，与前一行李箱的距离最大，由v­t图像容易求得ΔL＝vT＝2m，选项C正确；所有行李箱运动规律相同，只是时间上依次落后T＝1s，则在B端有行李箱到达后每10s有十件行李箱到达（同样，可由v­t图像理解），选项D正确．答案：CD10．解析：（1）由veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(y))＝2gh解得楼顶的高度h＝eq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(y)),2g)＝eq\f(502,2×10)m＝125m（2）由vy＝gt解得物体下落的总时间t＝eq\f(vy,g)＝eq\f(50,10)s＝5s则最后2s下落的高度为Δh＝h－eq\f(1,2)g（5－2）2＝80m（3）10s内物体共运动5s，运动的路程是s＝h＝125m，10s内的平均速率为v＝eq\f(s,t′)＝eq\f(12