2021高考物理二轮专题复习《统考版》专题强化练2力和直线运动

专题强化练2力和直线运动一、选择题(1～5题为单项选择题，6～9题为多项选择题)1.目前交警部门开展的“车让人”活动深入人心，如图所示，司机发现前方有行人正通过人行横道时开始做匀减速直线运动，恰好在停车线处停止运动．汽车经4s停止，若在第1s内的位移是14m，则最后1A．3.5mBC．1mD2．在德国首都柏林举行的世界田径锦标赛女子跳高决赛中，克罗地亚选手弗拉希奇以2.04m的成绩获得冠军．弗拉希奇的身高约为1.93m，忽略空气阻力，g取10m/sA．弗拉希奇在下降过程中处于失重状态B．弗拉希奇起跳以后在上升的过程中处于超重状态C．弗拉希奇起跳时地面对她的支持力等于她所受的重力D．弗拉希奇起跳时的初速度大约为33．在研发无人驾驶汽车的过程中，对比甲、乙两辆车的运动，两车在计时起点时刚好经过同一位置沿同一方向做直线运动，它们的速度随时间变化的关系如图所示，由图可知()A．甲车任何时刻加速度大小都不为零B．在t＝3s时，两车第一次相距最远C．在t＝6s时，两车又一次经过同一位置D．甲车在t＝6s时的加速度与t＝9s时的加速度相同4.如图所示，在地面上固定的两根竖直杆a、b之间搭建两个斜面1、2，已知斜面1与a杆的夹角为60°，斜面2与a杆的夹角为30°.现将一小物块(可视为质点)先后从斜面1、2的顶端(a杆处)由静止释放，两次到达斜面底端(b杆处)所用时间相等，若小物块与斜面1、2之间的动摩擦因数分别为μ1和μ2，重力加速度g取10m/s2，则μ1：μ2A.eq\f(\r(3),2)B.eq\f(\r(3),3)C.eq\f(1,2)D.eq\f(1,3)5.一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为m的小物块a相连，如图所示．质量为eq\f(3,5)m的小物块b紧靠a静止在斜面上，此时施加一沿斜面向上的力F拉b，使b始终做匀加速直线运动．弹簧的形变量始终在弹性限度内，重力加速度大小为g.用x表示b的位移，下列表示F随x变化关系的图象正确的是()6.如图所示，在水平面上有一个质量m＝1kg的小物块，小物块与轻弹簧S1及轻弹簧S2一端相连，S1水平，S2与竖直方向成θ＝45°角，此时小物块处于静止状态，且水平面对小物块的弹力恰好为零．已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/sA．S1右端与小物块松脱瞬间，小物块加速度的大小为8mB．S1右端与小物块松脱瞬间，小物块加速度的大小为10mC．S2下端与小物块松脱瞬间，小物块加速度的大小为10mD．S2下端与小物块松脱瞬间，小物块加速度的大小为8m7．如图所示，一足够长的水平传送带以恒定的速度向右传动．将一物块轻轻放在皮带左端，以v、a、x、F表示物块速度大小、加速度大小、位移大小和所受摩擦力的大小．下列选项正确的是()8．某物理兴趣小组在实验室做了如下实验：将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的速度v与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示．若改用物体Q完成同样的过程，其v­x关系如图中虚线所示，则()A．Q下落过程中的平均速度是P的2倍B．Q的质量是P的2倍C．P与Q在最低点时的加速度不相等D．P与Q在最低点时的加速度相等9．[2020·四川攀枝花三模]如图甲所示，物块A、B静止叠放在水平地面上，B受到大小从零开始逐渐增大的水平拉力F作用，A、B间的摩擦力f1、B与地面间的摩擦力f2随水平拉力F变化的情况如图乙所示，已知物块A的质量mA＝3kg，重力加速度g取10m/s2，A．物块B的质量为4B．A、B间的动摩擦因数为0.2C．B与水平地面间的动摩擦因数为0.2D．当F＝10N时，物块A的加速度大小为1.5m二、非选择题10．[2020·湖南怀化期末]道路交通法规规定：黄灯亮时车头已越过停车线的车辆可以继续行驶，车头未越过停车线的车辆若继续行驶，则视为闯黄灯．我国一般城市路口红灯变亮之前，绿灯和黄灯各有3s的闪烁时间．某小客车在制动初速度为v＝14m/s的情况下，制动距离最小为s＝(1)若要确保小客车在t＝3s内停下来，小客车刹车前的行驶速度不能超过多少？(2)某小客车正以v0＝8m/s速度驶向路口，绿灯开始闪时车头距离停车线s0＝28m，则小客车至少以多大的加速度匀加速行驶才能在黄灯亮起前正常通过路口？(11．[2020·山东模拟]如图甲所示，在高速公路的连续下坡路段通常会设置避险车道，供发生紧急情况的车辆避险使用，本题中避险车道是主车道旁的一段上坡路面．一辆货车在行驶过程中刹车失灵，以v0＝90km/h的速度驶入避险车道，设货车进入避险车道后牵引力为零，货车与路面间的动摩擦因数μ＝0.30，取重力加速度大小g＝10m/s(1)为了防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象，该避险车道上坡路面的倾角θ应该满足什么条件？设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果用θ的正切值表示．(2)若避险车道路面倾角为15°，求货车在避险车道上行驶的最大距离．(已知sin15°＝0.26，cos15°＝0.97，结果保留2位有效数字．)12．如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐．A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ.先敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下．接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.求：(1)A被敲击后获得的初速度大小vA；(2)在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小aB、aB′；(3)B被敲击后获得的初速度大小vB.13．[2020·上海嘉定区二模]如图甲所示，一足够长的固定斜面的倾角θ＝37°，质量m＝1kg的物体受到平行于斜面的力F作用，由静止开始运动．力F随时间t变化的规律如图乙所示(以平行于斜面向上为正)，物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.25，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos(1)求第1s内物体运动的加速度大小a1；(2)求第2s内物体运动的加速度大小a2；(3)求第1s末物体的动能Ek1；(4)请描述物体在第4s内的受力情况(或画出受力分析图)，并说明理由．专题强化练2力和直线运动1．解析：利用“逆向思维法”，把物体的运动看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动，则匀减速直线运动的物体在相等时间内的位移之比为7:5:3:1，所以eq\f(7,1)＝eq\f(14m,x1)，x1＝2m，故B正确．答案：B2．解析：在跳高过程中，弗拉希奇的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，选项A正确，选项B错误；弗拉希奇起跳时地面对她的支持力大于她所受的重力，选项C错误；弗拉希奇在上升的过程中做竖直上抛运动，由运动学公式veq\o\al(2,0)＝2gh可得初速度v0＝eq\r(2gh)＝eq\r(20×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2.04－\f(1.93,2))))m/s≈4.6m/s，选项D错误．答案：A3．解析：速度－时间图象切线的斜率表示加速度，甲车的v­t图象的“波峰”“波谷”处切线的斜率为零，即所对应的时刻加速度为零，选项A错误；根据v­t图象与坐标轴围成的面积表示位移可知，在t＝3s时，两车第一次相距最远，选项B正确；在t＝6s时，两车又一次速度相等，由图分析可知，此时两车位移不相等，即不经过同一位置，选项C错误；甲车在t＝6s时的加速度与t＝9s时的加速度方向相反，选项D错误．答案：B4．解析：设a、b之间的水平距离为L，到达斜面底端所用的时间为t，当物块在斜面1上运动时，有eq\f(L,sin60°)＝eq\f(1,2)(gsin30°－μ1gcos30°)t2，物块在斜面2上运动时，有eq\f(L,sin30°)＝eq\f(1,2)(gsin60°－μ2gcos60°)t2，联立解得eq\f(μ1,μ2)＝eq\f(1,3)，D项正确．答案：D5．解析：a、b静止时弹簧的形变量记为x0，对a、b整体进行受力分析，由平衡条件得kx0＝1.6mgsinθ；从开始拉b到物块a、b分离的过程中，对a、b整体进行受力分析，由牛顿第二定律得F＋k(x0－x)－1.6mgsinθ＝1.6ma0，则F＝1.6ma0＋kx，即该过程中F随x的增大而线性增大；a、b分离后，对b进行受力分析，由牛顿第二定律得F－eq\f(3,5)mgsinθ＝eq\f(3,5)ma0，则F＝eq\f(3,5)ma0＋eq\f(3,5)mgsinθ，即a、b分离后F恒定．C正确．答案：C6．解析：分析小物块受力，小物块受到重力、弹簧S1的弹力F1和弹簧S2的弹力F2，根据平衡条件，可得F1＝mgtan45°＝mg，F2＝eq\r(2)mg，S1右端与小物块松脱瞬间，重力和弹簧S2的弹力大小不变，水平面对物块支持力仍为零，小物块的加速度大小为a＝g＝10m/s2，B正确，A错误；S2下端与小物块松脱瞬间，重力和弹簧S1的弹力大小不变，此时在竖直方向，水平面的弹力N＝mg，在水平方向，摩擦力为f＝μN＝2N，由牛顿第二定律有F1－f＝ma0，解得a0＝8m/s2，D正确，C错误．答案：BD7．解析：在足够长的水平传送带上物块的运动分为两个过程，刚开始滑动摩擦力向右，物块匀加速运动，当物块的速度增加到等于皮带的传送速度时，物块和传送带一块匀速运动．物块与传送带相对静止，滑动摩擦力为零，加速度为零，因此A、B两项正确，C项错误；小物块的位移在加速阶段为x＝eq\f(1,2)at2，是抛物线不是直线，故D项错误．答案：AB8．解析：Q下落过程中的最大位移等于P的2倍，由分析知Q下落过程所用时间不与P的相等，所以Q下落过程中的平均速度不等于P的2倍，选项A错误；根据平衡点位置关系及平衡位置物体的受力分析可得Q的质量是P的2倍，选项B正确；Q的质量是P的2倍，Q在最低点时的弹簧压缩量是P的2倍，根据牛顿第二定律得，P与Q在最低点时的加速度相等，选项C错误，D正确．答案：BD9．解析：由题图可知，A、B之间的最大静摩擦力为f1max＝6N，所以A、B间的动摩擦因数为μAB＝eq\f(f1max,mAg)＝0.2，B项正确．当F＝4N时，A、B组成的整体相对地面开始滑动，则有μB地(mA＋mB)g＝4N；当F＝12N时，A、B即将产生相对滑动，此时对整体，根据牛顿第二定律有a＝eq\f(F－μB地mA＋mBg,mA＋mB)，对物块A有μABmAg＝mAa，联立解得mB＝1kg，μB地＝0.1，A、C项错误．当F＝10N时，A、B两物块一起加速运动，则A、B组成的整体的加速度大小为a′＝eq\f(F－μB地mA＋mBg,mA＋mB)＝1.5m/s2，D项正确．答案：BD10．解析：(1)根据v2＝2as可得小客车刹车时的最大加速度a＝eq\f(v2,2s)＝eq\f(142,2×20)m/s2＝4.9m/s2要确保小客车在3s内停下来，小客车刹车前行驶的最大速度为vm＝at＝4.9m/s2×3s＝14.7m/(2)在Δt＝1.0s内小客车匀速运动的距离为s1＝v0Δt＝8小客车匀加速运动的距离为s′＝s0－s1＝20从绿灯闪到黄灯亮起这3s内小客车加速运动的最大时间t′＝t″－Δt＝2s由s′＝v0t′＋eq\f(1,2)a′t′2解得最小加速度a′＝2m/s2答案：(1)14.7m/s(2)2m/11．解析：(1)当货车在避险车道停下后，有fm≥mgsinθ货车所受的最大摩擦力fm＝μN＝μmgcosθ联立可解得tanθ≤0.30(2)货车在避险车道上行驶时a＝eq\f(mgsinθ＋μmgcosθ,m)＝5.51m/s2货车的初速度v0＝25m/则货车在避险车道上行驶的最大距离为x＝eq\f(v\o\al(2,0),2a)＝57m答案：(1)tanθ≤0.30(2)5712．解析：(1)由牛顿运动定律知，A加速度的大小aA＝μg匀变速直线运动2aAL＝veq\o\al(2,A)解得vA＝eq\r(2μgL)(2)设A、B的质量均为m对齐前，B所受合外力大小F＝3μmg由牛顿运动定律F＝maB，得aB＝3μg对齐后，A、B所受合外力大小F′＝2μmg由牛顿运动定律F′＝2ma′B，得a′B＝μg(3)经过时间t，A、B达到共同速度v，位移分别为xA、xB，A加速度的大小等于aA则v＝aAt，v＝vB－aBtxA＝eq\f(1,2)aAt2，xB＝vBt－eq\f(1,2)aBt2且xB－xA＝L解得vB＝2eq\r(2μgL)答案：(1)eq\r(2μgL)(2)3μgμg(3)2eq\r(2μgL)13．解析：(1)第1s内物体受到竖直向下的重力G、垂直斜面向上的支持力FN、平行斜面向上的摩擦力Ff和平行斜面向下的力F，合力沿斜面向下由牛顿第二定律有mgsin37°＋0.6mg－μmgcos37°＝ma1解得a1＝10m/s2(2)第2s内物体有平行斜面向下的速度，故受到平行斜面向上的摩擦力Ff，物体还受到竖直向下的重力G、垂直斜面向上的支持力FN，由图乙可知力F平行斜面向上，合力沿斜面向上由牛顿第二定律有0．9mg＋μmgcos37°－mgsin37°＝ma2解得a2