（课标版）高考物理二轮复习 专题限时训练2 力与直线运动（含解析）-人教版高三全册物理试题

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．如图所示，木块A、B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m，B的质量为2m，现施加水平力F拉B，A、B刚好不发生相对滑动，一起沿水平面运动．若改用水平力F′拉A，使A、B也保持相对静止，一起沿水平面运动，则F′不得超过(B)A．2F B.eq\f(F,2)C．3F D.eq\f(F,3)解析：力F拉物体B时，A、B恰好不滑动，故A、B间的静摩擦力达到最大值，对物体A受力分析，受重力mg、支持力N、向前的静摩擦力fm，根据牛顿第二定律，有fm＝ma①，对A、B整体受力分析，受重力3mg、支持力和拉力F，根据牛顿第二定律，有F＝3ma②，由①②解得：fm＝eq\f(1,3)F.当F′作用在物体A上时，A、B恰好不滑动时，A、B间的静摩擦力达到最大值，对物体A，有F′－fm＝ma1③，对整体，有：F′＝3ma1④，由上述各式联立解得：F′＝eq\f(1,2)F，即F′的最大值是eq\f(1,2)F，则使A、B也保持相对静止，一起沿水平面运动，则F′不得超过eq\f(1,2)F，故B正确．2．如图所示，Oa、Ob是竖直平面内两根固定的光滑细杆，O、a、b、c位于同一圆周上，c为圆周的最高点，a为最低点，Ob经过圆心．每根杆上都套着一个小滑环，两个滑环都从O点无初速释放，用t1、t2分别表示滑环到达a、b所用的时间，则下列关系正确的是(B)A．t1＝t2 B．t1<t2C．t1>t2 D．无法确定解析：设Oa与竖直方向夹角为θ，则Ob与竖直方向夹角为2θ，则2Rcosθ＝eq\f(1,2)gcosθ·teq\o\al(2,1)，2R＝eq\f(1,2)gcos2θ·teq\o\al(2,2)，比较可得t1<t2，故B正确．3．某物体做直线运动的v­t图象如图所示，下图中F表示物体所受合力，x表示物体的位移，则其中正确的是(B)解析：根据v­t图象的斜率可知，0～2s内与6～8s内物体的加速度大小相等、方向相同，故所受合力相同，A错误.2～6s内物体的加速度恒定，合力恒定，且大小与0～2s内的相同，方向与0～2s内的相反，B正确．根据v­t图象可知，0～4s内物体先沿正方向做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，4～8s内先沿负方向做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，再结合v­t图线包围面积的意义可知，0～4s内物体的位移不断增大，4s末达到最大值，8s末返回到出发点，C、D错误．4．一皮带传送装置如图所示，轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的滑块，已知滑块与皮带之间存在摩擦．现将滑块轻放在皮带上，弹簧恰好处于自然长度且轴线水平．若在弹簧从自然长度到第一次达最长的过程中，滑块始终未与皮带达到共速，则在此过程中滑块的速度和加速度变化情况是(D)A．速度增大，加速度增大B．速度增大，加速度减小C．速度先增大后减小，加速度先增大后减小D．速度先增大后减小，加速度先减小后增大解析：滑块轻放到皮带上，受到向左的摩擦力，开始摩擦力大于弹簧的弹力，向左做加速运动，在此过程中，弹簧的弹力逐渐增大，根据牛顿第二定律，加速度逐渐减小，当弹簧的弹力与滑动摩擦力相等时，速度达到最大，然后弹力大于摩擦力，加速度方向与速度方向相反，滑块做减速运动，弹簧弹力继续增大，根据牛顿第二定律得，加速度逐渐增大，速度逐渐减小．故D正确，A、B、C错误．5．如图所示，一个人用轻绳通过轻质滑环(图中未画出)悬吊在足够长的倾斜钢索上运动(设钢索是直的)，下滑过程中到达图中A位置时轻绳与钢索垂直，到达图中B位置时轻绳竖直．不计空气阻力，下列说法正确的是(B)A．在A位置时，人的加速度可能为零B．在A位置时，钢索对轻绳的作用力小于人的重力C．在B位置时，钢索对轻环的摩擦力为零D．若轻环在B位置突然被卡住，则此时轻绳对人的拉力等于人的重力解析：在A位置，人所受的合力不为0，加速度不为0，且轻绳拉力小于人的重力，选项A错误，B正确；在B位置，人受力平衡，轻环受拉力、支持力和摩擦力作用而平衡，选项C错误；若B处轻环突然被卡住，此时人做圆周运动，需要向心力，则拉力大于重力，选项D错误．

6．如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着A小球，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是60°，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端．开始时A、B两球都静止不动，A、B两小球的质量相等，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为(D)A．aA＝aB＝g B．aA＝2g，aB＝0C．aA＝eq\r(3)g，aB＝0 D．aA＝2eq\r(3)g，aB＝0解析：水平细线被剪断前对A、B进行受力分析如图，静止时，FT＝Fsin60°，Fcos60°＝mAg＋F1，F1＝mBg，且mA＝mB水平细线被剪断瞬间，FT消失，其他各力不变，所以aA＝eq\f(FT,mA)＝2eq\r(3)g，aB＝0，故选D.二、多项选择题7．如图所示，质量为3kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面，质量为2kg的物体B用细线悬挂，A、B间相互接触但无压力．取g＝10m/s2.某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间(AC)A．B对A的压力大小为12NB．弹簧弹力大小为20NC．B的加速度大小为4m/s2D．A的加速度为零解析：剪断细线前，A、B间无压力，则弹簧的弹力F＝mAg＝30N，剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，对A、B整体分析，整体加速度：a＝eq\f(mA＋mBg－F,mA＋mB)＝eq\f(3＋2×10－30,3＋2)m/s2＝4m/s2隔离对B分析有：mBg－FN＝mBa，解得：FN＝(20－2×4)N＝12N，由牛顿第三定律知B对A的压力为12N，故A、C正确，B、D错误．8．机场使用的货物安检装置如图所示，绷紧的传送带始终保持v＝1m/s的恒定速率运动，AB为传送带水平部分且长度L＝2m，现有一质量为m＝1kg的背包(可视为质点)无初速度地放在水平传送带的A端，可从B端沿斜面滑到地面．已知背包与传送带的动摩擦因数μ＝0.5，g＝10m/s2，下列说法正确的是(AD)A．背包从A运动到B所用的时间为2.1sB．背包从A运动到B所用的时间为2.3sC．背包与传送带之间的相对位移为0.3mD．背包与传送带之间的相对位移为0.1m解析：背包在水平传送带上由滑动摩擦力产生加速度，由牛顿第二定律得μmg＝ma，得a＝5m/s2，背包达到传送带的速度v＝1m/s所用时间t1＝eq\f(v,a)＝0.2s，此过程背包对地位移x1＝eq\f(v,2)t1＝eq\f(1,2)×0.2m＝0.1m<L＝2m，所以共速后背包与传送带相对静止，没有相对位移，所以背包对于传送带的相对位移为Δx＝vt1－x1＝(1×0.2－0.1)m＝0.1m，背包匀速运动的时间t2＝eq\f(L－x1,v)＝eq\f(2－0.1,1)s＝1.9s，所以背包从A运动到B所用的时间为：t＝t1＋t2＝2.1s，故选A、D.9．如图所示，a、b、c是三个质量均为m的物块，物块a、b通过水平轻绳相连后放在水平地面上，物块c放在b上．现用水平拉力F作用于a，使三个物块一起水平向右匀速运动．各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g.下列说法正确的是(ACD)A．该水平拉力大于轻绳中的张力B．物块c受到的摩擦力大小为μmgC．当该水平拉力F增大为原来的1.5倍时，物块c受到的摩擦力大小为0.5μmgD．剪断轻绳后，在物块b向右运动的过程中，物块c受到的摩擦力大小为μmg解析：对匀速运动的整体，由平衡条件得F＝3μmg，同理对b和c，轻绳中的张力FT＝2μmg，则F>FT，对c，摩擦力为0，选项A正确，B错误；当该水平拉力F增大为原来的1.5倍时，对三物块组成的整体，有1.5F－3μmg＝3ma，则a＝0.5μg，此时对c，摩擦力f1＝ma＝0.5μmg，选项C正确；剪断轻绳后，在物块b向右运动的过程中，对b、c整体，加速度a′＝eq\f(2μmg,2m)＝μg，对c，摩擦力f2＝ma′＝μmg，选项D正确．10．如图所示，倾角为θ的斜面体C置于粗糙水平桌面上，物块B置于斜面上，B通过细绳跨过固定于桌面边缘的光滑的定滑轮与物块A相连，连接B的一段细绳与斜面平行．已知B与C间的动摩擦因数为μ＝tanθ，A、B的质量均为m，重力加速度为g.现将B由静止释放，则在B下滑至斜面底端之前且A尚未落地的过程中，下列说法正确的是(AD)A．物块B一定匀加速下滑B．物块B的加速度大小为gC．水平桌面对C的摩擦力方向水平向左D．水平桌面对C的支持力与B、C的总重力大小相等解析：A、B两物块的加速度大小相等，由牛顿第二定律，对物块A，有mg－FT＝ma，对物体B，有FT＋mgsinθ－μmgcosθ＝ma，又知μ＝tanθ，联立解得加速度a＝eq\f(g,2)，选项A正确，B错误；对B，因μ＝tanθ，支持力和摩擦力的合力竖直向上，则B对C的压力和摩擦力的合力竖直向下，对C，由平衡条件得，水平桌面对C的摩擦力为0，支持力FN＝(m＋mC)g，选项C错误，D正确．三、计算题11．如图所示，在水平桌面上放置一质量为M且足够长的木板，木板上再叠放一质量为m的滑块，木板与桌面间的动摩擦因数为μ1，滑块与木板间的动摩擦因数为μ2，开始时滑块与木板均静止．今在木板上施加一水平拉力F，它随时间t的变化关系为F＝kt，k为已知的比例系数．假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，求滑块刚好开始在木板上滑动时，(1)拉力作用的时间．(2)木板的速度．答案：(1)eq\f(μ1＋μ2M＋mg,k)(2)(M＋m)eq\f(μ\o\al(2,2)g2,2k)解析：(1)滑块刚好开始在木板上滑动时，滑块与木板的静摩擦力达到最大，根据牛顿第二定律得：对滑块：μ2mg＝ma解得：a＝μ2g对滑块和木板构成的系统：kt2－μ1(M＋m)g＝(M＋m)a联立解得：t2＝eq\f(μ1＋μ2M＋mg,k)(2)木板刚开始滑动时：μ1(M＋m)g＝kt1此后滑块随木板一起运动，直至两者发生相对滑动，在这个过程中，拉力的冲量为图中阴影部分的面积．由动量定理得：I－μ1(M＋m)g(t2－t1)＝(M＋m)v，联立解得：v＝(M＋m)eq\f(μ\o\al(2,2)g2,2k)12．如图，一辆汽车在平直公路上匀加速行驶，前挡风玻璃上距下沿s处有一片质量为m的树叶相对于玻璃不动，挡风玻璃可视为倾角θ＝45°的斜面．当车速达到v0时，树叶刚要向上滑动，汽车立即改做匀速直线运动，树叶开始下滑，经过时间t滑到玻璃的下沿．树叶在运动中受到空气阻力，其大小F＝kv(v为车速，k为常数)，方向与车运动方向相反．若最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度为g，求：(1)树叶在玻璃表面运动的加速度大小a′；(2)树叶与玻璃表面之间的动摩擦因数μ；(3)汽车在匀加速运动阶段的加速度大小a.答案：(1)eq\f(2s,t2)(2)eq\f(mg－kv0t2－2\r(2)ms,mg＋kv0t2)(3)eq\f(mgt2－\r(2)ms,kv0t2＋\r(2)ms)g－eq\f(kv0,m)解析：(1)根据匀加速直线运动规律，有s＝eq\f(1,2)a′t2解得a′＝eq\f(2s,t2).(2)设汽车匀速运动时，树叶受到挡风玻璃的支持力为N，树叶受到的空气阻力为F，树叶受到的滑动摩擦力为fF＝kv0f＝μNN＝mgcos