高考物理总复习《力学图像》专项测试卷含答案

第第页高考物理总复习《力学图像》专项测试卷含答案学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________1．(多选)(广东韶关市检测)如图甲，某同学站在压力传感器上完成下蹲和起立的动作，用计算机采集到的压力传感器读数F随时间t变化的图像如图乙，下列说法正确的是()A．该同学重力约为500NB．下蹲过程中该同学始终处于失重状态C．该同学完成了一次下蹲再起立的动作D．起立过程中该同学对传感器的压力小于传感器对该同学的支持力2．(黑龙江哈尔滨市第一二二中学二模)电动平衡车是一种新的短途代步工具。已知人和平衡车的总质量是60kg，人站在车上启动平衡车后，车由静止开始向前做直线运动，某时刻关闭动力，最后停下来，其v－t图像如图所示。假设平衡车与地面间的动摩擦因数为μ，g＝10m/s2，则()A．平衡车与地面间的动摩擦因数为0.6B．平衡车整个运动过程中的位移大小为195mC．平衡车在整个运动过程中的平均速度大小为3m/sD．平衡车在加速阶段的动力大小72N3.(四川统考二模)如图所示，一物体被水平向左的压力F压在粗糙的竖直墙壁上，某时刻压力F的值为F0，此时物体处于静止状态，若从该时刻起使压力F逐渐减小，直到减为零，则该过程中物体的加速度a与压力F的关系图像可能正确的是()4.(山东烟台市二模)甲、乙两物体沿x轴正方向做直线运动，某一时刻两物体以速度v0同时经过O点，之后它们运动的eq\f(1,v)－x图像如图所示，则甲、乙两物体速度从v0增加到2v0的过程，下列说法中正确的是()A．速度均随位移均匀变化B．速度均随时间均匀变化C．经历的时间之比为1∶2D．经历的时间之比为2∶15．(多选)(山东滨州市二模)如图甲所示，一物体在一水平拉力F作用下，沿水平地面做直线运动，运动过程中拉力大小随时间的变化图像如图乙。物体加速度a随时间变化的图像如图丙。重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是()A．物体与水平地面间的动摩擦因数为0.15B．物体与水平地面间的最大静摩擦力为3.75NC．在0～4s时间内，合外力做的功为45JD．在0～4s时间内，拉力F的冲量大小为15N·s6．(山东青岛市二模)风洞实验可以模拟高空跳伞情况下人体所承受气流的状态。已知物体受到的空气阻力F与物体相对空气的速度v满足F＝eq\f(1,2)CρSv2(S为物体迎风面积，C为风阻系数，ρ为空气密度)。图甲中风洞竖直向上匀速送风，一质量为m的物体从A处由静止下落，一段时间后在B处打开降落伞，相对速度的平方v2与加速度大小a的关系图像如图乙所示(图中数据已知)，重力加速度为g，下列说法正确的是()A．开伞前加速度向下，越来越大B．开伞后加速度向上，越来越大C．开伞前物体迎风面积为S1＝eq\f(2mg－ma1,Cρv22)D．开伞后物体迎风面积为S2＝eq\f(2mg－ma1,Cρv12)7.(山东临沂市二模)如图所示，一轻弹簧左端固定，右端连接一物块，置于粗糙的水平面上。开始时弹簧处于原长，现用一恒力F将物块由静止向右拉动直至弹簧弹性势能第一次达到最大。在此过程中，关于物块的速度v、物块的动能Ek、弹簧的弹性势能Ep、物块和弹簧的机械能E随时间t或位移x变化的图像，其中可能正确的是()8．(重庆市二诊)如图甲，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，质量为m的小球，从弹簧上方x0处由静止下落。若以小球开始下落的位置为坐标原点，建立竖直向下坐标轴Ox，小球下落至最低点过程中的a－x图像如图乙(图中x0，x1，x2，g均为已知量)，不计空气阻力，g为重力加速度。下列说法正确的是()A．x0到x1段，小球做加速度逐渐减小的减速运动B．弹簧受到的最大弹力为eq\f(x2－x0,x2－x1)mgC．该过程中小球与弹簧组成系统的势能变化的最大值为mg(x0＋x1)D．小球向下运动过程中最大速度为eq\r(gx1＋x0)9.(江苏南通市联考)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。取O点为坐标原点、向右为正方向，在物块从A到B的过程中，弹簧对物块的弹力F、物块的加速度a和动量p、弹簧弹性势能Ep随位移x(相对于坐标原点)变化的关系图像正确的是()10．(多选)如图(a)，质量分别为mA、mB的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力F作用在A上，系统静止在光滑水平面上(B靠墙面)，此时弹簧形变量为x。撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的a－t图像如图(b)所示，S1表示0到t1时间内A的a－t图线与t轴所围面积大小，S2、S3分别表示t1到t2时间内A、B的a－t图线与t轴所围面积大小。下列说法正确的是()A．0到t1时间内，墙对B的冲量为0B．运动后，弹簧的最大形变量小于xC．mA∶mB＝S2∶S3D．S1－S2＝S3参考答案1．(多选)(广东韶关市检测)如图甲，某同学站在压力传感器上完成下蹲和起立的动作，用计算机采集到的压力传感器读数F随时间t变化的图像如图乙，下列说法正确的是()A．该同学重力约为500NB．下蹲过程中该同学始终处于失重状态C．该同学完成了一次下蹲再起立的动作D．起立过程中该同学对传感器的压力小于传感器对该同学的支持力答案AC解析由题图可知平衡时压力传感器的示数为500N，则该同学重力约为500N，故A正确；下蹲过程中该同学先处于失重状态，再处于超重状态，故B错误；人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降，达到一个最大速度后再减速下降，对应先失重再超重，起立对应先超重再失重，对应图像可知，该同学做了一次下蹲再起立的动作，故C正确；该同学对传感器的压力和传感器对该同学的支持力是相互作用力，大小相等，故D错误。2．(黑龙江哈尔滨市第一二二中学二模)电动平衡车是一种新的短途代步工具。已知人和平衡车的总质量是60kg，人站在车上启动平衡车后，车由静止开始向前做直线运动，某时刻关闭动力，最后停下来，其v－t图像如图所示。假设平衡车与地面间的动摩擦因数为μ，g＝10m/s2，则()A．平衡车与地面间的动摩擦因数为0.6B．平衡车整个运动过程中的位移大小为195mC．平衡车在整个运动过程中的平均速度大小为3m/sD．平衡车在加速阶段的动力大小72N答案B解析关闭动力后，车受地面的摩擦力做匀减速运动，加速度大小为a，结合图像可得a＝eq\f(μmg,m)＝μg，a＝eq\f(6,40－30)m/s2＝0.6m/s2，解得μ＝0.06，A错误；图线与横轴围成的面积表示位移，为x＝(25＋40)×6×eq\f(1,2)m＝195m，整个运动过程中的平均速度大小为eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)＝eq\f(195,40)m/s＝4.875m/s，B正确，C错误；平衡车在加速时有F－μmg＝ma′，a′＝eq\f(6,5)m/s2，代入数值解得F＝108N，D错误。3.(四川统考二模)如图所示，一物体被水平向左的压力F压在粗糙的竖直墙壁上，某时刻压力F的值为F0，此时物体处于静止状态，若从该时刻起使压力F逐渐减小，直到减为零，则该过程中物体的加速度a与压力F的关系图像可能正确的是()答案D解析设物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为μ，物体的质量为m。压力为F0时，物体处于静止状态，若此时摩擦力刚好达到最大值，则从该时刻起使压力F逐渐减小，物体立即获得加速度向下加速运动，根据牛顿第二定律可得mg－Ff＝ma，又Ff＝μFN＝μF，联立可得a＝g－eq\f(μF,m)，故选D。4.(山东烟台市二模)甲、乙两物体沿x轴正方向做直线运动，某一时刻两物体以速度v0同时经过O点，之后它们运动的eq\f(1,v)－x图像如图所示，则甲、乙两物体速度从v0增加到2v0的过程，下列说法中正确的是()A．速度均随位移均匀变化B．速度均随时间均匀变化C．经历的时间之比为1∶2D．经历的时间之比为2∶1答案C解析由图像可知，速度与位移成反比关系，速度不随位移均匀变化，故A错误；eq\f(1,v)－x图像的图线与横坐标轴围成的面积表示时间，由图像可知，速度不随时间均匀变化，甲、乙两物体速度从v0增加到2v0的过程，经历的时间之比为1∶2，故C正确，B、D错误。5．(多选)(山东滨州市二模)如图甲所示，一物体在一水平拉力F作用下，沿水平地面做直线运动，运动过程中拉力大小随时间的变化图像如图乙。物体加速度a随时间变化的图像如图丙。重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是()A．物体与水平地面间的动摩擦因数为0.15B．物体与水平地面间的最大静摩擦力为3.75NC．在0～4s时间内，合外力做的功为45JD．在0～4s时间内，拉力F的冲量大小为15N·s答案AC解析由题图乙可得拉力F关于时间的函数为F＝eq\f(15,4)t，而由题图丙可知，在2s末物体的加速度a1大小为1.5m/s2，此时拉力F1大小为7.5N；在4s末加速度a2大小为4.5m/s2，此时拉力F2大小为15N，则由牛顿第二定律有F1－μmg＝ma1，F2－μmg＝ma2，代入数据解得m＝2.5kg，μ＝0.15，故A正确；物体运动过程中所受的滑动摩擦力Ff＝μmg＝0.15×2.5×10N＝3.75N，而最大静摩擦力大于滑动摩擦力，故B错误；加速度与时间的图像中，图像与时6m/s，根据动能定理可得，在0～4s时间内，合外力做的功为W合＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)×2.5×36J＝45J，故C正确；根据题图乙可知，在0～4s时间内，拉力F的冲量大小为图像与时间轴围成的面积，可得IF＝eq\f(1,2)×4×15N·s＝30N·s，故D错误。6．(山东青岛市二模)风洞实验可以模拟高空跳伞情况下人体所承受气流的状态。已知物体受到的空气阻力F与物体相对空气的速度v满足F＝eq\f(1,2)CρSv2(S为物体迎风面积，C为风阻系数，ρ为空气密度)。图甲中风洞竖直向上匀速送风，一质量为m的物体从A处由静止下落，一段时间后在B处打开降落伞，相对速度的平方v2与加速度大小a的关系图像如图乙所示(图中数据已知)，重力加速度为g，下列说法正确的是()A．开伞前加速度向下，越来越大B．开伞后加速度向上，越来越大C．开伞前物体迎风面积为S1＝eq\f(2mg－ma1,Cρv22)D．开伞后物体迎风面积为S2＝eq\f(2mg－ma1,Cρv12)答案C解析物体从A处由静止下落，开伞前加速度向下，物体所受合力为F合＝mg－F，F＝eq\f(1,2)CρSv2，F不断增大，加速度减小，题图乙中右侧图线与此过程相符合，有mg－eq\f(1,2)CρS1v22＝ma1，解得S1＝eq\f(2mg－ma1,Cρv22)，故A错误，C正确；题图乙中左侧图线为开伞后的图线，当v＝v1时，有mg＝F2＝eq\f(1,2)CρS2v12，解得S2＝eq\f(2mg,Cρv12)，且当v减小时，a减小，故B、D错误。7.(山东临沂市二模)如图所示，一轻弹簧左端固定，右端连接一物块，置于粗糙的水平面上。开始时弹簧处于原长，现用一恒力F将物块由静止向右拉动直至弹簧弹性势能第一次达到最大。在此过程中，关于物块的速度v、物块的动能Ek、弹簧的弹性势能Ep、物块和弹簧的机械能E随时间t或位移x变化的图像，其中可能正确的是()答案D解析根据牛顿第二定律知F－Ff－kx＝ma，从原长到速度最大的过程中，弹力一直增大，加速度一直减小到0，所以速度增加得越来越慢，故A错误；根据k＝eq\f(ΔEk,Δx)＝F合以及合力一直减小到零，可知Ek－x图像斜率越来越小，故B错误；机械能的增加量等于除重力和弹簧弹力以外的其他力做功，则E＝ΔE＝(F－Ff)x，则E－x图像斜率不变，由此可知C错误；从原长到速度最大的过程中，弹力的形变量大小等于位移，弹力方向不变，大小随位移均匀增大，则ΔEp＝Ep＝eq\f(kx,2)x＝eq\f(1,2)kx2，由此可知D正确。8．(重庆市二诊)如图甲，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，质量为m的小球，从弹簧上方x0处由静止下落。若以小球开始下落的位置为坐标原点，建立竖直向下坐标轴Ox，小球下落至最低点过程中的a－x图像如图乙(图中x0，x1，x2，g均为已知量)，不计空气阻力，g为重力加速度。下列说法正确的是()A．x0到x1段，小球做加速度逐渐减小的减速运动B．弹簧受到的最大弹力为eq\f(x2－x0,x2－x1)mgC．该过程中小球与弹簧组成系统的势能变化的最大值为mg(x0＋x1)D．小球向下运动过程中最大速度为eq\r(gx1＋x0)答案D解析根据题图甲可知，小球与弹簧刚刚接触，压缩量较小时，重力大于弹簧的弹力，即x0到x1段，小球做加速度逐渐减小的加速运动，A错误；根据题图乙可知，在x1位置，加速度为0，则有k(x1－x0)＝mg，随后进一步向下压缩弹簧，最大压缩量为x2，此时速度减为0，则此时弹力最大为Fmax＝k(x2－x0)，解得Fmax＝eq\f(mgx2－x0,x1－x0)，B错误；该过程中小球与弹簧组成系统的机械能守恒，即只有动能、势能(包含重力势能与弹性势能)的转化，在加速度为0处，小球速度最大，动能最大，即动能变化最大，则势能变化最大，即小球运动至x1位置时，重力势能减小了mgx1，减小的重力势能转化为弹性势能与动能，可知小球与弹簧组成系统的势能变化的最大值小于mgx1，C错误；根据上述，小球运动至x1位置时，加速度为0时，小球速度最大，根据题图乙可知，将纵坐标乘以小球质量m，表示合力，则有mgx0＋eq\f(x1－x0mg,2)＝eq\f(1,2)mvmax2，解得vmax＝eq\r(gx1＋x0)，D正确。9.(江苏南通市联考)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。取O点为坐标原点、向右为正方向，在物块从A到B的过程中，弹簧对物块的弹力F、物块的加速度a和动量p、弹簧弹性势能Ep随位移x(相对于坐标原点)变化的关系图像正确的是()答案C解析根据题意，小物块的位移是相对于坐标原点的位移，则该位移大小即为弹簧的形变量，当物块在O点左侧运动时，位移为负值，弹簧处于压缩状态，弹簧弹力方向向右，为正值，当物块在O点右侧运动时，位移为正值，弹簧处于拉伸状态，弹簧弹力方向向左，为负值，即弹力方向与相对于原点的位移方向始终相反，则有F＝－kx，斜率为负值，A图中斜率为正值，A错误；物块从A到B的过程中，摩擦力方向向左，为负值，结合上述，根据牛顿第二定律有F－μmg＝ma，则a＝－eq\f(k,m)x－μg，可知加速度与位移成线性关系，图像为一条不经过原点的倾斜直线，B错误；根据F＝－kx，由于小物块的位移大小等于弹簧的形变量，即弹簧弹力大小与位移大小成正比，则弹性势能Ep＝eq\f(1,2)kx2，即Ep－x图像为一条过原点的抛物线，开口向上，D错误；令AO长为x0，则物块在A位置时，弹性势能为Ep0＝eq\f(1,2)kx02，结合上述，物块从A向B运动过程中，根据能量守恒定律有eq\f(1,2)kx02－eq\f(1,2)kx2＝μmg(x0＋x)＋eq\f(1,2)mv2，物块的动量p＝mv，解得p＝eq\r(mkx02－mkx2－2μm2gx0＋x)，可知动量随位移变化的图像是一条曲线，物块从A向B运动过程中，速度方向向右，动量为正值，根据题意分析可知，物块在AO之间运动时，弹簧处于压缩状态，当弹簧弹力大于摩擦力时，做加速运动，当弹簧弹力小于摩擦力时，做减速运动，物块越过O点后向右运动时，弹簧处于拉伸状态，物块一直减速至B点，即物块的最大速度位置在AO之间，令该位置为C点，可知，物块从A运动到C点加速，动量增大，从C运动到B点减速，动量减小，动量最大位置在O点左侧，C正确。10．(多选)如图(a)，质量分别为mA、mB的A、B两物体用轻弹簧连接构成一个系统，外力F作用在A上，系统静止在光滑水平面上(B靠墙面)，此时弹簧形变量为x。撤去外力并开始计时，A、B两物体运动的a－t图像如图(b)所示，S1表示0到t1时间内A的a－t