2025版高考物理二轮复习专题限时集训2力与直线运动含解析

PAGE8-专题限时集训(二)(建议用时：40分钟)[专题通关练]1．(原创题)以20m/s的速度匀速行驶的汽车，刹车后做匀减速直线运动。若汽车刹车后第2s内的位移为11m(刹车时间超过2s)，则刹车后5s内的位移为()A．50mB.eq\f(100,3)mC．100mD.eq\f(50,3)mB[由匀变速直线运动的规律可知，汽车在第1.5s时的瞬时速度大小为v＝11m/s，由v＝v0＋at可得a＝eq\f(v－v0,t)＝eq\f(11－20,1.5)m/s2＝－6m/s2，故汽车停止运动的时间为t′＝eq\f(0－20,－6)s＝eq\f(10,3)s<5s，故汽车在刹车后5s内的位移为x＝eq\o(v,\s\up6(－))t′＝eq\f(20,2)×eq\f(10,3)m＝eq\f(100,3)m，故选项B正确。]2．(2024·江西五校联考)A、B两物体在水平面上沿同始终线运动，它们的v­t图象如图中a、b所示。在t＝0时刻，B在A的前面，两物体相距9m，B物体在滑动摩擦力作用下做减速运动的加速度大小为2m/s2，则A物体追上B物体所用的时间是()A．3sB．5sC．7.5s D．8.5sD[B减速到零所需的时间t＝eq\f(0－v0,a)＝eq\f(－10,－2)s＝5s，B减速到零的位移xB＝eq\f(0－v\o\al(2,0),2a)＝eq\f(－102,－2×2)m＝25m，此时A的位移xA＝vAt＝4×5m＝20m，因为xB＋d>xA，所以B停止时，A还未追上B，则A追上B须要接着运动的时间t′＝eq\f(xB＋d－xA,vA)＝eq\f(25＋9－20,4)s＝3.5s，可知A物体追上B物体所用的时间t总＝t＋t′＝8.5s，故D正确。]3.(一题多解)(多选)汽车由静止起先在平直的马路上行驶，在0～50s内汽车的加速度随时间变更的图象如图所示，下列说法正确的是()A．汽车行驶的最大速度为20m/sB．汽车在第50s末的速度为零C．在0～50s内汽车行驶的总位移为850mD．汽车在40～50s内的速度方向和在0～10s内的速度方向相反AC[法一：在0～10s内汽车做匀加速直线运动，10s末汽车的速度v1＝a1t1＝20m/s，汽车的位移为x1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＝100m，在10～40s内汽车做匀速直线运动，位移为x2＝v1t2＝600m，在40～50s内汽车做匀减速直线运动，a2＝－1m/s2，第50s末的速度为v2＝v1＋a2t3＝10m/s，位移为x3＝v1t3＋eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,3)＝150m，总位移为x＝x1＋x2＋x3＝850m，汽车在40～50s内的速度为正值，与在0～10s内的速度方向相同，综上所述，选项A、C正确，B、D错误。法二：本题A、B、D选项也可依据a­t图线与坐标轴所围的面积表示速度变更量来分析。最大面积为0～10s内图线与坐标轴围成的面积，所以汽车的最大速度为20m/s，A正确。0～50s内图线与坐标轴围成的面积为20m/s－10m/s＝10m/s，因此汽车在50s末的速度为10m/s，汽车在40～50s内的速度均为正值，与在0～10s内的速度方向相同，B、D错误。]4.(易错题)(多选)如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量分别为m、3m、2m。B和C分别固定在弹簧两端，弹簧的质量不计。B和C在吊篮的水平底板上处于静止状态。将悬挂吊篮的细线剪断的瞬间()A．吊篮A的加速度大小为2gB．物体B的加速度大小为gC．物体C的加速度大小为2gD．吊篮A、物体B、物体C的加速度大小均为gAC[弹簧起先时的弹力为F＝3mg，剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，将C和A看成一个整体，依据牛顿其次定律可得aAC＝eq\f(F＋m＋2mg,m＋2m)＝2g，即A、C的加速度大小均为2g，选项A、C正确，D错误；因剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，B受到的合力仍旧为零，故B的加速度为零，选项B错误。]易错点评：不能正确分析力的突变和渐变。5．高楼坠物危害极大，常有媒体报道高空坠物伤人的事务。某建筑工地突然有一根长为l的直钢筋从高空坠下，垂直落地时，恰好被检查平安生产的随行记者用相机拍到钢筋坠地瞬间的照片。为了查询钢筋是从几楼坠下的，检查人员将照片还原后测得钢筋的影像长为L，且L>l，查得当时相机的曝光时间为t，楼房每层高为h，重力加速度为g。则由此可以求得()A．钢筋坠地瞬间的速度约为eq\f(L,t)B．钢筋坠下的楼层为eq\f(L－l2,2ght2)＋1C．钢筋坠下的楼层为eq\f(gt2,2h)＋1D．钢筋在整个下落时间内的平均速度约为eq\f(l,2t)B[钢筋坠下垂直落地时的影像长度包括钢筋长度和钢筋坠地前在曝光时间t内下落的距离，因此在时间t内的平均速度为eq\x\to(v)＝eq\f(L－l,t)，此速度很接近钢筋坠地时的速度v，因此A选项错误；由v2＝2gH、v＝eq\x\to(v)，钢筋坠下的楼层n＝eq\f(H,h)＋1，解得n＝eq\f(L－l2,2ght2)＋1，B选项正确，C选项错误；钢筋在整个下落时间内的平均速度约为eq\f(v,2)＝eq\f(L－l,2t)，D选项错误。]6.(2024·洛阳市高三其次次联考)在平直马路上行驶的a车和b车，它们的位移—时间图象分别为图中直线甲和曲线乙，下列推断正确的是()A．a、b两车相遇两次B．b车运动方向始终不变C．t1到t2时间内a车的平均速度小于b车的平均速度D．t1到t2时间内两车的速度不行能在某时刻相同A[位移—时间图象中，两图线相交表示两车相遇，有两个交点，说明两车相遇两次，A项正确；b车的位移先增大后减小，运动方向在t2时刻发生变更，B项错误；两车在t1、t2时刻的位置均相同，即在t1～t2时间内两车的位移相同，故平均速度相同，C项错误；位移—时间图象的斜率表示速度，故两车在t1～t2时间内的某一时刻速度相同，D项错误。]7．如图所示，水平传送带AB长2m，以2m/s的速度沿顺时针方向匀速运动。现将一小物块以3m/s的水平初速度从A点冲上传送带。若小物块与传送带间的动摩擦因数为0.25，g取10m/s2，则小物块运动至传送带右端B点所用的时间是()A．0.5s B．0.9sC．1.2s D．1.5sB[刚冲上传送带时，由于物块的速度为3m/s，大于传送带的速度，所以物块相对传送带向右运动，受到的滑动摩擦力方向向左，故做匀减速直线运动，a＝eq\f(μmg,m)＝2.5m/s2，经验的时间为t1＝eq\f(3－2,2.5)s＝0.4s，相对地面发生的位移为s＝eq\f(22－32,－2×2.5)m＝1m，之后两者的速度相同，相对静止的做匀速直线运动，经验的时间为t2＝eq\f(2－1,2)s＝0.5s，故小物块运动至传送带右端B点所用的时间是t＝t1＋t2＝0.9s，B正确。]8．(易错题)(多选)A、B两车在同始终线上同向运动，B车在A车的前面，A车以vA＝10m/s的速度向前匀速运动，某时刻B车关闭发动机，此时A、B两车相距s＝200m，且B车速度vB＝10m/s，B车所受的阻力恒为车重的eq\f(1,10)，g取10m/s2，则下列说法正确的是()A．B车关闭发动机后的加速度大小为1m/s2B．B车关闭发动机后运动的位移为60mC．A车追上B车所用的时间为25sD．A车迫上B车所用的时间为30sAC[B车做匀减速直线运动的加速度大小a＝eq\f(1,10)·eq\f(mg,m)＝0.1×10m/s2＝1m/s2，所以选项A正确；B车速度减为零的时间t1＝eq\f(vB,a)＝10s，此过程中B车的位移xB＝eq\f(v\o\al(2,B),2a)＝50m，所以选项B错误；A车在10s内的位移xA＝vAt1＝10×10m＝100m，因为xA<xB＋s，可知B车停止时还未被A车追上，则A车追上B车所用的时间t＝eq\f(xB＋s,vA)＝eq\f(50＋200,10)s＝25s，故C正确，D错误。]易错点评：本题易错点在于C、D选项中不能正确分析何时追上B车。[实力提升练]9．(2024·武汉市高三调研)甲、乙两辆汽车沿平直的马路做直线运动，其v­t图象如图所示。已知t＝0时，甲车领先乙车5km，关于两车运动的描述，下列说法正确的是()A．0～4h时间内，甲车做匀速直线运动B．0～4h时间内，甲、乙两车相遇3次C．t＝1h时，甲、乙两车第一次相遇D．t＝4h时，甲车领先乙车5kmB[依据题图可知，在0～4h时间内，甲车做匀减速直线运动，选项A错误；依据速度—时间图象与横轴围成图形的面积表示位移可知，在0～0.5h内两车相遇一次，在t＝1h时两车其次次相遇，在t＝3h时两车第三次相遇，即在0～4h时间内，甲、乙两车相遇3次，选项B正确，C错误；在t＝0到t＝4h的时间内，甲车的位移为x甲＝eq\f(1,2)×40×4km＝80km，乙车的位移为x乙＝eq\f(1,2)×40×1km＋20×3km＋eq\f(1,2)×20×1km＝90km，由x乙－x甲－5km＝5km可知，t＝4h时，甲车落后乙车5km，选项D错误。]10．(2024·湖南省湘东六校联考)如图所示，A、B两物块放在光滑水平面上，它们之间用轻质细线相连，两次连接状况中细线倾斜方向不同，但与竖直方向的夹角相同，对B施加水平力F1和F2，两种状况下A、B整体的加速度分别为a1、a2，细线上的力分别为T1、T2，则下列说法正确的是()A．若F1＝F2，则必有a1>a2B．若F1＝F2，则必有T1＝T2C．若T1>T2，则必有F1＝F2D．若T1<T2，则必有F1＝F2B[把A、B两物块看成一个整体，对B施加水平力F1和F2，若F1＝F2，则必有a1＝a2，选项A错误；隔离A分析受力，拉力T1在水平方向的分力为T1sinθ＝mAa1，拉力T2在水平方向的分力为T2sinθ＝mAa2，若F1＝F2，则a1＝a2，联立解得T1＝T2，选项B正确；由T1sinθ＝mAa1，T2sinθ＝mAa2，若T1>T2，则必有a1>a2，依据牛顿其次定律，必有F1>F2，选项C错误；同理可知，选项D错误。]11．(2024·江苏高考·T15)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马上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马上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、a′B；(3)B被敲击后获得的初速度大小vB。[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)12.如图所示，倾角α＝30°的足够长的光滑斜面固定在水平面上，斜面上有一长L＝1.8m、质量M＝3kg的薄木板，现对木板施加沿斜面对上、大小为F＝37.5N的恒力，使木板由静止起先做匀加速直线运动。在木板起先运动的瞬间，将质量m＝1kg的小物块无初速地放在木板的最右端。物块与木板间的动摩擦因数μ＝eq\f(\r(3),2)，g取10m/s2。(1)物块滑离木板所用的时间是多少？(2)当物块运动到最高点时与木板下端的距离为多少？[解析](1)对木板由牛顿其次定律得F－μmgcosα－Mgsinα＝Ma1，对物块由牛顿其次定律得μmgcosα－mgsinα＝ma2，设物块滑离木板时间为t，则eq\f(1,2)a1t2－eq\f(1,2)a2t2＝L，联立解得t＝1.2s。(2)物块离开木板时的速度v＝a2t，方向沿斜面对上，此后物块做加速度为a3＝gsinα的匀减速直线运动，物块向上运动的距离为x＝eq\f(v2,2gsinα)，所用时间为t1＝eq\f(v,gsinα)；此段时间内，木板沿斜面对上做初速度v板＝a1t、加速度为a4＝eq\f(F－Mgsinα,M)的匀加速直线运动，木板上滑的位移为x板＝v板t1＋eq\f(1,2)a4teq\o\al(2,1)，当物块运动到最高点时与木板下端的距离为Δx＝x板－x，联立解得Δx＝4.05m。[答案](1)1.2s(2)4.05m题号内容押题依据核心考点核心素养1.v­t图象信息应用数学学问在物理中应用科学思维：立足基础，体现“数形结合”思维方法2.牛顿运动定律的应用力的合成与分解融入动力学科学看法与责任：联系实际，体现学以致用1.一质量为2kg的质点在水平力的作用下沿粗糙的水平面做直线运动，v­t图象如图所示，已知质点与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.1，g取10m/s2，则()A．4s内质点的位移为10mB．前2s内和后2s内加速度大小之比为4∶1C．4s内质点的平均速度大小为3m/sD．前2s内和后2s内水平力的大小之比为4∶1B[v­t图象的斜率表示加速度，由图可知，该质点在前2s内的加速度大小为a1＝4m/s2，后2s内的加速度大小为a2＝1m/s2，则a1∶a2＝4∶1,0～2s时间内质点减速，摩擦力方向与速度方向相反，故与加速度方向相同，有F1＋f＝ma1,2～4s质点加速，摩擦力方向与速度方向相反，故与加速度方向相反，有F2－f＝ma2，式中f＝μmg＝0.1×2×10N＝2N，可得F1＝6N，F2＝4N，即F1∶F2＝3∶2，选项B正确，D错误；v­t图象与坐标轴围成的面积表示位移，可得4s内质点的位移为x＝6m，平均速度为eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)＝1.5m/s，选项A、