高考物理二輪復(fù)習(xí) 精練一 必考熱點(diǎn)2 運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律試題

必考熱點(diǎn)2運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律熱點(diǎn)闡釋運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律是歷年高考必考的熱點(diǎn)之一，在近幾年高考中，也常在計(jì)算題的第一題中考查；牛頓運(yùn)動(dòng)定律是高中物理的核心內(nèi)容，是解決力學(xué)問(wèn)題的重要途徑之一，每年高考試題中均有體現(xiàn)，而運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)的結(jié)合考查更是新課標(biāo)高考命題的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。一、選擇題(1～5題為單項(xiàng)選擇題，6～8題為多項(xiàng)選擇題)1.如圖1所示，光滑的水平面上有一小車(chē)，以向右的加速度a做勻加速運(yùn)動(dòng)，車(chē)內(nèi)兩物體A、B質(zhì)量之比為2∶1，A、B間用彈簧相連并放在光滑桌面上，B通過(guò)質(zhì)量不計(jì)的輕繩與車(chē)相連，剪斷輕繩的瞬間，A、B的加速度大小分別為()圖1A.a、0 B.a、aC.a、2a D.0、解析令物體B的質(zhì)量為m，剪斷輕繩前，彈簧彈力大小為F，繩子拉力大小為T(mén)，將A、B及彈簧看作整體，則有T＝3ma；隔離物體A為研究對(duì)象，則有F＝2ma。剪斷輕繩后，繩中拉力消失，彈簧彈力不變，所以物體A受力不變，加速度大小仍為a，而物體B所受合力為F＝maB，即aB＝2a答案C2.如圖2所示，一些商場(chǎng)安裝了智能化的自動(dòng)扶梯。為了節(jié)約能源，在沒(méi)有乘客乘行時(shí)，自動(dòng)扶梯以較小的速度勻速運(yùn)行；當(dāng)有乘客乘行時(shí)，自動(dòng)扶梯經(jīng)過(guò)先加速再勻速兩個(gè)階段運(yùn)行。則電梯在運(yùn)送乘客的過(guò)程中()圖2A.乘客始終受摩擦力作用B.乘客經(jīng)歷先超重再失重C.乘客對(duì)扶梯的作用力先指向右下方，再豎直向下D.扶梯對(duì)乘客的作用力始終豎直向上答案C3.一物體由靜止出發(fā)，做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則該物體依次經(jīng)過(guò)1s、3s、5s通過(guò)的位移之比x1∶x2∶x3和依次經(jīng)過(guò)1s、3s、5s末的速度之比v1∶v2∶v3分別為A.x1∶x2∶x3＝1∶2∶3，v1∶v2∶v3＝1∶2∶3B.x1∶x2∶x3＝1∶3∶5，v1∶v2∶v3＝1∶3∶5C.x1∶x2∶x3＝1∶4∶9，v1∶v2∶v3＝1∶4∶9D.x1∶x2∶x3＝1∶15∶65，v1∶v2∶v3＝1∶4∶9解析根據(jù)題意畫(huà)出物體運(yùn)動(dòng)的示意圖，初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移之比為1∶3∶5∶7…，由圖可知O→A經(jīng)過(guò)1s，A→B經(jīng)過(guò)3s，B→C經(jīng)過(guò)5s，則位移之比為x1∶x2∶x3＝1∶(3＋5＋7)∶(9＋11＋13＋15＋17)＝1∶15∶65；由v＝at可知速度之比為v1∶v2∶v3＝a×1∶(a×4)∶(a×9)＝1∶4∶9，D正確。答案D4.如圖3所示，兩光滑斜面在B處連接，小球從A處由靜止釋放，經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)時(shí)速度大小分別為3m/s和4m/s，AB＝BC。設(shè)球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)前后速度大小不變，則球在AB、BC段的加速度大小之比及球由A運(yùn)動(dòng)到C過(guò)程中的平均速率分別為()圖3A.3∶4，2.1m/s B.9∶16，2.5m/sC.9∶7，2.1m/s D.9∶7，2.5m/s解析設(shè)AB＝BC＝x，則在AB段a1＝eq\f(veq\o\al(2,B),2x)，在BC段a2＝eq\f(veq\o\al(2,C)－veq\o\al(2,B),2x)，所以eq\f(a1,a2)＝eq\f(32,42－32)＝eq\f(9,7)，AB段平均速率為v1＝eq\f(1,2)vB＝1.5m/s，BC段平均速率為v2＝eq\f(1,2)(vB＋vC)＝3.5m/s，因此從A到C的平均速率v＝eq\f(2x,\f(x,v1)＋\f(x,v2))＝eq\f(2v1v2,v1＋v2)＝2.1m/s，選C。答案C5.(2017·江蘇單科，5)如圖4所示，一小物塊被夾子夾緊，夾子通過(guò)輕繩懸掛在小環(huán)上，小環(huán)套在水平光滑細(xì)桿上。物塊質(zhì)量為M，到小環(huán)的距離為L(zhǎng)，其兩側(cè)面與夾子間的最大靜摩擦力均為F。小環(huán)和物塊以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，小環(huán)碰到桿上的釘子P后立刻停止，物塊向上擺動(dòng)。整個(gè)過(guò)程中，物塊在夾子中沒(méi)有滑動(dòng)。小環(huán)和夾子的質(zhì)量均不計(jì)，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是()圖4A.物塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩中的張力等于2B.小環(huán)碰到釘子P時(shí)，繩中的張力大于2C.物塊上升的最大高度為eq\f(2v2,g)D.速度v不能超過(guò)eq\r(\f(（2F－Mg）L,M))解析物塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)物塊與夾子間的靜摩擦力為f，則f＜F。對(duì)物塊：根據(jù)平衡條件可得2f＝Mg，則繩中的張力T＝2f＜2F，故A錯(cuò)誤；小環(huán)碰到釘子后，物塊向上擺動(dòng)的過(guò)程中，物塊在夾子中沒(méi)有滑動(dòng)，可知夾子的兩側(cè)面與物塊間的摩擦力f≤F，所以繩中的張力T＝2f≤2F，故B錯(cuò)誤；物塊向上擺動(dòng)的過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律得，Mgh＝eq\f(1,2)Mv2，解得h＝eq\f(v2,2g)，即物塊上升的最大高度為eq\f(v2,2g)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；假設(shè)物塊在開(kāi)始擺動(dòng)時(shí)，兩側(cè)面與夾子間剛好達(dá)到最大靜摩擦力F，由牛頓第二定律得，2F－Mg＝Meq\f(v2,L)，解得v＝eq\r(\f(（2F－Mg）L,M))，所以速度v不能超過(guò)eq\r(\f(（2F－Mg）L,M))，選項(xiàng)D正確。答案D6.科技館中的一個(gè)展品如圖5所示，在較暗處有一個(gè)不斷均勻滴水的水龍頭，在一種特殊的間歇閃光燈的照射下，若調(diào)節(jié)間歇閃光時(shí)間間隔正好與水滴從A下落到B的時(shí)間相同，可以看到一種奇特的現(xiàn)象，水滴似乎不再下落，而是固定在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置不動(dòng)，對(duì)出現(xiàn)的這種現(xiàn)象，下列描述正確的是(g取10m/s2)()圖5A.水滴在下落過(guò)程中通過(guò)相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間滿(mǎn)足tAB<tBC<tCDB.間歇發(fā)光的間隔時(shí)間是eq\f(\r(2),10)sC.水滴在相鄰兩點(diǎn)之間的位移滿(mǎn)足xAB∶xBC∶xCD＝1∶3∶5D.水滴在各點(diǎn)速度之比滿(mǎn)足vB∶vC∶vD＝1∶4∶9解析若調(diào)節(jié)間歇閃光時(shí)間間隔正好與水滴從A下落到B的時(shí)間相同，看到水滴似乎不再下落，知相鄰兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔相等。根據(jù)Δx＝gΔt2，則Δt＝eq\r(\f(Δx,g))＝eq\r(\f(0.2,10))s＝eq\f(\r(2),10)s，故A錯(cuò)誤，B正確；初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之比為1∶3∶5∶…，故C正確；根據(jù)v＝gt得，vB∶vC∶vD＝1∶2∶3，故D錯(cuò)誤。故選B、C。答案BC7.(2017·湖北省襄陽(yáng)市高三第一次調(diào)研測(cè)試)如圖6所示，半徑可變的四分之一光滑圓弧軌道置于豎直平面內(nèi)，軌道的末端B處切線水平，現(xiàn)將一小物體從軌道頂端A處由靜止釋放。小物體剛到B點(diǎn)時(shí)的加速度為a，對(duì)B點(diǎn)的壓力為N，小物體離開(kāi)B點(diǎn)后的水平位移為x，落地時(shí)的速率為v。若保持圓心的位置不變，改變圓弧軌道的半徑R(不超過(guò)圓心離地的高度)。不計(jì)空氣阻力，下列圖象正確的是()圖6解析設(shè)小物體釋放位置距地面高為H，小物體從A點(diǎn)到B點(diǎn)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律有vB＝eq\r(2gR)，到地面時(shí)的速度v＝eq\r(2gH)，小物體的釋放位置到地面間的距離始終不變，則選項(xiàng)D對(duì)；小物體在B點(diǎn)的加速度a＝eq\f(veq\o\al(2,B),R)＝2g，選項(xiàng)A對(duì)；在B點(diǎn)對(duì)小物體應(yīng)用向心力公式，有FB－mg＝eq\f(mveq\o\al(2,B),R)，又由牛頓第三定律可知N＝FB＝3mg，選項(xiàng)B錯(cuò)；小物體離開(kāi)B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有H－R＝eq\f(1,2)gt2，水平方向有x＝vBt，聯(lián)立可知x2＝4(H－R)R，選項(xiàng)C錯(cuò)。答案AD8.一種應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車(chē)站的安全檢查儀，用于對(duì)旅客的行李進(jìn)行安全檢查。其傳送裝置可簡(jiǎn)化為如圖7所示的模型，緊繃的傳送帶始終保持v＝1m/s的恒定速率運(yùn)行，旅客把行李無(wú)初速度地放在A處，設(shè)行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，A、B間的距離為2m，g取10m/s2。若乘客把行李放到傳送帶的同時(shí)也以v＝1m/s的恒定速率平行于傳送帶運(yùn)動(dòng)到B處取行李，則()圖7A.乘客與行李同時(shí)到達(dá)B處B.乘客提前0.5s到達(dá)B處C.行李提前0.5s到達(dá)B處D.若傳送帶速度足夠大，行李最快也要2s才能到達(dá)B處解析行李放在傳送帶上，傳送帶對(duì)行李的滑動(dòng)摩擦力使行李開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運(yùn)動(dòng)。加速度為a＝μg＝1m/s2，歷時(shí)t1＝eq\f(v,a)＝1s與傳送帶達(dá)到共同速度，位移x1＝eq\f(v,2)t1＝0.5m，此后行李勻速運(yùn)動(dòng)t2＝eq\f(2m－x1,v)＝1.5s到達(dá)B，共用時(shí)間2.5s；乘客到達(dá)B，歷時(shí)t＝eq\f(2m,v)＝2s，故B正確，A、C錯(cuò)誤；若傳送帶速度足夠大，行李一直加速運(yùn)動(dòng)，最短運(yùn)動(dòng)時(shí)間tmin＝eq\r(\f(2×2,1))s＝2s，D正確。答案BD二、非選擇題9.如圖8甲所示，傾角θ＝37°的粗糙斜面長(zhǎng)AD＝22m，質(zhì)量m＝1kg的物體在平行斜面向下的恒定外力F作用下由A點(diǎn)加速下滑，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，力F突然反向(大小不變)，運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)撤去外力，物體在A、C間運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖乙所示，取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，求：圖8(1)外力F的大小及物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)物體從A到D的平均速度大小及物體滑到D點(diǎn)時(shí)的速度大小。解析(1)由v－t圖象可知物體在AB段加速度為a1＝eq\f(Δv1,Δt1)＝8m/s2在BC段加速度為a2＝eq\f(Δv2,Δt2)＝－4m/s2由牛頓第二定律知物體在AB段有F＋mgsinθ－μmgcosθ＝ma1在BC段有mgsinθ－F－μmgcosθ＝ma2聯(lián)立并代入數(shù)值得F＝6N，μ＝0.5。(2)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)撤去外力后，物體的加速度大小為a3＝eq\f(mgsinθ－μmgcosθ,m)＝2m/s2由圖知物體從A到B的位移為s1＝eq\f(vB,2)t1＝4m物體從B到C的位移為s2＝eq\f(vB＋vC,2)t2＝6m設(shè)物體從C到D經(jīng)歷的時(shí)間為t3，則由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律知AD－s1－s2＝vCt3＋eq\f(1,2)a3teq\o\al(2,3)代入數(shù)值得t3＝2s物體從A到D的平均速度大小v＝eq\f(AD,t1＋t2＋t3)＝5.5m/s物體滑到D點(diǎn)時(shí)速度大小為vD＝vC＋a3t3＝8m/s。答案(1)6N0.5(2)5.5m/s8m/s10.(2017·通州中學(xué))如圖9，一滑塊通過(guò)長(zhǎng)度忽略不計(jì)的繩固定在小車(chē)的前壁上，小車(chē)表面光滑。某時(shí)刻小車(chē)由靜止開(kāi)始向右勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)2s，細(xì)繩斷裂。細(xì)繩斷裂后，小車(chē)的加速度不變，又經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，滑塊從小車(chē)左端剛好掉下，在繩斷裂到滑塊掉下這段時(shí)間內(nèi)，已知滑塊相對(duì)小車(chē)前3s內(nèi)滑行了4.5m，后3s內(nèi)滑行了10.5m。圖9(1)小車(chē)的加速度多大？(2)從繩斷到滑塊離開(kāi)車(chē)尾所用時(shí)間是多少？(3)小車(chē)的長(zhǎng)度是多少？解析(1)設(shè)小車(chē)加速度為a，斷裂時(shí)，車(chē)和滑塊的速度為v1＝at＝2a，斷裂后，小車(chē)的速度v＝v1＋at，小車(chē)的位移為x1＝v1t＋eq\f(1,2)at2，滑塊的位移為x2＝v1t前3s相對(duì)位移有關(guān)系：Δx＝x1－x2＝eq\f(1,2)at2＝4.5m得a＝1m/s2(2)細(xì)線斷開(kāi)時(shí)小車(chē)和滑塊的速度：v1＝2a＝2×1m/s＝2m設(shè)后3s小車(chē)的初速度為v1′，則小車(chē)的位移