（課標版）高考物理二輪復習 專題限時訓練2 力與直線運動（含解析）-人教版高三全冊物理試題

專題限時訓練2力與直線運動時間：45分鐘一、單項選擇題1．如圖所示，木塊A、B靜止疊放在光滑水平面上，A的質量為m，B的質量為2m，現(xiàn)施加水平力F拉B，A、B剛好不發(fā)生相對滑動，一起沿水平面運動．若改用水平力F′拉A，使A、B也保持相對靜止，一起沿水平面運動，則F′不得超過(B)A．2F B.eq\f(F,2)C．3F D.eq\f(F,3)解析：力F拉物體B時，A、B恰好不滑動，故A、B間的靜摩擦力達到最大值，對物體A受力分析，受重力mg、支持力N、向前的靜摩擦力fm，根據(jù)牛頓第二定律，有fm＝ma①，對A、B整體受力分析，受重力3mg、支持力和拉力F，根據(jù)牛頓第二定律，有F＝3ma②，由①②解得：fm＝eq\f(1,3)F.當F′作用在物體A上時，A、B恰好不滑動時，A、B間的靜摩擦力達到最大值，對物體A，有F′－fm＝ma1③，對整體，有：F′＝3ma1④，由上述各式聯(lián)立解得：F′＝eq\f(1,2)F，即F′的最大值是eq\f(1,2)F，則使A、B也保持相對靜止，一起沿水平面運動，則F′不得超過eq\f(1,2)F，故B正確．2．如圖所示，Oa、Ob是豎直平面內兩根固定的光滑細桿，O、a、b、c位于同一圓周上，c為圓周的最高點，a為最低點，Ob經過圓心．每根桿上都套著一個小滑環(huán)，兩個滑環(huán)都從O點無初速釋放，用t1、t2分別表示滑環(huán)到達a、b所用的時間，則下列關系正確的是(B)A．t1＝t2 B．t1<t2C．t1>t2 D．無法確定解析：設Oa與豎直方向夾角為θ，則Ob與豎直方向夾角為2θ，則2Rcosθ＝eq\f(1,2)gcosθ·teq\o\al(2,1)，2R＝eq\f(1,2)gcos2θ·teq\o\al(2,2)，比較可得t1<t2，故B正確．3．某物體做直線運動的v-t圖象如圖所示，下圖中F表示物體所受合力，x表示物體的位移，則其中正確的是(B)解析：根據(jù)v-t圖象的斜率可知，0～2s內與6～8s內物體的加速度大小相等、方向相同，故所受合力相同，A錯誤.2～6s內物體的加速度恒定，合力恒定，且大小與0～2s內的相同，方向與0～2s內的相反，B正確．根據(jù)v-t圖象可知，0～4s內物體先沿正方向做勻加速直線運動，然后做勻減速直線運動，4～8s內先沿負方向做勻加速直線運動，然后做勻減速直線運動，再結合v-t圖線包圍面積的意義可知，0～4s內物體的位移不斷增大，4s末達到最大值，8s末返回到出發(fā)點，C、D錯誤．4．一皮帶傳送裝置如圖所示，輕彈簧一端固定，另一端連接一個質量為m的滑塊，已知滑塊與皮帶之間存在摩擦．現(xiàn)將滑塊輕放在皮帶上，彈簧恰好處于自然長度且軸線水平．若在彈簧從自然長度到第一次達最長的過程中，滑塊始終未與皮帶達到共速，則在此過程中滑塊的速度和加速度變化情況是(D)A．速度增大，加速度增大B．速度增大，加速度減小C．速度先增大后減小，加速度先增大后減小D．速度先增大后減小，加速度先減小后增大解析：滑塊輕放到皮帶上，受到向左的摩擦力，開始摩擦力大于彈簧的彈力，向左做加速運動，在此過程中，彈簧的彈力逐漸增大，根據(jù)牛頓第二定律，加速度逐漸減小，當彈簧的彈力與滑動摩擦力相等時，速度達到最大，然后彈力大于摩擦力，加速度方向與速度方向相反，滑塊做減速運動，彈簧彈力繼續(xù)增大，根據(jù)牛頓第二定律得，加速度逐漸增大，速度逐漸減?。蔇正確，A、B、C錯誤．5．如圖所示，一個人用輕繩通過輕質滑環(huán)(圖中未畫出)懸吊在足夠長的傾斜鋼索上運動(設鋼索是直的)，下滑過程中到達圖中A位置時輕繩與鋼索垂直，到達圖中B位置時輕繩豎直．不計空氣阻力，下列說法正確的是(B)A．在A位置時，人的加速度可能為零B．在A位置時，鋼索對輕繩的作用力小于人的重力C．在B位置時，鋼索對輕環(huán)的摩擦力為零D．若輕環(huán)在B位置突然被卡住，則此時輕繩對人的拉力等于人的重力解析：在A位置，人所受的合力不為0，加速度不為0，且輕繩拉力小于人的重力，選項A錯誤，B正確；在B位置，人受力平衡，輕環(huán)受拉力、支持力和摩擦力作用而平衡，選項C錯誤；若B處輕環(huán)突然被卡住，此時人做圓周運動，需要向心力，則拉力大于重力，選項D錯誤．

6．如圖所示，一根彈簧一端固定在左側豎直墻上，另一端連著A小球，同時水平細線一端連著A球，另一端固定在右側豎直墻上，彈簧與豎直方向的夾角是60°，A、B兩小球分別連在另一根豎直彈簧兩端．開始時A、B兩球都靜止不動，A、B兩小球的質量相等，重力加速度為g，若不計彈簧質量，在水平細線被剪斷瞬間，A、B兩球的加速度分別為(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：水平細線被剪斷前對A、B進行受力分析如圖，靜止時，F(xiàn)T＝Fsin60°，F(xiàn)cos60°＝mAg＋F1，F(xiàn)1＝mBg，且mA＝mB水平細線被剪斷瞬間，F(xiàn)T消失，其他各力不變，所以aA＝eq\f(FT,mA)＝2eq\r(3)g，aB＝0，故選D.二、多項選擇題7．如圖所示，質量為3kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上面，質量為2kg的物體B用細線懸掛，A、B間相互接觸但無壓力．取g＝10m/s2.某時刻將細線剪斷，則細線剪斷瞬間(AC)A．B對A的壓力大小為12NB．彈簧彈力大小為20NC．B的加速度大小為4m/s2D．A的加速度為零解析：剪斷細線前，A、B間無壓力，則彈簧的彈力F＝mAg＝30N，剪斷細線的瞬間，彈簧彈力不變，對A、B整體分析，整體加速度：a＝eq\f(mA＋mBg－F,mA＋mB)＝eq\f(3＋2×10－30,3＋2)m/s2＝4m/s2隔離對B分析有：mBg－FN＝mBa，解得：FN＝(20－2×4)N＝12N，由牛頓第三定律知B對A的壓力為12N，故A、C正確，B、D錯誤．8．機場使用的貨物安檢裝置如圖所示，繃緊的傳送帶始終保持v＝1m/s的恒定速率運動，AB為傳送帶水平部分且長度L＝2m，現(xiàn)有一質量為m＝1kg的背包(可視為質點)無初速度地放在水平傳送帶的A端，可從B端沿斜面滑到地面．已知背包與傳送帶的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，g＝10m/s2，下列說法正確的是(AD)A．背包從A運動到B所用的時間為2.1sB．背包從A運動到B所用的時間為2.3sC．背包與傳送帶之間的相對位移為0.3mD．背包與傳送帶之間的相對位移為0.1m解析：背包在水平傳送帶上由滑動摩擦力產生加速度，由牛頓第二定律得μmg＝ma，得a＝5m/s2，背包達到傳送帶的速度v＝1m/s所用時間t1＝eq\f(v,a)＝0.2s，此過程背包對地位移x1＝eq\f(v,2)t1＝eq\f(1,2)×0.2m＝0.1m<L＝2m，所以共速后背包與傳送帶相對靜止，沒有相對位移，所以背包對于傳送帶的相對位移為Δx＝vt1－x1＝(1×0.2－0.1)m＝0.1m，背包勻速運動的時間t2＝eq\f(L－x1,v)＝eq\f(2－0.1,1)s＝1.9s，所以背包從A運動到B所用的時間為：t＝t1＋t2＝2.1s，故選A、D.9．如圖所示，a、b、c是三個質量均為m的物塊，物塊a、b通過水平輕繩相連后放在水平地面上，物塊c放在b上．現(xiàn)用水平拉力F作用于a，使三個物塊一起水平向右勻速運動．各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度大小為g.下列說法正確的是(ACD)A．該水平拉力大于輕繩中的張力B．物塊c受到的摩擦力大小為μmgC．當該水平拉力F增大為原來的1.5倍時，物塊c受到的摩擦力大小為0.5μmgD．剪斷輕繩后，在物塊b向右運動的過程中，物塊c受到的摩擦力大小為μmg解析：對勻速運動的整體，由平衡條件得F＝3μmg，同理對b和c，輕繩中的張力FT＝2μmg，則F>FT，對c，摩擦力為0，選項A正確，B錯誤；當該水平拉力F增大為原來的1.5倍時，對三物塊組成的整體，有1.5F－3μmg＝3ma，則a＝0.5μg，此時對c，摩擦力f1＝ma＝0.5μmg，選項C正確；剪斷輕繩后，在物塊b向右運動的過程中，對b、c整體，加速度a′＝eq\f(2μmg,2m)＝μg，對c，摩擦力f2＝ma′＝μmg，選項D正確．10．如圖所示，傾角為θ的斜面體C置于粗糙水平桌面上，物塊B置于斜面上，B通過細繩跨過固定于桌面邊緣的光滑的定滑輪與物塊A相連，連接B的一段細繩與斜面平行．已知B與C間的動摩擦因數(shù)為μ＝tanθ，A、B的質量均為m，重力加速度為g.現(xiàn)將B由靜止釋放，則在B下滑至斜面底端之前且A尚未落地的過程中，下列說法正確的是(AD)A．物塊B一定勻加速下滑B．物塊B的加速度大小為gC．水平桌面對C的摩擦力方向水平向左D．水平桌面對C的支持力與B、C的總重力大小相等解析：A、B兩物塊的加速度大小相等，由牛頓第二定律，對物塊A，有mg－FT＝ma，對物體B，有FT＋mgsinθ－μmgcosθ＝ma，又知μ＝tanθ，聯(lián)立解得加速度a＝eq\f(g,2)，選項A正確，B錯誤；對B，因μ＝tanθ，支持力和摩擦力的合力豎直向上，則B對C的壓力和摩擦力的合力豎直向下，對C，由平衡條件得，水平桌面對C的摩擦力為0，支持力FN＝(m＋mC)g，選項C錯誤，D正確．三、計算題11．如圖所示，在水平桌面上放置一質量為M且足夠長的木板，木板上再疊放一質量為m的滑塊，木板與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ1，滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ2，開始時滑塊與木板均靜止．今在木板上施加一水平拉力F，它隨時間t的變化關系為F＝kt，k為已知的比例系數(shù)．假設滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，求滑塊剛好開始在木板上滑動時，(1)拉力作用的時間．(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)滑塊剛好開始在木板上滑動時，滑塊與木板的靜摩擦力達到最大，根據(jù)牛頓第二定律得：對滑塊：μ2mg＝ma解得：a＝μ2g對滑塊和木板構成的系統(tǒng)：kt2－μ1(M＋m)g＝(M＋m)a聯(lián)立解得：t2＝eq\f(μ1＋μ2M＋mg,k)(2)木板剛開始滑動時：μ1(M＋m)g＝kt1此后滑塊隨木板一起運動，直至兩者發(fā)生相對滑動，在這個過程中，拉力的沖量為圖中陰影部分的面積．由動量定理得：I－μ1(M＋m)g(t2－t1)＝(M＋m)v，聯(lián)立解得：v＝(M＋m)eq\f(μ\o\al(2,2)g2,2k)12．如圖，一輛汽車在平直公路上勻加速行駛，前擋風玻璃上距下沿s處有一片質量為m的樹葉相對于玻璃不動，擋風玻璃可視為傾角θ＝45°的斜面．當車速達到v0時，樹葉剛要向上滑動，汽車立即改做勻速直線運動，樹葉開始下滑，經過時間t滑到玻璃的下沿．樹葉在運動中受到空氣阻力，其大小F＝kv(v為車速，k為常數(shù))，方向與車運動方向相反．若最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力，重力加速度為g，求：(1)樹葉在玻璃表面運動的加速度大小a′；(2)樹葉與玻璃表面之間的動摩擦因數(shù)μ；(3)汽車在勻加速運動階段的加速度大小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)根據(jù)勻加速直線運動規(guī)律，有s＝eq\f(1,2)a′t2解得a′＝eq\f(2s,t2).(2)設汽車勻速運動時，樹葉受到擋風玻璃的支持力為N，樹葉受到的空氣阻力為F，樹葉受到的滑動摩擦力為fF＝kv0f＝μNN＝mgcos