【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2021高考物理(山東專用)三輪體系大通關(guān)-專練4-動(dòng)力學(xué)綜合問(wèn)題

專練4動(dòng)力學(xué)綜合問(wèn)題1．(2022·北京卷，18)應(yīng)用物理學(xué)問(wèn)分析生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象，可以使物理學(xué)習(xí)更加好玩和深化．例如平伸手掌托起物體，由靜止開(kāi)頭豎直向上運(yùn)動(dòng)，直至將物體拋出．對(duì)此現(xiàn)象分析正確的是()A．手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體始終處于超重狀態(tài)B．手托物體向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體始終處于失重狀態(tài)C．在物體離開(kāi)手的瞬間，物體的加速度大于重力加速度D．在物體離開(kāi)手的瞬間，手的加速度大于重力加速度解析手掌平托物體由靜止開(kāi)頭豎直向上運(yùn)動(dòng)直至將物體拋出前的過(guò)程中，物體與手掌相對(duì)靜止，先向上加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng)，即物體先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，故A、B均錯(cuò)；物體離開(kāi)手的瞬間，手的加速度必需向下且大于重力加速度，故C錯(cuò)、D對(duì)．答案D2．(2022·湖南五市十校聯(lián)合檢測(cè))物體的運(yùn)動(dòng)狀況或所受合外力的狀況如圖所示，四幅圖的圖線都是直線，從圖中可以推斷這四個(gè)質(zhì)量肯定的物體的某些運(yùn)動(dòng)特征．下列說(shuō)法正確的是()A．甲物體受到不為零且恒定的合外力B．乙物體受到的合外力越來(lái)越大C．丙物體受到的合外力為零D．丁物體的加速度越來(lái)越大解析甲物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，合外力為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；乙物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，合外力恒定，且不為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；丙物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，合外力恒定且不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；丁物體所受合外力越來(lái)越大，加速度越來(lái)越大，選項(xiàng)D正確．答案D3．(2022·北京卷，19)圖1伽利略制造的把試驗(yàn)、假設(shè)和規(guī)律推理相結(jié)合的科學(xué)方法，有力地促進(jìn)了人類科學(xué)生疏的進(jìn)展．利用如圖1所示的裝置做如下試驗(yàn)：小球從左側(cè)斜面上的O點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面對(duì)下運(yùn)動(dòng)，并沿右側(cè)斜面上升．斜面上先后鋪墊三種粗糙程度漸漸降低的材料時(shí)，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3.依據(jù)三次試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，可以得到的最直接的結(jié)論是()A．假如斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚cO點(diǎn)等高的位置B．假如小球不受力，它將始終保持勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)C．假如小球受到力的作用，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生轉(zhuǎn)變D．小球受到的力肯定時(shí)，質(zhì)量越大，它的加速度越小解析由圖可知，斜面的粗糙程度越低，物體沿右側(cè)斜面上升的越接近與O點(diǎn)等高的位置，故當(dāng)斜面光滑時(shí)，小球會(huì)上升到與O點(diǎn)等高的位置，故A對(duì)，B、C、D均錯(cuò)．答案A4．2021年6月20日中國(guó)載人航天史上的首堂太空授課開(kāi)講，“天宮一號(hào)”中的質(zhì)量測(cè)量?jī)x上的彈簧能夠產(chǎn)生一個(gè)恒定的力F，航天員把一個(gè)物體固定在質(zhì)量測(cè)量?jī)x支架一端，然后輕輕拉開(kāi)支架，一放手，支架便在彈簧的作用下回到原位，若測(cè)速裝置測(cè)量出支架復(fù)位的速度v和時(shí)間t，則待測(cè)物體的質(zhì)量為()A.eq\f(F,vt)B.eq\f(Ft,v)C.eq\f(v,Ft)D.eq\f(vt,F)解析設(shè)待測(cè)物體的質(zhì)量為m，依據(jù)題意，放手后待測(cè)物體在恒力F作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)，其加速度a＝eq\f(v,t)，由牛頓其次定律F＝ma可得待測(cè)物體的質(zhì)量為m＝eq\f(Ft,v)，選項(xiàng)B正確．答案B5．(2022·陜西省高三教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))如圖2所示，運(yùn)動(dòng)員手持網(wǎng)球拍托球沿水平面勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)球拍和球的質(zhì)量分別為M、m，球拍平面和水平面之間的夾角為θ，球拍與球保持相對(duì)靜止，它們之間的摩擦及空氣阻力不計(jì)，則()圖2A．運(yùn)動(dòng)員的加速度大小為gtanθB．球拍對(duì)球的作用力為eq\f(mg,cosθ)C．運(yùn)動(dòng)員對(duì)球拍的作用力為MgcosθD．若運(yùn)動(dòng)員的加速度大于gsinθ，則球肯定沿球拍向上運(yùn)動(dòng)解析球拍對(duì)球的支持力與球的重力的合力等于ma，由此可得運(yùn)動(dòng)員的加速度大小為a＝gtanθ，球拍對(duì)球的作用力為F＝eq\f(mg,cosθ)，選項(xiàng)A、B正確；運(yùn)動(dòng)員對(duì)球拍的作用力為eq\f(M＋mg,cosθ)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若運(yùn)動(dòng)員的加速度大于gtanθ，球肯定沿球拍向上運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案AB6．(2022·皖北協(xié)作區(qū)聯(lián)考)一足夠長(zhǎng)的傾角為θ的斜面固定在水平面上，在斜面頂端放置一長(zhǎng)木板，木板與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，木板上固定一力傳感器，連接傳感器和光滑小球間是一平行于斜面的輕桿，如圖3所示，當(dāng)木板固定時(shí)，傳感器的示數(shù)為F1.現(xiàn)由靜止釋放木板，木板沿斜面下滑，穩(wěn)定時(shí)傳感器的示數(shù)為F2.則下列說(shuō)法正確的是()圖3A．穩(wěn)定后傳感器的示數(shù)肯定為零B．tanθ＝eq\f(μF1,F2)C．tanθ＝eq\f(F1,μF2)D．tanθ＝eq\f(F2,μF1)解析木板與球的質(zhì)量分別為M和m，對(duì)球由平衡條件和牛頓其次定律得：F1－mgsinθ＝0，mgsinθ－F2＝ma，對(duì)木板和球整體得：(M＋m)gsinθ－μ(M＋m)gcosθ＝(M＋m)a，則a＜gsinθ，解得F2＝mgsinθ－ma＞0，A項(xiàng)錯(cuò)；tanθ＝eq\f(μF1,F2)，B項(xiàng)對(duì)，C、D項(xiàng)錯(cuò)．答案B7.如圖4所示，A、B兩小球分別連在輕線兩端，B球另一端與彈簧相連，彈簧固定在傾角為30°的光滑斜面頂端．A、B兩小球的質(zhì)量分別為mA、mB，重力加速度為g，若不計(jì)彈簧質(zhì)量，在線被剪斷瞬間，A、B兩球的加速度大小分別為()圖4A．都等于eq\f(g,2)B.eq\f(g,2)和0C.eq\f(g,2)和eq\f(mA,mB)·eq\f(g,2)D.eq\f(mA,mB)·eq\f(g,2)和eq\f(g,2)解析由整體法知，F(xiàn)彈＝(mA＋mB)gsin30°剪斷線瞬間，由牛頓其次定律：對(duì)B：F彈－mBgsin30°＝mBaB，得aB＝eq\f(mA,mB)·eq\f(g,2).對(duì)A：mAgsin30°＝mAaA，得aA＝eq\f(1,2)g.所以C項(xiàng)正確．答案C8．(2022·安徽省級(jí)示范高中聯(lián)考，17)圖5高空跳傘運(yùn)動(dòng)是跳傘者乘飛機(jī)、氣球等航空器或其他器械升至高空后跳下，或者從陡峭的山頂、高地上跳下，如圖5所示，在張開(kāi)降落傘之前可看做是自由落體運(yùn)動(dòng)，開(kāi)傘后受到的空氣阻力與速度成正比，運(yùn)動(dòng)員減速下降，最終勻速下降，在指定區(qū)域平安著陸，從下落時(shí)開(kāi)頭計(jì)時(shí)，在整個(gè)過(guò)程中，用v表示運(yùn)動(dòng)員下落的速度，h表示運(yùn)動(dòng)員從初位置開(kāi)頭下落的高度，F(xiàn)表示運(yùn)動(dòng)員受到的合力，Ep表示運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能(選地面為零勢(shì)能面)．下列圖象正確的是()解析跳傘運(yùn)動(dòng)員先做自由落體運(yùn)動(dòng)，再做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，最終所受合外力為零，做勻速運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)；打開(kāi)降落傘后做加速度漸漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，所受合外力向上，與開(kāi)頭時(shí)的合外力方向相反，為負(fù)值且漸漸減小；最終勻速下降，合外力為零，C錯(cuò)；運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能Ep＝mg(H－h(huán))，D正確．答案D9．(2022·云南第一次檢測(cè)，15)物塊A放置在與水平地面成30°角傾斜的木板上時(shí)，剛好可以沿斜面勻速下滑；若該木板與水平面成60°角傾斜，取g＝10m/s2，則物塊A沿此斜面下滑的加速度大小為()A．5eq\r(3)m/s2B．3eq\r(3)m/s2C．(5－eq\r(3))m/s2D.eq\f(10\r(3),3)m/s2解析由物塊在傾角為30°的木板上勻速下滑，得Ff＝mgsinθ，又FN1＝mgcos30°，F(xiàn)f＝μFN1，求得動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),3)；在傾角為60°的木板上物塊加速下滑，有FN2＝mgcos60°，mgsin60°－μFN2＝ma，求得a＝eq\f(10,3)eq\r(3)m/s2，D對(duì)．答案D10.圖6一皮帶傳送裝置如圖6所示，皮帶的速度v足夠大，輕彈簧一端固定，另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊，已知滑塊與皮帶之間存在摩擦，當(dāng)滑塊放在皮帶上時(shí)，彈簧的軸線恰好水平，若滑塊放在皮帶的瞬間，滑塊的速度為零，且彈簧正好處于自然長(zhǎng)度，則當(dāng)彈簧從自然長(zhǎng)度到第一次達(dá)最長(zhǎng)這一過(guò)程中，滑塊的速度和加速度變化的狀況是()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在水平方向受向左的滑動(dòng)摩擦力Ff和彈簧向右的拉力F拉＝kx，合力F合＝Ff－F拉＝ma，當(dāng)彈簧從自然長(zhǎng)度到第一次達(dá)最長(zhǎng)這一過(guò)程中，x漸漸增大，拉力F拉漸漸增大，由于皮帶的速度v足夠大，所以合力F合先減小后反向增大，從而加速度a先減小后反向增大；滑動(dòng)摩擦力與彈簧彈力相等之前，加速度與速度同向，滑動(dòng)摩擦力與彈簧拉力相等之后，加速度便與速度方向相反，故滑塊的速度先增大，后減小．答案D11．(2022·江西南昌調(diào)研)如圖7甲所示，在電梯箱內(nèi)輕繩AO、BO、CO連接吊著質(zhì)量為m的物體，輕繩AO、BO、CO對(duì)輕質(zhì)結(jié)點(diǎn)O的拉力分別為F1、F2、F3.現(xiàn)電梯箱豎直向下運(yùn)動(dòng)，其速度v隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，重力加速度為g，則()圖7A．在0～t1時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)1與F2的合力等于F3B．在0～t1時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)1與F2的合力大于mgC．在t1～t2時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)1與F2的合力小于F3D．在t1～t2時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)1與F2的合力大于mg解析對(duì)輕質(zhì)結(jié)點(diǎn)O，因沒(méi)質(zhì)量，故其無(wú)論在何狀態(tài)下，F(xiàn)1、F2、F3三個(gè)力的合力都為零，即F1與F2的合力與F3等大、反向，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；對(duì)物體進(jìn)行受力分析，其受到豎直向下的重力mg和豎直向上的繩子的拉力F3，在0～t1時(shí)間內(nèi)，電梯加速向下運(yùn)動(dòng)，物體處于失重狀態(tài)，F(xiàn)3＜mg，即F1與F2的合力小于mg，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在t1～t2時(shí)間內(nèi)，電梯減速向下運(yùn)動(dòng)，物體處于超重狀態(tài)，F(xiàn)3＞mg，即F1與F2的合力大于mg，選項(xiàng)D正確．答案AD12．(2022·江西師大附中、臨川一中聯(lián)考)如圖8甲所示，物塊的質(zhì)量m＝1kg，初速度v0＝10m/s，在一水平向左的恒力F作用下從O點(diǎn)沿粗糙的水平面對(duì)右運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻后恒力F突然反向，整個(gè)過(guò)程中物塊速度的平方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，g＝10m/s2.下列說(shuō)法中正確的是()圖8A．0～5s內(nèi)物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)B．在t＝1s時(shí)刻，恒力F反向C．恒力F大小為10ND．物塊與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3解析由圖象得物塊在前5m位移內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng)，在5～13m位移內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng)，且由圖象斜率得勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小a1＝eq\f(100,2×5)m/s2＝10m/s2，勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小a2＝eq\f(64,2×13－5)m/s2＝4m/s2，勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝eq\f(v0,a1)＝1s，又由牛頓其次定律得，F(xiàn)＋μmg＝ma1和F－μmg＝ma2，聯(lián)立解得F＝7N，動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.3.選項(xiàng)B、D正確．答案BD13.圖9如圖9所示，在傾角為α的光滑絕緣斜面上放兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的帶電小球A、B(均可視為質(zhì)點(diǎn))，m1＝2m2，相距為L(zhǎng).兩球同時(shí)由靜止開(kāi)頭釋放時(shí)，B球的初始加速度恰好等于零．經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，當(dāng)兩球距離為L(zhǎng)′時(shí)A、B的加速度大小之比為a1∶a2＝3∶2，則L′∶A．3∶2B．2∶1C.eq\r(10)∶5D．5∶eq\r(10)解析由B球初始加速度恰好等于零得初始時(shí)刻A對(duì)B的庫(kù)侖力F＝m2gsinα，當(dāng)兩球距離為L(zhǎng)′時(shí)，A球的加速度a1＝eq\f(m1gsinα＋F′,m1)，初始時(shí)B球受力平衡，兩球相互排斥運(yùn)動(dòng)一段距離后，兩球間距增大，庫(kù)侖力肯定減小，當(dāng)兩球距離為L(zhǎng)′時(shí)庫(kù)侖力小于m2gsinα，所以加速度a2的方向應(yīng)當(dāng)沿斜面對(duì)下，a2＝eq\f(m2gsinα－F′,m2).由a1∶a2＝3∶2得F′＝0.25m2gsinα，由庫(kù)侖力公式F＝keq\f(qQ,L2)，F(xiàn)′＝keq\f(qQ,L′2)可求得L′∶L＝eq\r(F)∶eq\r(F′)＝2∶1.答案B14．(2022·遼寧沈陽(yáng)質(zhì)檢)如圖10甲所示，為測(cè)定物體沖上粗糙斜面能達(dá)到的最大位移x與斜面傾角θ的關(guān)系，將某一物體每次以不變的初速率v0沿足夠長(zhǎng)的斜面對(duì)上推出，調(diào)整斜面與水平方向的夾角θ，試驗(yàn)測(cè)得x與斜面傾角θ的關(guān)系如圖乙所示，g取10m/s2，依據(jù)圖象可求出()圖10A．物體的初速率v0＝3m/sB．物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.75C．取不同的傾角θ，物體在斜面上能達(dá)到的位移x的最小值xmin＝1.44mD．當(dāng)某次θ＝30°時(shí)，物體達(dá)到最大位移后將沿斜面下滑解析當(dāng)θ＝90°，物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，v0＝eq\r(2gh)＝6m/s，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)θ＝0°時(shí)，物體在水平面上運(yùn)動(dòng)，由－μmg＝ma，x＝eq\f(0－v\o\al(2,0),2a)得，μ＝0.75，B項(xiàng)正確；當(dāng)傾角為θ時(shí)，有－mgsinθ－μmgcosθ＝ma和x＝eq\f(0－v\o\al(2,0),2a)得x＝eq\f(v\o\al(2,0),2gsinθ＋μcosθ)＝eq\f(v\o\al(2,0),2g\r(1＋μ2)sinθ＋φ)≥eq\f(v\o\al(2,0),2g\r(1＋μ2))＝1.44，故C項(xiàng)正確；當(dāng)θ＝30°時(shí)，mgsinθ＜μmgcosθ，故達(dá)到最大位移后不會(huì)下滑，D項(xiàng)錯(cuò)誤．答案BC15．(2022·河北省衡水中學(xué)調(diào)研)如圖11甲所示，A、B兩長(zhǎng)方體疊放在一起，放在光滑的水平面上，B物體從靜止開(kāi)頭受到一個(gè)水平變力的作用，該力與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A、B始終保持相對(duì)靜止．則在0～2t0時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是()圖11A．t0時(shí)刻，A、B間的靜摩擦力最大，加速度最小B．t0時(shí)刻，A、B的