2025版高考物理二輪復(fù)習(xí)專題限時(shí)集訓(xùn)2力與直線運(yùn)動(dòng)含解析

PAGE8-專題限時(shí)集訓(xùn)(二)(建議用時(shí)：40分鐘)[專題通關(guān)練]1．(原創(chuàng)題)以20m/s的速度勻速行駛的汽車，剎車后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。若汽車剎車后第2s內(nèi)的位移為11m(剎車時(shí)間超過2s)，則剎車后5s內(nèi)的位移為()A．50mB.eq\f(100,3)mC．100mD.eq\f(50,3)mB[由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，汽車在第1.5s時(shí)的瞬時(shí)速度大小為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，故汽車停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t′＝eq\f(0－20,－6)s＝eq\f(10,3)s<5s，故汽車在剎車后5s內(nèi)的位移為x＝eq\o(v,\s\up6(－))t′＝eq\f(20,2)×eq\f(10,3)m＝eq\f(100,3)m，故選項(xiàng)B正確。]2．(2024·江西五校聯(lián)考)A、B兩物體在水平面上沿同始終線運(yùn)動(dòng)，它們的v-t圖象如圖中a、b所示。在t＝0時(shí)刻，B在A的前面，兩物體相距9m，B物體在滑動(dòng)摩擦力作用下做減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2m/s2，則A物體追上B物體所用的時(shí)間是()A．3sB．5sC．7.5s D．8.5sD[B減速到零所需的時(shí)間t＝eq\f(0－v0,a)＝eq\f(－10,－2)s＝5s，B減速到零的位移xB＝eq\f(0－v\o\al(2,0),2a)＝eq\f(－102,－2×2)m＝25m，此時(shí)A的位移xA＝vAt＝4×5m＝20m，因?yàn)閤B＋d>xA，所以B停止時(shí)，A還未追上B，則A追上B須要接著運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t′＝eq\f(xB＋d－xA,vA)＝eq\f(25＋9－20,4)s＝3.5s，可知A物體追上B物體所用的時(shí)間t總＝t＋t′＝8.5s，故D正確。]3.(一題多解)(多選)汽車由靜止起先在平直的馬路上行駛，在0～50s內(nèi)汽車的加速度隨時(shí)間變更的圖象如圖所示，下列說法正確的是()A．汽車行駛的最大速度為20m/sB．汽車在第50s末的速度為零C．在0～50s內(nèi)汽車行駛的總位移為850mD．汽車在40～50s內(nèi)的速度方向和在0～10s內(nèi)的速度方向相反AC[法一：在0～10s內(nèi)汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，10s末汽車的速度v1＝a1t1＝20m/s，汽車的位移為x1＝eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＝100m，在10～40s內(nèi)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移為x2＝v1t2＝600m，在40～50s內(nèi)汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，a2＝－1m/s2，第50s末的速度為v2＝v1＋a2t3＝10m/s，位移為x3＝v1t3＋eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,3)＝150m，總位移為x＝x1＋x2＋x3＝850m，汽車在40～50s內(nèi)的速度為正值，與在0～10s內(nèi)的速度方向相同，綜上所述，選項(xiàng)A、C正確，B、D錯(cuò)誤。法二：本題A、B、D選項(xiàng)也可依據(jù)a-t圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示速度變更量來分析。最大面積為0～10s內(nèi)圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積，所以汽車的最大速度為20m/s，A正確。0～50s內(nèi)圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積為20m/s－10m/s＝10m/s，因此汽車在50s末的速度為10m/s，汽車在40～50s內(nèi)的速度均為正值，與在0～10s內(nèi)的速度方向相同，B、D錯(cuò)誤。]4.(易錯(cuò)題)(多選)如圖所示，吊籃A、物體B、物體C的質(zhì)量分別為m、3m、2m。B和C分別固定在彈簧兩端，彈簧的質(zhì)量不計(jì)。B和C在吊籃的水平底板上處于靜止?fàn)顟B(tài)。將懸掛吊籃的細(xì)線剪斷的瞬間()A．吊籃A的加速度大小為2gB．物體B的加速度大小為gC．物體C的加速度大小為2gD．吊籃A、物體B、物體C的加速度大小均為gAC[彈簧起先時(shí)的彈力為F＝3mg，剪斷細(xì)線的瞬間，彈簧彈力不變，將C和A看成一個(gè)整體，依據(jù)牛頓其次定律可得aAC＝eq\f(F＋m＋2mg,m＋2m)＝2g，即A、C的加速度大小均為2g，選項(xiàng)A、C正確，D錯(cuò)誤；因剪斷細(xì)線的瞬間，彈簧彈力不變，B受到的合力仍舊為零，故B的加速度為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。]易錯(cuò)點(diǎn)評(píng)：不能正確分析力的突變和漸變。5．高樓墜物危害極大，常有媒體報(bào)道高空墜物傷人的事務(wù)。某建筑工地突然有一根長(zhǎng)為l的直鋼筋從高空墜下，垂直落地時(shí)，恰好被檢查平安生產(chǎn)的隨行記者用相機(jī)拍到鋼筋墜地瞬間的照片。為了查詢鋼筋是從幾樓墜下的，檢查人員將照片還原后測(cè)得鋼筋的影像長(zhǎng)為L(zhǎng)，且L>l，查得當(dāng)時(shí)相機(jī)的曝光時(shí)間為t，樓房每層高為h，重力加速度為g。則由此可以求得()A．鋼筋墜地瞬間的速度約為eq\f(L,t)B．鋼筋墜下的樓層為eq\f(L－l2,2ght2)＋1C．鋼筋墜下的樓層為eq\f(gt2,2h)＋1D．鋼筋在整個(gè)下落時(shí)間內(nèi)的平均速度約為eq\f(l,2t)B[鋼筋墜下垂直落地時(shí)的影像長(zhǎng)度包括鋼筋長(zhǎng)度和鋼筋墜地前在曝光時(shí)間t內(nèi)下落的距離，因此在時(shí)間t內(nèi)的平均速度為eq\x\to(v)＝eq\f(L－l,t)，此速度很接近鋼筋墜地時(shí)的速度v，因此A選項(xiàng)錯(cuò)誤；由v2＝2gH、v＝eq\x\to(v)，鋼筋墜下的樓層n＝eq\f(H,h)＋1，解得n＝eq\f(L－l2,2ght2)＋1，B選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼筋在整個(gè)下落時(shí)間內(nèi)的平均速度約為eq\f(v,2)＝eq\f(L－l,2t)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。]6.(2024·洛陽市高三其次次聯(lián)考)在平直馬路上行駛的a車和b車，它們的位移—時(shí)間圖象分別為圖中直線甲和曲線乙，下列推斷正確的是()A．a(chǎn)、b兩車相遇兩次B．b車運(yùn)動(dòng)方向始終不變C．t1到t2時(shí)間內(nèi)a車的平均速度小于b車的平均速度D．t1到t2時(shí)間內(nèi)兩車的速度不行能在某時(shí)刻相同A[位移—時(shí)間圖象中，兩圖線相交表示兩車相遇，有兩個(gè)交點(diǎn)，說明兩車相遇兩次，A項(xiàng)正確；b車的位移先增大后減小，運(yùn)動(dòng)方向在t2時(shí)刻發(fā)生變更，B項(xiàng)錯(cuò)誤；兩車在t1、t2時(shí)刻的位置均相同，即在t1～t2時(shí)間內(nèi)兩車的位移相同，故平均速度相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；位移—時(shí)間圖象的斜率表示速度，故兩車在t1～t2時(shí)間內(nèi)的某一時(shí)刻速度相同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]7．如圖所示，水平傳送帶AB長(zhǎng)2m，以2m/s的速度沿順時(shí)針方向勻速運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)將一小物塊以3m/s的水平初速度從A點(diǎn)沖上傳送帶。若小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，g取10m/s2，則小物塊運(yùn)動(dòng)至傳送帶右端B點(diǎn)所用的時(shí)間是()A．0.5s B．0.9sC．1.2s D．1.5sB[剛沖上傳送帶時(shí)，由于物塊的速度為3m/s，大于傳送帶的速度，所以物塊相對(duì)傳送帶向右運(yùn)動(dòng)，受到的滑動(dòng)摩擦力方向向左，故做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，a＝eq\f(μmg,m)＝2.5m/s2，經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間為t1＝eq\f(3－2,2.5)s＝0.4s，相對(duì)地面發(fā)生的位移為s＝eq\f(22－32,－2×2.5)m＝1m，之后兩者的速度相同，相對(duì)靜止的做勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間為t2＝eq\f(2－1,2)s＝0.5s，故小物塊運(yùn)動(dòng)至傳送帶右端B點(diǎn)所用的時(shí)間是t＝t1＋t2＝0.9s，B正確。]8．(易錯(cuò)題)(多選)A、B兩車在同始終線上同向運(yùn)動(dòng)，B車在A車的前面，A車以vA＝10m/s的速度向前勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻B車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，此時(shí)A、B兩車相距s＝200m，且B車速度vB＝10m/s，B車所受的阻力恒為車重的eq\f(1,10)，g取10m/s2，則下列說法正確的是()A．B車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后的加速度大小為1m/s2B．B車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后運(yùn)動(dòng)的位移為60mC．A車追上B車所用的時(shí)間為25sD．A車迫上B車所用的時(shí)間為30sAC[B車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小a＝eq\f(1,10)·eq\f(mg,m)＝0.1×10m/s2＝1m/s2，所以選項(xiàng)A正確；B車速度減為零的時(shí)間t1＝eq\f(vB,a)＝10s，此過程中B車的位移xB＝eq\f(v\o\al(2,B),2a)＝50m，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；A車在10s內(nèi)的位移xA＝vAt1＝10×10m＝100m，因?yàn)閤A<xB＋s，可知B車停止時(shí)還未被A車追上，則A車追上B車所用的時(shí)間t＝eq\f(xB＋s,vA)＝eq\f(50＋200,10)s＝25s，故C正確，D錯(cuò)誤。]易錯(cuò)點(diǎn)評(píng)：本題易錯(cuò)點(diǎn)在于C、D選項(xiàng)中不能正確分析何時(shí)追上B車。[實(shí)力提升練]9．(2024·武漢市高三調(diào)研)甲、乙兩輛汽車沿平直的馬路做直線運(yùn)動(dòng)，其v-t圖象如圖所示。已知t＝0時(shí)，甲車領(lǐng)先乙車5km，關(guān)于兩車運(yùn)動(dòng)的描述，下列說法正確的是()A．0～4h時(shí)間內(nèi)，甲車做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．0～4h時(shí)間內(nèi)，甲、乙兩車相遇3次C．t＝1h時(shí)，甲、乙兩車第一次相遇D．t＝4h時(shí)，甲車領(lǐng)先乙車5kmB[依據(jù)題圖可知，在0～4h時(shí)間內(nèi)，甲車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)速度—時(shí)間圖象與橫軸圍成圖形的面積表示位移可知，在0～0.5h內(nèi)兩車相遇一次，在t＝1h時(shí)兩車其次次相遇，在t＝3h時(shí)兩車第三次相遇，即在0～4h時(shí)間內(nèi)，甲、乙兩車相遇3次，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；在t＝0到t＝4h的時(shí)間內(nèi)，甲車的位移為x甲＝eq\f(1,2)×40×4km＝80km，乙車的位移為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時(shí)，甲車落后乙車5km，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]10．(2024·湖南省湘東六校聯(lián)考)如圖所示，A、B兩物塊放在光滑水平面上，它們之間用輕質(zhì)細(xì)線相連，兩次連接狀況中細(xì)線傾斜方向不同，但與豎直方向的夾角相同，對(duì)B施加水平力F1和F2，兩種狀況下A、B整體的加速度分別為a1、a2，細(xì)線上的力分別為T1、T2，則下列說法正確的是()A．若F1＝F2，則必有a1>a2B．若F1＝F2，則必有T1＝T2C．若T1>T2，則必有F1＝F2D．若T1<T2，則必有F1＝F2B[把A、B兩物塊看成一個(gè)整體，對(duì)B施加水平力F1和F2，若F1＝F2，則必有a1＝a2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；隔離A分析受力，拉力T1在水平方向的分力為T1sinθ＝mAa1，拉力T2在水平方向的分力為T2sinθ＝mAa2，若F1＝F2，則a1＝a2，聯(lián)立解得T1＝T2，選項(xiàng)B正確；由T1sinθ＝mAa1，T2sinθ＝mAa2，若T1>T2，則必有a1>a2，依據(jù)牛頓其次定律，必有F1>F2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同理可知，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]11．(2024·江蘇高考·T15)如圖所示，質(zhì)量相等的物塊A和B疊放在水平地面上，左邊緣對(duì)齊。A與B、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。先敲擊A，A馬上獲得水平向右的初速度，在B上滑動(dòng)距離L后停下。接著敲擊B，B馬上獲得水平向右的初速度，A、B都向右運(yùn)動(dòng)，左邊緣再次對(duì)齊時(shí)恰好相對(duì)靜止，此后兩者一起運(yùn)動(dòng)至停下。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g。求：(1)A被敲擊后獲得的初速度大小vA；(2)在左邊緣再次對(duì)齊的前、后，B運(yùn)動(dòng)加速度的大小aB、a′B；(3)B被敲擊后獲得的初速度大小vB。[解析](1)由牛頓運(yùn)動(dòng)定律知，A加速度的大小aA＝μg勻變速直線運(yùn)動(dòng)2aAL＝veq\o\al(2,A)解得vA＝eq\r(2μgL)。(2)設(shè)A、B的質(zhì)量均為m對(duì)齊前，B所受合外力大小F＝3μmg由牛頓運(yùn)動(dòng)定律F＝maB，得aB＝3μg對(duì)齊后，A、B所受合外力大小F′＝2μmg由牛頓運(yùn)動(dòng)定律F′＝2ma′B，得a′B＝μg。(3)經(jīng)過時(shí)間t，A、B達(dá)到共同速度v，位移分別為xA、xB，A加速度的大小等于aA則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.如圖所示，傾角α＝30°的足夠長(zhǎng)的光滑斜面固定在水平面上，斜面上有一長(zhǎng)L＝1.8m、質(zhì)量M＝3kg的薄木板，現(xiàn)對(duì)木板施加沿斜面對(duì)上、大小為F＝37.5N的恒力，使木板由靜止起先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。在木板起先運(yùn)動(dòng)的瞬間，將質(zhì)量m＝1kg的小物塊無初速地放在木板的最右端。物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(\r(3),2)，g取10m/s2。(1)物塊滑離木板所用的時(shí)間是多少？(2)當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)與木板下端的距離為多少？[解析](1)對(duì)木板由牛頓其次定律得F－μmgcosα－Mgsinα＝Ma1，對(duì)物塊由牛頓其次定律得μmgcosα－mgsinα＝ma2，設(shè)物塊滑離木板時(shí)間為t，則eq\f(1,2)a1t2－eq\f(1,2)a2t2＝L，聯(lián)立解得t＝1.2s。(2)物塊離開木板時(shí)的速度v＝a2t，方向沿斜面對(duì)上，此后物塊做加速度為a3＝gsinα的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，物塊向上運(yùn)動(dòng)的距離為x＝eq\f(v2,2gsinα)，所用時(shí)間為t1＝eq\f(v,gsinα)；此段時(shí)間內(nèi)，木板沿斜面對(duì)上做初速度v板＝a1t、加速度為a4＝eq\f(F－Mgsinα,M)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，木板上滑的位移為x板＝v板t1＋eq\f(1,2)a4teq\o\al(2,1)，當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)與木板下端的距離為Δx＝x板－x，聯(lián)立解得Δx＝4.05m。[答案](1)1.2s(2)4.05m題號(hào)內(nèi)容押題依據(jù)核心考點(diǎn)核心素養(yǎng)1.v-t圖象信息應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)問在物理中應(yīng)用科學(xué)思維：立足基礎(chǔ)，體現(xiàn)“數(shù)形結(jié)合”思維方法2.牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用力的合成與分解融入動(dòng)力學(xué)科學(xué)看法與責(zé)任：聯(lián)系實(shí)際，體現(xiàn)學(xué)以致用1.一質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在水平力的作用下沿粗糙的水平面做直線運(yùn)動(dòng)，v-t圖象如圖所示，已知質(zhì)點(diǎn)與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.1，g取10m/s2，則()A．4s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為10mB．前2s內(nèi)和后2s內(nèi)加速度大小之比為4∶1C．4s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的平均速度大小為3m/sD．前2s內(nèi)和后2s內(nèi)水平力的大小之比為4∶1B[v-t圖象的斜率表示加速度，由圖可知，該質(zhì)點(diǎn)在前2s內(nèi)的加速度大小為a1＝4m/s2，后2s內(nèi)的加速度大小為a2＝1m/s2，則a1∶a2＝4∶1,0～2s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)減速，摩擦力方向與速度方向相反，故與加速度方向相同，有F1＋f＝ma1,2～4s質(zhì)點(diǎn)加速，摩擦力方向與速度方向相反，故與加速度方向相反，有F2－f＝ma2，式中f＝μmg＝0.1×2×10N＝2N，可得F1＝6N，F(xiàn)2＝4N，即F1∶F2＝3∶2，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤；v-t圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，可得4s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為x＝6m，平均速度為eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)＝1.5m/s，選項(xiàng)A、