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專題01 直線運動與牛頓運動定律【選擇題組】-2023年高考物理分題型多維刷題練(原卷版+解析版)
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這是一份專題01 直線運動與牛頓運動定律【選擇題組】-2023年高考物理分題型多維刷題練(原卷版+解析版),文件包含專題01直線運動與牛頓運動定律備考2023高考物理選擇題專題精講精練解析版docx、專題01直線運動與牛頓運動定律備考2023高考物理選擇題專題精講精練原卷版docx、專題01直線運動與牛頓運動定律備考2023高考物理選擇題專題精講精練答題卡docx等3份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共79頁, 歡迎下載使用。
?專題01 直線運動與牛頓運動定律
(第1小題-第7小題為單選題,第8小題-第10小題為多選題)
1.2020年8月20日上午9:00某中學(xué)2020級高一新生軍訓(xùn)會操表演在校大操場隆重舉行。下列各個說法中,正確的是( ?。?br />
A.“上午9:00”,指時間間隔
B.各班級方陣沿操場一周,其位移就是路程
C.裁判在會操表演打分中,可以把整個方陣隊伍看做質(zhì)點
D.裁判在會操表演打分中,不能將隊伍中某同學(xué)看做質(zhì)點
【答案】D
【詳解】A.“上午9:00”,指時刻,故A錯誤;B.各班級方陣沿操場一周,其位移為零,路程不為零,故B錯誤;C.裁判在會操表演打分中,要考慮同學(xué)的姿勢,不能將整個方陣隊伍看做質(zhì)點,故C錯誤;D.裁判在會操表演打分中,需要考慮同學(xué)姿勢,不能將隊伍中某同學(xué)看做質(zhì)點,故D正確。故選D。
2.某同學(xué)登山時,發(fā)現(xiàn)懸崖下方有一塊平地,該同學(xué)將一塊石頭從懸崖邊上由靜止釋放,后聽到石頭砸到平地的聲音,忽略空氣阻力和聲音傳播所用的時間,重力加速度取,則釋放石頭處離平地的高度為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【詳解】根據(jù)
解得
故選C。
3.如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定在天花板上,另一端懸掛一物塊,靜止時彈簧長度為。在物塊下方又懸掛了一個同樣的物塊,靜止后彈簧的長度為x(彈簧未超過彈性限度),求彈簧的原長為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【詳解】設(shè)物塊的質(zhì)量為m,彈簧原長為l,由胡可定律可得,彈簧彈力的大小為
解得
故選C。
4.如圖所示,一個與水平方向夾角為的傳送帶,現(xiàn)將一物塊輕輕地放在傳送帶最上端,各接觸面粗糙。關(guān)于物塊剛放上傳送帶的一小段時間內(nèi),下列說法正確的是( ?。?br />
A.當傳輸帶逆時針轉(zhuǎn)動時,物塊受到的摩擦力方向沿斜面向上
B.當傳輸帶順時針轉(zhuǎn)動時,物塊受到的摩擦力方向沿斜面向上
C.如果傳送帶不運動,物塊可能不受摩擦力作用
D.無論傳送帶怎樣運動,物塊受到的摩擦力方向都沿斜面向上
【答案】B
【詳解】AD.當傳輸帶逆時針轉(zhuǎn)動時,物塊相對于傳送帶向上滑動,則物塊受到的摩擦力方向沿斜面向下,故AD錯誤;B.當傳輸帶順時針轉(zhuǎn)動時,物塊相對于傳送帶向下滑動,物塊受到的摩擦力方向沿斜面向上,故B正確;C.如果傳送帶不運動,物塊相對于傳送帶有向下滑動的趨勢,物塊受到的摩擦力方向沿斜面向上,故C錯誤;故選B。
5.如圖所示,人準備秤量體重。體重計里的壓力傳感器能夠測量人體的重力,是因為人靜止在體重計上時( ?。?br />
A.人對體重計的壓力與人的重力是同一個力
B.人對體重計的壓力與人的重力是一對平衡力
C.人對體重計的壓力與人的重力是一對相互作用力
D.壓力與支持力是一對相互作用力,支持力與重力又是一對平衡力
【答案】D
【詳解】人靜止在體重計上時,人對體重計的壓力與體重計對人的支持力是一對相互作用力,而支持力與重力又是一對平衡力,因此體重計里的壓力傳感器能夠測量人體的重力。故選D。
6.從地面豎直向上拋出一小球,小球受大小恒定的空氣阻力作用,其動能隨運動路程的變化如圖所示,重力加速度。則(????)
A.小球受到的阻力大小為 B.小球向上運動時加速度大小為
C.小球的初速度的大小為 D.當小球的運動路程為時,機械能損失了
【答案】B
【詳解】A.由圖像斜率的絕對值表示合力,上升階段:
下降階段:
聯(lián)立解得
A錯誤;B.物體向上運動時由牛頓第二定律可知
代入數(shù)據(jù)得
B正確;C.由圖可知
C錯誤;
D.當小球的運動路程為時,損失的機械能與克服阻力做的功相等
D錯誤。故選B。
7.(2022·四川雅安·模擬)許多科學(xué)家對物理學(xué)的發(fā)展做出了巨大貢獻,也創(chuàng)造了許多物理學(xué)方法。以下關(guān)于物理學(xué)方法敘述正確的是(???)
A.在探究加速度與力和質(zhì)量之間的關(guān)系時,先保持質(zhì)量不變研究加速度和力的關(guān)系,再保持力不變研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系,該實驗采用了“假設(shè)法”
B.在推導(dǎo)勻變速直線運動位移公式時,把整個運動過程劃分成很多小段,每一小段近似看成勻速直線運動,然后用各小段的位移相加之和代表物體整個運動過程的位移,這里采用了“微元累積法”
C.2022年世錦賽中,裁判員給跳水冠軍全紅嬋打分時,將其看作質(zhì)點,這種保留主要因素忽略次要因素的思維方法通常稱為“理想化方法”
D.在探究自由落體運動規(guī)律實驗中,伽利略把斜面實驗的結(jié)果推廣到豎直方向運動,這種方法被稱為“放大法”
【答案】B
【詳解】A.在探究加速度與力和質(zhì)量之間的關(guān)系時,先保持質(zhì)量不變研究加速度和力的關(guān)系,再保持力不變研究加速度和質(zhì)量的關(guān)系,該實驗采用了“控制變量法”,A錯誤;B.在推導(dǎo)勻變速直線運動位移公式時,把整個運動過程劃分成很多小段,每一小段近似看成勻速直線運動,然后用各小段的位移相加之和代表物體整個運動過程的位移,這里采用了“微元累積法”,B正確;C.2022年世錦賽中,裁判員給跳水冠軍全紅嬋打分時,不能將其看作質(zhì)點,C錯誤;D.在探究自由落體運動規(guī)律實驗中,伽利略把斜面實驗的結(jié)果推廣到豎直情況,是思維方法的一種“升華”,這種研究方法稱之為“合理外推”,D錯誤。故選B。
8.下列對于運動基本概念的描述正確的是( )
A.微信支付交易記錄中有一單的轉(zhuǎn)賬時間為“2021-01-01??19:49:34”,這里的時間指時刻
B.“無人機快遞”完成一次快件投遞回到出發(fā)點,此運動過程的路程為零
C.“復(fù)興號”列車在京滬高鐵線運行最高時速可達50公里,這里的時速指平均速率
D.高架橋啟用的“區(qū)間測速”系統(tǒng),測的是汽車沿高架橋繞行的平均速率
【答案】AD
【詳解】A.微信支付交易記錄中有一單的轉(zhuǎn)賬時間為“2021-01-01??19:49:34”,這里的時間指時刻,故A正確;B.“無人機快遞”完成一次快件投遞回到出發(fā)點,此運動過程的位移為零,路程不為零,故B錯誤;C.“復(fù)興號”列車在京滬高鐵線運行最高時速可達50公里,這里的時速指瞬時速率,故C錯誤;D.“區(qū)間測速”測量的是某一過程的速度,是路程與時間的比值,為平均速率,故D正確。故選AD。
9.熱氣球是利用加熱的空氣產(chǎn)生浮力的氣球。高空某熱氣球漏氣,工作人員及時將其堵住后發(fā)現(xiàn)熱氣球在豎直向下做勻加速直線運動,10s內(nèi)熱氣球的速度由增加到,工作人員立即拋出一些壓艙物后,發(fā)現(xiàn)熱氣球又開始豎直向下做勻減速直線運動,又過了10s,熱氣球的速度剛好為零。下列說法正確的是( ?。?br />
A.熱氣球做勻加速運動時的加速度大小為,方向豎直向下
B.熱氣球做勻減速運動時的加速度大小為,方向豎直向上
C.熱氣球做勻加速運動時的加速度大小為,方向豎直向下
D.熱氣球做勻減速運動時的加速度大小為,方向豎直向上
【答案】CD
【詳解】AC.熱氣球在豎直向下做勻加速直線運動,10s內(nèi)熱氣球的速度由增加到,則由運動學(xué)公式得
方向豎直向下,故A錯誤,C正確;BD.工作人員立即拋出一些壓艙物后,發(fā)現(xiàn)熱氣球又開始豎直向下做勻減速直線運動,又過了10s,熱氣球的速度剛好為零,則由運動學(xué)公式得
方向豎直向上,故B錯誤,D正確。故選CD。
10.如圖所示,質(zhì)量為2kg的物塊,恰好能沿傾角為的木板勻速下滑?,F(xiàn)將該木板水平固定在地面上,物塊在與水平面夾角為斜向下的推力作用下,恰好能沿水平方向勻速運動,重力加速度g取,,。則( ?。?br />
A.物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.75 B.物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.25
C.推力F大小為 D.推力F大小為
【答案】AC
【詳解】AB.恰好能沿傾角為的木板勻速下滑,對物塊受力分析得
解得
故A正確,B錯誤;CD.物塊在推力作用下勻速直線運動,對物塊受力分析得
解得
故C正確,D錯誤。故選AC。
(第1小題-第7小題為單選題,第8小題-第10小題為多選題)
1.圖為我國選手在北京冬奧會上進行U型場地技巧比賽的示意圖。已知雪槽的長度為170米,寬度為2米,深度為7米。裁判根據(jù)運動員騰空高度、轉(zhuǎn)體角度和抓板等動作打分。下列有關(guān)說法正確的是( ?。?br />
A.觀眾欣賞運動員比賽時,運動員可視為質(zhì)點
B.評判轉(zhuǎn)體角度和抓板動作時,運動員不能視為質(zhì)點
C.運動員在U型槽內(nèi)運動時速度可能不變
D.運動員在U型槽內(nèi)運動時加速度方向豎直向下
【答案】B
【詳解】A.觀眾欣賞運動員比賽時,不能忽略運動員的動作,所以不能忽略運動員的形狀,即不能把運動員視為質(zhì)點,故A錯誤;B.評判轉(zhuǎn)體角度和抓板動作時,不能忽略運動員的動作,所以不能忽略運動員的形狀,運動員不能視為質(zhì)點,故B正確;CD.運動員在U型槽內(nèi)做曲線運動,速度方向發(fā)生變化,加速度方向指向凹側(cè),加速度方向也在發(fā)生變化,故CD錯誤。故選B。
2.警車A停在路口,一違章貨車B恰好經(jīng)過A車,A車立即加速追趕,它們的圖像如圖所示,則時間內(nèi),下列說法正確的是( ?。?br />
A.A車的加速度為 B.末A車速度為
C.在末A車追上B車 D.兩車相距最遠為
【答案】D
【詳解】A.由斜率讀出A車的加速度為
故A錯誤;B.由速度時間公式可得3s末A車速度為
故B錯誤;C.2s末兩車速度相同,由“面積”得到B車的位移大于A車的位移,2s末A車還沒有追上B車,故C錯誤;D.在2s前,B車的速度大于A車的速度,兩車距離增大,在2s后A車的速度大于B車的速度,兩車的距離減小,因此在2s末時刻,兩車速度相等時,兩車的距離最大,由圖中“面積”差讀出兩車相距最遠為5m,故D正確。故選D。
3.高空拋物威脅到人們“頭頂安全”,若一物體從7樓由靜止落下,不計空氣阻力,則( )
A.物體大約經(jīng)落地
B.物體落地時的速度大小約
C.物體通過第5層樓的時間大于通過第3層樓的時間
D.物體下落過程中在最后1s內(nèi)的平均速度大小約為
【答案】C
【詳解】A.從7樓落地的高度約為20m,由
落地時間為
A錯誤;B.落地時的速度大小約為
B錯誤;C.物體做自由落體運動,速度逐漸增大。相同下落高度,速度越大時間越短。第5層在第3層上方,故通過第5層樓的時間大于通過第3層樓的時間,C正確;D.物體下落1s時的速度大小為
最后1s內(nèi)的平均速度約為
D錯誤。故選C。
4.如圖所示,豎直墻面1與斜面2之間的夾角為,木棒的一端支在光滑的墻面1上,另一端放置在光滑的斜面2上而處于靜止狀態(tài),已知斜面2對木棒的支持力為F,重力加速度為g,下列說法正確的是( ?。?br />
A.木棒受到三個力(或延長線)可能不交于同一點
B.木棒的質(zhì)量為
C.墻面1對木棒的支持力大小為
D.若木棒與墻面1的夾角為(銳角),則斜面2對木棒的支持力與木棒之間的夾角為
【答案】C
【詳解】A.對木棒進行受力分析,如圖所示,根據(jù)共點力平衡原理、木棒受到三個力(或延長線)一定交于同一點,A錯誤;
BC.由幾何關(guān)系可得,斜面2對木棒的支持力F與墻面1對木棒的支持力之間的夾角為,由力的合成與分解有
,
解得
,
B錯誤C正確;
D.斜面2對木棒的支持力F與斜面垂直,若木棒與墻面1的夾角為(銳角),由幾何關(guān)系可得,斜面2對木棒的支持力F與木棒之間的夾角為
D錯誤。故選C。
5.(2022·四川綿陽·一模)如圖所示,一不可伸長的輕繩跨過光滑的定滑輪,將置于兩斜面上質(zhì)量分別為、的物體A和物體B連接起來,兩物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)均為,認為滑動摩擦力等于最大靜摩擦力,兩斜面的傾角分別為、。由靜止釋放A、B后,A、B均相對于斜面靜止,則的取值范圍( ?。?br />
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【詳解】對AB進行受力分析可知,當A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量的情況下,在將要開始滑動的瞬間有
解得
當A的質(zhì)量小于B的質(zhì)量的情況下,在將要開始滑動的瞬間有
解得
故由靜止釋放A、B后,A、B均相對于斜面靜止,的取值范圍為
故選A。
6.如圖所示,A球和天花板之間用輕細線相連,A球和B球之間用輕彈簧相連,整個系統(tǒng)保持靜止。兩個質(zhì)量均為m的小球,現(xiàn)突然迅速剪斷輕繩,在剪斷輕繩的瞬間,設(shè)小球A、B的加速度分別用和表示,則( ?。?br />
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【詳解】剪斷細線之前,細繩的拉力為T=2mg,彈簧的彈力為mg;剪斷細繩的瞬時,彈簧的彈力不變,則此時球B受力不變,則合力仍為零,加速度為零,即
球A受合力為F=2mg,則加速度為
故選D。
7.如圖所示三個裝置,(a)中桌面光滑,(b)、(c)中桌面粗糙程度相同,(c)用大小為F=Mg的力替代重物M。進行牽引,其余均相同。不計繩和滑輪質(zhì)量,下列關(guān)于三個實驗裝置的分析中,正確的是( )
A.裝置(a)中繩上張力Ta=0
B.裝置(a)中物塊m的加速度為g
C.裝置(b)、(c)中物塊m的加速度相同
D.裝置(a)中繩上的張力Ta小于裝置(b)中繩上的張力Tb
【答案】D
【詳解】AB.對于裝置(a),根據(jù)牛頓第二定律分別對兩物體分析可得
Mg-Ta=Maa
Ta=maa
解得物塊m的加速度大小為
繩上張力
故AB錯誤;C.對于裝置(b),根據(jù)牛頓第二定律可得
Mg-Tb=Mab
Tb-f=mab
解得物塊m的加速度大小為
對于裝置(c),根據(jù)牛頓第二定律可得
Mg-f=mac
解得物塊m的加速度大小為
故C錯誤;D.繩上張力
故D正確。故選D。
8.2022年9月27日,“鯤龍”AG600M滅火機以全新消防涂裝在湖北荊門漳河機場成功完成12噸投汲水試驗?!蚌H龍”AG600M滅火機在水面高速滑行15秒完成12噸汲水,隨即騰空而起。假設(shè)“鯤龍”AG600M滅火機在水平面上汲水的過程中做初速度為10m/s、加速度為的勻加速直線運動,則(??)
A.“鯤龍”AG600M滅火機在第10s末的速度大小為20m/s
B.“鯤龍”AG600M滅火機前10s通過的總位移為200m/s
C.“鯤龍”AG600M滅火機在15s內(nèi)的平均速度為15m/s
D.“鯤龍”AG600M滅火機在15s內(nèi)的中間位置的瞬時速度為
【答案】BD
【詳解】A.“鯤龍”滅火機在第末的速度大小
故A錯誤;B.前10s通過的總位移
故B正確;
C.“鯤龍”滅火機在15s內(nèi)的位移
則在15s內(nèi)的平均速度
故C錯誤;
D.設(shè)“鯤龍”滅火機發(fā)生位移時的速度為,則根據(jù)
帶入數(shù)據(jù)解得
故D正確。故選BD。
9.如圖所示,將紙帶的一端壓在裝滿水的飲料瓶底下,第一次用手抽出紙帶,可以看到瓶子移動一段距離。第二次拉緊紙帶,用手指向下快速擊打紙帶,紙帶從瓶底抽出,飲料瓶幾乎沒有移動,第二次瓶子幾乎沒有移動的原因是(???)
A.第二次瓶子受到紙帶摩擦力更小
B.第二次瓶子受到紙帶摩擦力的沖量更小
C.第二次瓶子的慣性更大
D.第二次瓶子加速過程的動量變化量更小
【答案】BD
【詳解】A.兩次抽出紙帶過程中,瓶子都受到紙帶的滑動摩擦力,且瓶子和紙帶間彈力大小都等于瓶子和水的重力大小,根據(jù)可知兩次摩擦力大小相等,故A錯誤;
C.物體的慣性只和質(zhì)量有關(guān),與運動狀態(tài)無關(guān),第二次瓶子的慣性不變,故C錯誤;
BD.第二次紙帶被快速抽出,瓶子受到紙帶摩擦力的作用時間更小,而摩擦力大小不變,則根據(jù)可知摩擦力的沖量更小,再根據(jù)動量定理可知第二次瓶子加速過程的動量變化量更小,故BD正確。
故選BD。
10.如圖所示,有一質(zhì)量為m的物塊分別與輕繩P和輕彈簧相連,其中輕繩P豎直,輕彈簧Q與豎直方向的夾角為,重力加速度為g,則下列說法中正確的是( )
A.彈簧Q可能處于拉伸狀態(tài)
B.輕繩P的彈力大小可能小于
C.剪斷輕彈簧瞬間,物塊仍能保持平衡
D.剪斷輕繩瞬間,物塊的加速度大小為g
【答案】CD
【詳解】AB.由于輕繩P豎直,且物塊并未受到任何具有水平向左分量的力,所以彈簧Q的彈力為零,不可能處于拉伸狀態(tài),且輕繩P的彈力大小等于mg,故AB錯誤;C.由于輕彈簧對物塊沒有彈力,所以剪斷輕彈簧瞬間,物塊仍能保持平衡,故C正確。D.剪斷輕繩瞬間,彈簧彈力不會突變,在此瞬間仍為零,物塊只受到重力作用,根據(jù)牛頓第二定律可得,物塊的加速度大小為g,故D正確;故選CD。
(第1小題-第7小題為單選題,第8小題-第10小題為多選題)
1.甲、乙兩玩具車沿平直的軌道行駛的v—t圖像如圖所示,在時刻兩玩具車在同一位置,下列說法正確的是(??)
A.時刻乙在甲前方
B.時刻兩車再次相遇
C.時間內(nèi),甲、乙兩車的平均加速度相等
D.若時間內(nèi)兩車的平均速度相等,則時刻甲在乙前方
【答案】D
【詳解】A.時間內(nèi),乙車的位移大于甲車的位移,故時刻甲在乙前方,距離為
A錯誤;
B.時間內(nèi),甲車速度一直大于乙車,甲車一直在前,甲車的位移大于乙車的位移,故在時刻兩車并未相遇,B錯誤;C.時間內(nèi),甲、乙兩車的速度變化量不相等,故這段時間的平均加速度不相等,C錯誤;D.若時間內(nèi)兩車的平均速度相等,時間內(nèi)兩車的位移相等,則時刻甲與乙的相對位置與時刻相同,故此時甲在乙前方,D正確。
故選D。
2.如圖所示,兩個光滑斜面在B處平滑連接,小球在A點獲得大小為6m/s的速度沿斜面向上運動,到達B點時速度大小為4m/s,到達C點時速度減為0,已知,下列說法正確的是( ?。?br />
A.小球在AB、BC段的加速度大小之比為5:4
B.小球在AB、BC段運動時間之比為4:5
C.小球經(jīng)過BC中間位置時速度大小為2m/s
D.小球由A運動到C的平均速率為3.5m/s
【答案】A
【詳解】A.對AB段,根據(jù)速度位移公式得
,
代入數(shù)據(jù)解得
,
得
故A正確;B.根據(jù)平均速度的推論知,AB段的時間
BC段運動的時間
解得
故B錯誤;C.BC段中間位置時的速度大小
故C錯誤;D.物體由A運動C的平均速率為
故D錯誤;故選A。
3.排球是人們最喜愛的運動之一。如圖所示,運動員在原地向上做拋接球訓(xùn)練,排球在空中受到空氣的阻力大小可視為不變,下列能反映排球上升和下落運動過程的圖像是( ?。?br />
A. B.
C. D.
【答案】B
【詳解】AB.上升階段,排球在空中受到空氣的阻力與重力方向相同,合力較大,下落階段,排球在空中受到空氣的阻力與重力方向相反,合力較小,故上升階段的加速度比下落階段的要大,方向相同,故A錯誤,B正確;
CD.由可知,上升所需的時間短,下落所需的時間稍長,且上升和下落運動方向相反,落回拋球點時,速度比拋出時稍小,故C、D錯誤。
故選B。
4.小球A自離地面高為h的P點由靜止釋放,同時小球B在地面豎直向上拋出,兩球相遇時(到達同一高度時),小球B向上速度大小是小球A速度大小的2倍,重力加速度大小為g,不計空氣阻力,則小球B拋出的初速度大小為( )
A. B. C. D.
【答案】C
【詳解】設(shè)到達同一高度時用時為,根據(jù)題意有
解得
根據(jù)速度關(guān)系有
解得
故選C。
5.如圖所示,某工廠將圓柱形工件a放在傾角為的斜面上,為防止工件滾動,在其下方墊一段半徑與a相同的半圓柱體b。若逐漸減小斜面傾角,a、b始終處于靜止狀態(tài),不計a與各接觸面的摩擦,b的質(zhì)量很小。則( ?。?br />
A.斜面對a的彈力變大 B.斜面對a的彈力先變大后變小
C.b對a的彈力逐漸變大 D.b對a的彈力不變
【答案】A
【詳解】以圓柱形工件為研究對象,受到重力mg、b對a的彈力T、斜面對a的支持力N,設(shè)圓心連線與斜面的夾角為,如圖所示
根據(jù)幾何關(guān)系得
沿斜面方向根據(jù)平衡條件可得
解得
垂直于斜面方向根據(jù)平衡條件可得
逐漸減小斜面傾角,則減小、增大,所以T減小、N增大,故A正確,BCD錯誤。
故選A。
6.(2022·上?!つM)如圖,懸掛物體甲的細線拴牢在一不可伸長的輕質(zhì)細繩上O點處;輕繩的一端固定在墻上,另一端跨過光滑的定滑輪后懸掛乙物體。甲、乙質(zhì)量相等,系統(tǒng)平衡時O點兩側(cè)的繩與豎直方向的夾角分別為θ1、θ2。若θ1=,則θ2等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【詳解】由于甲、乙兩物體質(zhì)量相等,則設(shè)它們的質(zhì)量為m,對O點進行受力分析,下面繩子的拉力mg,右邊繩子的拉力mg,左邊繩子的拉力F,連接甲和連接乙的輕繩的合力沿角平分線方向,如圖所示
因整體處于靜止狀態(tài),故受力平衡,通過矢量的合成法則,結(jié)合幾何關(guān)系則有
解得
故選B。
7.如圖所示,四分之一圓弧軌道MN固定在豎直平面內(nèi),O為圓心,Q、O、N三點在同一豎直線上,OQ=ON?,F(xiàn)將光滑平板(足夠長)的下端P置于M處光滑平板上部架在Q點。橫桿下端的位置可在軌道MN上調(diào)節(jié),使得平板與豎直線間的夾角α可調(diào)節(jié)。將物塊(視為質(zhì)點)從Q點由靜止釋放,物塊沿平板從Q 橫桿點滑到P點的時間用t表示。若僅將α減小,則t將( )
A.不變 B.逐漸增大 C.逐漸減小 D.先減小后增大
【答案】A
【詳解】對物塊受力分析有豎直向下的重力mg,垂直于光滑平板的支持力,由牛頓第二定律
可得
從Q到P由運動學(xué)公式
由幾何關(guān)系可得
解得
故與無關(guān),QN為定值,所以減小,不變。
故選A。
8.甲車和乙車在同一時刻、從同一地點沿同一方向做直線運動,兩車在運動過程中的(速度平方-位移)圖像如圖所示,下列說法正確的是(??)
A.乙車運動18m后停車 B.兩車同時到達6m處
C.乙車停止運動時兩車間距為18m D.乙車停止運動時兩車間距為6m
【答案】AC
【詳解】設(shè)處甲乙的速度為,設(shè)乙速度的平方為4時,甲乙的位移為,由圖可得方程
聯(lián)立解得
A.根據(jù)
解得乙車運動的距離
故A正確;B.由圖可知,前6m乙的速度一直大于甲的速度,可知乙先到達,故B錯誤;CD.乙車運動的時間
甲經(jīng)過的距離
乙車停止運動時兩車間距
故C正確,D錯誤。故選AC。
9.如圖所示,長木板放置在水平面上,一小物塊置于長木板的中央,長木板和物塊的質(zhì)量均為m,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為,木板與水平面間的動摩擦因數(shù)為,已知最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,重力加速度為g?,F(xiàn)對物塊施加一水平向右的拉力F,則木板的加速度a的大小可能是( ?。?br />
A. B. C. D.
【答案】AD
【詳解】水平面對木板的最大靜摩擦力為
若,則
若長木板和物塊二者之間發(fā)生相對滑動,對木板,水平方向受到兩個摩擦力作用,根據(jù)牛頓第二定律有
解得
若長木板和物塊二者之間不發(fā)生相對滑動,物塊和木板一起運動,對木板和物塊整體,有
解得
故選AD。
10.一根不可伸長的輕軟細繩上端固定在列車的天花板上,其下端系一小球(可看作質(zhì)點)。當列車以加速度a向左做勻加速直線運動時,細繩偏離豎直方向的擺角為θ,如圖甲所示。觀察發(fā)現(xiàn),當加速度a不同時,θ亦不同,據(jù)此可以制作一個加速度計,如圖乙所示,其中OA沿豎直方向、OE沿水平方向,OB、OC和OD為∠AOE的四等分線,對應(yīng)的加速度分別為aB、aC、aD,取重力加速度為g,下列說法正確的是( )
A.該加速度計的量程為0~∞
B.a(chǎn)C=g
C.a(chǎn)D=3aB
D.
【答案】ABD
【詳解】A.當加速度為0時,小球處于點A,對小球受力分析
解得
當時,加速度為,小球處于E,故量程為,故A正確;B.C點時,代入數(shù)據(jù)得
aC=g
故B正確;
C.B點時,,D點時,解得
,
故
,
故C錯誤,D正確。故選ABD。
(第1小題-第7小題為單選題,第8小題-第10小題為多選題)
1.(2022·河南·一模)第24屆北京“冬奧會”于2022年2月4日由北京市和張家口市聯(lián)合舉辦。在“冬奧會”冰上項目中,冰壺比賽是極具觀賞性的一個項目。如圖所示,在一次訓(xùn)練中,冰壺(可視為質(zhì)點)以某一速度沿虛線做勻減速直線運動,垂直進入四個完全相同的矩形區(qū)域,到達第四個矩形區(qū)域邊緣的E點時速度恰好為零。冰壺從A點運動到D點和從B點運動到E點的平均速度大小分別為v1和v2,則v1與v2之比為( ?。?br />
A.:1 B.:1 C.(-1):1 D.(-1):1
【答案】A
【詳解】設(shè)冰壺從A點運動到D點和從B點運動到E點的時間分別為、,可以將冰壺視為做從E到A的初速度為零的勻加速直線運動,則有
解得
所以
則
v1:v2=:1
故選A。
2.甲、乙兩個質(zhì)點沿著同一直線運動,其中質(zhì)點甲做勻速直線運動,質(zhì)點乙做初速度為零的勻加速直線運動,它們的位置x隨時間t變化規(guī)律如圖所示,下列判斷正確的是( ?。?br />
A.甲的速度大小為 B.時刻,乙的速度大小為
C.時刻,兩質(zhì)點之間的距離為 D.兩質(zhì)點相遇時,乙的速度大小為
【答案】C
【詳解】A.圖像斜率表示速度,則甲的速度大小為
故A錯誤;BD.根據(jù)
可知
則時刻,兩質(zhì)點相遇,乙的速度大小為
故BD錯誤;
C.時刻,兩質(zhì)點位置
兩質(zhì)點之間的距離為
故C正確。故選C。
3.如圖,水平橫桿上套有圓環(huán)A,圓環(huán)A通過輕繩與重物B相連,輕繩繞過固定在橫桿下光滑的定滑輪,輕繩通過光滑動滑輪掛著物體C,并在某一位置達到平衡,現(xiàn)將圓環(huán)A緩慢向右移動一段距離,系統(tǒng)仍保持靜止,則下列說法正確的是(???)
A.A環(huán)所受摩擦力大小不變 B.橫桿對環(huán)的支持力變大
C.AC段繩與橫桿的夾角變小 D.物體C的高度不變
【答案】A
【詳解】圓環(huán)A緩慢向右移動一段距離,重物C受重力和兩側(cè)繩子的拉力,始終平衡,拉力和重力大小都不變,根據(jù)平衡條件,動滑輪兩側(cè)繩子夾角保持不變,滑輪的運動情況如圖所示
所以重物C必定下降,重物B上升,栓接A的輕繩與水平方向夾角不變,桿對環(huán)的支持力也一定不變,A環(huán)所受摩擦力大小不變,故A正確,BCD錯誤。故選A。
4.小明和同學(xué)在海灘玩耍,把、、三個形狀不規(guī)則的石塊疊放在一起放在水平地面并保持靜止,的上表面略傾斜,如圖所示,關(guān)于物體受力情況,下列說法正確的是( ?。?br />
A.受到水平地面向左的摩擦力
B.對的支持力大小等于受到的重力大小
C.對的作用力方向豎直向上
D.對的支持力與對的壓力是一對平衡力
【答案】C
【詳解】A.以a、b、c整體為研究對象,對其受力分析可知,c未受到水平地面給的摩擦力,故A錯誤;B.由于b的上表面略傾斜,對a進行受力分析可得,b對a的支持力沿著豎直方向分量的大小等于a受到的重力大小,故B錯誤;C.以a、b為整體,對整體受力分析可知,c對b的作用力方向豎直向上,故C正確;D.b對a的支持力與a對b的壓力是作用力與反作用力關(guān)系,故D錯誤。故選C。
5.如圖甲所示。游人半躺在滑草場專用的滑具里,從滑道的頂端由靜止沿傾斜的滑道下滑,最后停在水平滑道上某一位置。圖乙為整個滑道的簡化示意圖。設(shè)傾斜道的傾角為,高度為?;吲c傾斜滑道和水平滑道的動摩擦因數(shù)均為,重力加速度為,傾斜滑道和水平滑道平滑連接。下列說法正確的是( ?。?br />
A.游人和滑具在傾斜軌道上的加速度為
B.游人和滑具滑到傾斜滑道底端時的速度大小為
C.游人和滑具在水平滑道上滑行的距離是
D.游人和滑具在傾斜滑道下滑時處于超重狀態(tài)
【答案】C
【詳解】A.設(shè)游人和滑具質(zhì)量為m,對其受力分析可知,游人和滑具所受合外力為
則游人和滑具在傾斜軌道上的加速度為
故A錯誤;B.游人和滑具在傾斜軌道上做勻加速直線運動,由運動學(xué)公式可知
解得
故B錯誤;C.游人和滑具在水平滑道上滑行時,做勻減速直線運動,受力分析后,其加速度為
由運動學(xué)公式可知
解得
故C正確;D.游人和滑具在傾斜滑道下滑時有平行斜面向下的加速度,豎直方向有向下的分加速度,則處于失重狀態(tài),故D錯誤。故選C。
6.如圖所示,在靜止的足夠長的傳送帶上,物塊M以速度v勻速下滑時,傳送帶突然啟動,并沿如圖中箭頭所示順時針方向以速度v轉(zhuǎn)動起來,則傳送帶啟動后( ?。?br />
A.M最終會靜止在傳送帶上 B.M過一會可能沿斜面向上運動
C.M的摩擦力方向可能會發(fā)生變化 D.M的速度大小和方向都不變
【答案】D
【詳解】傳送帶靜止時,物塊勻速下滑,摩擦力為滑動摩擦力,傳送帶突然運動,但物塊與傳送帶之間滑動摩擦力不變,即物塊受力情況不變,繼續(xù)保持原來的速度勻速直線運動。故選D。
7.如圖所示,兩個完全相同的薄木板固定在水平桌面上,薄木板的一端帶滑輪,滑塊A、B分別放置在左右木板上,連接兩滑塊的細線拉著一個動滑輪,動滑輪下面掛重物C,已知A、B、C的質(zhì)量分別為m、2m、4m,木板上面的細線與木板平行,動滑輪兩側(cè)細線豎直平行,細線不可伸長,不計一切摩擦和動滑輪的質(zhì)量,重力加速度為g,現(xiàn)將A、B、C三者同時由靜止釋放,下列說法正確的是(??)
A.滑塊A和B的速度大小始終相等
B.細線的拉力大小為0.6mg
C.滑塊A的速度大于滑塊C的速度
D.物塊C的加速度小于滑塊B的加速度
【答案】C
【詳解】A.A、B由同一輕繩連接,繩中張力處處相等,A、B質(zhì)量之比為,根據(jù)牛頓第二定律可知,A、B的加速度之比為,滑塊A和B的速度大小始終為,A錯誤;
CD.由于輕繩不可伸長且根據(jù)滑輪組的關(guān)系可知
則加速度之比為
C正確,D錯誤;
B.設(shè)繩中張力為,則有
且
解得
B錯誤。故選C。
8.如圖1所示,一光滑軌道由AB、BC和CD段組成。AB段傾角為θ,BC段水平。質(zhì)量為m的滑塊在頂端A處由靜止滑下,經(jīng)C點飛入空中,最終落在CD段上的E點。不計滑塊經(jīng)過B點的機械能損失和空氣阻力,滑塊加速度大小a隨時間t變化的圖像如圖2所示,圖中的物理量均為已知量,依據(jù)圖中信息可求得( ?。?br />
A. B.C、E兩點的高度差
C.滑塊在B點的速度大小為 D.滑塊在E點時,重力瞬時功率為
【答案】CD
【詳解】A.由圖可知,在時間內(nèi)滑塊從A加速到B,則有,在時間內(nèi)滑塊從C到E做平拋運動,則有,聯(lián)立可得
故A錯誤;
B.在時間內(nèi)滑塊從C到E做平拋運動,則有
故B錯誤;
C.在時間內(nèi)滑塊從A加速到B點,則有
故C正確;
D.在時間內(nèi)滑塊從C到E做平拋運動,在E點時豎直方向的速度為
則滑塊在E點時,重力瞬時功率為
故D正確。故選CD。
9.如圖所示,輕質(zhì)不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點,懸掛衣服的衣架鉤是光滑的,掛于繩上處于靜止狀態(tài)。如果只人為改變一個條件,當衣架靜止時,下列說法正確的是( )
A.繩的右端上移到,繩子拉力不變
B.繩的兩端高度差越小,繩子拉力越小
C.將桿N向右移一些,繩子拉力變大
D.若換掛質(zhì)量更大的衣服,則衣服架懸掛點右移
【答案】AC
【詳解】AB.如圖所示,衣架鉤是光滑的,則兩個繩子是對稱的,與豎直方向夾角是相等的;假設(shè)繩子的長度為x,兩桿間距為L,繩子與水平θ,則
繩子一端在上下移動的時候,繩子的長度不變,兩桿之間的距離不變,則角度不變;兩個繩子的合力向上
由于夾角不變,所以繩子的拉力不變;選項A正確,B錯誤;
C.當桿向右移動后,根據(jù),即L變大,繩長不變,所以θ角度減小,繩子與豎直方向的夾角變大,繩子的拉力變大,選項C正確;
D.繩長和兩桿距離不變的情況下,θ不變,所以掛的衣服質(zhì)量變化,不會影響懸掛點的移動,選項D錯誤。故選AC。
10.如圖所示,一固定斜面傾角為30°,上表面光滑,斜面頂端固定一個光滑定滑輪??邕^定滑輪的輕質(zhì)細線,一端豎直懸掛小球,另一端連接物塊,細線的傾斜部分與斜面平行。用手按住物塊。整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。小球的質(zhì)量為,物塊的質(zhì)量為,重力加速度為。現(xiàn)突然松開按住物塊的手,松手的瞬間,以下說法正確的是( ?。?br />
A.小球的加速度大小為零
B.小球與物塊的加速度大小相等
C.小球的加速度大小為
D.細線上的拉力大小為
【答案】BCD
【詳解】B.由于兩物體是通過輕質(zhì)細線連接,物體的速度均沿細線方向,則小球與物塊的加速度大小相等,B正確;
AC.對小球與物塊進行分析有
解得
A錯誤,C正確;D.對小球進行分析有
結(jié)合上述解得
D正確。故選BCD。
(第1小題-第7小題為單選題,第8小題-第10小題為多選題)
1.A、B兩輛汽車從同一地點同時出發(fā)沿同一方向做直線運動,它們的速度的平方(v2)隨位置(x)的變化規(guī)律如圖所示,下列判斷正確的是( ?。?br />
A.汽車A的加速度大小為4m/s2
B.汽車A、B在x=4m處的速度大小為m/s
C.從開始到汽車A停止前,當xA=4m時A、B相距最遠
D.從開始到汽車A停止前,當xB=4m時A、B相遇
【答案】B
【詳解】A.根據(jù)勻變速直線運動的速度位移關(guān)系得
由圖線可知圖像的斜率等于2a,對汽車A,則有
解得
故A錯誤;B.汽車A、B在x=4m處的速度大小為v,由圖可知,對于汽車A,有
得A的初速度為
由得
故B正確;D.由圖發(fā)現(xiàn),對于B車
解得
從開始到汽車A停止時,用時
此時B車的位移
故A車停止后,B車才追上A車,故當xB=6m時A、B相遇,故D錯誤;C.當兩車速度相等時,AB相距最遠,有
解得
此時
故C錯誤。故選B。
2.如圖1所示,彈力帶訓(xùn)練作為一種特殊的阻力訓(xùn)練,能有效增加肌肉力量。彈力帶一端固定,另一端套在運動員腰部,運動員從彈力帶原長O處出發(fā)沿直線遠離O,位移x與運動速度v的關(guān)系如圖2所示,則運動員從O點運動到x0的時間為( ?。?br />
A.x0v0 B. C. D.
【答案】B
【詳解】如下圖所示,將位移x與運動速度v的關(guān)系圖線與坐標軸圍成的三角形的面積用豎線分割成n等份
當n趨于無窮大時,由微元法可知每個小四邊形的面積近似等于矩形面積,根據(jù)
v=
可得
Δt=Δx
所以每個小四邊形的面積等于發(fā)生該段位移所用的時間,將所有的四邊形面積求和,可得運動員從O點運動到x0的時間為圖像中所對應(yīng)的三角形的面積,所以運動員從O點運動到x0的時間為
故選B。
3.水平粗糙地面上有兩個質(zhì)量和形狀相同的物體A、B,A、B物體與地面的動摩擦因數(shù)分別為、且。將其組成如圖甲、乙所示的結(jié)構(gòu),分別施加水平作用力、推動A、B物體沿水平方向做勻速運動,運動過程中A、B始終保持相對靜止,不計其它摩擦,下列說法正確的是( ?。?br />
A.大小等于 B.大小小于
C.圖甲中物體B可能不受摩擦力 D.圖乙中物體A可能不受摩擦力
【答案】D
【詳解】AB.設(shè)兩物體接觸面與水平地面的夾角為,甲乙圖中A、B物體間的作用力分別為N1、N2,對甲圖中兩物體進行受力分析可得,對于A有
對B物體有
對乙圖中兩物體進行受力分析可得,對于A有
對B物體有
綜合可得
由可知
故AB錯誤;C.由上述分析可知,對于圖甲中,若B不受摩擦力作用,則B將做勻加速直線運動,故C錯誤;D.由上述分析可知,對于圖乙中,當N2沿豎直方向的分量等于A的重力時,物體A可以不受摩擦力作用,此時F2大小等于物體B所受的摩擦力,故D正確。故選D。
4.質(zhì)量為M的凹槽靜止在光滑水平地面上,內(nèi)壁為半圓柱面,截面如圖所示,A為半圓的最低點,B為半圓水平直徑的端點。凹槽恰好與豎直墻面接觸,內(nèi)有一質(zhì)量為m的小滑塊。用推力F推動小滑塊由A點向B點緩慢移動,力F的方向始終沿圓弧的切線方向,在此過程中所有摩擦均可忽略,下列說法正確的是( ?。?br />
A.推力F先增大后減小 B.凹槽對滑塊的支持力一直減小
C.墻面對凹槽的壓力一直減小 D.水平地面對凹槽的支持力先減小后增大
【答案】B
【詳解】AB.對滑塊受力分析,設(shè)F與水平方向的夾角為θ,由平衡條件有
支持力為
滑塊從A緩慢移動B點時,越來越大,則推力F越來越大,支持力N越來越小,故A錯誤,B正確;
C.對凹槽與滑塊整體分析,有墻面對凹槽的壓力為
則越來越大時,墻面對凹槽的壓力先增大后減小,故C錯誤;
D.水平地面對凹槽的支持力為
則越來越大時,水平地面對凹槽的支持力越來越小,所以D錯誤。
故選B。
5.如圖所示,傾角為、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平地面上,把質(zhì)量為m的物塊放置在斜面上,給其一個沿斜面向下的推力F,使其沿斜面向下做加速運動,斜面體處于靜止狀態(tài),且地面對斜面體的摩擦力為0,物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為定值,重力加速度為g,下列說法正確的是(??)
A.物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)小于
B.物塊的加速度為
C.把力F改成垂直斜面向下,同時給物塊一個沿斜面向下的速度,則物塊的加速大小為
D.把力F改成水平向左,物塊沿斜面向下運動時,地面對斜面體的摩擦力向右
【答案】B
【詳解】A.對斜面體進行受力分析,把地面的支持力與斜面體的重力Mg合成,其合力豎直向上,根據(jù)四力平衡,物塊對斜面體的壓力與滑動摩擦力的合力與等大反向,受力分析如圖
由幾何關(guān)系得
設(shè)物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為,則有
比較可得
A錯誤;B.由牛頓第二定律可得物塊的加速度為
由可得
則有
B正確;C.對物塊受力分析,把重力分別沿著斜面和垂直斜面分解,可得
由牛頓第二定律可得物塊的加速度大小為
由可得
解得
C錯誤;
D.把力F改成水平向左,給物塊一個向下的速度,物塊對斜面體的壓力、滑動摩擦力方向不變,大小改變,其比值不變,結(jié)合可得
則、的合力仍然豎直向下,重力與地面的支持力在豎直方向上,則地面給斜面體的摩擦力仍為0,D錯誤。
故選B。
6.如圖所示,一足夠長的傳送帶傾斜放置,傾角,以恒定速率順時針轉(zhuǎn)動。一煤塊以初速度v0=14m/s從A端沖上傳送帶,煤塊與傳送帶之間動摩擦因數(shù),取,、。則下列說法正確的是(???。?br />
A.煤塊沖上傳送帶后經(jīng)與傳送帶速度相同
B.煤塊向上滑行的最大位移為12m
C.煤塊在傳送帶上留下的痕跡長為
D.煤塊從沖上傳送帶到返回A端所用的時間為6s
【答案】C
【詳解】A.由于煤塊初速度大于傳送帶的速度,則煤塊開始向上減速運動的加速度為
煤塊沖上傳送帶后與傳送帶速度相同經(jīng)歷的時間
A錯誤;B.煤塊與傳送帶速度相同后,由于
則煤塊向上做減速運動的加速度為
則煤塊向上滑行的最大位移為
B錯誤;C.煤塊與傳送帶速度相同前。煤塊相對皮帶向上運動
煤塊與傳送帶速度相同后,到達最高點經(jīng)歷時間
此過程,煤塊相對皮帶向下運動
煤塊從最高點返回底端過程做加速度為a2的勻加速直線運動
解得
則煤塊相對皮帶向下運動
該過程,煤塊相對皮帶向下運動的總的相對位移為
可知,煤塊在傳送帶上留下的痕跡長為,C正確;
D.根據(jù)上述,煤塊從沖上傳送帶到返回A端所用的時間為
D錯誤。故選C。
7.如圖所示,小物塊A疊放在長方體物塊B上,B置于粗糙水平面上。A、B質(zhì)量分別為mA=2kg,mB=1kg,A、B之間動摩擦因數(shù)1=0.3,B與地面之間動摩擦因數(shù)2=0.1,現(xiàn)對A施加水平力F且F從0開始逐漸增大,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度大小g=10m/s2。則下列說法正確的是( )
A.當F小于6N時,A、B都相對地面靜止
B.當F增大到6N時,A、B開始發(fā)生相對滑動
C.當F等于9N時,B的加速度為1m/s2
D.當F增大到12N時,A、B開始發(fā)生相對滑動
【答案】D
【詳解】A.A、B的最大靜摩擦力為
B和地面的最大靜摩擦力為
當
A、B整體相對地面滑動;
A、B整體相對地面靜止;故A錯誤;BCD.當A、B間摩擦力達到最大靜摩擦力時,且A、B整體相對地面滑動,B在水平方向受到A和地面給的摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律有
對A有
解得
所以當F增大到6N時,A、B相對靜止;當F等于9N時,A、B相對靜止,B的加速度為
當F增大到12N時,A、B開始發(fā)生相對滑動,故BC錯誤,D正確。故選D。
8.如圖所示,甲、乙兩個質(zhì)點沿同一直線運動,它們的位移隨時間變化的規(guī)律如圖所示,甲的圖像為一條傾斜的直線,乙做勻變速直線運動的圖像為關(guān)于軸對稱的拋物線的一半,兩質(zhì)點相遇前在時相距最遠。則下列說法正確的是( ?。?br />
A.質(zhì)點乙的加速度大小為
B.甲、乙兩質(zhì)點相遇前的最大距離為15m
C.時刻,甲、乙兩質(zhì)點相遇
D.甲、乙兩質(zhì)點相遇時,質(zhì)點乙的速度大小為
【答案】BC
【詳解】A.由題意可知,時刻,質(zhì)點乙的速度為零,且質(zhì)點乙做勻減速運動,根據(jù)數(shù)學(xué)知識可得質(zhì)點乙位移與時間的關(guān)系為
①
質(zhì)點乙速度與時間的關(guān)系為
②
質(zhì)點甲做勻速直線運動,由圖可得甲的速度大小為
根據(jù)數(shù)學(xué)知識可得質(zhì)點甲位移與時間的關(guān)系為
③
兩質(zhì)點相遇前在時相距最遠,則在s時兩質(zhì)點速度大小相等,為,由②式可得質(zhì)點乙的加速度大小為
故A錯誤;
B.s時,乙的位移為
此時甲的位移為0,故甲、乙兩質(zhì)點相遇前的最大距離為
故B正確;C.兩質(zhì)點相遇時
即
解得
故C正確;D.由②式可得甲、乙兩質(zhì)點相遇時,質(zhì)點乙的速度為
故此時質(zhì)點乙的速度大小為,故D錯誤。
故選BC。
9.一長輕質(zhì)木板置于光滑水平地面上,木板上放質(zhì)量分別為和的兩物塊,與木板之間的動摩擦因數(shù)都為(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),水平恒力作用在物塊上,如圖所示,重力加速度取。則( ?。?br />
A.無論力多大,與都不會發(fā)生相對滑動
B.無論力多大,與都不會發(fā)生相對滑動
C.若,則物塊所受摩擦力大小為
D.若,則物塊所受摩擦力大小為
【答案】BC
【詳解】AB.由題意可知,A與木板的最大靜摩擦力為
B與木板的最大靜摩擦力為
當F小于2N時,F(xiàn)小于A的最大靜摩擦力,A不會與C發(fā)生相對滑動,三者會一起向左運動;當F大于2N時,對整體有
對A有
顯然,與并一直相等,故A與C會發(fā)生相對滑動,且A會給C一個向左的反作用力,其大小與相等,同時,C會給B一個與等大的力,因為,所以C會給B的力小于B的最大靜摩擦力,B不會與C產(chǎn)生相對滑動。故A錯誤,B正確;C.若,其值小于,則對整體有
對A物塊而言有
故C正確;
D.若,其值大于,則A在C上滑動,C與B整體所受摩擦力大小為,則有
對B而言,則有
故D錯誤。故選BC。
10.一質(zhì)量為m的飛機在水平跑道上準備起飛,受到豎直向上的機翼升力,大小與飛機運動的速率平方成正比,記為F1=k1v2;所受空氣阻力也與速率平方成正比,記為F2=k2v2。假設(shè)輪胎和地面之間的阻力是壓力的μ=0.2倍,若飛機在跑道上加速滑行時發(fā)動機推力恒為其自身重力的0.25倍。在飛機起飛前(重力加速度取10m/s2),下列說法正確的是( )
A.飛機一共受5個力的作用
B.飛機一定做勻加速直線運動
C.飛機的加速度可能隨速度的增大而增大
D.若飛機做勻加速運動,則水平跑道長度必須大于
【答案】CD
【詳解】A.在飛機起飛前,飛機受到機翼升力、空氣阻力、重力、地面支持力、地面的阻力和發(fā)動機的推力,一共6個力,A正確;B.在飛機起飛前,豎直方向受力平衡,則豎直方向上有
水平方向做加速運動,水平方向上有
解得
飛機起飛前,速度增大,可知,只有當
即
時,加速度大小才一定,此時,飛機才做勻加速直線運動,由于題中沒有告知與的關(guān)系,則飛機不一定做勻加速直線運動,B錯誤;
C.根據(jù)上述分析可知,當
時,飛機的加速度可能隨速度的增大而增大,C正確;D.根據(jù)上述分析,若飛機做勻加速運動,則可解得
若飛機恰好起飛,則地面的對飛機的彈力為0,根據(jù)上述分析,可解得此時飛機的速度
則起飛過程的位移
即水平跑道長度必須大于,D正確。
故選CD。
(第1小題-第7小題為單選題,第8小題-第10小題為多選題)
1.某汽車正在水平路面上勻速行駛,前方出現(xiàn)緊急情況需剎車。從剎車開始計時,汽車在第1s內(nèi)的位移為8.0m,在第3s內(nèi)的位移為0.5m,則下列說法正確的是( )
A.汽車在0.6s末速度為8.0m/s B.汽車在2.5s末速度為0.5m/s
C.汽車在第2s內(nèi)的位移為4m D.汽車的加速度大小為3.75m/s2
【答案】C
【詳解】假設(shè)第3s內(nèi)汽車速度沒有減到零,則有
解得
第1s內(nèi)位移為8.0m,即
解得
由于
說明假設(shè)不成立,由此可知第3s內(nèi)汽車已經(jīng)停止運動,故
根據(jù)速度時間關(guān)系
聯(lián)立以上三式解得
,,
故汽車0.6s的速度為
汽車2.5s末的速度為
汽車第2s內(nèi)的位移為
故選C。
2.一物體受到水平外力作用在粗糙水平地面上從t =0時刻開始做直線運動,運動的x-t圖像如圖所示。0~T時間內(nèi)函數(shù)關(guān)系為一次函數(shù);T~2T時間內(nèi)函數(shù)關(guān)系為二次函數(shù)。則可知( ?。?br />
A.0~2T時間內(nèi)物體受到的合外力為零
B.T~2T時間內(nèi)物體受到水平外力為恒力
C.物體再次回到出發(fā)點時的速度大小為開始的3倍
D.t=T時物體的速度為零
【答案】C
【詳解】A.0~T時間內(nèi)x-t函數(shù)關(guān)系為一次函數(shù),圖像斜率不變,物體做勻速直線運動,合外力為零。T~2T時間內(nèi)x-t函數(shù)關(guān)系為二次函數(shù),圖像斜率變化,速度變化,合外力不為零。A錯誤;
D.0~T時間物體做勻速直線運動,時,物體的速度
速度不為零。D錯誤;
C.T~2T時間內(nèi)x-t函數(shù)關(guān)系為二次函數(shù),物體做勻變速直線運動,設(shè)加速度為。
時間內(nèi)物體的位移
解得
物體再次回到出發(fā)點時的速度大小
該速度開始運動的速度大小的3倍。C正確;
B.物體速度由減到零的時間為,由運動學(xué)公式
得
即物體在
時刻速度減為零。
在內(nèi),由牛頓第二定律得
內(nèi),由牛頓第二定律得
可知水平外力
T~2T時間內(nèi)物體受到水平外力不是恒力。B錯誤。故選C。
3.如圖為節(jié)日里懸掛燈籠的一種方式,A、B點等高,O為結(jié)點,輕繩AO、BO長度相等,拉力分別為,燈籠受到的重力為G。下列表述正確的是( )
A.一定小于G
B.與大小相等
C.與是一對平衡力
D.若將兩輕繩剪去一小段,但仍保持等長且懸掛點不變,則拉力與均減小
【答案】B
【詳解】AB.設(shè),O點受到、和G的作用,建立如圖所示的坐標系
由平衡方程得
解得
若,有;若,有;若,有。由上述分析可知,不一定小于G,但是與大小相等,故A錯誤,B正確;C.、和G三個力平衡,即和不是一對平衡力,故C項錯誤;
D.由之前得分析有
將兩輕繩剪去一小段,但仍保持等長且懸掛點不變,則變大,所以拉力與均變大,故D項錯誤。
故選B。
4.如圖,在水平桌面上疊放著兩個物塊M和m,輕繩繞過光滑的定滑輪,一端與m相連,另一端懸掛重物A。用外力F緩慢拉結(jié)點O,F(xiàn)方向與夾角為且保持不變,使從豎直拉至水平,兩物塊始終保持靜止,下列說法正確的是(??)
A.繩子的拉力先減小后增大
B.m對M的摩擦力一直在增大
C.地面對桌子的摩擦力先增大后減小
D.桌面對M的摩擦力可能一直在減小
【答案】C
【詳解】A.對節(jié)點O受力分析,繩子拉力和F的夾角不變,合力與懸掛物體的重力等大反向,作出受力分析圖如下
分析發(fā)現(xiàn),隨著繩拉力T由豎直逐漸變?yōu)樗竭^程,繩拉力先增大,后減小,故A錯誤;B.對m分析,繩子的拉力與M對m的摩擦力為一對平衡力,等大反向,繩拉力先增大,后減小,則M對m的摩擦力先增大,后減小,根據(jù)牛頓第三定律,m對M的摩擦力先增大,后減小,故B錯誤;C.對M和m以及桌子、懸掛物及滑輪等物體整體,根據(jù)平衡條件,F(xiàn)的水平分力與地面對桌子的摩擦力等大反向,由圖像可知,F(xiàn)的水平分力大小(圖中F與T在圓上交點到G的距離)先增大后減小,則地面對桌子的摩擦力先增大后減小,故C正確;D.對M和m整體,根據(jù)平衡條件,繩子的拉力與桌面對M的摩擦力為一對平衡力,等大反向,繩拉力先增大,后減小,則桌面對M的摩擦力先增大,后減小,故D錯誤。故選C。
5.如圖所示,斜面光滑的楔形物體放置在粗糙水平面上,一輕質(zhì)細線繞過滑輪1和滑輪2,兩端分別與物體a和輕環(huán)c連接,輕環(huán)c穿在粗糙水平橫桿上,滑輪2下吊一物體b。物體a和滑輪1間的細線平行于斜面,系統(tǒng)靜止?,F(xiàn)將c向右移動一些,系統(tǒng)再次靜止(即撤去外界干預(yù)后的新平衡,楔形物體始終在原來位置)。不計滑輪質(zhì)量和滑輪與繩間的摩擦。則( ?。?br />
A.在兩次平衡中物體a在同一位置 B.地面對斜面體的支持力變大
C.橫桿對輕環(huán)c的摩擦力變大 D.地面對楔形物體的摩擦力不變
【答案】D
【詳解】A.由于斜面光滑,所以兩次平衡后細線拉a的力不變,所以夾角不變,c向右移動后,a將向上移動,故A錯誤;
B.以滑輪2為研究的對象,受到兩邊細線的拉力和b物體的拉力
豎直方向根據(jù)平衡條件可得
解得細線拉力
設(shè)斜面的質(zhì)量為M,對斜面、物體a、物體b整體分析可知地面對斜面體的支持力為
所以地面對斜面體的支持力不變,故B錯誤;C.以輕環(huán)c為研究的對象,受到支持力、細線拉力和摩擦力,受力如圖
沿水平方向根據(jù)平衡條件可得
解得
細線拉力不變,所以摩擦力不變,故C錯誤;D.對斜面、物體a、物體b整體分析可知地面對斜面體的摩擦力為
由于細線拉力F、都不變,故地面對楔形物體的摩擦力不變,故D正確。
故選D。
6.如圖所示,質(zhì)量為0.5kg的物塊A放在一個靜止的矩形木箱內(nèi),物塊A和木箱水平底板之間的動摩擦因數(shù)為0.3。物塊A的右邊被一根輕彈簧用1.2N的水平拉力拉著保持靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。重力加速度g=10m/s2?,F(xiàn)在要使彈簧能拉動物塊A,使其相對木箱底板水平向右移動,木箱的運動情況可能是(????)
A.水平向右做勻加速運動,加速度的大小a = 0.5m/s2
B.水平向左做勻加速運動,加速度的大小a = 0.5m/s2
C.豎直向上做勻加速運動,加速度的大小a = 3.0 m/s2
D.豎直向下做勻加速運動,加速度的大小a = 3.0 m/s2
【答案】D
【詳解】A.物塊A和木箱水平底板之間的最大靜摩擦力為
要使彈簧能拉動物塊A,使其相對木箱底板水平向右移動,木箱給物塊A的摩擦力必須水平向左,以A為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律有
解得
木箱水平向右做勻加速運動時,物塊A和木箱加速度方向相反,物塊A相對木箱底板不能水平向右移動,故A錯誤;B.若木箱水平向左做勻加速運動,物塊A和木箱加速度方向相同
物塊A相對木箱底板不能水平向右移動,故B錯誤;,
C.木箱豎直向上做勻加速運動,以A為研究對象,豎直方向根據(jù)牛頓第二定律有
底板對A的支持力大小為
摩擦力大小為
物塊A相對木箱底板靜止,故C錯誤;D.木箱豎直向下做勻加速運動,以A為研究對象,豎直方向根據(jù)牛頓第二定律有
底板對A的支持力大小為
摩擦力大小為
物塊A相對木箱底板能水平向右移動,故D正確;故選D。
7.我國和諧號動車組由動車和拖車編組而成,提供動力的車廂叫動車,不提供動力的車廂叫拖車。假設(shè)動車組各車廂質(zhì)量均相等,運行過程中動車各車廂的輸出功率相同,動車組運行過程中阻力與車的重力成正比。某列動車組由8節(jié)車廂組成,其中第2、4、5、7節(jié)車廂為動車,其余為拖車,該動車組在水平直軌道上運行,下列說法正確的是( ?。?br />
A.做勻速運動時,各車廂間的作用力均為零
B.做勻加速運動時,各車廂間的作用力均不為零
C.不管是勻速運動還是加速運動,第2、3節(jié)車廂間的作用力一定都為零
D.不管是勻速運動還是加速運動,第1、2節(jié)車廂間與第5、6節(jié)車廂間的作用力之比都是2∶1
【答案】C
【詳解】A.設(shè)每節(jié)動車車廂的輸出功率均為P,牽引力為F,每節(jié)車廂的質(zhì)量為m,所受阻力為kmg,當動車組勻速運動時,所受合力為零,對整體,由平衡條件知
4F=8kmg
則
F=2kmg
依次對各個動車和車廂分析,有
F12=kmg,F(xiàn)23=0,F(xiàn)34=kmg,F(xiàn)45=0,F(xiàn)56=kmg,…
選項A錯誤;BC.當動車組加速運動時,對整體,由牛頓第二定律得
4F'-8kmg=8ma
解得
F'=2ma+2kmg
對前兩節(jié)車廂,由牛頓第二定律得
F'-2kmg+F'23=2ma
解得
F'23=0
選項B錯誤,C正確;D.勻速運動時有
==
加速運動時,對第一節(jié)車廂,由牛頓第二定律得
F'12-kmg=ma
解得
F'12=kmg+ma
對前5節(jié)車廂整體,由牛頓第二定律得
3F'-F'56-5kmg=5ma
解得
F'56=kmg+ma
故
=
選項D錯誤。故選C。
8.如圖甲所示,水平地面上有一長平板車M,平板車右端放一物塊m,開始時M、m均靜止。t=0時,平板車在外力作用下開始沿水平面向右運動,其v-t圖像如圖乙所示,整個過程中物塊m恰好沒有從平板車上滑下。已知物塊與平板車間的動摩擦因數(shù)為0.1,取,下列說法正確的是(????)
A.0~4s內(nèi),物塊m的加速度一直保持不變
B.整個過程中,物塊m相對平板車M滑動的時間為4s
C.平板車M的長度為12m
D.物塊m相對平板車M的位移為16m
【答案】AC
【詳解】A B.規(guī)定向右為正方向,物塊向右加速時,由牛頓第二定律
得加速度
由乙圖可知,減速時加速度
設(shè)t秒時兩者共速
得
t=4s
共速后由于平板車的加速度為
物塊減速時,由牛頓第二定律得
得
平板車的加速度大于物塊的加速度,所以物塊以的加速度減速,設(shè)共速后再經(jīng)減速到零。由運動學(xué)公式
解得
即
物塊的速度減為零,兩物體的速度時間圖像如圖所示
整個過程中,物塊m相對平板車M滑動的時間為8s。
A正確,B錯誤。C D.4秒前的打滑位移
4秒后的打滑位移
所以平板車的長度為12m,物塊m相對平板車的位移大小為
12m-4m=8m
方向向左。C正確,D錯誤。故選AC。
9.如圖所示,甲、乙兩球(均視為質(zhì)點)用輕質(zhì)細直桿連接,再用輕細線懸掛在點處于靜止狀態(tài),其中甲的質(zhì)量為,桿對小球的彈力沿著桿,兩球分別位于兩點,過點的豎直線與的連線的交點為,已知、,重力加速度為,下列說法正確的是(????)
A.乙的質(zhì)量為0.5m
B.桿的彈力為
C.若,對甲、乙的細線的拉力之比為
D.若,對甲的細線的拉力大小為
【答案】AC
【詳解】AB.設(shè)乙的質(zhì)量為M,桿對甲、乙彈力大小相等且設(shè)為F,分別對兩球進行受力分析,構(gòu)建力的合成矢量圖如圖所示
根據(jù)力的矢量三角形與幾何三角形的相似可得
結(jié)合
ac=L
oc=bc=2L
解得
M=0.5m
A正確、B錯誤;C.由
結(jié)合
M=0.5m
oa=ob
可得
C正確;D.當
oa=ob
由于oa、oc的關(guān)系未知,所以無法求出對甲的細線的拉力大小,D錯誤;故選AC。
10.一輕彈簧的一端固定在傾角為的固定光滑斜面的底部,另一端和質(zhì)量為的小物塊相連,如圖所示,質(zhì)量為的小物塊緊靠靜止在斜面上,此時彈簧的壓縮量為,從時開始,對施加沿斜面向上的外力,使始終做勻加速直線運動。經(jīng)過一段時間后,物塊、分離;再經(jīng)過同樣長的時間,距其出發(fā)點的距離恰好也為。彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi),重力加速度大小為。則( ?。?br />
A.彈簧的勁度系數(shù)為
B.、分離時,彈簧處于原長
C.物塊加速度的大小為
D.時、分離
【答案】ACD
【詳解】A.小物塊 b 緊靠 a 靜止在斜面上,則將二者看成一個整體,可知彈力大小與整體重力的分力大小相等,有
解得
故A正確;B.a(chǎn) 、b分離時,a的加速度剛好要變小,但是方向仍然沿斜面向上,,所以此時彈簧彈力大于物塊a沿斜面向下重力的分力,所以彈簧仍然處于壓縮狀態(tài),故B錯誤;
C.由于初速度為0,最初兩段相同時間間隔內(nèi)位移之比為
且由題有
可當彈簧形變量為
此時兩物塊剛好要分離,即a與b之間無相互作用力,對a由牛頓第二定律有
代入k后解得
故C正確;
D.由上一個選項可得a與b在b向上運動的位移時剛好分離,則有
代入上一選項中的加速度,解得
故D正確。故選ACD。
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這是一份高考物理分題型多維刷題卷專題12之04 靜電場和電路-選擇題組(原卷版),共26頁。

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