届高三高考物理二轮复习强化练习卷直线运动与牛顿运动定律.docx
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届高三高考物理二轮复习强化练习卷直线运动与牛顿运动定律
直线运动与牛顿运动定律
1.如图所示,物体自O点由静止出发开始做匀加速直线运动,途经A、B、C三点,其中A、B之间的距离L1=2m,B、C之间的距离L2=3m。
若物体通过L1、L2这两段位移的时间相等,则OA之间的距离L等于
A.
m B.
m C.
m D.
m
2.(2019·青岛二模)元宵节期间人们燃放起美丽的焰火以庆祝中华民族的传统节日,按照设计,某种型号的装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后,在3s末到达离地面90m的最高点时炸开,构成各种美丽的图案.假设礼花弹从炮筒中竖直向上射出时的初速度是v0,上升过程中所受的阻力大小始终是自身重力的k倍,g=10m/s2,那么v0和k分别等于( )
A.30m/s,1 B.30m/s,0.5
C.60m/s,0.5D.60m/s,1
3.如图所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5s和2s.关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度2m/s2由静止加速到2m/s,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是( )
A.关卡2 B.关卡3
C.关卡4D.关卡5
4.如图所示,两个质量均为m的小球A、B用细绳相连,小球A与一个轻弹簧相连,弹簧另一端固定在竖直墙上,小球用一根细线连在天花板上,开始时,两小球都静止不动,这时细线与水平方向的夹角是θ=45°,弹簧水平,重力加速度为g,现突然把细线剪断.在剪断线的瞬间,小球A的加速度大小是( )
A.2
g B.
g
C.2gD.
g
5.如图所示,相互接触的A、B两物块放在光滑的水平面上,质量分别为m1和m2,且m1 A.物块B的加速度为 B.物块A的加速度为 C.F 6.(2019吉林大学附中模拟)从t=0时刻开始,甲沿光滑水平面做直线运动,速度随时间变化如图甲、乙静止于光滑水平地面,从t=0时刻开始受到如图乙所示的水平拉力作用。 则在0~4s的时间内 A.甲物体所受合力不断变化B.甲物体的速度不断减小 C.2s末乙物体改变运动方向D.2s末乙物体速度达到最大 7.(2019·广东揭阳一模改编)t=0时一物体从某一行星表面竖直向上抛出(不计空气阻力),其位移随时间变化的st图象如图所示,则( ) A.该行星表面的重力加速度大小为8m/s2B.该物体上升的时间为5s C.该物体被抛出时的初速度大小为10m/sD.该物体落到行星表面时的速度大小为20m/s 8.(2019·福建莆田高三上学期期末)运动学中有人认为引入“加速度的变化率”没有必要,然而现在有人指出“加速度的变化率”能引起人的心理效应,车辆的平稳加速(即加速度基本不变)使人感到舒服,否则人会感到不舒服,关于“加速度的变化率”,下列说法正确的是( ) A.从运动学角度的定义,“加速度的变化率”的单位应是m/s3 B.加速度的变化率为0的运动是匀速直线运动 C.若加速度与速度同方向,如图所示的at图象,表示的是物体的速度在减小 D.若加速度与速度同方向,如图所示的at图象,已知物体在t=0时速度为5m/s,则2s末的速度大小为8m/s 9(2019湖南省邵阳市高三第二次大联考)学校“身边的物理”社团小组利用传感器研究物体的运动.在一小球内部装上无线传感器,并将小球竖直向上抛出,通过与地面上接收装置相连的计算机描绘出小球上抛后运动规律的相关图象.已知小球在运动过程中受到的空气阻力随速度的增大而增大,则下列图象可能是计算机正确描绘的是(已知v、t分别表示小球速度的大小、运动的时间)() 10.(多选)如图甲所示,粗糙的水平地面上有一块长木板P,小滑块Q放置于长木板上的最右端.现将一个水平向右的力F作用在长木板的右端,让长木板从静止开始运动.滑块、长木板的速度图象如图乙所示,已知小滑块与长木板的质量相等,滑块Q始终没有从长木板P上滑下.重力加速度g取10m/s2.则下列说法正确的是( ) 甲 乙 A.t=10s时长木板P停下来B.长木板P的长度至少是7.5m C.长木板P和水平地面之间的动摩擦因数是0.075D.滑块Q在长木块P上滑行的路程是12m 11.如图所示为运送粮袋的传送装置,已知AB间长度为L,传送带与水平方向的夹角为θ,工作时运行速度为v,粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ,正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上,关于粮袋从A到B的运动,以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( ) A.粮袋到达B点的速度可能大于、等于或小于v B.粮袋开始运动的加速度为g(sinθ-cosθ),若L足够大,则以后将以速度v做匀速运动 C.若μ D.不论μ大小如何,粮袋从A到B一直做匀加速运动,且a>gsinθ 12.如图所示,bc为固定在小车上的水平横杆,物块M串在杆上,靠摩擦力保持相对杆静止,M又通过轻细线悬吊着一个小球m,此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动,而M、m均相对小车静止,细线与竖直方向的夹角为θ。 小车的加速度逐渐增加,M始终和小车保持相对静止,当加速度增加到2a时 A.横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍B.横杆对M的弹力增加到原来的2倍 C.细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍D.细线的拉力增加到原来的2倍 13.(2019·黑龙江大庆实验中学高三上学期期中)某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落.他打开降落伞后的速度图线如图甲.降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为37°,如图乙.已知人的质量为50kg,降落伞质量也为50kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力f与速率v成正比,即f=kv(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求: 甲 乙 (1)打开降落伞前人下落的距离; (2)阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向; (3)悬绳能够承受的拉力至少为多少? 14.(2019·济宁质检)如图所示,与水平面夹角θ=37°的倾斜传送带以v0=2m/s的速度沿顺时针方向转动,小物块A从传送带顶端无初速度释放的同时,小物块B以v1=8m/s的速度从底端滑上传送带.已知小物块A、B质量均为m=1kg,与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5,小物块A、B未在传送带上发生碰撞,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求: (1)小物块B向上运动过程中平均速度的大小; (2)传送带的长度l应满足的条件. 15.如图甲所示,质量为M的长木板,静止放置在粗糙水平地面上,有一个质量为m、可视为质点的物块,以某一水平初速度从左端冲上木板.从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中,物块和木板的v-t图象分别如图乙中的折线acd和bcd所示,a、b、c、d点的坐标分别为a(0,10)、b(0,0)、c(4,4)、d(12,0).根据v-t图象,求: (1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1,木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2,达到共同速度后一起做匀减速直线运动的加速度大小a3; (2)物块质量m与长木板质量M之比; (3)物块相对长木板滑行的距离Δx. 参考答案 1.如图所示,物体自O点由静止出发开始做匀加速直线运动,途经A、B、C三点,其中A、B之间的距离L1=2m,B、C之间的距离L2=3m。 若物体通过L1、L2这两段位移的时间相等,则OA之间的距离L等于 A. m B. m C. m D. m 【答案】C 【解析】由题意,设物体通过L1、L2这两段位移的时间均等于T,则B点速度vB= ,加速度a= ,在A点速度vA=vB-aT= ,于是L= = = m.,即C正确。 2.(2019·青岛二模)元宵节期间人们燃放起美丽的焰火以庆祝中华民族的传统节日,按照设计,某种型号的装有焰火的礼花弹从专用炮筒中射出后,在3s末到达离地面90m的最高点时炸开,构成各种美丽的图案.假设礼花弹从炮筒中竖直向上射出时的初速度是v0,上升过程中所受的阻力大小始终是自身重力的k倍,g=10m/s2,那么v0和k分别等于( ) A.30m/s,1 B.30m/s,0.5 C.60m/s,0.5D.60m/s,1 【答案】D. 【解析】: 本题考查运动学规律和牛顿第二定律,利用运动学知识有x= ·t,代入数据得v0=60m/s;对上升过程中的礼花弹受力分析,如图所示. 由牛顿第二定律有: mg+Ff=ma,又Ff=kmg,a= m/s2=20m/s2,解得: k=1.故A、B、C错,D对. 3.如图所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5s和2s.关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度2m/s2由静止加速到2m/s,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是( ) A.关卡2 B.关卡3 C.关卡4D.关卡5 【答案】C. 【解析】: 该同学加速到2m/s时所用时间为t1,由v1=at1,得t1= =1s,通过的位移x1= at =1m,然后匀速前进的位移x2=v1(t-t1)=8m,因x1+x2=9m>8m,即这位同学已通过关卡2,距该关卡1m,当关卡关闭t2=2s时,此同学在关卡2、3之间通过了x3=v1t2=4m的位移,接着关卡放行t=5s,同学通过的位移x4=v1t=10m,此时距离关卡4为x5=16m-(1+4+10)m=1m,关卡关闭2s,经过t3= =0.5s后关卡4最先挡住他前进. 4.如图所示,两个质量均为m的小球A、B用细绳相连,小球A与一个轻弹簧相连,弹簧另一端固定在竖直墙上,小球用一根细线连在天花板上,开始时,两小球都静止不动,这时细线与水平方向的夹角是θ=45°,弹簧水平,重力加速度为g,现突然把细线剪断.在剪断线的瞬间,小球A的加速度大小是( ) A.2 g B. g C.2gD. g 【答案】B. 【解析】: 细线剪断前,小球A受到4个力作用,重力、弹簧的弹力、细线的拉力和细绳的拉力,由力的平衡条件,可知: 弹簧的弹力F=2mg,剪断细线的瞬间,小球A只受弹簧的弹力和重力,此时弹簧的弹力还是F=2mg,所以此时A球的合力FA= = mg,由牛顿第二定律可知,在剪断线的瞬间,小球A的加速度大小a= g,故B正确,A、C、D错误. 5.如图所示,相互接触的A、B两物块放在光滑的水平面上,质量分别为m1和m2,且m1 A.物块B的加速度为 B.物块A的加速度为 C.F 【答案】: B 【解析】: 由于没有摩擦力,且m1 ,选项A错误,B正确;再对B受力分析,由牛顿第二定律有F+FN=m2a,代入加速度解得FN= 6.(2019吉林大学附中模拟)从t=0时刻开始,甲沿光滑水平面做直线运动,速度随时间变化如图甲、乙静止于光滑水平地面,从t=0时刻开始受到如图乙所示的水平拉力作用。 则在0~4s的时间内 A.甲物体所受合力不断变化B.甲物体的速度不断减小 C.2s末乙物体改变运动方向D.2s末乙物体速度达到最大 【答案】D 【解析】由题图甲所示可以知道: 物体甲在0~2s内做匀减速直线运动,在2~4s内做反向的匀加速直线运动,整个过程加速度不变。 由牛顿第二定律F=ma可以知道,物体甲受到的合力保持不变,故A错误。 物体甲的速度先减小后反向增大,故B错误。 由乙图可以知道: 乙所受的拉力先沿正向后沿负向。 说明乙在0~2s内做加速度减小的加速运动,2~4s内沿原方向做加速度增大的减速运动,2s末运动方向没有改变,且2s末乙物体速度达到最大,故C错误,D正确。 7.(2019·广东揭阳一模改编)t=0时一物体从某一行星表面竖直向上抛出(不计空气阻力),其位移随时间变化的st图象如图所示,则( ) A.该行星表面的重力加速度大小为8m/s2B.该物体上升的时间为5s C.该物体被抛出时的初速度大小为10m/sD.该物体落到行星表面时的速度大小为20m/s 【答案】 AD 【解析】 由题图可得,物体上升的最大高度为h=25m,上升的时间为t=2.5s,对于上升过程,由h= 得,初速度大小v0= = m/s=20m/s,则物体上升时的加速度大小为a=g= = m/s2=8m/s2,故A正确,B、C错误;根据对称性可知,该物体落到行星表面时的速度大小与初速度大小相等,也为20m/s,故D正确。 8.(2019·福建莆田高三上学期期末)运动学中有人认为引入“加速度的变化率”没有必要,然而现在有人指出“加速度的变化率”能引起人的心理效应,车辆的平稳加速(即加速度基本不变)使人感到舒服,否则人会感到不舒服,关于“加速度的变化率”,下列说法正确的是( ) A.从运动学角度的定义,“加速度的变化率”的单位应是m/s3 B.加速度的变化率为0的运动是匀速直线运动 C.若加速度与速度同方向,如图所示的at图象,表示的是物体的速度在减小 D.若加速度与速度同方向,如图所示的at图象,已知物体在t=0时速度为5m/s,则2s末的速度大小为8m/s 【答案】 AD 【解析】“加速度的变化率”是指加速度的变化与所用时间的比值,即 ,a的单位是m/s2,t的单位是s,则 的单位为m/s3,故A正确;加速度的变化率为0是指加速度保持不变,如果加速度为0,则物体做匀速直线运动,如果加速度不为0,则物体做匀变速直线运动,故B错误;若加速度与速度同方向,则物体做加速运动,如题图所示,加速度减小,则物体速度增加得慢了,但仍在加速,故C错误;根据vt图象可知,图象与时间轴所围图形的面积表示物体的位移,同理在at图象中图象与时间轴所围图形的面积表示物体速度的变化量,即Δv,则得: Δv= ×2×3m/s=3m/s,由于加速度与速度同方向,故物体做变加速直线运动,已知初速度为5m/s,则物体在2s末的速度为8m/s,故D正确。 9(2019湖南省邵阳市高三第二次大联考)学校“身边的物理”社团小组利用传感器研究物体的运动.在一小球内部装上无线传感器,并将小球竖直向上抛出,通过与地面上接收装置相连的计算机描绘出小球上抛后运动规律的相关图象.已知小球在运动过程中受到的空气阻力随速度的增大而增大,则下列图象可能是计算机正确描绘的是(已知v、t分别表示小球速度的大小、运动的时间)() 【答案】D 【解析】在上升过程和下降过程中,小球受到重力和阻力,根据速度的变化关系,判断出阻力的变化关系,结合牛顿第二定律判断出加速度的变化即可判断在上升阶段,物体做减速运动,根据牛顿第二定律可知mg+f=ma,其中f=kv,由于速度减小,阻力减小,加速度减小,当速度达到0时,小球向下做加速运动,根据mg-kv=ma可知,随时间的延续,速度增大,阻力增大,加速度减小,在v-t图象中斜率代表加速度,故D正确. 10.(多选)如图甲所示,粗糙的水平地面上有一块长木板P,小滑块Q放置于长木板上的最右端.现将一个水平向右的力F作用在长木板的右端,让长木板从静止开始运动.滑块、长木板的速度图象如图乙所示,已知小滑块与长木板的质量相等,滑块Q始终没有从长木板P上滑下.重力加速度g取10m/s2.则下列说法正确的是( ) 甲 乙 A.t=10s时长木板P停下来B.长木板P的长度至少是7.5m C.长木板P和水平地面之间的动摩擦因数是0.075D.滑块Q在长木块P上滑行的路程是12m 【答案】: BCD 【解析】: 由图乙可知,力F在t1=5s时撤去,此时长木板P的速度v1=5m/s,t2=6s时两者速度相同,v2=3m/s,t2=6s前长木板P的速度大于滑块Q的速度,t2=6s后长木板P的速度小于滑块Q的速度,0~6s过程中,以滑块Q为对象,由牛顿第二定律得μ1mg=ma1,解得μ1=0.05,5~6s过程中,以长木板P为对象,由牛顿第二定律得μ2(2m)g+μ1mg=ma2,解得μ2=0.075,故C正确;6s末到长木板停下来过程中,由牛顿第二定律得μ2(2m)g-μ1mg=ma3,解得a3=1m/s2,这段时间Δt1= =3s,所以,t=9s时长木板P停下来,故A错误;长木板P的长度至少是前6s过程中滑块Q在长木板P上滑行的距离Δx1= ×5×5m+ ×(5+3)×1m- ×3×6m=7.5m,故B正确;从6s末到滑块停下来过程中,由牛顿第二定律得μ1mg=ma4,解得a4=0.5m/s2,这段时间Δt1= =6s,所以,t3=12s时滑块Q停下来,6s后滑块Q在长板P上滑行的距离Δx2= ×6×3m- ×3×3m=4.5m,滑块Q在长木板P上滑行的路程是Δx=Δx1+Δx2=12m,故D正确. 11.如图所示为运送粮袋的传送装置,已知AB间长度为L,传送带与水平方向的夹角为θ,工作时运行速度为v,粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ,正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上,关于粮袋从A到B的运动,以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( ) A.粮袋到达B点的速度可能大于、等于或小于v B.粮袋开始运动的加速度为g(sinθ-cosθ),若L足够大,则以后将以速度v做匀速运动 C.若μ D.不论μ大小如何,粮袋从A到B一直做匀加速运动,且a>gsinθ 【答案】AC. 【解析】: 粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动,到达B点时的速度小于v;可能先匀加速运动,当速度与传送带相同后,做匀速运动,到达B点时速度与v相同;也可能先做加速度较大的匀加速运动,当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动,到达B点时的速度大于v,故A正确;粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力,大小为μmgcosθ,根据牛顿第二定律得,加速度a=g(sinθ+μcosθ),故B错误;若μ<tanθ,则重力的下滑分力大于滑动摩擦力,故a的方向一直沿传送带向下,粮袋从A到B一直是做加速运动,可能是一直以加速度g(sinθ+μcosθ)匀加速;也可能先以加速度g(sinθ+μcosθ)匀加速,后以加速度g(sinθ-μcosθ)匀加速,故C正确;由以上分析可知,粮袋从A到B不一定一直做匀加速运动,故D错误. 12.如图所示,bc为固定在小车上的水平横杆,物块M串在杆上,靠摩擦力保持相对杆静止,M又通过轻细线悬吊着一个小球m,此时小车正以大小为a的加速度向右做匀加速运动,而M、m均相对小车静止,细线与竖直方向的夹角为θ。 小车的加速度逐渐增加,M始终和小车保持相对静止,当加速度增加到2a时 A.横杆对M的摩擦力增加到原来的2倍B.横杆对M的弹力增加到原来的2倍 C.细线与竖直方向的夹角增加到原来的2倍D.细线的拉力增加到原来的2倍 【答案】A 【解析】对小球和物块组成的整体,分析受力如图甲所示,根据牛顿第二定律得,水平方向: Ff=(M+m)a,竖直方向: FN=(M+m)g,则当加速度增加到2a时,横杆对M的摩擦力Ff增加到原来的2倍,横杆对M的弹力等于两个物体的总重力,保持不变,故A正确,B错误;以小球为研究对象,分析受力情况如图2-j9-2乙所示,由牛顿第二定律得mgtanθ=ma,解得tanθ= ,当a增加到两倍时,tanθ变为两倍, 但θ不是原来的两倍。 细线的拉力FT根据平行勾股定理求得,可见a变为两倍,FT不是原来的两倍,故C、D错误。 13.(2019·黑龙江大庆实验中学高三上学期期中)某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落.他打开降落伞后的速度图线如图甲.降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为37°,如图乙.已知人的质量为50kg,降落伞质量也为50kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力f与速率v成正比,即f=kv(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求: 甲 乙 (1)打开降落伞前人下落的距离; (2)阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向; (3)悬绳能够承受的拉力至少为多少? 【答案】: (1)20m (2)200N·s/m 30m/s2 方向竖直向上 (3)312.5N 【解析】: (1)由vt图知人打开降落伞时速度为v1=20m/s, 由自由落体运动规律解得下落的距离为h= =20m. (2)当人和降落伞的速度v2=5m/s时做匀速运动, 则kv2=2mg, 解得k=200N·s/m. 打开降落伞瞬间,对整体: kv1-2mg=2ma, 代入数据解得a=30m/s2,方向竖直向上. (3)设每根绳最大拉力为T,加速度最大时绳子的拉力最大,以运动员为研究对象有8Tcos37°-mg=ma, 代入数据解得T=312.5N. 14.(2019·济宁质检)如图所示,与水平面夹角θ=37°的倾斜传送带以v0=2m/s的速度沿顺时针方向转动,小物块A从传送带顶端无初速度释放的同时,小物块B以v1=8m/s的速度从底端滑上传送带.已知小物块A、B质量均为m=1kg,与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5,小物块A、B未在传送带上发生碰撞,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求: (1)小物块B向上运动过程中平均速度的大小; (2)传送带的长度l应满足的条件. 【答案】: (1)2.5m/s (2)l≥12.96m 【解析】: (1)对小物块B由牛顿第二定律得 mgsinθ+μmgcosθ=ma1,解得a1=10m/s2 小物块B减速至与传送带共速的过程中,时间t1= =0.6s,位移s1= =3m 之后,小物块B的速度小于传送带的速度,其所受滑动摩擦力沿传送带向上,由牛顿第二定律得 mgsinθ-μmgcosθ=ma2,解得a2=2m/s2 小物块B减速至0的时间t2= =1s 位移s2= =1m 小物块B向上运动过程中平均速度 = =2.5m/s. (2)小物块A的加速度也为a2=2m/s2,小物块B开始加速向下运动时,小物块A已经具有向下的速度,二者加速度大小相等,要使二者不相碰,应在小物块B滑下传送带后,小物块A到达传送带底端.当小物块B刚滑下传送带时,小物块A恰好运动至传送带底端,此时传送带长度最小,最小长度l0= a2t2 小
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