2022年高考物理 專題訓(xùn)練 力和運(yùn)動(dòng)、功和能(三)

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1、2022年高考物理 專題訓(xùn)練 力和運(yùn)動(dòng)、功和能(三) 一、選擇題 1.如圖所示,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(  ) A.都等于        B.和0 C.和· D.·和 2.一皮帶傳送裝置如圖所示,輕彈簧一端固定,另一端連接一個(gè)質(zhì)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(dá)到最長的過程中,滑塊始終未與皮帶達(dá)到共速,則在此過程

2、中滑塊的速度和加速度變化情況是(  ) 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 3.如圖所示,在一足夠長的粗糙水平桿上套一小圓環(huán),在小圓環(huán)上施加一水平向右的恒力F,使小圓環(huán)由靜止開始運(yùn)動(dòng),同時(shí)在小圓環(huán)上施加一豎直向上的力,且滿足的關(guān)系為.已知小圓環(huán)的質(zhì)量為m,小圓環(huán)與水平桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.則小圓環(huán)運(yùn)動(dòng)過程中速度隨時(shí)間變化的圖像為(  ) 4.通過輕桿連接在一起的物塊A和B,質(zhì)量分別是和,放在光滑的水平面上,現(xiàn)同時(shí)給它們施加方向如圖所示的推力和拉力,已知,則桿對

3、A的作用力(  ) A.必為拉力 B.必為推力 C.可能為拉力,可能為推力 D.不可能為零 5.如圖所示,總質(zhì)量為460 kg的熱氣球,從地面剛開始豎直上升時(shí)的加速度為0.5 m/s2,當(dāng)熱氣球上升到180 m時(shí),以5 m/s的速度向上勻速運(yùn)動(dòng).若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變.上升過程中熱氣球總質(zhì)量不變,重力加速度g=10 m/s2.關(guān)于熱氣球,下列說法正確的是(  ) A.所受浮力大小為4 830 N B.加速上升過程中所受空氣阻力保持不變 C.從地面開始上升10 s后的速度大小為5 m/s D.以5 m/s勻速上升時(shí)所受空氣阻力大小為230 N 6.如圖所示,

4、A、B 兩物塊的質(zhì)量分別為2m和m, 靜止疊放在水平地面上.A、B 間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,B 與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g.現(xiàn)對 A 施加一水平拉力 F,則(   ) A.當(dāng)F<2μmg 時(shí),A、B 都相對地面靜止 B.當(dāng)F=μmg 時(shí), A 的加速度為μg C.當(dāng)F>3μmg 時(shí),A 相對 B 滑動(dòng) D.無論 F 為何值,B 的加速度不會超過μg 7.如圖甲所示,輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上,上端放置一小物體(物體與彈簧不連接),初始時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上,使物體開始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng),拉力F與物體位移x的關(guān)系

5、如圖乙所示(g=10 m/s2),則下列結(jié)論正確的是(  ) A.物體與彈簧分離時(shí),彈簧處于壓縮狀態(tài) B.物體的質(zhì)量為3 kg C.物體的加速度大小為5 m/s2 D.彈簧的勁度系數(shù)為7.5 N/cm 二、非選擇題 8.Ⅰ.如圖為“測量彈簧勁度系數(shù)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖,彈簧的上端固定在鐵架臺上,下端裝有指針及掛鉤,指針恰好指向一把豎直立起的毫米刻度尺.現(xiàn)在測得在掛鉤上掛上一定數(shù)量鉤碼時(shí)指針在刻度尺上的讀數(shù)如下表: 鉤碼數(shù)n 0 1 2 3 4 5 刻度尺讀數(shù)xn(cm) 2.62 4.17 5.70 7.22 8.84 10.43 已知所有鉤碼的

6、質(zhì)量可認(rèn)為相同且m0=50 g,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8 m/s2.請回答下列問題: (1)請根據(jù)表格數(shù)據(jù)計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)k=______N/m.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (2)考慮到在沒有掛鉤碼時(shí)彈簧自身有重量,測量的勁度系數(shù)與真實(shí)值相比較______.(填“偏大”、“偏小”或“沒有影響”) Ⅱ.在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中,某小組利用如圖甲所示的裝置完成實(shí)驗(yàn),橡皮條的一端C固定在木板上,用兩只彈簧測力計(jì)把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點(diǎn). (1)則下列敘述正確的是________. A.該實(shí)驗(yàn)中CO的拉力是合力,AO和BO的拉力是分力 B.兩次操作必須將橡皮條和繩的

7、結(jié)點(diǎn)拉到相同位置 C.實(shí)驗(yàn)中AO和BO的夾角應(yīng)盡可能大 D.在實(shí)驗(yàn)中,彈簧測力計(jì)必須保持與木板平行,讀數(shù)時(shí)視線要正對彈簧測力計(jì)的刻度線 (2)對數(shù)據(jù)處理后得到如圖乙所示的圖線,則F與兩力中,方向一定沿CO方向的是________. 9.如圖甲所示,質(zhì)量為M的長木板,靜止放置在粗糙水平地面上,有一個(gè)質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊,以某一水平初速度從左端沖上木板.從物塊沖上木板到物塊和木板達(dá)到共同速度的過程中,物塊和木板的v-t圖像分別如圖乙中的折線acd和bcd所示,a、b、c、d點(diǎn)的坐標(biāo)分別為a(0,10)、b(0,0)、c(4,4)、d(12,0).根據(jù)v-t圖像,求: (1)物塊

8、沖上木板做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小a1,木板開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小a2,達(dá)到共同速度后一起做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小a3; (2)物塊質(zhì)量m與長木板質(zhì)量M之比; (3)物塊相對長木板滑行的距離Δx. 10.如圖所示,兩木板A、B并排放在地面上,A左端放一小滑塊,滑塊在F=6 N的水平力作用下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng).已知木板A、B長度均為l=1 m,木板A的質(zhì)量mA=3 kg,小滑塊及木板B的質(zhì)量均為m=1 kg,小滑塊與木板A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1=0.4,木板A、B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ2=0.1,重力加速度g=10 m/s2.求: (1)小滑塊

9、在木板A上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間; (2)木板B獲得的最大速度. 11.如圖所示,質(zhì)量M=0.2 kg的長木板靜止在水平地面上,與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1,另一質(zhì)量m=0.1 kg的帶正電小滑塊以v0=8 m/s的初速度滑上長木板,滑塊與長木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.5,小滑塊帶電量為q=2×10-3 C,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程始終處于水平向右的勻強(qiáng)電場中,電場強(qiáng)度E=1×102 N/C,(g=10 m/s2)求: (1)剛開始時(shí)小滑塊和長木板的加速度大小各為多少? (2)小滑塊最后停在距長木板左端多遠(yuǎn)的位置. A線生專項(xiàng)訓(xùn)練題(三)參考答案 ——牛頓運(yùn)動(dòng)定律與直線運(yùn)動(dòng) 1.

10、解析:選C.由整體法知,F(xiàn)彈=(mA+mB)gsin 30° 剪斷線瞬間,由牛頓第二定律 對B:F彈-mBgsin 30°=mBaB,得aB=· 對A:mAgsin 30°=mAaA,得aA=g 所以C項(xiàng)正確. 2.解析:選D.滑塊在傳送帶上受力如圖所示,當(dāng)Ff>kx時(shí),滑塊向左做加速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得Ff-kx=ma,隨著x的增大,加速度a減??;當(dāng)Ff=kx時(shí),a=0,速度達(dá)到最大值;當(dāng)Ff<kx時(shí),由牛頓第二定律得kx-Ff=ma,隨著x的增大,加速度a增大,速度v減小,直至為零,此時(shí)彈簧彈力最大,故選項(xiàng)D正確. 3.解析:選C.小圓環(huán)剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度a1=,隨著速度v

11、增大,a1增大,當(dāng)速度v增大到kv>mg時(shí),加速度a2=,隨著速度v增大,a2減小,當(dāng)a2減小到0時(shí),做勻速運(yùn)動(dòng),則C正確. 4.解析:選C.以整體為研究對象,由牛頓第二定律有:FA+FB=(mA+mB)a,再以A為研究對象,設(shè)桿對A的推力為F,由牛頓第二定律有:FA-F=mAa,解兩式得:F=,僅由FA>FB,無法確定F值的正負(fù),即無法確定F的方向,故力F可能是拉力,可能是推力,也可能為零,C項(xiàng)正確. 5.解析:選AD.剛開始上升時(shí),空氣阻力為零,F(xiàn)?。璵g=ma,解得F浮=m(g+a)=460×(10+0.5) N=4 830 N,A正確.加速上升過程,隨著速度增大,空氣阻力增大,B項(xiàng)

12、錯(cuò)誤.浮力和重力不變,而隨著空氣阻力的增大,加速度會逐漸減小,直至為零,故上升10 s后的速度v<at=5 m/s,C項(xiàng)錯(cuò)誤.勻速上升時(shí),F(xiàn)浮=Ff+mg,所以Ff=F?。璵g=4 830 N-4 600 N=230 N,D項(xiàng)正確. 6.解析:對A、B整體,地面對B的最大靜摩擦力為μmg,故當(dāng)μmg<F<2μmg時(shí),A、B相對地面運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò).對A、B整體應(yīng)用牛頓第二定律,有F-×3mg=3ma;對B,在A、B恰好要發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí),μ×2mg-×3mg=ma,兩式聯(lián)立解得F=3μmg,可見,當(dāng)F>3μmg時(shí),A相對B才能滑動(dòng),C對.當(dāng)F=μmg時(shí),A、B相對靜止,對整體有:μmg-×3mg=

13、3ma,a=μg,故B正確.無論F為何值,B所受最大的動(dòng)力為A對B的最大靜摩擦力2μmg,故B的最大加速度aBm==μg,可見D正確. 7.解析:選C.當(dāng)物體與彈簧分離時(shí),彈簧對物體的彈力為零,根據(jù)胡克定律可知,彈簧的形變量為零,即彈簧處于原長狀態(tài),故A選項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)胡克定律、平衡條件和圖像可得,4k=mg,4k+10-mg=ma和30-mg=ma,解得物體的質(zhì)量為m=2 kg,物體的加速度大小為a=5 m/s2,彈簧的勁度系數(shù)為k=5 N/cm,故B、D選項(xiàng)錯(cuò)誤,C選項(xiàng)正確. 8.Ⅰ.解析:利用題目中表格數(shù)據(jù)可畫出F-x的圖像,求圖線斜率可得彈簧的勁度系數(shù)k=31 N/m或32 N/m.

14、由圖表可知,不掛鉤碼時(shí)的彈簧長度就相當(dāng)于原長了,在描繪F-x圖像中,彈簧的自身重量不影響勁度系數(shù). Ⅱ.解析:(1)AO和BO的拉力與CO的拉力的合力為零,它們之間不是合力與分力的關(guān)系,A錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)中兩次拉伸橡皮條,注意將橡皮條和繩的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置,以保證兩次操作中CO的拉力是相同的,則選項(xiàng)B正確;如果AO和BO的夾角適當(dāng),則兩個(gè)分力可以將結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn),若夾角過大,則兩拉力不一定能將結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn),所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;彈簧測力計(jì)與木板平行以便保證各力在同一平面內(nèi),正對彈簧測力計(jì)的刻度線讀數(shù)可以減小偶然誤差,因此D正確. (2)由題圖乙知,F(xiàn)是二力用平行四邊形定則合成所得,是用一個(gè)力拉橡

15、皮條時(shí)的外力,故一定與CO共線的是 答案:Ⅰ.(1)31或32 (2)沒有影響 Ⅱ.(1)BD?。?) 9.解析:(1)由v-t圖像可求出物塊沖上木板做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小a1= m/s2=1.5 m/s2,木板開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小a2= m/s2=1 m/s2,達(dá)到共同速度后一起做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小a3= m/s2=0.5 m/s2. (2)對物塊沖上木板勻減速階段:μ1mg=ma1 對木板向前勻加速階段:μ1mg-μ2(m+M)g=Ma2 物塊和木板達(dá)到共同速度后向前勻減速階段: μ2(m+M)g=(M+m)a3 以上三式聯(lián)立可得=. (3)由v

16、-t圖像可以看出,物塊相對于長木板滑行的距離 Δx對應(yīng)圖中△abc的面積,故Δx=10×4× m=20 m 10.解析:(1)小滑塊對木板A的摩擦力Ff1=μ1mg=4 N 木板A與B整體受到地面的最大靜摩擦力 Ff2=μ2(2m+mA)g=5 N Ff1<Ff2,小滑塊滑上木板A后,木板A保持靜止 設(shè)小滑塊滑動(dòng)的加速度為a1,則: F-μ1mg=ma1 l=a1t 解得:t1=1 s (2)設(shè)小滑塊滑上B時(shí),小滑塊速度為v1,B的加速度為a2,經(jīng)過時(shí)間t2滑塊與B脫離,滑塊的位移為x塊,B的位移為xB,B的最大速度為v2,則: μ1mg-2μ2mg=ma2 vB=a2

17、t2 xB=a2t v1=a1t1 x塊=v1t2+a1t x塊-xB=l 解得:vB=1 m/s 11.解析:(1)設(shè)小滑塊的加速度大小為a1,長木板的加速度大小為a2,由牛頓第二定律得:Eq-μ2mg=-ma1 解得:a1=3 m/s2 μ2mg-μ1(m+M)g=Ma2 解得:a2=1 m/s2 (2)設(shè)兩者經(jīng)過t時(shí)間相對靜止,此時(shí)的速度為v,則: v0-a1t=a2t=v 解得:t=2 s,v=2 m/s 這段時(shí)間內(nèi)小滑塊的位移: x1=v0t-a1t2=10 m 長木板的位移x2=a2t2=2 m 由于此后兩者一起向右減速運(yùn)動(dòng),所以小滑塊最后距長木板左端Δx=x1-x2=8 m 答案:(1)3 m/s2 1 m/s2 (2)8 m

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