适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练14

这是一份适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练14，共6页。试卷主要包含了我国高铁技术发展迅速，如图所示,一质量m=0，2s时间内,F为变力,0等内容，欢迎下载使用。

课时规范练14
基础对点练
1.(整体法与隔离法)如图所示,质量为4 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面,质量为1 kg的物体B用细线悬挂起来,A、B紧挨在一起,但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间,B对A的压力大小为(g取10 m/s2)(　　)

A.0 B.50 N
C.10 N D.8 N
答案 D
解析 剪断细线前,A、B间无压力,则弹簧的弹力F=mAg=40N,剪断细线的瞬间,对整体分析,整体加速度a=m/s2=2m/s2,隔离B进行分析,mBg-FN=mBa,解得FN=mBg-mBa=8N,故D正确,A、B、C错误。
2.(连接体问题)(2023湖南湘潭考试)我国高铁技术发展迅速。一列动车组由动车和拖车组成,动车提供动力,拖车无动力。假设一动车组有10节车厢,每节车厢质量均相等,且运动时每节车厢受到的阻力与重力成正比,动车的功率都相等,其中第2节和第6节为动车,其余为拖车,下列说法正确的是(　　)
A.匀加速启动时第5、6节车厢之间无拉力
B.匀速运动时各节车厢之间的作用力都相等
C.匀速运动时第2、3节与第6、7节车厢间的作用力之比为2∶1
D.减速进站时车厢给人的力与运动方向相反
答案 A
解析 匀加速启动时,设每节动车的牵引力为F,每节车厢的阻力为kmg,对动车组有2F-10kmg=10ma,以后5节车厢为研究对象,则有F56+F-5kmg=5ma,解得第5、6节车厢之间的作用力F56=0,A项正确。匀速运动时,有2F=10kmg,以后8节车厢为研究对象,则有F23+F-8kmg=0,解得F23=3kmg;以后4节车厢为研究对象,则有F67=4kmg,B、C项错误。减速进站时,加速度与速度方向相反,故车厢给人的摩擦力方向与运动方向相反,但车厢对人还有支持力作用,其合力方向不与运动方向相反,故D项错误。
3.(整体法与隔离法)如图所示,在光滑水平面上放有一质量m0=30 kg的斜劈,在其斜面上放一质量m=2 kg的物块,现用一水平向右的力F拉斜劈,使其由静止开始运动,物块恰好能与斜劈保持相对静止。已知斜劈倾角θ=37°,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2。则拉力F大小为(　　)

A.1 N B.10 N
C.31 N D.310 N
答案 B
解析 对物块受力分析如图所示,根据牛顿第二定律可得Ffcos37°-FNsin37°=ma,竖直方向,根据平衡条件可得Ffsin37°+FNcos37°=mg,根据摩擦力的计算公式可得Ff=μFN,联立解得a=m/s2;以整体为研究对象,水平方向根据牛顿第二定律可得F=(m0+m)a=10N,故B正确,A、C、D错误。

4.(连接体问题)(多选)如图所示,光滑水平面上放置着四个相同的木块,其中木块B与C之间用一轻弹簧相连,轻弹簧始终在弹性限度内。现用水平拉力F拉B,使四个木块以相同的加速度一起加速运动,则下列说法正确的是(　　)

A.一起加速过程中,D所受到的静摩擦力大小为
B.一起加速过程中,C受到4个力的作用
C.一起加速过程中,A、D所受摩擦力的大小和方向相同
D.F撤去瞬间,A、D所受静摩擦力的大小和方向都不变
答案 AC
解析 一起加速过程中,由整体法有a=,对D有FfD=ma=,A正确;对C受力分析,C受到重力、地面对C的支持力、D对C的压力和摩擦力及弹簧对C的弹力,共5个力,B错误;对A有FfA=ma=,C正确;F撤去瞬间,D受力情况不变,B受力情况改变,A所受静摩擦力方向改变,D错误。
5.(临界极值问题)如图所示,水平地面上有一车厢,车厢内固定的平台通过相同的弹簧把相同的物块A、B压在竖直侧壁和水平顶板上。已知A、B与接触面间的动摩擦因数均为μ,车厢静止时,两弹簧长度相同,A恰好不下滑,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现使车厢沿水平方向加速运动,为保证A、B仍相对车厢静止,则车厢(　　)

A.速度可能向左,加速度可大于(1+μ)g
B.加速度一定向右,不能超过(1-μ)g
C.加速度一定向左,不能超过μg
D.加速度一定向左,不能超过(1-μ)g
答案 B
解析 开始时A恰好不下滑,对A受力分析如图所示,有FfA=mg=μFNA=μF弹,解得F弹=,此时弹簧处于压缩状态。当车厢沿水平方向做加速运动时,为了保证A不下滑,侧壁对A的支持力必须大于等于,根据牛顿第二定律可知加速度方向一定向右。对B受力分析如图所示,有FfBm=μFNB=μ(F弹-mg)≥ma,解得a≤(1-μ)g,故选项B正确,A、C、D错误。

6.(临界极值问题)如图所示,一质量m=0.4 kg的小物块,以v0=2 m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,从A点沿斜面向上做匀加速运动,经t=2 s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=10 m。已知斜面倾角θ=30°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ=,重力加速度g取10 m/s2。

(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。
(2)拉力F与斜面夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?
答案 (1)3 m/s2　8 m/s　(2)30°　 N
解析 (1)设物块加速度的大小为a,到达B点时速度的大小为v,由运动学公式得
L=v0t+at2
v=v0+at
联立解得
a=3m/s2
v=8m/s。
(2)设物块所受支持力为FN,所受摩擦力为Ff,拉力与斜面间的夹角为α,受力分析如图所示

由牛顿第二定律得
Fcosα-mgsinθ-Ff=ma
Fsinα+FN-mgcosθ=0
又Ff=μFN
联立解得F=
由数学知识得
cosα+sinα=sin(60°+α)
所以当α=30°时拉力F最小
Fmin=N。
素养综合练
7.(2023山西运城检测)在一块固定的倾角为θ的木板上叠放质量均为m的一本英语词典和一本汉语词典,图甲中英语词典在上,图乙中汉语词典在上。已知图甲中两本词典一起沿木板匀速下滑,图乙中两本词典一起沿木板匀加速下滑。两本词典的封面材料不同,但每本词典的上、下两面材料都相同,近似认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,设英语词典和木板之间的动摩擦因数为μ1,汉语词典和木板之间的动摩擦因数为μ2,英语词典和汉语词典之间的动摩擦因数为μ3,重力加速度为g,则下列说法正确的是(　　)

A.μ2一定小于tan θ
B.μ3一定等于tan θ
C.图乙中汉语词典受到的摩擦力大小一定是μ1mgcos θ
D.图甲中英语词典受到的摩擦力大小一定是μ3mgcos θ
答案 C
解析 对题图甲词典整体进行受力分析,有2mgsinθ=μ2·2mgcosθ,则有μ2=tanθ,A错误;对题图甲中的英语词典受力分析,设其受到的静摩擦力为Ff,则有Ff=mgsinθ=μ2mgcosθ≤μ3mgcosθ,即μ3≥tanθ,B、D错误;对题图乙词典整体进行受力分析,有2mgsinθ-2μ1mgcosθ=2ma,对题图乙中的汉语词典受力分析,有mgsinθ-Ff汉=ma,联立有Ff汉=μ1mgcosθ,C正确。
8.(多选)(2023湖北武汉检测)如图所示,水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R,质量分别为m、2m和3m,物块与地面间的动摩擦因数都为μ。用大小为F的水平外力推物块P使物块运动,设Q和R之间的相互作用力F1与P和Q之间的相互作用力F2大小之比为k。则下列判断正确的是(　　)

A.若μ≠0,则k=
B.若μ≠0,则k=
C.若μ=0,则k=
D.若μ=0,则k=
答案 BD
解析 三个物块靠在一起,在水平外力F的作用下将以相同加速度向右运动,对整体应用牛顿第二定律有F-6μmg=6ma,解得加速度大小a=;对R进行受力分析可得,Q和R之间的相互作用力F1=3ma+3μmg=F;对P进行受力分析可得,P和Q之间的相互作用力F2=F-μmg-ma=F-μmg-F+μmg=F;所以可得k=,即k的值与μ是否为零无关,选项B、D正确。
9.(2023山东青岛模拟)某弹簧一端固定在倾角为37°的光滑斜面的底端,另一端系住质量m1=4 kg的物块P,Q为一重物,已知Q的质量m2=8 kg,弹簧的质量不计,劲度系数k=600 N/m,系统处于静止状态,如图所示。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F,使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动,已知在前0.2 s时间内,F为变力,0.2 s以后F为恒力,g取10 m/s2。求:

(1)物体做匀加速运动的加速度大小。
(2)F的最大值与最小值。
答案 (1)3 m/s2　(2)72 N　36 N
解析 (1)设刚开始时弹簧压缩量为x0
则(m1+m2)gsinθ=kx0
因为在前0.2s时间内,F为变力,0.2s以后,F为恒力,所以在0.2s时,P对Q的作用力为0
设此时弹簧压缩量为x1,由牛顿第二定律知
kx1-m1gsinθ=m1a
前0.2s时间内P、Q向上运动的距离为x0-x1=at2
联立各式解得a=3m/s2。
(2)P、Q刚开始运动时拉力F最小,此时有
Fmin=(m1+m2)a=36N
当P、Q分离时拉力最大,此时有
Fmax-m2gsinθ=m2a
解得Fmax=72N。