新教材2024高考物理二轮专题复习第三编高考夺分训练课时提升训练2力与直线运动（附解析）

这是一份新教材2024高考物理二轮专题复习第三编高考夺分训练课时提升训练2力与直线运动（附解析），共7页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．[2023·陕西省宝鸡市、汉中市部分校联考]牛顿是经典力学的奠基人，牛顿三定律是物理学乃至自然科学中第一个完整的理论体系，它把天地间万物的机械运动规律概括在一个严密的统一理论之中，这是人类认识自然的历史中第一次理论大综合．牛顿力学是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学及与之有关的工程技术的理论基础．下列说法正确的是( )
A．牛顿通过理想斜面实验得出力是改变物体运动状态的原因
B．牛顿第一定律又被称为惯性定律，物体的速度越大，惯性越大
C．伽利略和笛卡尔的思想观点对牛顿第一定律的建立做出了基础性的贡献
D．牛顿第三定律指出先有作用力，后有反作用力
2．[2023·上海卷]一场跑步比赛中，第三跑道的运动员跑到30m处时，秒表计时为3.29s．根据以上信息，能否算得该运动员在这段时间内的平均速度和瞬时速度( )
A．可以算得平均速度，可以算得瞬时速度
B．无法算得平均速度，可以算得瞬时速度
C．可以算得平均速度，无法算得瞬时速度
D．无法算得平均速度，无法算得瞬时速度
3．[2023·北京卷]如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为1kg，细线能承受的最大拉力为2N.若在水平拉力F作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动．则F的最大值为( )
A．1N B．2NC．4N D．5N
4．[2023·天津卷]质量为m的列车以速度v匀速行驶，突然以大小为F的力制动刹车直到列车停止，整个过程中列车还受到大小恒为f的阻力，下列说法正确的是( )
A．减速运动过程的加速度大小a＝eq \f(F,m)
B．力F的冲量大小为mv
C．刹车距离为eq \f(mv2,2（F＋f）)
D．匀速行驶时功率为(f＋F)v
5．[2023·渝琼辽名校模拟]近年来，重庆热门景点“李子坝列车穿楼”吸引了大量游客驻足，当地更是专门修建观景台“宠粉”．列车进站时以20m/s的初速度开始做匀减速直线运动，加速度大小为1.25m/s2，列车速度减为0后在李子坝站停靠了50s．则关于列车进站过程，下列说法正确的是( )
A．列车在减速运动阶段速度减小得越来越慢
B．列车开始减速后，t＝8s时的速度为12m/s
C．列车开始减速后，20s内的位移为150m
D．列车匀减速阶段最后1s内的位移大小是0.625m
6．[2023·山东卷]质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时，牵引力F和受到的阻力f均为恒力，如图所示，小车用一根不可伸长的轻绳拉着质量为m的物体由静止开始运动．当小车拖动物体行驶的位移为S1时，小车达到额定功率，轻绳从物体上脱落．物体继续滑行一段时间后停下，其总位移为S2.物体与地面间的动摩擦因数不变，不计空气阻力．小车的额定功率P0为( )
A.eq \r(\f(2F2（F－f）（S2－S1）S1,（M＋m）S2－MS1))
B.eq \r(\f(2F2（F－f）（S2－S1）S1,（M＋m）S2－mS1))
C.eq \r(\f(2F2（F－f）（S2－S1）S2,（M＋m）S2－MS1))
D.eq \r(\f(2F2（F－f）（S2－S1）S2,（M＋m）S2＋mS1))
7．[2023·浙江金华模拟预测]最近，义乌中学实验室对一款市场热销的扫地机器人进行了相关测试，测试过程在材质均匀的水平地板上完成，获得了机器人在直线运动中水平牵引力大小随时间的变化图像a，以及相同时段机器人的加速度a随时间变化的图像b.若不计空气阻力，取重力加速度大小为10m/s2，则下列同学的推断结果正确的是( )
A．机器人与水平桌面间的最大静摩擦力为3N
B．机器人与水平桌面间的动摩擦因数为0.2
C．在0～4s时间内，合外力的冲量为12N·s
D．在0～4s时间内，合外力做的功为12J
二、多项选择题
8．[2023·湖北卷]t＝0时刻，质点P从原点由静止开始做直线运动，其加速度a随时间t按图示的正弦曲线变化，周期为2t0.在0～3t0时间内，下列说法正确的是( )
A．t＝2t0时，P回到原点
B．t＝2t0时，P的运动速度最小
C．t＝t0时，P到原点的距离最远
D．t＝eq \f(3,2)t0时，P的运动速度与t＝eq \f(1,2)t0时相同
9．[2023·广东潮州二模]某高速公路上ETC专用通道是长为20m的直线通道，且通道前、后都是平直大道．安装有ETC的车辆通过ETC专用通道时，可以不停车而低速通过，限速为5m/s.如图所示是一辆小汽车减速到达通道口时立即做匀速运动，车尾一到通道末端立即加速前进的v­t图像，则下列说法正确的是( )
A．由图像可知，小汽车的车身长度为5m
B．图像中小汽车减速过程的加速度大小为1.25m/s2
C．图像中小汽车减速过程的位移大小为200m
D．图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度小
10.
[2023·福建厦门二模]如图所示，小明从羽毛球筒中取出最后一个羽毛球时，一手拿着球筒，另一只手迅速拍打筒的上端边缘，使筒获得向下的初速度并与手发生相对运动，筒内的羽毛球就可以从上端出来．已知球筒质量为M＝90g(不含球的质量)，球筒与手之间的滑动摩擦力为f1＝2.6N，羽毛球质量为m＝5g，球头离筒的上端距离为d＝9.0cm，球与筒之间的滑动摩擦力为f2＝0.1N，重力加速度g＝10m/s2，空气阻力忽略不计，当球筒获得一个初速度后( )
A．羽毛球的加速度大小为10m/s2
B．羽毛球的加速度大小为30m/s2
C．若羽毛球头部能从上端筒口出来，则筒获得的初速度至少为eq \f(3\r(5),5)m/s
D．若羽毛球头部能从上端筒口出来，则筒获得的初速度至少为3m/s
三、非选择题
11．[2023·广东茂名二模]某超市为节省收纳空间，常常将手推购物车相互嵌套进行收纳．质量均为m＝16kg的两辆购物车相距L1＝1m静止在水平面上．第一辆车在工作人员猛推一下后，沿直线运动与第二辆车嵌套在一起，继续运动了L2＝1.25m后停了下来．人推车时间、两车相碰时间极短，可忽略，车运动时受到的阻力恒为车重的k＝0.25倍，重力加速度取g＝10m/s2，求：
(1)两辆车从嵌套后运动到停下来所用时间；
(2)两辆车在嵌套过程中损失的机械能；
(3)工人对第一辆车所做的功．
12．兴趣小组对老师演示惯性的一个实验进行了深入的研究．如图甲所示，长方形硬纸板放在水平桌面上，纸板一端稍稍伸出桌外，将一块橡皮擦置于纸板的中间，用手指将纸板水平弹出，如果弹的力度合适，橡皮擦将脱离纸板，已知橡皮擦可视为质点，质量为m1＝20g，硬纸板的质量为m2＝10g，长度为l＝5cm.橡皮擦与纸板、桌面间的动摩擦因数均为μ1＝0.2，纸板与桌面间的动摩擦因数为μ2＝0.3，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.
(1)手指对纸板的作用力与时间的关系如图乙所示，要使橡皮擦相对纸板滑动，F0至少多大？
(2)手指对纸板的作用时间很短，可认为作用结束后，纸板获得速度v0但位移近似为零，则要使橡皮擦脱离纸板，v0需满足的条件？
课时提升训练2
1．解析：伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因，故A错误；牛顿第一定律又被称为惯性定律，物体的质量越大，惯性越大，故B错误；伽利略和笛卡尔的思想观点对牛顿第一定律的建立做出了基础性的贡献，故C正确；根据牛顿第三定律，作用力和反作用力是同时产生的，故D错误．故选C.
答案：C
2．解析：平均速度为某段时间（位移）内物体运动的平均快慢，等于该段时间（位移）内的总位移与总时间的比值，即：eq \(v,\s\up6(－))＝eq \f(Δx,Δt)瞬时速度是某一时刻（位置）的速度，eq \(v,\s\up6(－))＝eq \f(Δx,Δt)当Δt趋近于零时，平均速度近似等于瞬时速度，根据题意，已知总位移和总时间，可以计算平均速度，无法计算瞬时速度，故A、B、D错误，C正确；故答案为C.
答案：C
3．解析：设每个物块的质量均为m，细线上张力大小FT
对两物块整体做受力分析有F＝2ma
再对于后面的物块有FTmax＝ma
FTmax＝2N
联立解得F＝4N
故选C.
答案：C
4．解析：
答案：C
5．解析：列车做匀减速直线运动，速度均匀变化，A错误；根据速度与时间关系式可知8s时速度减为v＝v0－at＝（20－1.25×8）m/s＝10m/s，B错误；刹车问题，t′＝eq \f(v0,a)＝16s停下来，20s的位移为x＝eq \f(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(0)) ,2a)＝160m, C错误；逆向思维求得，最后一秒位移为x′＝eq \f(1,2)aT2＝eq \f(1,2)×1.25×12m＝0.625m，D正确．
答案：D
6．解析：设物体与地面间的动摩擦因数为μ，当小车拖动物体行驶的位移为S1的过程中有
F－f－μmg＝（m＋M）a
v2＝2aS1
P0＝Fv
轻绳从物体上脱落后a2＝μg
v2＝2a2（S2－S1）
联立有P0＝eq \r(\f(2F2（F－f）（S2－S1）S1,（M＋m）S2－MS1))
故选A.
答案：A
7．解析：由图乙可知机器人在2s时开始滑动，有加速度，所以刚要滑动时fm＝F2＝eq \f(12,4)×2N＝6N，故A错误；
由图a、图b结合牛顿第二定律可得F4－f＝ma4，F2－f＝ma2
联立可得机器人质量m＝3kg
滑动摩擦力为f＝3N
机器人与水平桌面间的动摩擦因数为μ＝eq \f(f,FN)＝eq \f(f,mg)＝0.1，故B错误；
a­t图像与时间轴所围成的面积表示速度的变化量
在0～4s时间内，合外力的冲量为I＝mΔv＝meq \(a,\s\up6(－))t＝3×eq \f(1＋3,2)×（4－2）N·s＝12N·s，故C正确；
4s末机器人的速度为v＝eq \(a,\s\up6(－))t＝eq \f(1＋3,2)×2m/s＝4m/s
在0～4s时间内，合外力做的功为W＝eq \f(1,2)mv2＝24J，故D错误．
答案：C
8．解析：质点在0～t0时间内从静止出发先做加速度增大的加速运动再做加速度减小的加速运动，此过程一直向前加速运动，t0～2t0时间内加速度和速度反向，先做加速度增加的减速运动再做加速度减小的减速运动，2t0时刻速度减速到零，此过程一直向前做减速运动，2t0～4t0重复此过程的运动，即质点一直向前运动，A、C错误，B正确；a～t图像与时间轴所围成的面积表示速度的变化量，eq \f(t0,2)～eq \f(3,2)t0内速度的变化量为零，因此eq \f(t0,2)时刻的速度与eq \f(3,2)t0时刻相同，D正确．故选BD.
答案：BD
9．解析：根据题意，由图可知，汽车匀速运动的位移为x＝vt＝5×（25－20）m＝25m
由于通道长为20m，则小汽车的车身长度为5m，故A正确；
根据v­t图像中斜率表示加速度，由图可知，小汽车减速过程的加速度大小为
a1＝eq \f(25－5,20)m/s2＝1m/s2
小汽车加速过程的加速度大小为a2＝eq \f(30－5,60－25)m/s2≈0.71m/s2，可知图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度小，故B错误，D正确．
根据v­t图像中面积表示位移，由图可知，小汽车减速过程的位移大小为
x1＝eq \f(1,2)×（25＋5）×20m＝300m，故C错误．故选AD.
答案：AD
10．解析：依题意，对羽毛球受力分析，由于羽毛球相对于筒向上运动，受到筒对它竖直向下的摩擦力作用，根据牛顿第二定律可得mg＋f2＝ma1
求得羽毛球的加速度为a1＝30m/s2
羽毛球向下做匀加速直线运动，故A错误，B正确；
对筒受力分析，根据牛顿第二定律有Mg－f1－f2＝Ma2
求得a2＝－20m/s2
负号表示筒的加速度方向竖直向上，说明筒向下做匀减速直线运动，若敲打一次后，羽毛球头部能从上端筒口出来，则当羽毛球到达筒口时，二者速度相等，此时筒获得的初速度为最小vmin，有
a1t＝vmin－a2t，（vmint＋eq \f(1,2)a2t2）－eq \f(1,2)a1t2＝d
联立，代入相关数据求得vmin＝3m/s，故C错误，D正确．
故选BD.
答案：BD
11．解析：（1）对整体，由牛顿第二定律k×2mg＝2ma
解得a＝2.5m/s2
逆向过程L2＝eq \f(1,2)at2
得t＝1s.
（2）嵌套后，对整体根据运动学公式有，0＝v2－at
得v2＝2.5m/s
嵌套过程中，根据动量守恒定律有，mv1＝2mv2得v1＝5m/s
在嵌套过程中损失的机械能ΔE＝eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) －eq \f(1,2)×2mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2))
解得ΔE＝100J.
（3）对小车W－kmgL1＝eq \f(1,2)mv eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) －0
解得W＝240J.
答案：（1）1s （2）100J （3）240J
12．解析：（1）当橡皮擦刚好相对纸板滑动，对橡皮擦有
μ1m1g＝m1a1
对橡皮擦和纸板整体有F0－μ2（m1＋m2）g＝（m1＋m2）a2
要使橡皮擦在纸板上滑动，需满足a2>a1，解得F0>0.15N．
（2）纸板获得速度后做减速运动，橡皮擦做加速运动，当橡皮擦与纸板共速时刚好脱离纸板，此时，v0最小设为v0min.则对橡皮擦有x1＝eq \f(1,2)at2；v＝at
对纸板有μ1m1g＋μ2（m1＋m2）g＝m2a2；x2＝v0mint－eq \f(1,2)a2t2；v＝v0min－a2t
根据位移关系有x2－x1＝eq \f(l,2)
联立解得v0min＝eq \f(\r(3),2)m/s
则要使橡皮擦脱离纸板，v0需满足v0≥v0min＝eq \f(\r(3),2)m/s
解得l2＝1.5m.
答案：（1）0.15N （2）v0≥eq \f(\r(3),2)m/s