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2019-2020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(zhǎng)度且軸線水平．若在彈簧從自然長(zhǎng)度到第一次達(dá)到最長(zhǎng)的過程中，滑塊始終未與皮帶達(dá)到共速，則在此過程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(zhǎng)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(duì)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，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(duì) A 施加一水平拉力 F，則(　 　) A．當(dāng)F<2μmg 時(shí)，A、B 都相對(duì)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(duì) B 滑動(dòng) D．無論 F 為何值，B 的加速度不會(huì)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(cè)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(tái)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(cè)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(qǐng)回答下列問題： （1）請(qǐng)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(cè)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(cè)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(cè)力計(jì)必須保持與木板平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的刻度線 （2）對(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)木板質(zhì)量M之比； （3）物塊相對(duì)長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)木板，滑塊與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.5，小滑塊帶電量為q＝210－3 C，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程始終處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝1102 N/C，(g＝10 m/s2)求： （1）剛開始時(shí)小滑塊和長(zhǎng)木板的加速度大小各為多少？ （2）小滑塊最后停在距長(zhǎng)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．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(duì)B：F彈－mBgsin 30＝mBaB，得aB＝ 對(duì)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(duì)象，由牛頓第二定律有：FA＋FB＝(mA＋mB)a，再以A為研究對(duì)象，設(shè)桿對(duì)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?。絤(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)錯(cuò)誤．浮力和重力不變，而隨著空氣阻力的增大，加速度會(huì)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)?。紽f＋mg，所以Ff＝F浮－mg＝4 830 N－4 600 N＝230 N，D項(xiàng)正確． 6．解析：對(duì)A、B整體，地面對(duì)B的最大靜摩擦力為μmg，故當(dāng)μmg＜F＜2μmg時(shí)，A、B相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)．對(duì)A、B整體應(yīng)用牛頓第二定律，有F－3mg＝3ma；對(duì)B，在A、B恰好要發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，μ2mg－3mg＝ma，兩式聯(lián)立解得F＝3μmg，可見，當(dāng)F＞3μmg時(shí)，A相對(duì)B才能滑動(dòng)，C對(duì)．當(dāng)F＝μmg時(shí)，A、B相對(duì)靜止，對(duì)整體有：μmg－3mg＝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(duì)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(duì)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(zhǎng)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．由圖表可知，不掛鉤碼時(shí)的彈簧長(zhǎng)度就相當(dāng)于原長(zhǎng)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(cè)力計(jì)與木板平行以便保證各力在同一平面內(nèi)，正對(duì)彈簧測(cè)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)力拉橡皮條時(shí)的外力，故一定與CO共線的是 答案：Ⅰ．（1）31或32?。?）沒有影響 Ⅱ．（1）BD　（2） 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(duì)物塊沖上木板勻減速階段：μ1mg＝ma1 對(duì)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－t圖像可以看出，物塊相對(duì)于長(zhǎng)木板滑行的距離 Δx對(duì)應(yīng)圖中△abc的面積，故Δx＝104 m＝20 m 10．解析：（1）小滑塊對(duì)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＝a2t2 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(zhǎng)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(duì)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(zhǎng)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(zhǎng)木板左端Δx＝x1－x2＝8 m 答案：(1)3 m/s2　1 m/s2　(2)8 m