2022高考物理二轮复习专题一力与运动第1讲物体的平衡与直线运动练习含解析.doc

物体的平衡与直线运动一、单项选择题1.在如下图装置中，轻杆一端固定着一个质量可以忽略不计的定滑轮，两物体质量分别为m1、m2，轻绳一端固定于a点，悬点a、b间的距离远大于滑轮的直径，动滑轮质量和一切摩擦不计整个装置稳定时以下说法正确的选项是() A可能大于Bm1一定大于m2Cm1可能大于2m2D轻杆受到绳子的作用力2m2gcos解析：选D.对m2分析可知，m2受拉力与本身的重力平衡，故绳子的拉力等于m2g; 对动滑轮分析，由于滑轮跨在绳子上，故两端绳子的拉力相等，它们的合力一定在角平分线上；由于它们的合力与m1的重力大小相等，方向相反，故合力竖直向上，故两边的绳子与竖直方向的夹角和相等；故A错误；由以上可知，两端绳子的拉力等于m2g，而它们的合力等于m1g，因互成角度的两分力与合力组成三角形，故可知2m2gm1g，即m1一定小于2m2.但是m1不一定大于m2，故BC错误轻杆受到绳子的作用力等于两边绳子的合力，大小为2m2gcos，选项D正确；应选D.2(2022·郑州一模)一只宠物狗和主人游戏，宠物狗沿直线奔跑，依次经过A、B、C三个木桩，B为AC的中点，它从木桩A开始以加速度a1匀加速奔跑，到达木桩B时以加速度a2继续匀加速奔跑，假设它经过木桩A、B、C时的速度分别为0、vB、vC，且vB，那么加速度a1和a2的大小关系为()Aa1<a2B.a1a2Ca1>a2 D.条件缺乏，无法确定解析：选A.两个过程中的位移相同，所以，即，故a1a2，A正确3(2022·高考全国卷)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10 m/s2.假设轻绳能承受的最大张力为1 500 N，那么物块的质量最大为()A150 kg B.100 kgC200 kg D.200 kg解析：选A. 物块沿斜面向上匀速运动，受力如图，根据平衡条件F Ff mgsin ，Ff FN，FNmgcos ，由式得Fmgsin mgcos ，所以m，代入数据得m150 kg，选项A正确 4.如下图，匀强电场的电场强度方向与水平方向夹角为30°且斜向右上方，匀强磁场的方向垂直于纸面(图中未画出)一质量为m、电荷量为q的带电小球(可视为质点)以与水平方向成30°角斜向左上方的速度v做匀速直线运动，重力加速度为g，那么() A匀强磁场的方向可能垂直于纸面向外B小球一定带正电荷C电场强度大小为D磁感应强度的大小为解析：选C.小球做匀速直线运动，受到的合力为零，假设小球带正电，那么小球的受力情况如图甲所示，小球受到的洛伦兹力沿虚线但方向未知，小球受到的重力与电场力的合力与洛伦兹力不可能平衡，故小球不可能做匀速直线运动，假设不成立，小球一定带负电，选项B错误；小球的受力情况如图乙所示，小球受到的洛伦兹力一定斜向右上方，根据左手定那么，匀强磁场的方向一定垂直于纸面向里，选项A错误；根据几何关系，电场力大小qEmg，洛伦兹力大小qvBmg，解得E，B，选项C正确，D错误5(2022·湖南十四校二次联考)如下图，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆AB一端通过铰链固定在A点，另一端B悬挂一重为G的物体，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮C，用力F拉绳，开始时BAC>90°，现使BAC缓慢变小，直到杆AB接近竖直杆AC.此过程中() A轻杆AB对B端的弹力大小不变B轻杆AB对B端的弹力先减小后增大C力F逐渐增大D力F先逐渐减小后逐渐增大解析：选A.以B点为研究对象，分析受力情况：悬挂重物的绳的拉力T(等于重物重力G)、轻杆的支持力N和绳子的拉力F，作出受力图如图由平衡条件可知N和F的合力与T大小相等、方向相反，根据三角形相似可得；又TG，因杆的长度不变，BC距离变短，故N大小保持不变，力F逐渐减小，那么A正确，B、C、D错误6如下图，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验假设砝码和纸板的质量分别为2m和m，各接触面间的动摩擦因数均为.重力加速度为g.要使纸板相对砝码运动，所需拉力的大小至少应为() A3mg B.4mgC5mg D.6mg解析：选D.当纸板相对砝码运动时，设砝码的加速度为a1，纸板的加速度为a2，那么有：f1·2mg2ma1，得：a1g，Ff1f2ma2 ，发生相对运动需要纸板的加速度大于砝码的加速度，即：a2a1，所以：Ff1f2ma2f1f2ma1·2mg·3mgmg6mg，即：F6mg，应选D.二、多项选择题7(2022·湖北重点高中联考)某汽车在平直公路上匀速行驶，因特殊情况需刹车，其刹车过程的 ­t图象如下图，以下说法正确的选项是()A汽车刹车过程做的是匀减速直线运动B汽车从开始刹车，经5.0 s停下来C汽车匀速行驶时的速度为10 m/sD汽车刹车过程的加速度大小为2.0 m/s2解析：选AC.根据匀变速直线运动的位移时间公式xv0tat2, 变形得：v0at, 故纵截距表示初速度， 那么v010 m/s，故汽车刹车过程做的是匀减速直线运动， 那么当0时， 有10a×50, 解得：a4 m/s2，故A、C正确，D错误；根据vv0at0，得刹车所用的时间为t0 s2.5 s，故B错误；应选A、C.8(2022·河南中原名校联考)如下图，完全相同的磁铁A、 B分别位于铁质车厢竖直面和水平面上，A、B与车厢间的动摩擦因数均为，小车静止时，A恰好不下滑，现使小车加速运动，为保证A、B无滑动，那么()A加速度一定向右，不能超过(1)gB加速度一定向左，不能超过gC速度向左，加速度可小于gD加速度一定向左，不能超过(1)g解析：选CD.小车静止时，A恰好不下滑，可知mgN，水平方向上车壁对磁铁的弹力和吸引力相等，当小车做加速运动时，车壁对物块的弹力不能减小，只能增加，可知加速度的方向一定水平向左，对B分析，根据牛顿第二定律得，(mgF)ma，FN，解得a(1)g，即加速度不能超过(1)g，故C、D正确，A、B错误9如下图，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，tt0时刻P离开传送带不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是()解析：选BC.假设v1>v2，且P受到的滑动摩擦力大于Q的重力(绳对P的拉力)，那么可能先向右匀加速运动，加速至v1后随传送带一起向右匀速运动，此过程如图B所示，故B正确假设v1>v2，且P受到的滑动摩擦力小于Q的重力，此时P一直向右减速，减速到零后反向加速假设v2>v1，P受到的滑动摩擦力向左，开始时加速度a1，当减速至速度为v1时，摩擦力反向，假设有FT>mg，此后加速度a2，故C正确，A、D错误10如下图，外表粗糙质量m2 kg的木板，t0时在水平恒力F的作用下从静止开始沿水平面向右做匀加速直线运动，加速度a2.5 m/s2.t0.5 s时，将一个质量m1 kg的小铁块(可视为质点)无初速地放在木板最右端，铁块从木板上掉下时速度是木板速度的一半铁块和木板之间的动摩擦因数10.1，木板和地面之间的动摩擦因数20.25，g取10 m/s2.那么()A水平恒力F的大小为10 NB铁块放上木板后，木板的加速度为2 m/s2C铁块在木板上运动的时间为1 sD木板的长度为1.625 m解析：选AC.未放铁块时，对木板由牛顿定律F2mgma，解得F10 N，选项A正确；铁块放上木板后，对木板F1mg2(mm)gma，解得a0.75 m/s2，选项B错误；0.5 s时木板的速度v0at12.5×0.5 m/s1.25 m/s，铁块滑离木板时，木板的速度v1v0at2，铁块的速度va块t21gt2，由题意：vv1，解得t21 s，选项C正确；铁块滑离木板时，木板的速度v12 m/s，铁块的速度v1 m/s，那么木板的长度为lt2t2×1 m×1 m1.125 m，选项D错误；应选AC.三、非选择题11(2022·山东济宁质检)如下图，一个质量为m2 kg的小物块静置于足够长的斜面底端，斜面固定在水平地面上，其倾角37°.现对小物块施加一个沿斜面向上、大小为F30 N的恒力，4 s后将F撤去，此时小物块速度到达v120 m/s(sin 37°0.6，cos 37°0.8，g10 m/s2)求：(1)小物块与斜面间的动摩擦因数；(2)小物块在斜面上运动的总时间(可用根式表示)解析：(1)由运动学规律v1a1t1由牛顿第二定律得Fmgsin mgcos ma1解得0.5(2)前4 s位移为x1t1撤去力F后加速度为a2由牛顿第二定律得mgsin mgcos ma2撤去力F后又向上运动了t2，v1a2t2t2时间内的位移为x2t2物块下滑的加速度为a3由牛顿第二定律得mgsin mgcos ma3下滑的时间为t3，由运动学公式x1x2a3t运动的总时间为tt1t2t3(62)s. 答案：(1)0.5(2)(62)s12如下图，足够长的水平传送带沿顺时针方向以v02 m/s的速度匀速转动，A、B两个完全相同的小物块从M点和N点同时以v4 m/s的初速度相向运动小物块A、B在传送带上运动的过程中恰好不会发生碰撞，小物块A、B均可视为质点且与传送带间的动摩擦因数均为0.4，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)两个小物块相对传送带运动时间的差值(2)M点和N点之间的距离解析：(1)由牛顿第二定律mgma知两个小物块的加速度大小均为ag4 m/s2小物块A向右减速至与传送带共速的过程所需时间tA解得tA0.5 s小物块B向左减速至0再反向加速至与传送带共速的过程所需时间tB解得tB1.5 s故两个小物块相对传送带运动的时间差值tBtA1 s.(2)两小物块恰好不发生碰撞，应该在小物块B与传送带同速时恰好到达同一点，在tB1.5 s内小物块A向右运动的位移 xAv0(tBtA)解得xA3.5 m在tB1.5 s内小物块B向左运动的位移xB解得xB1.5 mM点和N点的距离为xAxB5 m.答案：(1)1 s(2)5 m6