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2019-2020年高考物理 專題訓練 力和運動、功和能（二） 一、選擇題 1．在離地高h處，沿豎直方向同時向上和向下拋出兩個小球，它們的初速度大小均為v，不計空氣阻力，兩球落地的時間差為(　　) A． 　　　　　　　B．　　　　　　　　C． 　　　　　D． 2．甲、乙兩車在同一筆直公路上運動的v－t圖像如圖所示，t＝0時乙車在甲車前50 m處，則(　　) A．甲、乙兩車在運動中只能相遇一次 B．0～2 s內(nèi)，乙車加速度小于甲車加速度 C．t＝8 s時，甲車在乙車前15 m處 D．0～8 s內(nèi)，乙車運動的平均速度為10 m/s 3．2014年1月12日，我國首次300米飽和潛水獲得成功，6名潛水員通過潛水鐘到達300米深海底進行潛水作業(yè)．若潛水鐘從水面開始下潛到最后返回水面的速度—時間(v－t)圖像如圖所示，則下列說法中正確的是(　　) A．下潛過程中勻速運動的時間為48 min B．全過程中的最大加速度大小為0.012 5 m/s2 C．0～100 min與100～140 min兩段時間的平均速度相同 D．超重現(xiàn)象發(fā)生在80～100 min和100～120 min時間段 4．汽車與摩托賽車在平直的跑道上同時從同一起跑線出發(fā)，做初速度為零的直線運動．如圖所示，A、B分別為汽車、摩托賽車運動的v－t圖像，t1＜t2，以下說法正確的是(　　) A．在0～t3時間段內(nèi)，摩托賽車在前，t1時刻摩托賽車與汽車相距最遠 B．在0～t3時間段內(nèi)，摩托賽車在前，t3時刻摩托賽車與汽車相距最遠 C．當汽車與摩托賽車經(jīng)過一段時間相遇時，汽車已經(jīng)達到最大速度2v0 D．當汽車與摩托賽車經(jīng)過一段時間相遇時，汽車沒有達到最大速度2v0 5．A、B兩個物體在水平面上沿同一直線運動，它們的v－t圖像如圖所示．在t＝0時刻，B在A的前面，兩物體相距7 m，B物體做勻減速運動的加速度大小為2 m/s2.則A物體追上B物體所用時間是(　　) A．5 s B．6.25 s C．7 s D．8 s 6．以不同初速度將兩個物體同時豎直向上拋出并開始計時，一個物體所受空氣阻力可忽略，另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比，下列用虛線和實線描述兩物體運動的v－t圖像可能正確的是(　　) 7．兩個質(zhì)點A、B放在同一水平面上，由靜止開始從同一位置沿相同方向同時開始做直線運動，其運動的v－t圖像如圖所示．對A、B運動情況的分析，下列結論正確的是(　　) A．A、B加速時的加速度大小之比為2∶1，A、B減速時的加速度大小之比為1∶1 B．在t＝3t0時刻，A、B相距最遠 C．在t＝5t0時刻，A、B相距最遠 D．在t＝6t0時刻，A、B相遇 二、非選擇題 8．現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運動．在一小物塊沿斜面向下運動的過程中，用頻閃相機拍攝的不同時刻物塊的位置如圖所示．拍攝時頻閃頻率是10 Hz；通過斜面上固定的刻度尺讀取的5個連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4.已知斜面頂端的高度h和斜面的長度s.數(shù)據(jù)如下表所示．重力加速度大小g＝9.80 m/s2. 單位：cm x1 x2 x3 x4 h s 10.76 15.05 19.34 23.65 48.00 80.00 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空： （1）物塊的加速度a＝________(保留3位有效數(shù)字)． （2）因為__________________，可知斜面是粗糙的． 9．為了最大限度地減少道路交通事故，全省各地開始了“集中整治酒后駕駛違法行為”專項行動．這是因為一般駕駛員酒后的反應時間(從發(fā)現(xiàn)情況到開始制動所需的時間)比正常時慢了0.1～0.5 s，易發(fā)生交通事故． （1）以下為《駕駛員守則》中駕駛員的部分正常反應距離(汽車在反應時間內(nèi)通過的距離)表格．請選取表格數(shù)據(jù)計算駕駛員的正常反應時間； 車速v(km/h) 40 60 80 反應距離s(m) 5 7.5 10 （2）如圖所示，假設一飲酒后的駕駛員駕車以72 km/h的速度在平直公路上行駛，在距離某學校門前32 m處發(fā)現(xiàn)有一隊學生在斑馬線上橫過馬路，他的反應時間比正常時慢了0.2 s，剎車后，車做加速度大小為9.5 m/s2的勻減速直線運動．試通過計算說明是否會發(fā)生交通事故． 10． 如圖所示，繃緊的傳送帶與水平面的夾角θ=30，皮帶在電動機的帶動下，始終保持v0=2.5m/s的速率運行．將一質(zhì)量m=1kg的工件（可看為質(zhì)點）輕輕放在皮帶的底端A點，工件能被傳送到頂端B點，h＝2.5m. 已知工件與皮帶間的動摩擦因數(shù)，取g=10m/s2. 求： （1）工件到達B點時速度的大小為多少？ （2）物體從A運動到B，皮帶對物體所做的功是多少? （3）工件由A點到B點經(jīng)過的時間t； （4）在這段時間內(nèi)電動機對傳送帶所做的功是多少? 11．靜止在水平面上的A、B兩個物體通過一根拉直的輕繩相連，如圖甲所示，輕繩長L＝1 m，承受的最大拉力為7.5 N，物體A的質(zhì)量m1＝2 kg，B的質(zhì)量m2＝6 kg.A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，在物體B上施加一個如圖乙所示的變力作用，7 s末立即撤去外力，求：A、B兩物體停止運動時二者的距離為多少？ A線生專項訓練題（二）參考答案 ——力與物體的運動 1．解析：選A．以豎直向下為正方向，對向上和向下拋出的兩個小球，分別有h＝－vt1＋gt，h＝vt2＋gt，Δt＝t1－t2，解以上三式得兩球落地的時間差Δt＝，故A正確． 2．解析：選C．由題圖及v－t圖線所圍面積的物理意義知，0～8 s內(nèi)，甲車發(fā)生的位移為x甲＝140 m，乙車發(fā)生的位移為x乙＝75 m，x甲－x乙－50 m＝15 m，即t＝8 s時，甲車在乙車前15 m處，說明之前甲車已追上乙車一次，t＝8 s后，乙車速度大于甲車速度，乙車一定能追上甲車，A錯，C對；由v－t圖線斜率的物理意義知，0～2 s內(nèi)，乙車加速度大小為a乙＝5 m/s2，甲車加速度大小為a甲＝ m/s2，B錯；由＝可知，0～8 s內(nèi)，乙車運動的平均速度為 m/s，D錯． 3．解析：選D.由題圖可知，在0～100 min內(nèi)潛水鐘下潛的深度為300 m，設潛水鐘勻速下潛的時間為t，則有(t＋100)4/2＝300，可解得t＝50(min)，選項A錯誤；全過程中加速度大小最大是在100～120 min和120～140 min兩個時間段，最大加速度大小為am＝＝2.0810－4m/s2，選項B錯誤；0～100 min內(nèi)的平均速度為＝3 m/min,100～140 min內(nèi)的平均速度為＝－7.5 m/min，選項C錯誤；在80～100 min內(nèi)潛水鐘減速下降，100～120 min內(nèi)潛水鐘加速上升，均發(fā)生超重現(xiàn)象，故選項D正確． 4．解析：在0～t3時間段內(nèi)，當汽車的速度等于摩托賽車的速度v0時，兩者相距最遠，所用時間為t2，選項A、B錯誤．當汽車與摩托賽車經(jīng)過一段時間相遇時，二者位移相等，所用時間相等，二者從開始運動到相遇過程的平均速度相等，而摩托賽車的平均速度小于v0，則二者從開始運動到相遇過程汽車的平均速度也小于v0．設二者相遇前汽車一直處于加速狀態(tài)，加速到v二者相遇，則汽車的平均速度＝＜v0，即v＜2v0，故汽車沒有達到最大速度2v0，選項C錯誤、D正確． 5．解析：選D．B車減速到零所需的時間 t＝＝ s＝5 s 在5 s內(nèi)A車的位移xA＝vAt＝45 m＝20 m B車的位移xB＝t＝5 m＝25 m 則在5 s時兩車相距 Δx＝xB＋7－xA＝(25＋7－20) m＝12 m 則A追上B所需的時間為t′＝t＋＝5 s＋ s＝8 s 6．解析：受空氣阻力作用的物體，上升過程中：mg＋kv＝ma，得a＝g＋v，v減小，a減小，A錯誤．到達最高點時v＝0，a＝g，即兩圖線與t軸相交時斜率相等，故D正確． 7．解析：由v－t圖像可知，通過斜率可計算加速度大小，加速時A、B的加速度大小之比為10∶1，減速時A、B的加速度大小之比為1∶1，所以選項A錯誤；由A、B運動關系可知，當A、B速度相同時距離最遠，所以選項B、C錯誤；由題意可知A、B是從同一位置同時開始運動的，由速度—時間圖像可以算出運動位移，可知6t0時刻，A、B位移相同，因此在此時刻A、B相遇，所以選項D正確． 8．解析：（1）根據(jù)勻變速直線運動的推論，利用逐差法，得 x3－x1＝2a1T2 x4－x2＝2a2T2 a＝，又知T＝＝0.1 s 聯(lián)立以上各式得a≈4.30 m/s2. （2）如果斜面光滑，根據(jù)牛頓第二定律得，物塊下滑的加速度： ，所以斜面是粗糙的． 9．解析：（1）由表格數(shù)據(jù)可知，正常反應距離與速度成正比，即在表格所給的速度范圍內(nèi)，駕駛員的正常反應時間相同，由v＝，選其中一組數(shù)據(jù)代入，可得 正常反應時間t0＝＝0.45 s. （2）v＝72 km/h＝20 m/s 反應距離s＝v(t0＋Δt) 代入數(shù)據(jù)得s＝13 m 剎車后做勻減速直線運動，由v2＝2ax 代入數(shù)據(jù)可得剎車距離x＝21.05 m 因為x＋s＝34.05 m＞32 m 所以會發(fā)生交通事故． 答案：（1）0.45 s　（2）會發(fā)生交通事故 10．解析：10．解析：（1）分析工件隨傳送帶運動情況，由受力分析有關系式： 解得： 若以此加速度一直運動到B點，則工件達B點速度為 說明工件中途某處已相對傳送帶靜止了. 滑塊達B點速度為2.5m/s （2）設皮帶對工件所做的功為W，由動能定理得： 所以皮帶對工件所做的功為 （3）工件從A到B先做勻加速，經(jīng)歷時間為t1、運動距離為s1；后做勻速運動，經(jīng)歷時間為t2、運動距離為s2；A到B經(jīng)過的時間為t則有如下關系式： （4）工件在做勻加速階段傳送帶運動位移為，工件與傳送帶的相對位移為． 則有： （1分） 摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為： 電動機對傳送帶所做的功分別為： 11．解析：由題圖乙可知：0～4 s內(nèi)，外力F1＝20 N作用在物體B上，設物體A、B一起向右勻加速運動的加速度為a1，對A、B構成的整體，根據(jù)牛頓第二定律有： F1－μ(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a1 代入數(shù)值得：a1＝0.5 m/s2 對物體A：T1－μm1g＝m1a1，得T1＝5 N，小于繩承受的最大拉力7.5 N，4 s末二者速度為v1＝a1t1＝2 m/s 4 s末外力變?yōu)镕2＝40 N，設物體A、B能一起以加速度a2共同運動，對A、B整體，根據(jù)牛頓第二定律有： F2－μ(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a2 代入數(shù)值得：a2＝3 m/s2 對物體A：T2－μm1g＝m1a2，得T2＝10 N，大于繩承受的最大拉力7.5 N，因此繩在力變?yōu)?0 N時立即斷開． 分別選擇物體A、B為研究對象有： －μm1g＝m1aA和F2－μm2g＝m2aB 代入數(shù)值得：aA＝－2 m/s2，aB＝ m/s2 物體A停下來通過的位移xA＝－＝1 m 7 s末物體B的速度vB＝v1＋aBt2＝16 m/s 物體B在4～7 s內(nèi)通過的位移 xB＝v1t2＋aBt＝27 m 物體B撤去外力后以做勻減速運動． 物體B停下來通過的位移為，則有： 當物體A、B都停下來時，二者間的距離為： 答案：91 m