阶段(一) 力与运动(时间:45分钟 满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)1.(2022·广东理综,13)如图是物体做直线运动的vt图象。由图可知,该物体( )A.第1s内和第3s内的运动方向相反B.第3s内和第4s内的加速度相同C.第1s内和第4s内的位移大小不相等D.0~2s和0~4s内的平均速度大小相等2.(2022·北京理综,18)应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体,由静止开始竖直向上运动,直至将物体抛出。对此现象分析正确的是( )A.受托物体向上运动的过程中,物体始终处于超重状态B.受托物体向上运动的过程中,物体始终处于失重状态C.在物体离开手的瞬间,物体的加速度大于重力加速度D.在物体离开手的瞬间,手的加速度大于重力加速度3.如图所示,水平木板上有质量m=1.0kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。重力加速度g取10m/s2,下列判断正确的是( )A.5s内拉力对物块做功为零B.4s末物块所受合力大小为4.0NC.物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D.6~9s内物块的加速度大小为2.0m/s24.如图所示,在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3(可视为质点),中间分别用原长均为L、劲度系数均为k的轻弹簧连接,木块与传送带间的动摩擦因数均为μ。现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上,让传送带按图示方向匀速运动,当三个木块达到平衡后,1、2两木块间的距离是( )6\n A.L+B.L+C.L+D.L+5.某同学把一体重计放在电梯的地板上,然后站在体重计上随电梯运动。他观察了体重计示数的变化情况,并记录下了几个特定时刻体重计的示数(表内时刻不表示先后顺序):时刻t0t1t2t3t4体重计示数(kg)50.055.050.045.050.0若已知t0时刻电梯静止,则( )A.t1和t2时刻物体所受重力不相同B.t1和t3时刻电梯运动的加速度方向一定相反C.t1时刻电梯一定在向上做加速运动D.t2和t4时刻电梯一定处于静止状态6.如图所示为一游乐场的转盘,大盘半径R1为小盘半径R2的两倍,两盘绕各自的中心轴转动,且两盘接触处无相对滑动。在两盘中心连线上有A、B、C、D四个位置,O1A=,O2B=,C和D分别位于大盘和小盘的边缘。站在转盘上的游戏者,为使自己不被“甩”出去,在上述四个位置中最安全的是( )A.位置AB.位置BC.位置CD.位置D7.某汽车在启用ABS刹车系统和不启用该刹车系统紧急刹车时,其车速与时间的变化关系分别如图中的①②图线所示,由图可知,启用ABS后( )A.t1时刻车速更小B.0~t1的时间内加速度更小C.加速度总比不启用ABS时大D.刹车后前行的距离比不启用ABS更长8.设地球的质量为M,半径为R,自转角速度为ω,引力常量为G,同步卫星离地心高度为r,地表重力加速度为g,则同步卫星的速度v:①v=ωr;②v=;③v=;④v=R。其中正确的是( )A.①B.①②C.①②③D.①②③④9.(2022·湖北武汉武昌区调研)质量m=2kg、初速度v0=8m/s的物体沿着粗糙的水平面向右运动,物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.1,同时物体还要受一个如图所示的随时间变化的水平拉力F的作用,水平向右为拉力的正方向。则以下结论正确的是(g取10m/s2)( )6\nA.0~1s内,物体的加速度大小为2m/s2B.1~2s内,物体的加速度大小为2m/s2C.0~1s内,物体的位移为7mD.0~2s内,物体的总位移为12m10.(2022·重庆巴蜀中学期中)以下关于人造地球卫星的运动的说法正确的是( )A.美国科学家合力研究出了一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星,可以在同一圆周上经过美国、中国、英国三国上空B.某年美国和俄罗斯的卫星在太空中相撞了,已知卫星都是做匀速圆周运动,则它们一定是在同一轨道上运动的C.中国想发射一颗通过北京正上方的太空中的一个固定点的做匀速圆周运动的卫星,卫星运动的轨道只有一条D.可以发射许多与地球赤道平面在同一个平面的不同轨道的卫星,其中包括同步卫星二、非选择题(本题共2小题,共40分)11.(20分)如图所示,质量为M的长木板,静止放置在粗糙水平地面上,有一个质量为m、可视为质点的物块,以某一水平初速度从左端冲上木板。从物块冲上木板到物块和木板达到共同速度的过程中,物块和木板的vt图象分别如图中的折线acd和bcd所示,a、b、c、d点的坐标为a(0,10),b(0,0),c(4,4),d(12,0)。根据vt图象,求:(1)物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1,木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2,达相同速度后一起做匀减速直线运动的加速度大小a3;(2)物块质量m与长木板质量M之比;(3)物块相对长木板滑行的距离Δs。6\n12.(20分)为了研究过山车的原理,物理小组提出了下列设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.0m的粗糙倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接,如图所示。一个小物块以初速度v0=4.0m/s,从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.5。(g取10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80)(1)求小物块的抛出点和A点的高度差;(2)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件;(3)要使小物块不离开轨道,并从水平轨道DE滑出,则竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件。答案与解析阶段(一) 力与运动1.B 解析:由题图可知,物体在第1s内和第3s内的运动方向相同,A项错误;由图线的斜率表示加速度可知,物体在第3s内和第4s内加速度相同,B项正确;第1s内和第4s内图线与坐标轴所包围的“面积”大小相等,即物体的位移大小相等,C项错误;0~2s和0~4s内物体的位移相等,但时间不同,平均速度大小不相等,D项错误。2.D 解析:物体在手掌的推力作用下,由静止竖直向上加速时,物体处于超重状态。当物体离开手的瞬间,只受重力作用,物体的加速度等于重力加速度,处于完全失重状态,故A、B、C错误;物体离开手的前一时刻,手与物体具有相同的速度,物体离开手的下一时刻,手的速度小于物体的速度,即在物体离开手的瞬间这段相同的时间内,手的速度变化量大于物体的速度变化量,故手的加速度大于物体的加速度,也就是手的加速度大于重力加速度,故D正确。6\n3.D 解析:从两图象可以看出,物块在4~5s内所受合外力不为零,通过一段位移,故5s内拉力做功不为零,选项A错误;4s末物块所受拉力与静摩擦力恰好平衡,所受合力为零,选项B错误;物块运动过程中摩擦力保持不变,根据Ff=μmg可得μ==0.3,选项C错误;6~9s内物块所受拉力和摩擦力均不变,根据牛顿第二定律可得:a=m/s2=2.0m/s2,选项D正确。4.B 解析:把2、3两个木块看成一个整体,那么左边弹簧的弹力和这个整体所受摩擦力使这个整体平衡,弹力等于2、3两个木块滑动摩擦力之和,即F=kx=μ(m2+m3)g,所以1、2之间的距离为L+,B正确。5.B 解析:超重与失重时该同学的重力大小不发生变化;在t1时刻体重计的示数大于静止时示数,处于超重状态,加速度方向竖直向上,由于表内时刻不表示先后顺序,所以该同学可能加速上升也可能减速下降;t2与t4时刻体重计的示数等于静止时示数,该同学处于匀速或静止状态;t3时刻体重计的示数小于静止时示数,该同学处于失重状态,加速度方向竖直向下,综上可得B选项正确。6.A 解析:两盘接触处无相对滑动,两盘边缘的线速度相等设为v,则两盘的角速度分别为ω1=和ω2=,游戏者在A、B、C、D位置随盘转动所需的向心力分别为FA=m、FB=m、FC=mR1、FD=mR2,由于R1=2R2,因此,在A点时所需向心力最小,人不易做离心运动。A符合题意。7.B 解析:vt图象中斜率反映加速度的大小,由图象可知0~t1时间内启用ABS后的加速度比不启用时小,选项A、C错误,选项B正确;vt图象与横轴所夹的面积反映通过的位移,由图象可知启用ABS后的位移比不启用时短,选项D错误。8.D 解析:由于同步卫星的角速度与地球自转的角速度相等,则同步卫星的线速度v=ωr,故①正确。根据万有引力提供向心力:G=m,解得v=,故②正确。因v=,则v2=,v3==GMω,所以v=,故③正确。因为GM=gR2,所以v==R,故④正确。则D正确,A、B、C错误。故选D。考点:本题考查了人造卫星的加速度、周期和轨道的关系,万有引力定律及其应用。9.B 解析:本题考查牛顿运动定律的应用以及图象的分析,意在考查考生对牛顿运动定律的理解以及分析图象的能力。由题图可知,在0~1s内,力F为6N,方向向左,由牛顿第二定律可得F+μmg=ma,解得加速度大小a=4m/s2,在1~2s内,力F为6N,方向向右,由牛顿第二定律可得F-μmg=ma1,解得加速度大小a1=2m/s2,所以选项A错误,B正确;由运动关系可知0~1s内位移为6m,选项C错误;同理可计算0~2s内的位移为11m,选项D错误。10.D 解析:美国、中国和英国同处北半球,连接它们的圆轨道的圆心不能过地心,不能满足万有引力全部提供向心力,这种轨道不能成为卫星的轨道,选项A错误。两卫星相撞,可以是低轨道卫星变轨做离心运动追上高轨卫星,或高轨卫星变轨做向心运动追上低轨卫星,或同轨上后面的卫星先向心后离心追上前面卫星,选项B错误。只有地球同步卫星才能定点到赤道正上方,北京正上方是不能定点的,故找不到这种轨道,选项C错误。与赤道在同一平面而高度不同的卫星,其中离地表高度为h=36000km的赤道卫星是地球同步卫星,选项D正确。故选D。考点:本题考查了万有引力定律、卫星的运动规律。11.答案:(1)1.5m/s2 1m/s2 0.5m/s2 (2) (3)20m解析:(1)由vt图象可求出物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1=m/s2=1.5m/s2,木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2=m/s2=1m/s2,达到同速后一起做匀减速运动的加速度大小a3=m/s2=0.5m/s2。(2)对m冲上木板减速阶段μ1mg=ma16\n对M向前加速阶段μ1mg-μ2(m+M)g=Ma2物块和木板达到共同速度后向前减速阶段μ2(m+M)g=(M+m)a3以上三式联立可得。(3)由vt图可以看出,物块相对于长木板滑行的距离Δs对应图中△abc的面积故Δs=10×4×m=20m12.答案:(1)0.45m (2)R≥1.65m (3)R≤0.66m解析:(1)设从抛出点到A点的高度差为h,到A点时有vy=①且=tan37°②vA==5m/s③代入数据解得h=0.45m。④(2)要使小物块不离开轨道并且能够滑回倾斜轨道AB,则小物块沿圆轨道上升的最大高度不能超过圆心,即≤mgR由动能定理得:=mgLsin37°-μmgLcos37°⑤解得R≥1.65m。⑥(3)小物块从B滑到圆轨道最高点,由机械能守恒得:mv2+mg×2R⑦在最高点有m≥mg⑧由③⑤⑦⑧解得R≤0.66m。6
