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1、力与物体的直线运动一、选择题(本题共8小题，其中15题为单选，68题为多选)1(2019安徽省合肥市模拟)2018年5月21日5点28分，西昌卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功发射嫦娥四号中继星鹊桥，为嫦娥四号探测器提供地月中继通信支持。长征四号丙运载火箭飞行25分钟后，星箭分离，将“鹊桥”直接送入近地点高度200公里，远地点高度40万公里的预定地月转移轨道，卫星太阳翼和中继通信天线相继展开正常。发射取得圆满成功。下列说法正确的是(A)A5月21日5点28分表示时刻B火箭飞行25分钟后，星箭分离，25分钟表示时刻C卫星太阳翼和中继通信天线相继展开正常时，“鹊桥”可以看作质点D“鹊桥”绕地球
2、飞行一圈，其位移和路程均为0解析5月21日5点28分对应一个点，是时刻，故A正确；飞行25分钟后，星箭分离，25分钟表示时间间隔，故B错误；卫星太阳翼和中继通信天线相继展开时，其形状与大小不能忽略不计，“鹊桥”不可以看作质点，故C错误；卫星绕地球飞行一圈，位移是0，路程是周长，故D错误。2(2019福建省三明市模拟)一列火车沿直线轨道从静止出发由A地驶向B地，列车先做匀加速运动，加速度大小为a，接着做匀减速运动，加速度大小为2a，到达B地时恰好静止，若A、B两地距离为s，则火车从A地到B地所用时间t为 (C)ABC D解析设汽车匀加速运动的时间为t1，匀减速运动的时间为t2，总时间为t，匀加速
3、运动的末速度为v，则有：vat12at2，得t12t2，t1t2t，联立得t1t，t2t总位移Stat，解得t，C正确，A、B、D错误。3(2019四川省攀枝花市模拟)一质点从t0时刻开始沿某一方向做直线运动，x表示物体运动的位移，其t的图象如图所示，则(D)A质点做匀速直线运动，速度为2 m/sB质点做匀加速直线运动，加速度为2 m/sC质点做匀减速直线运动，初速度为2 m/s2D质点在第1 s内的平均速度为2 m/s解析由公式xv0tat2，两边同时除以t，变形后得：v0at，结合数学知识知：物体做匀加速直线运动，初速度是0，加速度a2，a4 m/s2，A、B、C均错误；由公式vv0at,
4、1 s末速度v4 m/s，质点在第1 s内的平均速度2 m/s，D正确。4(2019广东省汕头市模拟)在中国，每年由于交通造成死亡的事故中50%以上都与酒后驾车有关，酒后驾车的危害触目惊心。驾驶员从视觉感知前方危险，到汽车开始制动的时间称为反应时间，酒后驾驶将明显增加反应时间。对比某驾驶员正常驾驶和酒后驾驶过程，记录感知前方危险后汽车运动vt图线如图甲、乙所示。则(D)A图乙对应于正常驾车B全过程酒后驾车的时间比较短C全过程酒后驾车的位移比较小D全过程酒后驾车的平均速度比较大解析驾驶员在反应时间里没有操作车，汽车仍做匀速直线运动，酒后驾驶将明显增加反应时间，图乙对应于酒后驾驶，故A错误；设驾驶
5、员饮酒前、后的反应时间分别为t1、t2，由图线可得t10.5 s，t21.5 s；汽车初速度v030 m/s，正常驾驶时的减速时间为t34.0 s，由图线可得正常驾驶时的感知制动距离为：sv0t1t375 m，同理，可求出酒后驾驶时的感知制动距离为：s105 m，故B、C错误；根据可得正常驾驶时的平均速度 m/s16.7 m/s，同理，可求出酒后驾驶时的平均速度19.1 m/s，故D正确。5(2019山东省日照市模拟)如图所示，一辆有驱动力的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一质量为1 kg的物块相连。物块和小车一起向右匀速运动时，弹簧处于压缩状态，弹簧弹力大小为2 N。若小
6、车开始向右加速运动，则(D)A随着小车的加速度增大，物块受到的摩擦力逐渐减小B随着小车的加速度增大，物块受到的弹簧弹力逐渐增大C当小车的加速度大小为5 m/s2时，物块一定与小车相对滑动D当小车的加速度大小为4 m/s2时，物块一定与小车相对静止解析当物块和小车一起向右匀速运动时，对物块分析可得物块受到水平向左的静摩擦力，大小为2 N，即物所受的最大静摩擦力fm2 N。小车向右做加速运动，对物块由牛顿第二定律列方程：Ffma，当加速度不太大时，弹簧弹力不变，随着小车的加速度增大，物块受到的摩擦力先是逐渐减小，后反向增大，A、B均错误；当小车的加速度大小为4 m/s2，可求得此时受的摩擦力大小为
7、2 N，方向水平向右，物块一定与小车相对静止，D正确； 当小车的加速度大小为5 m/s2，假设物块与小车仍相对静止，可求得此时受的摩擦力大小为3 N，方向水平向右， 由于最大静摩擦力大小不确定，此时物块可能与小车相对静止，C错误。6(2019山东省菏泽市模拟)水平地面上有一质量为M的足够长的木板B，一个质量为m的滑块A(可视为质点)放在木板B上，如图甲所示。滑块A在水平拉力F作用下运动，测出A的加速度a随拉力F变化的aF图象如图乙所示，设滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g10 m/s2，则(AC)A滑块A的质量m1 kgB木板B的质量M4 kgC水平地面与木板B间的摩擦力为零D滑块A与
8、木板B间的动摩擦因数为0.1解析由图乙知，当F4 N时，A、B共同加速，F0，则a0说明水平地面与木板B间的摩擦力为零，C正确；当F4 N时，加速度为a1 m/s2, 对整体分析：F(mM)a，解得mM4 kg，当F4 N时，A、B发生相对滑动，对A有：Fmgma，aFg，由图示图象可知，图线的斜率：k1，解得m1 kg，B的质量M3 kg，故A正确，B错误；由图象可知当a0时，F3 N，则g3，解得0.3，故D错误。7(2019辽宁沈阳一模)如图所示，甲、乙两物体靠在一起，放在光滑的水平面上，在水平力F1和F2共同作用下，一起从静止开始运动，已知F1F2，两物体运动一段时间后(BC)A 若突
9、然撤去F1，甲的加速度一定减小B 若突然撤去F1，甲乙间的作用力减小C 若突然撤去F2，乙的加速度一定增大D 若突然撤去F2，甲乙间的作用力增大解析要分析加速度的变化，先由牛顿第二定律求出整体的加速度，再进行分析，由隔离法求出甲乙间的作用力，根据表达式进行分析；一起运动时，整体的加速度为：a；对乙分析，则甲、乙之间的作用力为：NF2m2a ，解得N；突然撤去F1，则整体的加速度a1， a1不一定大于a，甲乙之间的作用力N1，故A错误、B正确；突然撤去F2，则整体的加速度a2，则a2a，即加速度增大，甲乙之间的作用力为：N2N，故选项C正确，D错误。8(2019河北省衡水中学下学期二调模拟)如图
10、所示，宽为L的竖直障碍物上沿有间距d0.6 m的矩形孔，其下沿离地高h1.2 m，离地高H2 m可视为质点的小球与障碍物相距x，在障碍物以v04 m/s的速度匀速向左运动的同时，小球自由下落，忽略空气阻力，g10 m/s2，则下列说法正确的是(BC)A L1 m、x1 m时小球可以穿过矩形孔B L0.8 m、x0.8 m时小球可以穿过矩形孔C L0.6 m、x1 m时小球可以穿过矩形孔D L0.6 m、x1.2 m时小球可以穿过矩形孔解析小球做自由落体运动到矩形孔的上沿的时间为：t10.2 s；小球做自由落体运动到矩形孔下沿的时间为t20.4 s，则小球通过矩形孔的时间为tt2t10.2 s，
11、根据等时性知L的最大值为Lmv0 t40.2 m0.8 m，故A错误；若L0.8 m，x的最小值为xminv0t140.2 m0.8 m，x的最大值为xmaxv0t2L40.40.8 m0.8 m，x的取值范围是x0.8 m，B正确；若L0.6 m，x的最小值为xminv0t140.2 m0.8 m，x的最大值为xmaxv0t2L40.40.6 m1 m，所以0.8 mx1 m，C正确，D错误。二、计算题(本题共3小题，需写出完整的解题步骤)9(2019江苏省宿迁市模拟)如图，光滑固定斜面上有一楔形物体A。A的上表面水平，A上放置一物块B。已知斜面足够长、倾角为，A的质量为M，B的质量为m，A
12、、B间动摩擦因数为()，最大静擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平推力。求： (1)物体A、B保持静止时，水平推力的大小F1；(2)水平推力大小为F2时，物体A、B一起沿斜面向上运动，运动距离x后撤去推力，A、B一起沿斜面上滑，整个过程中物体上滑的最大距离L；(3)为使A、B在推力作用下能一起沿斜面上滑，推力F应满足的条件。 答案(1)(Mm)gtan(2) (3)(Mm)gtanF 解析 (1) A和B整体处于平衡状态，则F1cos(mM)gsin：解得： F1(mM)gtan；(2) A和B整体上滑过程由动能定理得F2xcos(mM)gLsin0解得： L；(3)A和B间恰
13、好不滑动时，设推力为F0，上滑的加速度为a，A对B的弹力为N，对A和B整体有F0cos(mM)gsin(mM)a 对B有： fmNmacosNmgmasin 解得： F0则为使A、B在推力作用下能一起沿斜面上滑，推力应满足的条件(Mm)gtanF 10(2019江苏海安质检)我国交通法规规定：黄灯亮时车头已经越过停车线的车辆可以继续前行，车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯，属于交通违章行为，现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向以v015 m/s的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后，当两车快要到十字路口时，甲车司机看到黄灯闪烁，经过3.0秒黄灯提示后将再转为红灯。(1)若甲车在黄灯开始闪烁时
14、紧急刹车，要使车在黄灯闪烁的时间内停下来，求刹车时甲车到停车线的距离；(2)若甲车紧急刹车时产生的加速度大小分别为a15 m/s2，当甲车司机看到黄灯开始闪烁时车头距警戒线L30 m，要避免闯红灯，他的反应时间t1不能超过多少？(3)满足第(2)问的条件下，若乙车司机的反应时间t20.4 s，乙车司机看到甲车刹车后也紧急刹车，已知乙车紧急刹车时产生的加速度大小为a26 m/s2。为保证两车在紧急刹车过程中不相撞，甲、乙两车刹车前的距离x0至少为多大？ 答案(1)22.5 m(2)0.5 s(3)2.4 m 解析(1)由L1t，代入数据得L122.5 m(2)由v2ax，解得刹车距离x22.5
15、m由Lx v0t1，解得：t10.5 s(3)设乙车刹车时间t时甲、乙两车速度相等，即v0a2tv0a1(tt2) 解得t2 s 则t2 s时汽车时速vv0a2t3 m/s在这段时间内甲车位移x121.6 m，乙车位移x2 v0t26 m18 m24.0 m，故甲、乙两车刹车前的距离至少为x0x2x12.4 m11(2019湖南岳阳二模)如图所示为车站使用的水平传送带的模型，皮带轮的半径均为R0.1 m，两轮轴距为L3 m，在电机的驱动下顺时针转动，现将一个旅行包(可视为质点)无初速放在水平传送带左端，已知旅行包与传送带之间的动摩擦因数为0.6，g10 m/s2，不计空气阻力。(1)要使旅行包
16、到达右端不会直接飞出，传送带的速度应小于多少？(2)若传送带实际速度为0.2 m/s，春运期间每天传送的旅行包平均总质量为10吨，则电机每天相对于空载多消耗的电能E是多少？(所有旅行包均无初速，且与传送带间的相同)答案(1)1 m/s(2)400 J解析(1)设旅行包从右端飞出的速度为v，受到传递带的支持力为FN，则有mgFNm得：v当FN0时， v有最大值vmax m/s1 m/s旅行包一直加速能达到的最大速度为vmax6 m/s1 m/s故传送带的速度应小于1 m/s(2)旅行包在传送带上相对滑动过程中，传送带与旅行包对地位移分别为：x带，x包x带v带t，x包v包tv包表示旅行包在滑动过程中的平均速度，有：v包故有：x带2x包消耗电能为Emgx带旅行包在滑动过程中动能的增量为：Ekmgx带故E2Ek结论：电机对每一个旅行包多消耗的电能均为旅行包增加动能的两倍，一半电能转化为动能，一半电能转化为内能。故春运期每天多消耗的电能为10吨，旅行包在传送带上获得总动能的两倍：E电2Ek总m总v10 0000.04 J400 J。