专题02 力与直线运动 【练】（原卷版）

专题01 力与直线运动

一、单选题

1．（2022·河南·洛宁县第一高级中学模拟预测）意大利物理学家伽利略在《关于两门新科学的对话》一书中，对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合。如图所示，这可以大致表示实验过程，图中各个小球位置之间的时间间隔可以认为相等，对这一过程的分析，下列说法正确的是（　　）

A．运用图甲的实验，可“减弱”重力的作用，放大时间，便于观察

B．只要测量出图丁中相邻两小球球心位置之间的距离，就可以计算出重力加速度大小

C．该实验中将自由落体运动改为在斜面上运动是为了缩短时间，便于测量位移

D．从图甲到图丁，通过逐渐增大斜面倾角，最后合理外推到自由落体运动，从而说明自由落体运动是初速度不为零的匀加速直线运动（　　）

2．（2022·新疆·博乐市高级中学（华中师大一附中博乐分校）模拟预测）将一乒乓球竖直向上抛出，乒乓球在运动过程中，它的动能随时间变化的关系的图线如图所示。已知乒乓球运动过程中，受到的空气阻力与速率平方成正比，重力加速度为。则乒乓球在整个运动过程中加速度的最小值、最大值为（　　）

A．， B．， C．， D．，

3．（2022·湖南·长沙一中一模）如图所示，将一盒未开封的香皂置于桌面上的一张纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，香皂盒的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验，若香皂盒和纸板的质量分别为m1和m2，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。若本实验中，，，，香皂盒与纸板左端的距离，若香皂盒移动的距离超过，人眼就能感知，忽略香皂盒的体积因素影响，g取10m/s2；为确保香皂盒移动不被人感知，纸板所需的拉力至少是（　　）

A．0.72N B．0.92N C．1.22N D．1.42N

4．（2022·浙江·模拟预测）无人机由于小巧灵活，国内已经逐步尝试通过无人机进行火灾救援。某消防中队接到群众报警，赶至火灾点后，迅速布置无人机消防作业。假设无人机从静止竖直向上起飞，匀减速直线运动后恰好悬停在火灾点，整个过程速度-时间图像如下图示。已知无人机的质量（含装备等）为15kg，下列说法正确的是（　　）

A．火灾位置距离消防地面的距离为60m

B．加速阶段的加速度比减速阶段的加速度要大

C．减速阶段，无人机螺旋桨处于失重状态

D．加速阶段时，无人机螺旋桨的升力大小为75N

5．（2022·广东广州·模拟预测）如图所示，abcde是四段平滑链接的路面，一辆用轻绳悬挂小球的小车静止在起点，轻推小车，小车可以冲上de路面。若所有摩擦均不计，且忽略小车在各衔接路段对小球的扰动，在运动过程中小球与小车总是保持相对静止，那么轻绳与车顶垂直的阶段是（　　）

A．只有ab路面 B．只有bc路面 C．只有cd路面 D．全程

6．（2022·广东·深圳中学模拟预测）如图所示，甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶，两车车顶O1、O2两位置都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备在5m以内时能够实现通信。t=0时刻，甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为4m/s，乙车的速度为1m/s，O1、O2的距离为3m。从该时刻起甲车以1m/s2的加速度做匀减速运动直至停下，乙车保持原有速度做匀速直线运动。忽略信号传递时间，从t=0时刻起，甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为（　　）

A．2s B．10s C．16s D．20s

7．（2022·湖南·长郡中学二模）甲、乙两名运动员同时从泳池的两端出发，在泳池里训练，甲、乙的速度—时间图像分别如图（a）、（b）所示，不计转向的时间，两人的运动均可视为质点的直线运动。则（　　）

A．两人第一次相遇时处于泳池的正中间处

B．两人前两次相遇的时间间隔为20s

C．50s内两人共相遇了2次

D．两人第一次在泳池的两端处相遇的时刻为t=75s

8．（2022·辽宁·渤海大学附属高级中学模拟预测）城市公共汽车的加速度为1m/s2，汽车刚启动时，一未赶上车的乘客以6m/s速度追车，当人与车尾的距离不超过5m，且维持4s以上，才能引起司机的注意，则（　　）

A．乘客开始追赶公共汽车时至少距离公共汽车21m才能引起司机注意

B．公共汽车在6s末距离乘客最远

C．若乘客开始追赶公共汽车时距离公共汽车小于20m，则乘客可以追上公共汽车

D．满足恰好引起司机注意的条件下，乘客可以追上公共汽车

9．（2022·浙江金华·模拟预测）最近，义乌中学实验室对一款市场热销的扫地机器人进行了相关测试，测试过程在材质均匀的水平地板上完成，获得了机器人在直线运动中水平牵引力大小随时间的变化图像a，以及相同时段机器人的加速度a随时间变化的图像b。若不计空气，取重力加速度大小为，则下列同学的推断结果正确的是（　　）

A．机器人与水平桌面间的最大静摩擦力为3N

B．机器人与水平桌面间的动摩擦因数为0.2

C．在0~4s时间内，合外力的冲量为12N·s

D．在0~4s时间内，合外力做的功为12J

二、多选题

10．（2022·海南·模拟预测）国家粮食储备仓库工人利用传送带从车上卸粮食。如图1所示，以某一恒定速率运行的传送带与水平面的夹角，转轴间距。工人沿传送方向以速度从传送带顶端推下粮袋（视为质点），时粮袋运动到传送带底端，粮袋在传送带上运动的图像如图2所示。已知，，重力加速度g取，则（　　）

A．在时刻，粮袋所受摩擦力方向改变

B．粮袋与传送带间的动摩擦因数为0.8

C．传送带运行的速度大小为

D．在内粮袋处于失重状态

11．（2022·河南·洛宁县第一高级中学模拟预测）如图所示，A、B两滑块的质量均为M，放在粗糙水平面上，两滑块与两个等长的轻杆连接，两杆之间以及杆与滑块之间均用光滑铰链连接，一质量为m的重物C悬挂于两杆铰接处，杆与水平面间的夹角为θ，整个装置处于静止状态，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）

A．轻杆上的作用力为2mgsinθ

B．A、B滑块均受到4个力作用

C．A、B滑块对水平面的压力大小均为

D．A、B滑块对水平面的摩擦力大小均为

12．（2022·四川·树德中学模拟预测）如图甲所示，足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动，一根轻弹簧两端分别与物块和竖直墙面连接，将物块在传送带左端无初速度释放，此时弹簧恰处于原长且为水平。物块向右运动的过程中，受到的摩擦力大小与物块位移的关系如图乙所示。已知物块质量为m，物块与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，x0为已知量，则（　　）

A．0～x0过程，物块所受的摩擦力方向向右

B．x0～2x0过程，物块做匀加速运动

C．弹簧的劲度系数为

D．传送带的速度为

13．（2022·辽宁·模拟预测）某研究性学习活动小组自制一枚水火箭。现将该水火箭从水平地面由静止竖直向上发射，加速过程可以看作是加速度大小为的匀加速直线运动，经过加速过程结束。此时从水平地面的发射点用一水平恒力推一小车从静止开始以加速度大小做匀加速直线运动。当水火箭达到最高点时，立即改用另一反向的水平恒力使小车的加速度大小变为。经过一段时间小车刚好返回发射点，此时水火箭恰好落入车中。不计水火箭和小车的体积，忽略空气的作用力，。可求出（　　）

A．水火箭离地面的最大高度为25m

B．水火箭上升运动的总时间为4.5s

C．小车回到发射点过程中加速度大小是

D．小车离开发射点的最大距离是9m

14．（2022·黑龙江·哈师大附中模拟预测）如图甲所示，质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块以初速度v0=4m/s滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s，给木板施加不同大小的恒力F，得到的关系如图乙所示，其中AB与横轴平行，且AB段的纵坐标为1m-1。将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是（　　）

A．若恒力F=0，物块滑出木板时的速度为3m/s

B．C点纵坐标为1.5m-1

C．随着F增大，当外力F=1N时，物块恰好不能木板右端滑出

D．图像中D点对应的外力的值为4N

三、解答题

15．（2022·重庆市涪陵高级中学校模拟预测）在2022年北京冬奥会上，中国代表团以9金4银2铜的战绩高居金牌榜第三位，创下参加冬奥会以来的历史最佳战绩。图甲所示是运动员在“大跳台滑雪”比赛中的腾空运动示意图，其运动过程可简化为如图乙所示。“助滑道”由长为L、倾角为θ的斜坡面AB和圆弧形坡面BCD构成，AB和BCD在B处相切，且B与D等高。某运动员（可视为质点）着滑雪板从A端由静止开始、沿“助滑道”滑行，并从D点沿着圆弧的切线滑出。设该运动员（包含滑雪板）的质量为m，滑雪板与AB间的动摩擦因数为μ，该运动员在D点沿着圆弧的切线滑出时的速度大小为v，不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：

（1）该运动员从A到B的时间；

（2）该运动员在圆弧形坡面BCD上克服摩擦力所做的功。

16．（2022·浙江·模拟预测）将日常生活中的报纸拧成一股绳子，将会很难把它扯断了。校内STEM活动小组通过“纸绳”用沿水平方向成的力F斜向上去拉质量为m的一箱子书沿直线匀加速奔跑。已知箱子与塑胶操场跑道的动摩擦因素为，求：

（1）匀加速直线运动时，箱子的加速度；

（2）经过一段时间t之后，箱子的向前通过的位移；

（3）某时刻突然放手，箱子继续向前滑行x，求放手瞬间箱子的速度。

17．（2022·陕西西安·三模）如图所示，足够长的粗糙水平台和长度L=6.5m、速度v=4.0m/s、向左匀速转动的传送带等高，且与传送带PQ连接。在t=0时刻，质量为mA的物块A与质量为mB的木板B一起以共同速度v0=3.5m/s在平台上开始向右运动（物块A在木板B的最左端）。且在t=0时刻，质量为mC的物块C以vC=5m/s的速度从传送带最右端Q向左运动（图中物块C未画出，并可将其视为质点）。物块C与木板B恰好在传送带最左端P发生弹性碰撞（碰撞时间极短），碰撞后立即将物块C移走。运动过程中物块A始终未离开木板B。已知物块C与传送带间的动摩擦因数和木板B与水平台间的动摩擦因数均为μ=0.10，物块A与木板B间的动摩擦因数为μ1=0.3，mB=2mC=8mA，重力加速度取g=10m/s2，求：

（1）物块C在传送带上的运动时间；

（2）长木板B的最小长度L'。（结果保留两位小数）