高考物理二轮复习以加速度为桥梁巧解动力学三类典型问题专题练.docx
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高考物理二轮复习以加速度为桥梁巧解动力学三类典型问题专题练
专题检测(四)以加速度为桥梁,巧解动力学“三类典型问题”
1.(2020·贵阳一中模拟)如图所示,质量均为m的A、B两小球用两轻弹簧连接悬挂于天花板上并处于静止状态,已知重力加速度为g。
现在B球上再施加一竖直向下的大小为mg的力,在力刚作用于B球的瞬间( )
A.B球的加速度大小为
,A球的加速度大小为
B.B球的加速度大小为2g,A球的加速度大小为0
C.B球的加速度大小为0,A球的加速度大小为g
D.B球的加速度大小为g,A球的加速度大小为0
解析:
选D 在力作用于B球的瞬间,A球的受力情况不变,所以A球的加速度为0,而B球所受的其他力也不变,所受的合力就是刚施加上的力即mg,所以B球的加速度大小为g,故D正确。
2.(2020届高三·江西名校联考)如图甲所示,在某部电梯的顶部安装一个能够显示拉力大小的传感器,传感器下方挂上一轻质弹簧,弹簧下端挂一质量为m的小球。
若该电梯在竖直方向行驶时突然停止,传感器显示弹簧弹力大小F随时间t变化的图像如图乙所示,g为重力加速度,则( )
A.电梯突然停止前可能在加速上升
B.电梯停止后小球向下运动,加速度小于g
C.电梯停止后小球向上运动,加速度小于g
D.0~t1时间内小球处于失重状态,t1~t2时间内小球处于超重状态
解析:
选C 从t=0时刻传感器示数为mg可知,电梯突然停止前做匀速运动,选项A错误。
电梯停止前,弹簧处于伸长状态且弹力大小等于重力,电梯停止后,弹簧拉力小于mg,说明小球向上运动,小球受到弹簧拉力和重力,加速度小于g,选项B错误、C正确。
在0~t1时间内,弹簧弹力由mg减小为0,说明小球处于失重状态;t1~t2时间内,弹簧弹力由0逐渐增大到mg,说明小球仍处于失重状态,选项D错误。
3.
[多选]如图所示,A、B两物块的质量分别为2m和m,静止叠放在水平地面上。
A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为
μ。
最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。
现对A施加一水平拉力F,则( )
A.当F<2μmg时,A、B都相对地面静止
B.当F=
μmg时,A的加速度为
μg
C.当F>3μmg时,A相对B滑动
D.无论F为何值,B的加速度不会超过
μg
解析:
选BCD 当0 μmg时,A、B皆静止;当 μmg 当F= μmg时,A与B共同的加速度a= = μg,选项B正确。 F较大时,取物块B为研究对象,物块B的加速度最大为a2= = μg,选项D正确。 4. [多选](2020·江苏高考)如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面。 若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中( ) A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左 B.鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等 C.若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大 D.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面 解析: 选BD 鱼缸相对于桌布向左运动,故应受到向右的摩擦力,选项A错误;由于鱼缸与桌布、桌面之间的动摩擦因数相等,鱼缸在桌布上运动和在桌面上运动时加速度的大小相等,根据v=at,鱼缸在桌布上和在桌面上的滑动时间相等,选项B正确;若猫增大拉力,鱼缸与桌布之间的摩擦力仍然为滑动摩擦力,大小不变,选项C错误;若猫减小拉力,鱼缸可能随桌布一起运动而滑出桌面,选项D正确。 5. 质量为2m的物块A和质量为m的物块B相互接触放在水平面上,如图所示。 若对A施加水平推力F,则两物块沿水平方向做加速运动。 关于A对B的作用力,下列说法中正确的是( ) A.若水平地面光滑,物块A对B的作用力大小为F B.若水平地面光滑,物块A对B的作用力大小为0 C.若物块A与地面间无摩擦,B与地面的动摩擦因数为μ,则物块A对B的作用力大小为μmg D.若物块A与地面间无摩擦,B与地面的动摩擦因数为μ,则物块A对B的作用力大小为 解析: 选D 若水平面光滑,则对整体受力分析可知F=(m+2m)a,再对B分析,B水平方向只受A的作用力,由牛顿第二定律可得FN=ma= ,故A、B错误。 若B和地面有摩擦,对整体分析有F-μmg=3ma′;对B受力分析可得FN′-μmg=ma′,解得FN′=μmg+ - = ,故C错误,D正确。 6.[多选](2020届高三·湖北八校联考)质量分别为M和m的物块形状大小均相同,将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接,如图甲所示,绳子平行于倾角为α的斜面,M恰好能静止在斜面上,不考虑M、m与斜面之间的摩擦。 若互换两物块位置,按图乙放置,然后释放M,斜面仍保持静止。 则下列说法正确的是( ) A.轻绳的拉力等于Mg B.轻绳的拉力等于mg C.M运动的加速度大小为(1-sinα)g D.M运动的加速度大小为 g 解析: 选BC 互换位置前,M静止在斜面上,则有: Mgsinα=mg,互换位置后,对M: Mg-FT=Ma,对m: FT′-mgsinα=ma,又FT=FT′,解得: a=(1-sinα)g,FT=mg,故A、D错,B、C对。 7.光滑水平地面上有两个叠放在一起的斜面体A、B,两斜面体形状大小完全相同,质量分别为M、m。 如图甲、乙所示,对上面或下面的斜面体施加水平方向的恒力F1、F2均可使两斜面体相对静止地做匀加速直线运动,已知两斜面体间的摩擦力为零,则F1与F2之比为( ) A.M∶m B.m∶M C.m∶(M+m)D.M∶(M+m) 解析: 选A F1作用于A时,设A和B之间的弹力为N,对A有: Ncosθ=Mg,对B有: Nsinθ=ma,对A和B组成的整体有: F1=(M+m)a= gtanθ;F2作用于A时,对B有: mgtanθ=ma′,对A和B组成的整体有: F2=(M+m)a′=(M+m)·gtanθ, = 。 8. (2020·张家界模拟)如图所示,质量为M的三角形木块a放在水平面上,把另一质量为m的木块b放在a的斜面上,斜面倾角为α,对a施一水平力F,使b不沿斜面滑动,不计一切摩擦,则b对a的压力大小为( ) A.mgcosαB. C. D. 解析: 选D 不计一切摩擦,b不滑动时即a、b相对静止,作为一个整体,在水平力F作用下,一定沿水平面向左加速运动,根据牛顿运动定律有F=(M+m)a,则有a= 。 对木块b分析,不计摩擦,只受到自身重力mg和斜面支持力FN的作用。 由于加速度水平向左,所以二者合力水平向左大小为ma,如图所示,则有FN= ,选项A、B错误;FN= = ,选项C错误,D正确。 9.[多选](2020·全国卷Ⅱ)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢。 当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着车厢以大小为 a的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F。 不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为( ) A.8B.10 C.15D.18 解析: 选BC 设该列车厢与P相连的部分为P部分,与Q相连的部分为Q部分。 设该列车厢有n节,Q部分为n1节,每节车厢质量为m,当加速度为a时,对Q有F=n1ma;当加速度为 a时,对P有F=(n-n1)m a,联立得2n=5n1。 当n1=2,n1=4,n1=6时,n=5,n=10,n=15,由题中选项得该列车厢节数可能为10或15,选项B、C正确。 10.如图所示,足够长的木板B放置在水平地面上,大小可忽略的铁块A静止放在木板B的最左端。 从t=0时刻起对A施加一个水平向右的力F,且力F的大小随时间t成正比增加,已知铁块A的加速度aA随时间t变化的图像如图乙所示,则木板B的加速度大小aB随时间t的aBt图像是下列图中的( ) 解析: 选C F的大小与时间t成正比,由图乙看出前2s铁块的加速度为零,这说明水平地面不光滑,t=6s前后铁块的加速度aA随时间t变化的图线斜率不同,这说明2~6s内A、B以共同的加速度运动,t=6s后,A与B发生相对滑动,木板B的加速度不再变化。 11.[多选]如图甲所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,在传送带上某位置轻轻放置一小滑块,小滑块与传送带间动摩擦因数为μ,小滑块速度随时间变化关系如图乙所示,v0、t0已知,则( ) A.传送带一定逆时针转动 B.μ=tanθ+ C.传送带的速度大于v0 D.t0后滑块的加速度为2gsinθ- 解析: 选AD 若传送带顺时针转动,当滑块下滑时(mgsinθ>μmgcosθ),将一直匀加速到底端;当滑块上滑时(mgsinθ<μmgcosθ),先匀加速运动,在速度与传送带速度相等后将匀速运动,两种均不符合运动图像;故传送带是逆时针转动,选项A正确。 滑块在0~t0内,滑动摩擦力向下,做匀加速下滑,a1=gsinθ+μgcosθ,由题图可知a1= ,则μ= -tanθ,选项B错误。 传送带的速度等于v0,选项C错误。 滑块与传送带的速度相等后的加速度a2=gsinθ-μgcosθ,代入μ值得a2=2gsinθ- ,选项D正确。 12. (2020·河南林州一中质检)如图所示,在倾角θ=30°的光滑斜面上,物块A、B质量分别为m和2m,物块A静止在轻弹簧上面,物块B用细线与斜面顶端相连,A、B紧挨在一起,但A、B之间无弹力,已知重力加速度为g。 某时刻将细线剪断,则剪断细线的瞬间,下列说法错误的是( ) A.物块B的加速度为 B.物块A、B之间的弹力为 C.弹簧的弹力为 D.物块A的加速度为 解析: 选A 剪断细线前,对物块A分析,可得弹簧弹力F= mg,剪断细线的瞬间,由于弹簧弹力还来不及改变,所以弹力仍为F= mg,C正确;剪断细线的瞬间,细线对B的拉力消失,A、B将共同沿斜面向下运动,根据牛顿第二定律可得3mgsin30°-F=3ma,解得a= g,A错误,D正确;以物块B为研究对象,可得2mgsin30°-FN=2ma,解得FN= mg,B正确。 13.如图所示,物块A和足够长的木板B叠放在水平地面上,木板B和物块A的质量均为m,物块A与木板B间的动摩擦因数为μ,木板与水平地面间的动摩擦因数为 ,已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g。 当t=0时,用水平力F作用在木板B上,A、B恰能一起从静止开始向右做匀加速直线运动。 t=t0时,水平力变成2F,则t=2t0时( ) A.物块A的速度为3μgt0 B.木板B的位移为 μgt02 C.整个过程因摩擦增加的内能为 μ2mg2t02 D.木板B的加速度为 μg 解析: 选C t=0时,用水平力F作用在木板B上,A、B恰能一起从静止开始向右做匀加速直线运动,以A为研究对象,由牛顿第二定律得μmg=ma1,以A、B整体为研究对象,由牛顿第二定律得F- ·2mg=2ma1,解得a1=μg,F= 。 t=t0时,木板B和物块A的速度相等,即v1=a1t0=μgt0,x1= a1t02= μgt02,当t=t0后水平力F′=2F= μmg,A、B发生相对滑动,A的加速度还是a1=μg,B的加速度a2= = μg,当t=2t0时,A的速度vA=v1+a1t0=2μgt0,A在第二个t0时间内的位移xA=v1t0+ a1t02= μgt02;当t=2t0时,B的速度vB=v1+a2t0= μgt0,B在第二个t0时间内的位移xB=v1t0+ a2t02= μgt02;所以,A的总位移xA′=x1+xA=2μgt02,B的总位移xB′=x1+xB= μgt02,A、B之间因摩擦增加的内能为Q1=μmg(xB′-xA′)= μ2mg2t02,B与水平面之间因摩擦产生的内能为Q2= ·2mgxB′= μ2mg2t02,所以整个过程中,因摩擦增加的内能为Q=Q1+Q2= μ2mg2t02,故C正确,A、B、D错误。 14. [多选](2020届高三·宁波效实中学摸底)一长轻质木板置于光滑水平地面上,木板上放质量均为1kg的A、B两物块,A、B与木板之间的动摩擦因数分别为μ1=0.3,μ2=0.2,水平恒力F作用在A物块上,如图所示,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2。 则( ) A.若F=1N,则A、B、木板都做匀加速运动 B.若F=1.5N,则A所受摩擦力大小为1.5N C.若F=8N,则B的加速度为4.0m/s2 D.无论力F多大,A与木板都不会发生相对滑动 解析: 选AD A与木板间的最大静摩擦力为: fA=μ1mAg=0.3×1×10N=3N,B与木板间的最大静摩擦力为: fB=μ2mBg=0.2×1×10N=2N;F=1N F-f=mAa,所以A所受摩擦力f fB=mBa0,又fB=μ2mBg,得: a0=2m/s2;对整体,有: F0=(mA+mB)·a0=2×2N=4N,即F大于4N后,B将相对木板运动,此时B与木板间的摩擦力f=2N;对木板分析可知,木板受到A的摩擦力大于B的摩擦力;故A和木板间不会发生相对运动,故D正确;由上述分析可知,当拉力大于4N时,B与木板间的摩擦力即为滑动摩擦力,大小为2N,此后增大拉力,不会改变B的受力情况,故C错误。 [教师备选题] 1.如图所示,光滑的水平面上有一小车,以向右的加速度a做匀加速运动,车内两物体A、B质量之比为2∶1,A、B间用弹簧相连并放在光滑桌面上,B通过质量不计的轻绳与车相连,剪断轻绳的瞬间,A、B的加速度大小分别为( ) A.a、0 B.a、a C.a、2aD.0、2a 解析: 选C 令物体B的质量为m,剪断轻绳前,弹簧弹力大小为F,绳子拉力大小为T,将A、B及弹簧看作整体,则有T=3ma;隔离物体A为研究对象,则有F=2ma。 剪断轻绳后,绳中拉力消失,弹簧弹力不变,所以物体A受力不变,加速度大小仍为a,而物体B所受合力为F=maB,即aB=2a。 2.[多选]如图甲所示,在光滑水平面上叠放着A、B两物体,现对A施加水平向右的拉力F,通过传感器可测得物体A的加速度a随拉力F变化的关系如图乙所示。 已知重力加速度为g=10m/s2,由图线可知( ) A.物体A的质量mA=2kg B.物体A的质量mA=6kg C.物体A、B间的动摩擦因数μ=0.2 D.物体A、B间的动摩擦因数μ=0.6 解析: 选BC aF图线的斜率等于质量的倒数,由题图可知,拉力F>48N后,图线斜率变大,表明研究对象质量减小,物体A、B间发生相对滑动,故mA+mB= =8kg,mA= =6kg。 由图像知: 当F=60N时,a=8m/s2,又F-μmAg=mAa,解得μ=0.2。 3. [多选]如图所示,两个由相同材料制成的物体A、B以轻绳连接,组成的连接体在倾角为θ的斜面上运动,已知A、B的质量分别为m1、m2,当作用力F一定时,B所受绳的拉力T( ) A.与θ无关 B.与物体和斜面间的动摩擦因数无关 C.与系统运动状态有关 D.等于 ,仅与两物体质量有关 解析: 选ABD 对A、B组成的整体分析,根据牛顿第二定律得a= 。 对B分析,有T-m2gsinθ-μm2gcosθ=m2a,解得T= ,由此式可知轻绳的拉力与θ无关,与物体和斜面间的动摩擦因数无关,与运动状态无关,仅与两物体的质量有关,A、B、D正确。 4. 放在足够长的木板上的物体A和B由同种材料制成,且表面粗糙程度一样,现随长木板以速度v向右做匀速直线运动,如图所示。 某时刻木板突然停止运动,已知mA>mB,下列说法正确的是( ) A.若木板光滑,由于A的惯性较大,所以A、B一定会相撞 B.若木板粗糙,由于A的动能较大,所以A、B一定会相撞 C.若木板粗糙,由于A所受的摩擦力较大,所以A比B先停下来 D.无论木板是否光滑,A、B间的相对距离保持不变 解析: 选D 若木板光滑,A、B在水平面上不受力,由于物体具有惯性,则A、B将以原来的速度做匀速直线运动,保持相对静止;若木板粗糙,尽管两物体的质量不同,所受的摩擦力大小不同,但其加速度为a= =μg,与质量无关,故两物体将有相同的加速度,任意时刻有相同的速度,保持相对静止。 故D正确,A、B、C错误。 5. 如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动。 在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ 解析: 选D 小木块刚放上传送带,传送带的速度大于小木块的速度,传送带给小木块一沿斜面向下的滑动摩擦力,小木块由静止加速下滑;由分析得: mgsinθ+μmgcosθ=ma1,a1=g(sinθ+μcosθ);当小木块加速至与传送带速度相等时,由于μ 所以本题正确选项为D。 高考理综物理模拟试卷 注意事项: 1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。 2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。 4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 一、单项选择题 1.人造卫星a的圆形轨道离地面高度为h,地球同步卫星b离地面高度为H.h<H.两卫星共面且旋转方向相同,某时刻卫星a恰好出现在赤道上某建筑物c的正上方,设地球赤道半径为R,地面重力加速度为g,则 A.a、b线速度大小之比为 B.a、c角速度之比为 C.b、c向心加速度大小之比 D.a下一次通过c正上方所需时间等于 2.为了减少污染,工业废气需用静电除尘器除尘,某除尘装置如图所示,其收尘极为金属圆筒,电晕极位于圆筒中心。 当两极接上高压电源时,电晕极附近会形成很强的电场使空气电离,废气中的尘埃吸附离子后在电场力的作用下向收尘极运动并沉积,以达到除尘目的。 假设尘埃向收尘极运动过程中所带电量不变,下列判断正确的是() A.带电尘埃向收尘极运动过程中电势能越来越大 B.金属圆筒内越靠近收尘极电势越高 C.带电尘埃向收尘极运动过程中受到的电场力越来越大 D.金属圆筒内存在匀强电场 3.如图所示,光滑斜面倾角为30°,轻绳一端通过两个滑轮与A相连,另一端固定于天花板上,不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量.已知物块A的质量为m,连接A的轻绳与斜面平行,挂上物块B后,滑轮两边轻绳的夹角为90°,A、B恰保持静止,则物块B的质量为() A.2mB. C.mD. 4.2018年6月14日11时06分,我国探月工程嫦娥四号“鹊桥”中继星顺利进入环绕地月拉格朗日L2点运行的轨道,为地月信息联通搭建“天桥”。 如图所示,该L2点位于地球与月球连线的延长线上,“鹊桥”位于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动,已知地球、月球和“鹊桥”的质量分别为Me、Mm、m,地球和月球之间的平均距离为R,L2点到月球中心的距离为x,则x满足 A. B. C. D. 5.质量分别为 的甲、乙两球,在离地相同高度处,同时由静止开始下落,由于空气阻力的作用,两球到达地面前经时间 分别到达稳定速度 ,已知空气阻力大小f与小球的下落速率v成正比,即 (k>0),且两球的比例常数k完全相同,两球下落的v-t关系如图所示,下落说法正确的是 A. B. C.释放瞬间甲球的加速度较大 D. 时间内两球下落的高度相等 6.如图,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5cm,bc=3cm,ca=4cm。 小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。 设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则() A.a、b的电荷同号, B.a、b的电荷异号, C.a、b的电荷同号, D.a、b的电荷异号, 二、多项选择题 7.节日放飞的氢气球,升到高空后会破裂,氢气球在破裂之前的上升过程中,下列说法正确的是___。 A.气球内氢气的内能减小 B.气球内氢气分子的速率都在减小 C.气球内的氢气对外做功 D.气球内的氢气分子的速率总是呈“中间多,两头少”的分布规律 E.气球内的氢气分子的运动也叫布朗运动 8.两列机械波在同一介质中沿相同方向传播,某时刻的波形如图所示,此时a波上某质点P的运动方向沿y轴负方向,则下列说法正确的是____。 A.两列波具有相同的波速 B.此时b波上的质点Q沿y轴正方向运动 C.一个周期内,Q质点沿x轴前进的距离是P质点的1.5倍 D.在P质点完成30次全振动的时间内Q质点可完成20次全振动 E.a波和b波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样 9.有两列简谐横波的振幅都是10cm,传播速度大小相同。 O点是实线波的波源,实线波沿x轴正方向传播,波的频率为3Hz;虚线波沿x轴负方向传播。 某时刻实线波刚好传到x=12m处质点,虚线波刚好传到x=0处质点,如图所示,则下列说法正确的是_______ A.实线波和虚线波的频率之比为2: 3 B.平衡位置为x=6m处的质点此刻振动速度最大 C.实线波源的振动方程为 D.平衡位置为x=6m处的质点始终处于振动加强区,振幅为20cm E.从图示时刻起再经过0.75s,平衡位置为x=5m处的质点的位移 10.一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面,圆锥筒固定,有质量相同的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动,如图所示,A的运动半径较大,则() A.A球的角速度必小于B球的角速度 B.A球的线速度必小于B球的线速度 C.A球的运动周期必大于B球的运动周期 D.A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力 三、实验题 11.如图所示为示波器工作原理的示意图,已知两平行板间的距离为d、板长为l电子经电压为U1的电场加速后从两平行板间的中央处垂直进入偏转电场.设电子质量为me、电荷量为e. (1)求经电场加速后电子速度v的大小. (2)要使电子离开偏转电场时的速度偏转角度最大,两平行板间的电压U2应是多少? 电子射出时的动能多大? 12.图示为用伏安法测量电阻的原理图.图中, 为电压表,内阻 ; 为电流表,内阻 ;E为电源,R为电阻箱,Rx为待测电阻,S为开关. ①当开关闭合后电压表读数U=1.6V,电流表读数I=2.0mA,Rx的实际值为 若将电压表读数与电流表读数之比作为测量值,所得结果的百分误差是__________. ②若将电流表改为内接,开关闭合后,重新测得电压表读数和电流表读数,仍将电压表读数与电流表读数之比作为测量值,这时,
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