专题02 力与直线运动【测】解析版

第一部分 力与运动 专题02 力与直线运动（测）(满分：100分 建议用时：60分钟)姓名：_______________________ 班级：______________________ 得分：_____________________ 一．选择题：本题共12小题，每小题6分。

在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。

全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1.以20 m/s 的速度匀速行驶的汽车，刹车后做匀减速直线运动。

若汽车刹车后第2 s 内的位移为11 m(刹车时间超过2 s)，则刹车后5 s 内的位移为( ) A ．50 mB ．100 3 mC ．100 mD ．503m【答案】B【解析】由匀变速直线运动的规律可知，汽车在第1.5 s 时的瞬时速度大小为v ＝11 m/s ，由v ＝v 0＋at 可得a ＝v －v 0t ＝11－201.5 m/s 2＝－6 m/s 2，故汽车停止运动的时间为t ′＝0－20－6s ＝103 s<5 s ，故汽车在刹车后5 s 内的位移为x ＝v －t ′＝202×103 m ＝1003m ，故选项B 正确。

2.(2020·福州市高三调研)甲、乙两个小球从不同高度做自由落体运动，同时落地。

下列表示这一过程的位移—时间图象和速度—时间图象正确的是( )A B C D【答案】D【解析】由自由落体运动的位移时间公式可知从不同高度释放甲、乙两个小球，它们同时落地，即它们的位移大小不同，在空中运动的时间也不同，选项A中两小球的位移不同，在空中运动的时间相同，选项B中两小球的位移相同，在空中运动的时间不同，选项A、B均错误；由自由落体运动的速度时间公式可知甲、乙两个小球在空中运动的加速度(重力加速度g)相同，即在v­t图象中图线的斜率相同，但位移不同，开始运动的时刻不同，终止时刻相同，选项C错误，D正确。

3.(2020·洛阳市高三第二次联考)在平直公路上行驶的a车和b车，它们的位移—时间图象分别为图中直线甲和曲线乙，下列判断正确的是()A．a、b两车相遇两次B．b车运动方向始终不变C．t1到t2时间内a车的平均速度小于b车的平均速度D．t1到t2时间内两车的速度不可能在某时刻相同【答案】A【解析】位移—时间图象中，两图线相交表示两车相遇，有两个交点，说明两车相遇两次，A项正确；b车的位移先增大后减小，运动方向在t2时刻发生改变，B项错误；两车在t1、t2时刻的位置均相同，即在t1～t2时间内两车的位移相同，故平均速度相同，C项错误；位移—时间图象的斜率表示速度，故两车在t1～t2时间内的某一时刻速度相同，D项错误。

4．(2020·湘东六校联考)如图所示，A、B两物块放在光滑水平面上，它们之间用轻质细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同，但与竖直方向的夹角相同，对B施加水平力F1和F2，两种情况下A、B整体的加速度分别为a1、a2，细线上的力分别为T1、T2，则下列说法正确的是()A．若F1＝F2，则必有a1>a2 B．若F1＝F2，则必有T1＝T2C．若T1>T2，则必有F1＝F2 D．若T1<T2，则必有F1＝F2【答案】B【解析】把A、B两物块看成一个整体，对B施加水平力F1和F2，若F1＝F2，则必有a1＝a2，选项A错误；隔离A分析受力，拉力T1在水平方向的分力为T1sin θ＝m A a1，拉力T2在水平方向的分力为T2sin θ＝m A a2，若F1＝F2，则a1＝a2，联立解得T1＝T2，选项B正确；由T1sin θ＝m A a1，T2sin θ＝m A a2，若T1>T2，则必有a1>a2，根据牛顿第二定律，必有F 1>F 2，选项C 错误；同理可知，选项D 错误。

5．某学校组织趣味课外活动——拉重物比赛，如图所示。

设重物的质量为m ，重物与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g 。

某同学拉着重物在水平地面上运动时，能够施加的最大拉力为F ，求重物运动时的最大加速度为( )A ．F mB ．Fm －μgC ．F m 1－μ2－μgD ．Fm1＋μ2－μg【答案】D【解析】由受力分析，重物受到重力、支持力、拉力和摩擦力的作用，根据牛顿第二定律，在水平方向有F cos θ－F f ＝ma ，竖直方向有F sin θ＋F N ＝mg ，滑动摩擦力F f ＝μF N ，根据以上三式联立可以求得a ＝F cos θ＋μF sin θm －μg ，当tan θ＝μ时，加速度最大，最大加速度为a max ＝Fm1＋μ2－μg ，故D 正确，ABC 错误；故选D 。

6．(2020·江西七校高三联考)如图所示，水平传送带AB 长2 m ，以2 m/s 的速度沿顺时针方向匀速运动。

现将一小物块以3 m/s 的水平初速度从A 点冲上传送带。

若小物块与传送带间的动摩擦因数为0.25，g 取10 m/s 2，则小物块运动至传送带右端B 点所用的时间是( )A ．0.5 sB ．0.9 sC ．1.2 sD ．1.5 s【答案】B【解析】刚冲上传送带时，由于物块的速度为3 m/s ，大于传送带的速度，所以物块相对传送带向右运动，受到的滑动摩擦力方向向左，故做匀减速直线运动，a ＝μmgm ＝2.5 m/s 2，经历的时间为t 1＝3－22.5 s ＝0.4 s ，相对地面发生的位移为s ＝22－32－2×2.5m ＝1 m ，之后两者的速度相同，相对静止的做匀速直线运动，经历的时间为t 2＝2－12s ＝0.5 s ，故小物块运动至传送带右端B 点所用的时间是t ＝t 1＋t 2＝0.9 s ，B 正确。

7.(2020·黄冈市高三调研)甲、乙两车在平直的公路上沿相同的方向行驶，两车的速度v 随时间t 的变化关系如图所示，其中阴影部分面积分别为S 1、S 2，下列说法正确的是( )A ．若S 1＝S 2，则甲、乙两车一定在t 2时刻相遇B ．若S 1>S 2，则甲、乙两车在0～t 2时间内不会相遇C ．在t 1时刻，甲、乙两车的加速度相等D ．0～t 2时间内，甲车的平均速度v <v 1＋v 22【答案】D【解析】速度—时间图象与坐标轴所围图形的面积表示位移，由于不知道最初甲、乙两车起点是否相同，因此，若S 1＝S 2，无法判断甲、乙两车是否在t 2时刻相遇，选项A 错误；同理，若S 1>S 2，甲、乙两车在0～t 2时间内可能相遇，选项B 错误；速度—时间图象的斜率表示加速度，在t 1时刻，甲的加速度小于乙的加速度，选项C 错误；在0～t 2时间内，甲车的平均速度v 小于t 1～t 2时间内甲车的平均速度v 1，在t 1～t 2时间内甲车的速度—时间图线与坐标轴所围图形的面积小于做匀加速直线运动时速度—时间图线与坐标轴所围图形的面积，因此v <v 1<v 1＋v 22，选项D 正确。

8.一质量为2 kg 的质点在水平力的作用下沿粗糙的水平面做直线运动，v ­t 图象如图所示，已知质点与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.1，g 取10 m/s 2，则( )A ．4 s 内质点的位移为10 mB ．前2 s 内和后2 s 内加速度大小之比为4∶1C ．4 s 内质点的平均速度大小为3 m/sD ．前2 s 内和后2 s 内水平力的大小之比为4∶1 【答案】B【解析】v ­t 图象的斜率表示加速度，由图可知，该质点在前2 s 内的加速度大小为a 1＝4 m/s 2，后2 s 内的加速度大小为a 2＝1 m/s 2，则a 1∶a 2＝4∶1,0～2 s 时间内质点减速，摩擦力方向与速度方向相反，故与加速度方向相同，有F 1＋f ＝ma 1,2～4 s 质点加速，摩擦力方向与速度方向相反，故与加速度方向相反，有F 2－f ＝ma 2，式中f ＝μmg ＝0.1×2×10 N ＝2 N ，可得F 1＝6 N ，F 2＝4 N ，即F 1∶F 2＝3∶2，选项B 正确，D 错误；v ­t 图象与坐标轴围成的面积表示位移，可得4 s 内质点的位移为x ＝6 m ，平均速度为v ＝xt ＝1.5 m/s ，选项A 、C 错误。

9.(2020·江西吉安高三模拟)如图，环A 与球B 用一轻质细绳相连，环A 套在水平细杆上．现有一水平恒力F 作用在球B 上，使A 环与B 球一起向右以相同的加速度做匀加速运动．已知环与球的质量均为m ，细绳与竖直方向的夹角θ＝45°，g 为重力加速度，下列说法正确的是( )A ．细绳对B 球的拉力大于杆对A 环的支持力 B ．B 球受到的水平恒力F 大于mgC ．若水平细杆光滑，则加速度等于gD ．若水平细杆粗糙，则动摩擦因数小于0.5 【答案】BCD.【解析】：对整体进行受力分析，由牛顿第二定律有F －2μmg ＝2ma ，再分别对A 环、B 球各自分析，对B 球有F －F T sin θ＝ma ，mg ＝F T cos θ；对A 环有mg ＋F T co s θ＝F N ，F T sin θ－μF N ＝ma ，F N ＝2mg ，则由以上各式综合分析可得F ＞mg ，当μ＝0时a ＝g ，若μ≠0，则有μ＜0.5，选项B 、C 、D 正确．10. (2020·潍坊模拟)如图所示，一个质量为m 的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ，现给环一个水平向右的恒力F ，使圆环由静止开始运动，同时对环施加一个竖直向上、大小随速度变化的作用力F 1＝kv ，其中k 为常数，则圆环运动过程中( )A ．最大加速度为Fm B ．最大加速度为F ＋μmg mC ．最大速度为F ＋μmg μkD ．最大速度为mgk【答案】AC.【解析】：当F 1<mg 时，由牛顿第二定律得F －μ(mg －kv )＝ma ，当v ＝mg k 时，圆环的加速度最大，即a max ＝Fm ，选项A 正确，B 错误；圆环速度逐渐增大，当F 1＝kv >mg 时，由牛顿第二定律得F －μ(kv －mg )＝ma ，当a ＝0时，圆环的速度最大，即v max ＝F ＋μmgμk，选项C 正确，D 错误． 11.A 、B 两车在同一直线上同向运动，B 车在A 车的前面，A 车以v A ＝10 m/s 的速度向前匀速运动，某时刻B 车关闭发动机，此时A 、B 两车相距s ＝200 m ，且B 车速度v B ＝10 m/s ，B 车所受的阻力恒为车重的110，g 取10 m/s 2，则下列说法正确的是( )A ．B 车关闭发动机后的加速度大小为1 m/s 2 B ．B 车关闭发动机后运动的位移为60 mC ．A 车追上B 车所用的时间为25 sD ．A 车迫上B 车所用的时间为30 s 【答案】AC【解析】B 车做匀减速直线运动的加速度大小a ＝110·mgm ＝0.1×10 m/s 2＝1 m/s 2，所以选项A 正确；B 车速度减为零的时间t 1＝v B a ＝10 s ，此过程中B 车的位移x B ＝v 2B2a ＝50 m ，所以选项B 错误；A 车在10 s 内的位移x A ＝v A t 1＝10×10 m ＝100 m ，因为x A <x B ＋s ，可知B 车停止时还未被A 车追上，则A 车追上B 车所用的时间t ＝x B ＋sv A ＝50＋20010s ＝25 s ，故C 正确，D 错误。