2020届高三高考物理二轮复习专题强化练习卷：动力学图像

动力学图像
1．(多选)(2019·山东烟台市第一学期期末)如图甲所示，质量为m＝1 kg的物体置于倾角为37°的固定且足够长的斜面上，t＝0时刻对物体施加沿斜面向上的拉力F，使物体开始沿斜面上滑，作用一段时间t后撤去拉力F，物体速度的平方与位移之间的关系图象如图乙所示．已知g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6.下列说法正确的是()
A．物体与斜面之间的动摩擦因数为μ＝0.25 B．撤去拉力的时刻为t＝0.5 s
C．拉力F的大小为24.5 N D．物体沿斜面上滑过程中克服摩擦力所做的功为10 J
2.(2019·湖南怀化一模)(多选)如图甲所示，物块A叠放在木板B上，且均处于静止状态，已知水平地面光滑，A、B 间的动摩擦因数μ＝0.2，现对A施加一水平向右的拉力F，测得B的加速度a与拉力F的关系如图乙所示，下列说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2)()
A．当F＜24 N时，A、B都相对地面静止B．当F＞24 N时，A相对B发生滑动
C．A的质量为4 kg D．B的质量为24 kg
3. 宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都用到急动度的概念。

加速度对时间的变化率称为急动度，其方向与加速度的变化方向相同。

一质点从静止开始做直线运动，其加速度随时间的变化关系如图。

下列说法正确的是()
A．t＝3 s时的急动度和t＝5 s时的急动度等大反向B．2～4 s内的质点做减速运动
C ．t ＝6 s 时质点速度大小等于7 m/s
D ．0～6 s 内质点速度方向不变
4. (2019·潍坊二模)(多选)一架无人机质量为2 kg ，运动过程中空气阻力大小恒定。

该无人机从地面由静止开始竖直向上运动，一段时间后关闭动力，其v ­t 图象如图所示，g 取10 m/s 2。

下列判断正确的是( )
A ．无人机上升的最大高度为72 m
B ．6～8 s 内无人机上升
C ．无人机的升力大小为28 N
D ．无人机所受阻力大小为4 N
5. (2019·河北邢台期末)(多选)一质点以一定的初速度从A 点开始向相距8 m 的B 点做直线运动，运动过程中其速度的二次方v 2与位移x 之间的关系图线如图所示，下列说法正确的是( )
A ．质点做加速度增大的变加速运动
B ．质点做匀加速运动，其加速度大小为2 m/s 2
C ．质点运动的初速度大小为2 m/s
D ．质点从A 点运动到B 点所用的时间为8 s
6.(2019·湖北恩施州2月教学质量检测)如图甲所示，用一轻弹簧沿水平方向拉着物块在水平面上做加速运动，物块的加速度a 与弹簧的伸长量x 的关系如图乙所示(图中所标量已知)，弹簧的形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k ，重力加速度为g ，则物块的质量m 及物块与地面间的动摩擦因数μ为( )
A ．m ＝kc b ，μ＝b g
B ．m ＝kc b ，μ＝g b
C ．m ＝kb c ，μ＝b g
D ．m ＝kb c ，μ＝g b
7.(2019·河北冀州一模)如图甲所示，粗糙斜面与水平面的夹角为30°，质量为3 kg 的小物块(可视为质点)由静止从A 点在一沿斜面向上的恒定推力作用下运动，作用一段时间后撤去该推力，小物块能到达的最高位置为C 点，小物块
上滑过程中v ­t图象如图乙所示。

设A点为零重力势能参考点，g取10 m/s2，则下列说法正确的是()
A．小物块最大重力势能为54 J
B．小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小之比为3∶1
C．小物块与斜面间的动摩擦因数为
3 2
D．推力F的大小为40 N
8.(2019·河南六市高三第二次联考)一物体的运动图象如图所示，横、纵截距分别为n和m，在图象所示的运动过程中，下列说法正确的是()
A．若该图为x­t图象，则物体速度一直减小
B．若该图为a­t图象且物体的初速度为零，则物体的最大速度为mn
C．若该图为a­x图象且物体的初速度为零，则物体的最大速度为mn
D．若该图为a­x图象且物体的初速度为零，则物体最终静止
9 (2019·福建泉州二模)(多选)如图，一足够长的倾斜传送带顺时针匀速转动。

一小滑块以某初速度沿传送带向下运动，滑块与传送带间的动摩擦因数恒定，则其速度v随时间t变化的图象可能是()
10.(2019·河北衡水中学高考模拟)如图甲所示，地面上有一长为l＝1 m、高为h＝0.8 m、质量M＝2 kg的木板，木板的右侧放置一个质量为m＝1 kg的木块(可视为质点)，已知木板与木块之间的动摩擦因数为μ1＝0.4，木板与地面
之间的动摩擦因数为μ2＝0.6，初始时两者均静止．现对木板施加一水平向右的拉力F，拉力F随时间的变化如图乙所示，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2.求：
(1)前2 s木板加速度的大小；
(2)木块落地时距离木板左侧的水平距离Δs.
参考答案
1.【答案】 AB
【解析】 由速度位移的关系式v 2＝2ax 与题图乙对比得：物体的最大速度v m ＝8 m/s ，撤去F 前的加速度大小a 1＝16 m/s 2，撤去F 后的加速度大小a 2＝8 m/s 2，撤去F 时发生的位移x 1＝2 m ．撤去F 前由牛顿第二定律得：F －mg sin 37°－μmg cos 37°＝ma 1，撤去F 后由牛顿第二定律得：mg sin 37°＋μmg cos 37°＝ma 2，联立解得：F ＝24 N ，μ＝0.25，故A 正确，C 错误；力F 作用时物体做匀加速运动，由速度公式得：v m ＝a 1t ，解得：t ＝0.5 s ，故B 正确；设撤去F 后发生的位移为x 2，v m 2＝2a 2x 2，解得：x 2＝4 m ，物体沿斜面上滑过程中克服摩擦力所做的功W 克f ＝μmg cos 37°(x 1＋x 2)＝12 J ，故D 错误．
2.【答案】BC
【解析】当A 与B 间的摩擦力达到最大静摩擦力后，A 、B 会发生相对滑动，由图可知，B 的最大加速度为4 m/s 2，即拉力F ＞24 N 时，A 相对B 发生滑动，当F ＜24 N 时，A 与B 保持相对静止，一起相对地面做加速直线运动，故A 错误，B 正确；F ＝24 N 时，B 达到最大加速度，此时A 与B 的加速度大小相等，对B ，根据牛顿第二定律得，a B ＝μm A g m B ＝4 m/s 2，对A ，根据牛顿第二定律得，a A ＝F －μm A g m A
＝4 m/s 2，解得m A ＝4 kg ，m B ＝2 kg ，故C 正确，D 错误。

3.【答案】 D
【解析】 加速度对时间的变化率称为急动度，等于a ­t 图象的斜率。

由图象知t ＝3 s 时的急动度和t ＝5 s 时的急动度等大同向，A 错误；根据a ­t 图象与t 轴所围的面积表示速度的变化量，知2～4 s 内质点的速度增大，做加速
运动，B 错误；根据a ­t 图象与t 轴所围的面积表示速度的变化量，得0～6 s 速度的变化量为Δv ＝1＋22×2 m/s ＋12
×2×2 m/s ＋12
×2×(－2) m/s ＝3 m/s ，因初速度为0，故t ＝6 s 时的速度为3 m/s ，C 错误；根据a ­t 图象与t 轴所围的面积表示速度的变化量，知0～6 s 内质点速度的变化量均为正，说明质点速度方向不变，D 正确。

4.【答案】 BD
【解析】 无人机上升的最大高度为H ＝12
×8×24 m ＝96 m ，A 错误；6～8 s 内无人机减速上升，B 正确；无人机加速上升时的加速度大小a 1＝246
m/s 2＝4 m/s 2，则由牛顿第二定律有F －mg －f ＝ma 1，减速上升时的加速度大小a 2＝242
m/s 2＝12 m/s 2，则由牛顿第二定律有f ＋mg ＝ma 2，联立解得升力大小为F ＝32 N ，无人机所受阻力大小为f ＝4 N ，C 错误，D 正确。

5.【答案】 BC
【解析】根据v 2＝v 20＋2ax 可知，2a ＝369
m/s 2＝4 m/s 2，则a ＝2 m/s 2，又v 20＝v 2－2ax ＝(36－4×8) m 2/s 2＝4 m 2/s 2，则
可得v 0＝2 m/s ，由此可知，质点做匀加速直线运动，B 、C 正确，A 错误；到达B 点时v ＝6 m/s ，质点从A 点运动
到B 点所用的时间为t ＝v －v 0a ＝6－22
s ＝2 s ，D 错误。

6.【答案】 A
【解析】 对物块，根据牛顿第二定律：kx －μmg ＝ma ，解得a ＝k m x －μg ，结合题图乙可知，k m ＝b c
，－μg ＝－b ，解得m ＝kc b ，μ＝b g
，故选A. 7.【答案】： D
【解析】： 由乙图可知物块沿斜面向上滑行的距离x ＝12
×3×1.2 m ＝1.8 m ，上升的最大高度h ＝x sin 30°＝0.9 m ，故物块的最大重力势能E pm ＝mgh ＝27 J ，则A 项错。

由图乙可知物块加速与减速阶段均为匀变速运动，则由匀变速直线运动的平均速度公式v ＝v 0＋v 2
，可知小物块加速时的平均速度与减速时的平均速度大小之比为1∶1，则B 项错。

由乙图可知减速上升时加速度大小a 2＝10 m/s 2，由牛顿第二定律有mg sin 30°＋μmg cos 30°＝ma 2，得μ＝
33，则C 项错。

由乙图可知加速上升时加速度大小a 1＝103
m/s 2，由牛顿第二定律有F －mg sin 30°－μmg cos 30°＝ma 1，得F ＝40 N ，则D 项正确。

8【答案】 C
【解析】 若该图为x ­t 图象，则斜率表示速度，由题图可知物体速度不变，A 错误；若该图为a ­t 图象且物体的初速度为零，则图象与横轴所围的面积等于速度的变化量，可得物体的最大速度为12
mn ，B 错误；若该图为a ­x 图象且物体的初速度为零，则由2ax ＝v 2可知，2×12
mn ＝v 2，则物体的最大速度为mn ，C 正确；若该图为a ­x 图象且物体的初速度为零，则物体最终的加速度为零，物体做匀速直线运动，D 错误。

9.【答案】 BC
【解析】 根据题意，设传送带倾角为θ，动摩擦因数为μ，若mg sin θ>μmg cos θ，小滑块所受合力沿斜面向下，向下做匀加速运动；若mg sin θ＝μmg cos θ，则小滑块沿斜面方向合力为零，匀速下滑；若mg sin θ<μmg cos θ，小滑块所受合力沿斜面向上，做匀减速运动，当速度减为零时，开始反向加速，当加速到与传送带速度相同时，由于最大静摩擦力大于重力向下分力，故之后随传送带一起匀速运动，A 、D 错误，B 、C 正确。

10.【答案】 (1)2 m/s 2 (2)1.68 m
【解析】 (1)木块在木板上滑行的最大加速度为a 1，则
μ1mg ＝ma 1
解得：a 1＝4 m/s 2
保持木块与木板一起做匀加速运动的最大拉力F m ＝μ2(M ＋m )g ＋(M ＋m )a 1＝30 N. 因F 1＝24 N<F m ＝30 N ，故木块与木板一起做匀加速运动，由牛顿第二定律可得： F 1－μ2(M ＋m )g ＝(M ＋m )a
解得：a ＝2 m/s 2
(2)2 s 末木块与木板的速度为v ，由运动学知识可得：v ＝at 1＝4 m/s
2 s 后F 2＝34 N>F m ＝30 N ，木块和木板发生相对滑动，木块加速度为a 1，木板加速度为a 2 F 2－μ1mg －μ2(M ＋m )g ＝Ma 2
经时间t 2二者分离，此时由运动学规律可得：
vt 2＋12a 2t 22－(vt 2＋12
a 1t 22)＝l 解得：a 2＝6 m/s 2，t 2＝1 s
此时木块的速度v 块＝v ＋a 1t 2
木板的速度：v 板＝ v ＋a 2t 2
木块与木板分离至滑落到地面的时间为t 3，由平抛运动知识可得：h ＝12
gt 32 在t 3时间内，木块在水平方向向前的位移为：s 块＝v 块t 3
木块与木板分离后，木板的加速度为a 3，由牛顿第二定律可得：F 2－μ2Mg ＝Ma 3
在t 3时间内，木板在水平方向向前的位移为：s 板＝v 板t 3＋12
a 3t 32 所以，木块落地时距离木板左侧：Δs ＝ s 板－s 块
联立以上式子解得：Δs ＝1.68 m.。