2022年高考物理三轮冲刺练习专题一直线运动和力

试卷更新日期：2022-03-23 类型：三轮冲刺

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一、单选题

1. 某质量为m的动车由静止沿平直路线启动，其加速度a与位移x的图像如图所示。已知运动中阻力恒为车重的k倍，重力加速度为g，下列说法不正确的是（）

A、动车位移为x₁时的速度为 $2 \sqrt{a_{0} x_{1}}$ B、动车位移为x₂时的速度为 $\sqrt{2 a_{0} (x_{1} + x_{2})}$ C、若 $x_{2} = 2 x_{1}$ ，在0-x₂的过程中，牵引力做功为 $m x_{1} （ 2 k g + 3 a_{0} ）$ D、动车从x₁-x₂所经历的时间为 $\sqrt{\frac{2 (x_{1} + x_{2})}{a_{0}}} - \sqrt{\frac{2 x_{1}}{a_{0}}}$

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2. 避险车道是指在长陡下坡路段行车道外侧增设的供速度失控（刹车失灵）车辆驶离正线安全减速的专用车道，如图所示。一辆质量为m的失控载重卡车以速度v冲上避险车道，直线行驶位移x后安全停下。查阅公路设计资料得知，该避险车道的路面与水平路面的夹角为θ。若将载重卡车视为作匀变速直线运动的质点，当地重力加速度为g，关于载重卡车在避险车道上的运动，下列说法正确的是（）

A、加速度大小为 $\frac{v^{2}}{2 x}$ B、加速度大小为 $g s i n θ$ C、运动时间为 $\frac{x}{v}$ D、损失的机械能为 $\frac{1}{2} m v^{2}$

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3. 如图所示，物理课上老师做了这样一个实验，将一厚度均匀且足够长的光滑铝板固定在绝缘支架上，铝板与永平面的倾角为 $θ$ ，现将一质量为m的永磁体静止地放置在铝板的上端，它将沿斜面向下运动，则运动过程中永磁体（）

A、做加速度为a的匀加速直线运动，且 $a < g s i n θ$ B、做加速度为a的匀加速直线运动，且 $a = g s i n θ$ C、重力势能先逐渐减小，最后保持不变 D、动能先逐渐增加，最后保持不变

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4. 一位同学乘坐电梯从六楼下到一楼的过程中，其 $v - t$ 图象如图所示，下列说法正确的是（）

A、前 $2 s$ 内该同学处于超重状态 B、前 $2 s$ 内该同学的加速度是最后 $1 s$ 内的2倍 C、该同学在 $10 s$ 内的平均速度是 $1 m / s$ D、该同学在 $10 s$ 内通过的位移是 $17 m$

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5. 如图所示，M、N为水平地面上的两点，在M点上方高 $\frac{h}{2}$ 处有一个小球A以初速度v₀水平抛出，同时，在N点正上方高h处有一个小球B由静止释放，不计空气阻力，结果小球A在与地面第一次碰撞后反弹上升过程中与小球B相碰，小球A与地面相碰前后，水平方向分速度相同，竖直方向分速度大小相等，方向相反，则B球由静止释放到与A球相碰所用的时间为（）

A、 $\frac{5}{4} \sqrt{\frac{h}{g}}$ B、 $\frac{3}{2} \sqrt{\frac{h}{g}}$ C、 $\frac{7}{4} \sqrt{\frac{h}{g}}$ D、 $2 \sqrt{\frac{h}{g}}$

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二、多选题

6. 如图所示是一质量为50kg的乘客乘电梯上楼过程中 $v - t$ 图像，g取 $10 m / s^{2}$ 。下列说法正确的是（）

A、 $t = 1 s$ 时，乘客对电梯底板的压力大小为550N B、0-2s和8-10s两个过程中电梯的加速度相同 C、乘客在8-10s上升过程中处于失重状态，重力消失 D、电梯上升过程的总位移大小为16m，方向竖直向上

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三、综合题

7. 如图a所示的“冰爬犁”是北方儿童在冬天的一种游戏用具：“上坐一人，双手握铁篙，向后下方用力点冰，则冰床前进如飞。”在空旷的水平冰面上，有一小孩从静止开始，连续三次“点冰”后，爬犁沿直线继续滑行最后停下。某同学用 $v - t$ 图像描述了上述运动过程，如图b所示，图中 $O A / / B C / / D E ， A B / / C D / / E F$ 。求：

(1)、爬犁加速时的加速度大小；

(2)、从O到A过程中的位移大小；

(3)、爬犁运动的最大速度为多少？

(4)、爬犁运动了多长距离停下？

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8. 第24届冬季奥运会将于2022年2月在我国举行，冰壶是比赛项目之一。如图，运动员用水平恒力F推着冰壶从起始位置由静止出发，到投掷线时放手，冰壶沿虚线滑行，恰能停在圆垒中心O点。已知恒力 $F = 15 N$ ，冰壶的质量 $m = 20 k g$ ，冰壶起始位置到投掷线的距离 $s_{0} = 7.5 m$ ，投掷线到圆垒中心的距离 $s = 30 m$ ，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、冰壶离手前后的加速度大小之比；

(2)、冰壶离手瞬间的速度大小。

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9. 北京2022年冬奥会冰壶比赛在北京“冰立方”举行，冰壶运动场地如图1所示。M、N为两个完全相同可视为质点的冰壶，M、N与营垒圆心在同一条直线上。一运动员将冰壶M以大小为v₀=5m/s的初速度投出使其沿虚线路径向冰壶N撞去，同时运动员会用毛刷擦冰壶M前进方向的冰面，减小冰壶与冰面间的摩擦，擦后动摩擦因数变为原来 $\frac{1}{2}$ ，碰后运动员不再擦冰面，冰壶M、N的 $v^{2} - x$ 图象如图2所示。已知碰撞时间极短，碰后M冰壶恰好停在营垒中心，重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、碰前冰壶N到营垒中心的距离；

(2)、冰壶M开始运动时到冰壶N的距离以及冰壶M运动的总时间。

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10. 如图所示。质 $m_{A} = 1 k g$ 的物体 $A$ 从空中某处以 $v_{0} = 5 m / s$ 沿与水平方向成 $θ = 37 °$ 角斜向上抛出，恰好水平从光滑圆弧轨道最高点 $C$ 处滑入轨道内，且与轨道间无弹力，圆弧轨道与倾角也为 $θ = 37 °$ 角的光滑固定斜面相切于 $D$ 处， $D$ 距水平面高 $h = 1.32 m$ 。斜面在 $E$ 处与光滑水平面 $E F$ 平滑相接，质量 $m_{B} = 0.25 k g$ 的物体 $B$ 静止在水平面上， $A$ 与 $B$ 碰撞后粘为一体从 $F$ 点处冲上足够长的始终顺时针匀速运动的传送带。物体与皮带间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ 。 $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ，重力加速度 $g$ 取 $10 m / s^{2}$ 。不计空气阻力，求：

(1)、圆弧轨道半径 $R$ ；

(2)、物体 $A B$ 向左运动距 $F$ 点的最大距离 $x$ ；

(3)、若要物体 $A B$ 不脱离轨道且不会从 $C$ 处飞出，传送带匀速运动的最大速度 $v_{m}$ 。

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11. 一小物块从全长为5m、倾角为37°的斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s²）求：

(1)、小物块的质量m和下滑过程中的加速度a；

(2)、斜面和小物块间的滑动摩擦因数μ；

(3)、当小物块的动能与重力势能相等时，沿斜面下滑的时间t。

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12. 2021年8月11日小米发布了名为Cyber Dog的机器狗。据悉该机器狗拥有多种传感器可实现陪伴、买菜、导盲等功能。小米实验室某次对机器狗的实验过程如下：该机器狗沿着笔直的测试公路从静止开始匀加速前进，经过10s后到达最大速度，这段时间通过的距离16m。保持最大速度匀速前进8s后做匀减速直线运动，经过5s停止运动。已知机器狗（含测试设备）总质量为25kg，求：

(1)、该机器狗匀加速直线运动时的加速度大小；

(2)、从静止开始到最后停止，该机器狗通过的位移；

(3)、在减速阶段该机器狗所受合外力。

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13. 第24届冬奥会将在我国举办。钢架雪车比赛的一段赛道如图1所示，长12m水平直道AB与长20m的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为15°。运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时速度大小为8m/s，紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑（图2所示），到C点共用时5.0s。若雪车（包括运动员）可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110kg，sin15°=0.26，求雪车（包括运动员）

(1)、在直道AB上的加速度大小；

(2)、过C点的速度大小；

(3)、在斜道BC上运动时受到的阻力大小。

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14. 图甲是某游乐场的设施图，简化模型如图乙所示。AD、HI为水平轨道，半径 $R_{1} = 6$ m的竖直圆轨道BCB’在最低点稍稍错开，并分别与左右两侧的直轨道平滑相连，轨道BD的长度 $L_{1} = 11$ m；倾斜轨道DE、GH与水平面的夹角θ=53°，长度均为 $L_{2} = 15$ m，和水平轨道平滑相连；水平半圆轨道EFG半径 $R_{2} = 5$ m，和倾斜轨道平滑相连，已知过山车及车上人的总质量 $m = 1.2 \times 1 0^{3}$ kg且可视为质点，过山车从A点运动到B'点时关闭发动机，经过最高点C时对轨道的压力大小为 $2.4 \times 1 0^{4}$ N，过山车沿圆轨道内侧运动一周后沿轨道BDEFGH回到水平轨道HI，最终停在离H点38m处。过山车与直轨道AD、DE、GH的动摩擦因数均为 $μ = 0.2$ ，与直轨道HI的动摩擦因数未知，与圆轨道的摩擦均不计，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：

(1)、过山车到达C点时的速度大小：

(2)、过山车运动到半圆轨道中点F时对轨道的作用力大小；

(3)、过山车与直轨道HI的动摩擦因数。

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15. 如图所示，处于竖直平面内的一探究装置，由倾角 $α$ =37°的光滑直轨道AB、圆心为O₁的半圆形光滑轨道BCD、圆心为O₂的半圆形光滑细圆管轨道DEF、倾角也为37°的粗糙直轨道FG组成，B、D和F为轨道间的相切点，弹性板垂直轨道固定在G点（与B点等高），B、O₁、D、O₂和F点处于同一直线上。已知可视为质点的滑块质量m=0.1kg，轨道BCD和DEF的半径R=0.15m，轨道AB长度 $l_{A B} = 3 m$ ，滑块与轨道FG间的动摩擦因数 $μ = \frac{7}{8}$ ，滑块与弹性板作用后，以等大速度弹回，sin37°=0.6，cos37°=0.8。滑块开始时均从轨道AB上某点静止释放，

(1)、若释放点距B点的长度l=0.7m，求滑块到最低点C时轨道对其支持力F_N的大小；

(2)、设释放点距B点的长度为 $l_{x}$ ，滑块第一次经F点时的速度v与 $l_{x}$ 之间的关系式；

(3)、若滑块最终静止在轨道FG的中点，求释放点距B点长度 $l_{x}$ 的值。

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16. 如图所示，竖直平面内一倾角 $θ = 37 °$ 的粗糙倾斜直轨道 $A B$ 与光滑圆弧轨道 $B C$ 相切于 $B$ 点， $B C$ 长度可忽略，且与传送带水平段平滑连接于 $C$ 点。一质量 $m = 0.2 k g$ 的小滑块从 $A$ 点静止释放，经 $B$ 点最后从 $C$ 点水平滑上传送带。已知 $A$ 点离地高度 $H = 1.2 m$ ， $A B$ 长 $L_{1} = 1.25 m$ ，滑块与 $A B$ 间的动摩擦因数 $μ_{1} = 0.25$ ，与传送带间的动摩擦因数 $μ_{2} = 0.2$ ， $C D$ 长度 $L_{2} = 3 m$ ，圆弧轨道半径 $R = 0.5 m$ 。若滑块可视为质点，不计空气阻力， $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ 。求：

(1)、小滑块经过 $C$ 点时对轨道的压力；

(2)、当传送带以顺时针方向 $v_{1} = 4 m / s$ 的速度转动时，小滑块从水平传送带右端 $D$ 点水平抛出后，落地点到 $D$ 点的水平距离。

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17. 如图所示，弹射器和竖直圆轨道固定在水平面上，竖直圆轨道在最低点分别与水平轨道BA、BD平滑连接。质量为m=0.1kg的小物块P（可视为质点）从弹射器弹出，经竖直圆轨道后与水平面上的一厚度不计的滑块Q发生弹性碰撞，P经过圆轨道最高点C时轨道对其弹力为F=4N。已知竖直圆轨道的半径r=0.1m，D点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙、光滑交替排列，每段的长度均为L=0.1m，Q与粗糙面间的动摩擦因数为μ=0.1，Q的长度也为L=0.1m。P、Q碰撞时间极短，重力加速度g=10m/s²。

(1)、求未释放P前弹射器的弹性势能；

(2)、要使P与Q碰撞后返回弹射器（返回时被锁定不再弹出），过程中P不脱离圆轨道，求Q的质量M的取值范围；

(3)、当M=0.9kg时，Q停在第k个粗糙面上，求k值。

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四、解答题

18. 我国在川西山区建成了亚洲最大的风洞群，目前拥有8座世界级风洞设备，具备火箭助推和飞艇带飞等飞行模拟试验能力。如图所示，风洞实验室中可以产生水平向右、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入其中，杆足够长，小球孔径略大于杆直径，其质量为1.1kg，与杆间的动摩擦因数为0.5。当杆与水平方向夹角为37°时，小球沿杆恰好做匀速直线运动，sin37°=0.6，g取10m/s² ，求此时风力的大小。

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2022年高考物理三轮冲刺练习专题一 直线运动和力

一、单选题

二、多选题

三、综合题

四、解答题

2022年高考物理三轮冲刺练习专题一直线运动和力