内容正文:
专题集训(二)
[对应学生用书P165]
[保分基础练]
1.(2022·全国乙卷)固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环,小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑,在下滑过程中,小环的速率正比于( )
A.它滑过的弧长 B.它下降的高度
C.它到P点的距离 D.它与P点的连线扫过的面积
解析 如图所示
设圆环下降的高度为h,圆环的半径为R,它到P点的距离为L,根据机械能守恒定律得mgh=mv2
由几何关系可得h=Lsin θ,sin θ=
联立可得h=
可得v=L,故C正确,A、B、D错误,故选C。
答案 C
2.(2022·池州一模)在某试验场地的水平路面上甲、乙两车在相邻平行直车道上行驶。当甲、乙两车并排行驶的瞬间,同时开始刹车,刹车过程中两车速度的二次方v2随刹车位移x的变化规律如图所示。则下列说法正确的是( )
A.乙车先停止运动
B.甲、乙两车刹车过程中加速度大小之比为1∶12
C.从开始刹车起经4 s,两车再次恰好并排相遇
D.甲车停下时两车相距3.25 m
解析 根据匀变速位移速度公式得v2=2ax,根据图像,可得甲、乙加速度分别为7.5 m/s2和m/s2,加速度比值为12∶1,B错误;两车停下的时间为t甲==2 s,t乙==8 s,所以甲车先停,A错误;甲经2 s先停下时,此时甲的位移为15 m,乙的位移为x1=v0t1-a乙t=(5×2-××22) m=8.75 m,两车相距6.25 m,两车再次相遇有15 m=v0t2-a乙t,解得t2=4 s,C正确,D错误。
答案 C
3.(2022·沈阳模拟)甲、乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动,用某测速仪描绘两物体的v t图像如图所示,已知甲的图像是两段半径相同的圆弧,乙的图像是一条倾斜直线,t4=2t2,甲的初速度、末速度均等于乙的末速度。下列说法正确的是( )
A.0~t1时间内,甲、乙两物体间的距离越来越小
B.t3时刻,乙在甲后方
C.t1~t3时间内,甲、乙两物体发生过相遇
D.0~t4时间内,甲的平均速度小于乙的平均速度
解析 0~t1时间内,甲、乙两物体间的距离越来越大,故A错误;甲、乙图像在0~t4时间内与t轴所夹的面积相等,说明甲、乙在t4时刻到同一位置了,t3~t4时间内甲图像与t轴所围的面积大,说明t3时刻,乙在甲前方,故B错误;t1~t3时间内的某一时刻,甲、乙图像与t轴所围的面积相等,故在这段时间内两物体发生过相遇,故C正确;甲、乙图像在0~t4时间内与t轴所围的面积相等,说明甲、乙在t4时刻到达同一位置,甲的平均速度等于乙的平均速度,故D错误。
答案 C
4.(2022·丹阳一模)在光滑水平面上重叠静置两个滑块A和B,如图甲所示,现对B滑块施加一水平力F,力F随时间变化的关系如图乙所示,两滑块在运动过程中始终保持相对静止。以水平向右为正方向,则关于A物体的速度v、加速度a、所受摩擦力f及运动的位移x随时间变化图像正确的有( )
解析 AB一起加速运动,由牛顿第二定律F=ma,可知,加速度先减小后增大,故B正确;v t图像的斜率表示加速度,因加速度先减小后增大,故v t图像不是直线,故A错误;整体做单向直线运动,速度逐渐增大,x t图像的斜率变化反映速度变化,故C错误;摩擦力将提供物体A做加速运动,由牛顿第二定律有f=ma,根据加速度先减小后增大可判定摩擦力先减小后增大,故D错误。
答案 B
5.(多选)(2022·湖南卷)球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机,总质量为M。飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比(即F阻=kv2,k为常量)。当发动机关闭时,飞行器竖直下落,经过一段时间后,其匀速下落的速率为10 m/s;当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动,经过一段时间后,飞行器匀速向上的速率为5 m/s。重力加速度大小为g,不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化,下列说法正确的是( )
A.发动机的最大推力为1.5Mg
B.当飞行器以5 m/s匀速水平飞行时,发动机推力的大小为Mg
C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时,飞行器速率为5 m/s
D.当飞行器以5 m/s的速率飞行时,其加速度大小可以达到3g
解析 飞行器关闭发动机,以v1=10m/s,匀速下落时,有Mg=kv=k×100,飞行器以v2=5 m/s向上匀速时,设最大推力为Fm,Fm=Mg+kv=Mg+k×25,联立可得Fm=1.25Mg,k=,A错误;飞行器以v3=5 m/s匀速水平飞行时F==Mg,B正确;发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时f==Mg=kv,解得v4=5 m/s,C正确;当飞行器最大推力向下,以v5=5m/s的速率向上减速飞行时,其加速度向下达到最大值Fm+Mg+kv=Mam,解得am