安徽省2026届高三物理二轮专项训练：运动和力的关系（三）

二轮专项––运动和力的关系 （60分钟 100分） 一.单项选择题（每题5分） 1．如图，轻弹簧的下端与连接，上端与连接。已知质量相等，静止时弹簧压缩量为，现用一竖直向上的力作用在上，使其向上做匀加速直线运动，以表示离开静止位置的位移，至恰好离开地面。下列表示和之间关系的图像，可能正确的是（　　）    A．   B．   C．   D．   2．如图所示，倾角为的足够长斜面固定在水平面上，物体、叠放，相同的物体、用绷紧的轻绳连接，由静止释放后，物体开始运动，物体、始终保持相对静止。已知、、的质量均为，、间的动摩擦因数为，、与斜面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。下列说法正确的是（   ） A．绳上张力大小与有关 B．两动摩擦因数一定满足 C．相同时间内三者的动量变化量相同 D．给的作用力一定竖直向上 3．图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为200 kg的建筑材料从地面被吊车用钢索竖直向上提升过程的v-t图像，重力加速度g取10 m/s2，下列判断正确的是（　　） A．前10 s钢索的拉力的大小恒为2020 N B．10 s~30 s内材料处于失重状态 C．50 s末材料离地面的高度为25 m D．在30 s~50 s之间钢索最容易发生断裂 4．如图，两个质点P、Q在光滑的水平面上分别以一定的速度同时向右运动，此时分别作用水平向左的力F1、F2，其中F1的大小不变，F2大小由零逐渐增大，它们恰好同时向右运动到最远，且位移大小相等，在此过程中，两质点的瞬时速度vP与vQ的关系应该是(　　) A．vP > vQ B．先vP > vQ，后vP < vQ，最后vP = vQ = 0 C．vP < vQ D．先vP < vQ，后vP > vQ，最后vP = vQ = 0 5．图1为老师办公桌的抽屉柜。质量为的书本放在质量为的抽屉中，如图2所示。抽屉与柜体间的动摩擦因数为，书本与抽屉间的动摩擦因数为，。现用水平力将抽屉抽出，抽屉遇到柜体的挡板时立即锁定不动。设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，重力加速度为。则（　　） A．当大于时，抽屉一定能够被拉出 B．当大于时，书本与抽屉间一定会发生相对运动 C．当很大时，书本可能与抽屉左侧壁相碰 D．无论为多大，书本的加速度都不会超过 6．如图所示，质量为1kg、倾角为37°的斜面体紧靠竖直墙壁静置在光滑水平地面上，质量为4kg的光滑圆柱体放置在斜面体与竖直墙壁之间，并对斜面体施加一水平向左的推力F使斜面体保持静止。已知重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8，现撤去推力F，在圆柱体落到水平地面之前，下列说法正确的是（　　） ‍ A．斜面体的加速度大小为8m/s² B．圆柱体与斜面体间的弹力大小为 C．地面对斜面体的支持力大小为 D．圆柱体与竖直墙壁之间的压力大小为6N 7．一可视为质点的物块在t＝0时刻以一定的初速度从底端冲上倾斜传送带，传送带始终保持匀速传动但传送方向未知，一段时间后物块离开传送带。关于物块在传送带上运动的过程中，速度随时间变化的图像不可能是（　　） A．   B．   C．   D．   8．游乐场有一组滑梯，如图所示，由A、B、C三个滑梯组成，滑梯的倾角分别为、和（滑梯的水平投影长度相同），游玩者可以根据年龄选择适合自己的滑梯。若有三个游玩者先后从A、B和C滑梯由静止滑下，忽略一切阻力，则三个游玩者滑到O点的速度、和以及在滑梯上下滑的时间、和的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 二、多选题（每题10分） 9．如图，一质量为M、长为1m的木板静止在水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度开始运动。已知物块与木板间的动摩擦因数为，木板与桌面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。则（　　） A．当时，小物块滑出长木板的时间为 B．当时，小物块滑出长木板的时间为 C．当时，小物块滑出长木板的时间为 D．当时，小物块滑出长木板的时间为 10．直线运动包含单向直线运动和往复直线运动，假设某物体在时由静止开始运动，若用x表示运动的位移，v表示速度，a表示加速度，F表示物体所受合外力，下列图象表示物体做往复直线运动的是（　　） A． B． C． D． 三、解答题 11．（10分）如图所示，一轻绳吊着粗细均匀的棒，棒下端离地面高、上端套着一个细环。棒和环的质量均为，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力断开轻绳，棒和环自由下落。假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间极短，无动能损失。棒在整个运动过程中始终保持竖直；空气阻力不计。（附：等比数列求和公式，为首项，为比例系数），求： (1)棒第一次与地面碰撞后，弹起上升的过程中，环和棒的加速度大小和方向； (2)棒第二次与地面碰撞前，环和棒的速度大小； (3)从断开轻绳到棒和环都静止，棒运动的总路程。 12．（10分）如图（a）所示，质量为M=1kg的足够长木板C静置于水平面上，质量均为m=0.5kg的物块A、B（均可视为质点）静置于C上，B位于A右方L=1m处。A、C间动摩擦因数μA=0.4，B、C间，C与地面间的动摩擦因数μB=μC=0.2。现给C施加一水平向右的恒力F，A、B第一次相遇的时间为t，可得t与F的关系如图（b）所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，求： (1)物块A、B的最大加速度aA、aB； (2)图（b）中F1的大小； (3)图（b）中F1~F2区间内，与F的关系式。 13．（20分）如图所示为一皮带传送装置，以速度v0逆时针匀速传动，倾角为37°，AB分别是传送带与两轮的切点，两点间距L=16m。一质量为m的小煤块与传送带间的动摩擦因数为=0.5，轮缘与传送带间不打滑。小煤块无初速度地放在A点，运动至B点飞出，小煤块相对传送带运动时会在传送带上留下痕迹。g取10m/s2，求： （1）小煤块在传送带上运动时加速度的可能值； （2）当痕迹长△x=4m时，v0多大。 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．B 【详解】设物块P的质量为m，加速度为a，静止时弹簧的压缩量为，弹簧的劲度系数为k，由力的平衡条件得 木块的位移为x，当时，弹簧对P的弹力为 对物块P，由牛顿第二定律得 当后，弹簧拉伸 仍可得 F与x是线性关系，且F随x的增大而增大，当Q对地面压力为零时弹簧被拉伸，拉力等于Q的重力，因此形变量也为，所以P上升的距离为 所以B正确；ACD错误； 故选B。 2．C 【详解】A．整体受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得 对C受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得，故A错误； B．对A受力分析则有 其中 解得 要使AB保持相对静止，则有 解得，故B错误； C．由于三者的加速度相同，根据匀变速直线运动规律 因此在相同的时间内，三者的速度变化量相同，结合 可知，三者的动量变化相同，故C正确； D．结合上述分析可知，A受到的合外力沿斜面向下，对A受力分析，根据力的合成法则如图所示 可知，B对A的作用力不可能竖直向上，故D错误。 故选C。 3．A 【详解】A．前10s材料做匀加速直线运动，加速度 方向向上。 由牛顿第二定律 代入、 得： 加速度恒定，故拉力恒定，故A正确。 B．0~30s材料做匀速直线运动，加速度为0，既不超重也不失重，故B错误。 C．图像与时间轴围成的面积等于位移，总位移即50s末离地高度： ，故C错误。 D．钢索拉力越大越容易断裂： 0~10s加速度向上，拉力； 10~30s拉力； 30~50s加速度向下，，所以0~10s拉力最大，钢索最容易断裂，故D错误。 故选A。 4．B 【详解】两个质点运动的vt图象如图所示． 在vt图象上，任一点的切线的斜率数值上等于在该时刻的加速度，由于Q的加速度由零不断增大，曲线切线斜率的绝对值也应从零开始不断增大，即曲线的切线应从水平状态开始不断变陡，那么只有向右边凸出的下降的曲线才能满足这样的条件，又因Q与P的运动时间相等，所以曲线的终点也应在t0，Q与P的运动位移大小相等，所以曲线包围的面积应等于ΔP0Ot0的面积，根据这些要求，曲线的起点，即质点Q的初速度vQ0必定小于P点的初速度vP0，且两条vt图象必定会相交，如图中的实线所示，图中的两条虚线表示的质点Q的vt图象都不满足题设条件(P与Q的位移大小相等)，所以B正确．故选B． 【点睛】这是用解析法很难下手的题目，但若能利用题设条件，分析并画好两个质点的v-t图像，就能很快找到答案． 5．C 【详解】A．抽屉与柜体间的最大静摩擦力为，当大于时，抽屉一定能够被拉出，故A错误； B．若书本和抽屉恰好不发生相对滑动，则对书本有 对书本和抽屉整体有 联立解得 当大于时，书本与抽屉间一定会发生相对运动，故B错误； C．由B项分析可知当大于时，书本与抽屉间一定会发生相对运动，书本相对抽屉向左运动，当很大时，书本可能与抽屉左侧壁相碰，故C正确； D．当书本相对抽屉滑动时，有 得书本的最大加速度大小 无论为多大，书本的加速度都不会超过，故D错误。 故选C。 6．C 【详解】AB．题意知圆柱体质量，斜面体质量，m受到斜面体与竖直墙壁给的弹力分别为，圆柱体给斜面体弹力为，如图 力如下图 撤去F后，m向下加速，M向右加速，对m，由牛顿第二定律有 对M，由牛顿第二定律有 其中为相互作用力（即） 由于斜面体与圆柱体在水平方向的加速度关系为 联立解得 故AB错误； C．对M，地面对斜面体的支持力大小 联立解得 故C正确； D．对m，水平方向有 联立解得 故D错误。 故选C。 7．A 【详解】设传送带的倾角，物体质量为，物体与传送带间的动摩擦因数为。规定物体初速度方向为正方向。 B．传送带速度向下时，物块向上运动时，滑动摩擦力沿传送带向下，加速度大小为，由牛顿第二定律 得 物体速度减为零后，反方向加速，滑动摩擦力沿传送带向下，加速度大小为，由牛顿第二定律 得 减速阶段，速度为正值，反方向加速阶段，速度为负值。两阶段加速度相同，对应图像斜率不变。且时刻，物体的速度仍小于传送带的速度，故速度方向后到时刻之前速度一直增大。若物块从底端离开传送带，图像轴上方图像与坐标轴围成的面积与轴下方图像与坐标轴围成的面积相等。故B可能正确； D．传送带速度向下时，物块向上运动时，滑动摩擦力沿传送带向下，加速度大小为，由牛顿第二定律 得 物体速度减为零后，反方向加速，滑动摩擦力沿传送带向下，加速度大小为，由牛顿第二定律 得 减速阶段，速度为正值，反方向加速阶段，速度为负值。两阶段加速度相同，对应图像斜率不变。且时刻之前，物体的速度等于传送带的速度，之后满足最大静摩擦力大于重力沿传送带向下的分力，物体和传送带保持相对静止，一起向下匀速运动。物块从底端离开传送带，若图像轴上方图像与坐标轴围成的面积与轴下方图像与坐标轴围成的面积相等。故D可能正确。 C．传送带速度向上时，物块的初速度大于传送带的速度，开始物块受到沿斜面向下的滑动摩擦力的作用，设物块的加速度大小为，由牛顿第二定律得 得 当物块的速度减小到和传送带的速度相等后，滑动摩擦力的方向反向，沿传送带向上，且滑动摩擦力小于重力沿传送带向下的分力，物块继续向上做减速运动，物块的加速度大小为，由牛顿第二定律得 得 图像的斜率减小。当物块的速度减为零后，物块向下做加速运动，滑动摩擦力沿传送带向上，设物块的加速度大小为，由牛顿第二定律得 得 即与第二个减速阶段的加速度相同。物块从底端离开传送带，若图像轴上方图像与坐标轴围成的面积与轴下方图像与坐标轴围成的面积相等。故C可能正确； A．由C项分析，物块的减速阶段的加速度和反向加速加速度相同，故A错误。 选不正确的，故选A。 8．D 【详解】根据牛顿第二定律可知，三个游玩者的加速度为 由于滑梯的投影长度d相同，则滑梯的长度 根据运动学公式则有 即下滑到O点的速度大小依次为，根据运动学公式则有 解得 当角度为时t最小，且和时，正弦值相同，故下滑时间为 故选D。 9．BD 【详解】AB．设物块滑动摩擦力f1，以向右为正方向，物块与木板间的滑动摩擦力为 物块在木板上发生相对运动时，设物块加速度为a1，对物块由牛顿第二定律可知物块的加速度大小 代入得 设木板滑动摩擦力f2，木板与地面间的滑动摩擦力为 由分析知当M=2m时，如图对木板进行受力分析知 则木板在物块运动过程中静止，物块从木板左端运动到木板右端的过程中，根据运动学公式知 代入得 或（舍去） 故A错误，B正确； CD．同理的当m=2M时，如图对木板进行受力分析知 物块在木板上发生相对运动时，对木板由牛顿第二定律可知木板的加速度大小 则 代入得 物块从木板左端运动到木板右端的过程中，根据运动学公式知 代入得 或（舍去） 故C错误，D正确。 故选BD。 10．ACD 【详解】A．由速度一时间图象可知，物体内向正方向运动，向负方向运动，方向改变，在一个周期4s内位移等于零，4s末的速度也等于零，物体做往复直线运动，A正确； B．由图象B可知，物体在第内做匀加速运动，第内做匀减速运动，末速度减为0，在一个周期内的位移不等于零，然后重复前面的过程，是单向直线运动，B错误； C．由图象C可知，物体在第内做匀加速运动，第内做匀减速运动，末速度减为0，第内向反方向做匀加速运动，第4s内向反方向做匀减速直线运动，其速度-时间图像如图所示 在一个周期4s内的位移等于零，4s末的速度也等于零，物体做往复直线运动，C正确； D．由位移一时间图象可知，第1个2s向负方向运动，第2个2s向正方向运动，在一个周期4s内的位移等于零，4s末的速度也等于零，物体做往复直线运动，D正确。 故选ACD。 11．(1)环：，方向竖直向上；棒：，方向竖直向下 (2) (3) 【详解】（1）设棒第一次上升过程中，由牛顿第二定律得，对环有 解得 方向竖直向上，对棒有 解得 方向竖直向下。 （2）环和棒第一次落地时的速度为，此后棒速度反向，向上减速，环向下减速，经分析可知棒相对环总是向上运动，受到的摩擦力总向下，设经过时间t达到共同速度，以向下为正方向，则有 解得 此时共速为 棒距地面高度 共速后两者一起以加速度g向下加速，落地速度为，则有 解得 （3）第一次碰后棒反弹上升的高度为 第二次碰后棒反弹上升的高度为 则有 每次反弹的高度与前一次反弹的度成等比数列，则全过程棒运动的总路程为 12．(1)， (2) (3) 【详解】（1）根据牛顿第二定律，对物块A、B分别有， 解得， （2）由图（b）可知，当时，为无限大，说明物块A、B均未相对于木板滑动。当时B刚好要相对于C滑动，根据牛顿第二定律，对ABC整体有 解得 （3）由图（b）可知，当时，不再改变，说明A、B均已相对C滑动，当时，物块A恰好相对于C滑动，根据牛顿第二定律，对AC有 解得 设拉力为时，AB第一次相遇时间为，则 解得 由图像可知，图（b）中F1~F2区间内，与F成正比关系，即 将点的坐标和的坐标代入方程，解得， 所以图（b）中F1~F2区间内，与F的关系式为 13．(1)和；(2)或 【详解】(1)若小煤块运动到B点时，速度还小于传送带的速度，则由 可得 若在到B点前，小煤块速度已经达到传送带的速度，则在达到传送带速度之后，小煤块相对传送带向下运动，有 可得 (2)如果小煤块在到达B时，速度还小于传送带速度，则对小煤块有 可得 则小煤块的末速度为 传送带运动的位移 由 可得 故不成立；即小煤块在到达B前与传送带共速，则在共速前小煤块的位移 传送带的位移 痕迹为 且 共速后，小煤块的位移 传送带的位移 痕迹为 若 则 联立可得 若 则 联立可得 则小煤块全程位移 可得 学科网（北京）股份有限公司 $