专题集训2 力与直线运动-（配套练习）【金版新学案】2026年高考物理大二轮专题复习与测试

专题集训(二)　力与直线运动 (时间：45分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－9题，每题5分，共45分) 1.滑雪运动是冬季奥运会主要的比赛项目。如图所示，水平滑道上运动员A、B间距x0＝10 m。运动员A以速度v0＝5 m/s向前匀速运动，同时运动员B以初速度v1＝8 m/s向前匀减速运动，加速度的大小a＝2 m/s2，运动员A在运动员B继续运动x1后追上运动员B，则x1的大小为(　　) A.4 m B.15 m C.16 m D.20 m 答案：C 解析：运动员B做匀减速直线运动，速度减为零的时间为tB＝＝4 s，此时运动员A的位移为xA＝v0tB＝20 m，运动员B的位移为xB＝tB＝16 m，因为xA＜xB＋x0，即运动员B速度减小为零时，运动员A还未追上运动员B，则运动员A在运动员B停下来的位置追上运动员B，即x1＝16 m。故选C。 2.沿同一条直线运动的机器人甲、乙的位置x随时间t变化的图像(均为抛物线)如图所示，已知倾斜虚线的斜率为k，下列说法正确的是(　　) A.甲、乙同地但不同时出发 B.甲、乙两次相遇时，甲的速度均大于乙的速度 C.t0～3t0时间内，甲、乙的平均速度均为k D.t0～3t0时间内，甲、乙均做加速运动 答案：C 解析：由题图可知，甲、乙既不同地也不同时出发，A错误；根据x -t图像切线斜率的绝对值表示速度的大小可知，第一次相遇时甲的x -t图像切线的斜率小于乙的x -t图像切线的斜率，即甲的速度小于乙的速度，第二次相遇时，甲的x -t图像切线的斜率大于乙的x -t图像切线的斜率，即甲的速度大于乙的速度，B错误；t0～3t0时间内，甲、乙的位移相同，时间相等，平均速度均为k，C正确；根据x -t图像切线斜率的绝对值表示速度的大小可知，t0～3t0时间内，甲做加速运动，乙做减速运动，D错误。故选C。 3.(2025·安徽宣城期末)在某汽车刹车性能的测试中，以开始刹车作为计时起点，记录汽车位移与所用时间并得到了如图所示的-图像，则刹车后6 s内该车的位移大小为(　　) A.80 m B.96 m C.100 m D.50 m 答案：C 解析：由＝40·－4(SI)，可得x＝40t－4t2(SI)，结合匀减速直线运动位移与时间公式x＝v0t－at2，可知汽车刹车时的初速度和加速度大小分别为v0＝40 m/s，a＝8 m/s2，汽车从开始刹车到停下所用时间为t0＝＝5 s，则刹车后6 s内该车的位移大小为x＝t0＝×5 m＝100 m。故选C。 4.(2025·山西太原二模)如图所示，图甲为质点A运动的速度随时间变化的图像，图乙为质点B运动的加速度随时间变化的图像，B的初速度为零，下列关于两质点在0～2 s内运动的说法错误的是(　　) A.质点A的加速度先增大后减小 B.质点B的速度先增大后减小 C.质点B的位移为零 D.质点A、B有一个时刻共速 答案：C 解析：题图甲为速度—时间图像，切线斜率表示加速度，因此质点A的加速度先增大后减小，A正确；题图乙图线与横轴所围面积表示速度变化量，可知质点B的速度先增大后减小，B正确；在题图甲中画出质点B的速度—时间图像，如图所示，可知质点B一直朝正方向运动，位移不为零，两图像有一个交点，则共速一次，C错误，D正确。故选C。 5.(2025·安徽高考)如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为1.0 kg，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，则在乙下落的过程中(　　) A.甲对木箱的摩擦力方向向左 B.地面对木箱的支持力逐渐增大 C.甲运动的加速度大小为2.5 m/s2 D.乙受到绳子的拉力大小为5.0 N 答案：C 解析：甲相对木箱向右运动，则甲受到木箱的摩擦力方向向左，由牛顿第三定律可知，甲对木箱的摩擦力方向向右，A错误；对甲，由牛顿第二定律有FT－μmg＝ma，对乙，由牛顿第二定律有mg－FT＝ma，联立解得甲运动的加速度大小a＝2.5 m/s2，绳子拉力大小FT＝7.5 N，C正确，D错误；对木箱和滑轮整体受力分析，竖直方向上有FN＝Mg＋mg＋FT，可知地面对木箱支持力FN不变，B错误。故选C。 6.(多选)如图甲所示，平行于倾角为θ固定斜面向上的拉力F使小物块沿斜面向上运动，运动过程中加速度a与F的关系如图乙所示。图线的斜率为k，与F轴交点的横坐标为c，与a轴交点的纵坐标为－b。由图可知(　　) A.小物块的质量为k B.小物块的质量为 C.摩擦力与重力沿斜面的分力大小之和为b D.摩擦力与重力沿斜面的分力大小之和为c 答案：BD 解析：以小物块为研究对象，根据牛顿第二定律有F－mgsin θ－Ff＝ma，可得a＝·F－，结合a -F图像可得k＝＝，－＝－b，可知小物块的质量m＝，摩擦力与重力沿斜面的分力大小之和为mgsin θ＋Ff＝c。故选BD。 7.(2025·江苏盐城五校联盟期末)如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为1 kg的物体A、B(B物体与弹簧拴接)，弹簧的劲度系数为k＝40 N/m，初始时系统处于静止状态。现用大小为16 N、方向竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上运动，重力加速度g取10 m/s2，空气阻力忽略不计，下列说法正确的是(　　) A.外力施加的瞬间，A、B的加速度大小均为0 B.当弹簧压缩量减小0.05 m时，A、B间弹力大小为1 N C.A、B分离时，A物体的位移大小为0.2 m D.B物体速度达到最大时，弹簧被压缩了0.1 m 答案：B 解析：施加外力前，系统处于静止状态，合力为0，外力F施加的瞬间，合力为F＝16 N，根据牛顿第二定律有F＝2ma，解得a＝8 m/s2，故A错误；初始时系统处于静止状态，则有2mg＝kx0，解得x0＝0.5 m，当弹簧压缩量减小0.05 m时，设A、B间弹力大小为FAB，此时物体的加速度大小为a1，对A有F＋FAB－mg＝ma1，对B有k(x0－0.05 m)－mg－FAB＝ma1，联立解得FAB＝1 N，故B正确；设A、B分离时，弹簧的形变量为x1，物体的加速度大小为a2，对A有F－mg＝ma2，对B有kx1－mg＝ma2，联立解得x1＝0.4 m，所以A物体的位移大小为x＝x0－x1＝0.1 m，故C错误；当B物体的合力为0时速度达到最大，A、B分离时有向上的加速度，所以速度最大时A、B已经分离，由合力为0，则有kx2＝mg，解得x2＝0.25 m，故D错误。故选B。 8.如图所示，一小球用轻质细线a、b连接，细线a的另一端连接于车厢顶的A点，细线b的另一端连接于车厢底板上的B点，小球静止时细线a与竖直方向的夹角为θ＝30°，细线b与水平方向的夹角也为θ＝30°。已知两细线长度相等，且AC＝BC，不计小球大小，重力加速度大小为g。小车向左沿水平方向做匀加速直线运动，要使细线b上张力为零，则小车运动的加速度a0应满足的条件是(　　) A.g≤a0≤g B.g≤a0≤g C.g≤a0≤g D.g≤a0≤2g 答案：C 解析：根据题图中的几何关系可知，细线a、b与A、B连线的夹角均为15°，当细线a与竖直方向的夹角为30°且细线b刚好伸直时，小车的加速度大小为a1＝gtan 30°＝g，根据对称性可知，当细线a与竖直方向的夹角为60°且细线b刚好伸直时，小车的加速度大小为a2＝gtan 60°＝g，因此要使细线b上张力为零，则小车运动的加速度应满足的条件是g≤a0≤g。故选C。 9.(多选)(2025·黑吉辽蒙高考)如图(a)，倾角为θ的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的小物块甲、乙同时以初速度v0沿斜面下滑，甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为μ1、μ2，整个过程中斜面相对地面静止。甲和乙的位置x与时间t的关系曲线如图(b)所示，两条曲线均为抛物线，乙的x -t曲线在t＝t0时切线斜率为0，则(　　) A.μ1＋μ2＝2tan θ B.t＝t0时，甲的速度大小为3v0 C.t＝t0之前，地面对斜面的摩擦力方向向左 D.t＝t0之后，地面对斜面的摩擦力方向向左 答案：AD 解析：由题意可知两x -t图线均为抛物线，则物块甲、乙均做匀变速直线运动，由题图(b)可知物块甲做匀加速直线运动，物块乙做匀减速直线运动，对甲有3x0＝v0t0＋a甲，对乙有x0＝v0t0－a乙，由于t＝t0时乙图线的斜率为0，则此时乙的速度为0，则有t0＝，由以上整理得a甲＝a乙，由牛顿第二定律对甲有mgsin θ－μ1mgcos θ＝ma甲，对乙有μ2mgcos θ－mgsin θ＝ma乙，整理得μ1＋μ2＝2tan θ，A正确；t＝t0时甲的速度为v＝v0＋a甲t0，可得v＝2v0，B错误；t＝t0前，由于物块甲、乙的加速度大小相等、方向相反，则物块甲、乙组成的整体合力为零，由于斜面静止，斜面的合力也为零，则三者组成的整体合力为零，地面对斜面的作用力等于三者组成的整体的重力，所以地面对斜面的摩擦力为零，C错误；t＝t0时物块乙的速度减为零，此后，物块乙静止在斜面上，物块甲继续沿斜面向下加速运动，物块甲的加速度有水平向左的分量，对两物块和斜面组成的整体，合力水平向左，则地面对斜面的摩擦力的方向水平向左，D正确。故选AD。 10.(15分)如图所示，足够长的斜坡与水平面在P点平滑连接，距P点L＝ m的水平面上固定一挡板。0时刻时，质量m＝1 kg的小物体从图示位置在平行于斜坡的外力F＝6.5 N作用下加速运动，到达P点时撤去F，此时物体的速度v＝8 m/s。已知小物体与斜坡、水平面间的动摩擦因数均为μ＝，小物体经过P点前后速度大小不变，小物体与挡板碰撞后反向弹回，碰撞前后速度大小不变。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2 。求： (1)小物体在力F的作用下在斜坡上下滑时的加速度大小a； (2)小物体与挡板碰撞的时刻t； (3)小物体最终停止运动的位置距P点的距离x。 答案：(1)4 m/s2　(2) s　 (3)1.36 m 解析：(1)由牛顿第二定律可得，小物体下滑时有 F＋mgsin 30°－μmgcos 30°＝ma 代入题中数据解得a＝4 m/s2。 (2)小物体沿斜坡下滑所用的时间t1＝＝ s＝2 s 设小物体在水平面上运动时的加速度大小为a1，由牛顿第二定律可得μmg＝ma1 解得a1＝5 m/s2 设小物体从P点运动到与挡板碰撞的时间为t2，由运动学公式有L＝vt2－a1 代入数据解得t2＝ s或t2＝ s(舍去) 则小物体与挡板碰撞的时刻 t＝t1＋t2＝2 s＋ s＝ s。 (3)物体在水平面上运动的过程中，设物体回到P点时速度为v'，可得v'2－v2＝－2a1×2L 物体沿斜坡上滑的过程中，设加速度大小为a2，由牛顿第二定律可得mgsin 30°＋μmgcos 30°＝ma2 代入数据解得a2＝12.5 m/s2 由于μ＞tan 30°，所以物体减速到零后将停止在斜坡上，则有0－v'2＝－2a2x 联立代入数据解得x＝1.36 m。 学生用书⬇第11页 学科网（北京）股份有限公司 $