6模块2 滚动综合练(一) 力学综合-【备考最优解】2025年高考物理二轮专题复习教用word

滚动综合练(一)　力学综合 1．(2024·湖南张家界市期末)在国庆节阅兵仪式中，某直升机静止在地面上空的O点处于待命状态，接到命令后，该直升机由静止开始做匀加速直线运动，先后经过A、B、C三点，如图所示。已知直升机通过AB、BC的时间相等，AB＝32 m，BC＝40 m，则O、A间的距离为(　　) A．48 m　 B．49 m C．50 m D．51 m 解析：选B。直升机通过AB、BC的时间相等，设为t0，则通过AB、BC、AC段的平均速度分别为vAB＝，vBC＝，vAC＝，匀变速直线运动中，全程的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则有a＝，根据速度与位移的关系式有v＝2a(xOA＋xAB)，解得xOA＝49 m。 2.(2024·吉林白山市二模)如图，喷泉可以美化景观，现有一喷泉从地面圆形喷口竖直向上喷出，若喷泉高度约为1.8 m，喷口横截面积为5.0×10－3m2，已知水的密度为1.0×103kg/m3，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，则该喷口每秒喷水质量大约为(　　) A．300 kg B．30 kg C．3 kg D．30 g 解析：选B。由竖直上抛运动公式v＝2gh，得v0＝6 m/s，因此该喷口每秒喷水质量大约为m＝ρSv0t＝30 kg。 3．(2024·福建莆田市二模)物理老师举行技巧挑战赛，要求用一根能承受最大拉力为50 N的细绳，尽可能拉动更重的物体，如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物体可视为质点，则理论上利用这根细绳能拉动物体的最大重量是(　　) A．50 N B．50 N C．100 N D．100.3 N 解析：选C。设细绳与水平方向的夹角为θ时能拉动物体的最大重量为G，根据平衡条件G－Tmaxsin θ＝N，Tmaxcos θ＝f，又f＝μN，联立可得G＝50cos θ＋50sin θ＝100sin (θ＋60°)N，可知当θ＝30°时，重物的重量最大为100 N。 4．(2024·重庆市第二次调研)纸质手提袋因具有绿色环保、性能优良、循环利用等特点而被广泛使用。当用图甲纸质手提袋提重力为G的苹果处于静止时，其简化示意图如图乙。设两绳带在同一竖直平面且不计纸质手提袋的重力，不计纸质手提袋的形变，则(　　) A．绳带中的张力大小一定为 B．若增加绳带长度，则绳带中的张力将变大 C．若只减小两绳扣间距，则绳带中的张力将变小 D．手提袋底部对苹果的支持力与苹果所受的重力是一对相互作用力 解析：选C。对手提袋的受力分析如图所示，可知绳带中的张力，T＝，故A错误；若增加绳带长度，则α变小，cos α变大，绳带中的张力将变小，故B错误；若只减小两绳扣间距，则α变小，cos α变大，绳带中的张力将变小，故C正确；手提袋底部对苹果的支持力与苹果所受的重力是一对平衡力，故D错误。 5.(2024·四川乐山市调研)如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻质弹簧上端固定在框架上，下端挂一个质量为m的小球，小球上下振动过程中不与框架发生碰撞且框架始终不离开地面，则下列说法正确的是(　　) A．小球向上运动的过程中一直处于超重状态 B．小球向下运动的过程中一直处于失重状态 C．小球向下运动的过程中，框架对地面的压力一直在增大 D．小球向下运动的过程中，框架对地面的压力一直在减小 解析：选C。小球从最低点向上运动过程中，小球先处于超重状态，过了平衡位置，小球处于失重状态，故A错误；小球从最高点向下运动过程中，小球先处于失重状态，过了平衡位置，小球处于超重状态，故B错误；小球从最高点向下运动过程中，弹簧对小球的作用力先向下减小后向上增大，故弹簧对框架的作用力先向上减小后向下增大，根据平衡条件可知地面对框架的支持力一直增大，根据牛顿第三定律可知框架对地面的压力一直增大，故C正确，D错误。 6．(2024·河北邯郸市二模)如图甲所示，从M点到地面上的N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道，轨道Ⅰ为直线，轨道Ⅱ为M、N两点间的最速降线，小物块从M点由静止分别沿轨道Ⅰ、Ⅱ滑到N点的速率v与时间t的关系图像如图乙所示。由图可知(　　) A．小物块沿轨道Ⅰ做匀加速直线运动 B．小物块沿轨道Ⅱ做匀加速曲线运动 C．图乙中两图线与横轴围成的面积相等 D．小物块沿两条轨道下滑的过程中，重力的平均功率相等 解析：选A。对在Ⅰ轨道上下滑的小物块分析可知，沿轨道Ⅰ下滑时合力一定，小物块做匀加速直线运动，故A正确；对在Ⅱ轨道上下滑的小物块分析可知，沿轨道Ⅱ下滑时合力大小和方向都在变化，小物块做变加速曲线运动，故B错误；题图乙速率时间图像中面积表示路程，两轨迹路程不同，则面积不等，故C错误；小物块沿两轨道下滑过程中重力做功相等，但时间不同，所以重力的平均功率不相等，故D错误。 7．(2024·黑龙江齐齐哈尔市二模)小李同学在乘坐高铁时想测量当地的重力加速度，他在一根细线的下端绑着一串钥匙，另一端固定在高铁的竖直墙壁上。在高铁启动的过程中，小李发现细线向后偏离竖直方向θ角并相对车厢保持静止，并且通过电子显示屏观察到高铁在t时间内达到速度v。不计空气阻力，则当地的重力加速度的大小为(　　) A． B． C．vt sin θ D． 解析：选D。高铁在t时间内达到速度v，根据速度—时间关系有v＝at，对钥匙受力分析，由牛顿第二定律可知mg tan θ＝ma，解得g＝。 8.(2024·辽宁凌源市二模)2023年3月，清华大学学生在操场上拍摄到中国空间站凌月画面。凌月是指在地球上观测月球时，看到空间站在月球表面快速掠过(轨迹可视为与图中月球直径重合)，空间站凌月时间仅为0.54 s，空间站和月球绕地球运动的轨道可视为圆轨道。已知月球绕地球运行周期及轨道半径、空间站运行周期、地球表面重力加速度和地球半径，忽略地球自转，利用以上信息可求得(　　) A．地球质量 B．引力常量 C．月球半径 D．月球质量 解析：选C。设月球绕地运行周期为T1及轨道半径为r1、空间站运行周期为T2、地球表面重力加速度为g，设空间站轨道半径为r2，地球半径为R，由开普勒第三定律可得＝，可求出r2，进而求得空间站绕地运动速度v＝，已知凌月时间为t，由几何关系得＝，所以可求得月球半径，故C正确；地球表面重力加速度g＝，G、M两个物理量不能单独求出，月球绕地球运动有＝m月r1，月球质量在方程两侧消掉后也求不了，故A、B、D错误。 9.(2024·天津南开区质检)如图所示，水平平台右侧竖直平面内有半径均为R＝1 m的BC、CD两段光滑圆弧管拼接而成的轨道，圆弧管粗细可忽略。一质量m＝1 kg的小球(可视为质点)从平台边缘的A处以v0＝6 m/s的水平速度射出，恰能沿圆弧轨道上B点的切线方向进入轨道内，轨道半径OB与竖直方向半径OC的夹角θ＝53°，已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，g取10 m/s2。求： (1)小球到达B点时速度vB的大小和重力的瞬时功率P； (2)小球刚进入CD管时对轨道C点的压力FN的大小和方向。 解析：(1)小球在B点的速度与水平方向夹角为53°，则B点速度 vB＝＝10 m/s 小球在B点的竖直分速度 vy＝v0tan 53°＝8 m/s 小球在P点时重力的瞬时功率 P＝mgvy＝80 W。 (2)小球从B点到C点 mv－mv＝mg(R－R cos 53°) 在C点N－mg＝m 解得N＝118 N 根据牛顿第三定律可知，小球刚进入CD管时对轨道C点的压力FN大小为118 N，方向竖直向下。 答案：(1)10 m/s　80 W　(2)118 N　竖直向下 10.(2024·山西临汾市模拟)如图所示，倾角为θ的固定斜面的底端安装一个弹性挡板，质量分别为m和4m的物块a、b置于斜面上，a与斜面间无摩擦，b与斜面间的动摩擦因数等于tan θ。两物块之间夹有一个劲度系数很大且处于压缩状态的轻质短弹簧(长度忽略不计)，弹簧被锁定。现给两物块一个方向沿斜面向下、大小为v0的初速度，同时解除弹簧锁定，弹簧瞬间完全释放弹性势能，并立即拿走弹簧。物块a与挡板、a与b之间的碰撞均无机械能的损失，弹簧锁定时的弹性势能为10mv，重力加速度为g。求： (1)弹簧解除锁定后的瞬间a、b的速度大小； (2)解除锁定，a与b第一次碰撞后，b沿斜面上升的最大高度。 解析：(1)由于弹簧在瞬间解除锁定，在此瞬间内力远大于外力，a、b系统动量守恒，以沿斜面向下为正方向，有 (m＋4m)v0＝mva＋4mvb 根据能量守恒定律，有 (m＋4m)v＋10mv＝mv＋×4mv 解得va＝5v0，vb＝0 (另一组解va＝－3v0，vb＝2v0不符合实际，舍去)。 (2)由于b与斜面间的动摩擦因数μ＝tan θ，则弹簧解除锁定后b保持静止。由于a与斜面间无摩擦，a沿斜面匀加速下滑，与挡板碰撞后原速率反弹，再沿斜面匀减速上滑，直到与b发生碰撞。根据机械能守恒定律，a与b碰撞前的速度大小仍为5v0，根据动量守恒定律和能量守恒定律有 m(－va)＝mva′＋4mvb′ mv＝mva′2＋×4mvb′2 解得va′＝3v0(向下)，vb′＝－2v0 之后，对b，根据动能定理 －4mgh－4μmg cos θ·＝0－×4mvb′2 解得h＝。 答案：(1)5v0　0　(2) 学科网（北京）股份有限公司 $