2026届高考物理三轮冲刺练-连接体模型、轻绳、轻杆、弹簧模型、等时圆模型

**基本信息** 聚焦连接体、轻绳杆弹簧及等时圆模型，通过15道题构建"模型识别-受力分析-能量动量综合"的解题体系，强化科学推理与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |连接体模型|5题（例1-3）|整体隔离法、临界条件分析|牛顿定律→系统加速度→内力分配| |轻绳/杆模型|4题（例4-5）|瞬时性分析、速度关联分解|刚体转动→向心力计算→机械能转化| |弹簧模型|6题（例6-8）|弹性势能公式、动态过程分析|胡克定律→形变量计算→能量守恒|

2026年高中物理高考三轮冲刺练-连接体模型、轻绳、轻杆、弹簧模型、等时圆模型 一、单选题 1．质量为、的两个小物块用轻绳连接，绳跨过位于倾角为的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮与转轴之间的摩擦不计，斜面固定在水平桌面上，如图所示。第一次，悬空，放在斜面底端，由静止释放后，从斜面底端运动到顶端的时间为。第二次，悬空，放在斜面底端，由静止释放后，从斜面底端运动到顶端的时间为。则与的比值为（　　） A． B． C． D． 2．如图，在粗糙水平地面上，两物块P、Q在水平向右的推力F作用下，恰好能一起向右做匀加速运动。已知P的质量为3kg，Q的质量为1kg，P与地面间、P与Q间的动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小为10m/s2。某时刻将推力F减小为0.66F，则Q相对P下滑的过程中，P对地面的压力大小为（　　） A．23.2N B．35.75N C．36N D．40N 3．如图所示，质量分别为、的两个物体A、B在水平拉力的作用下，沿光滑水平面一起向右运动，已知，光滑动滑轮及细绳质量不计，物体A、B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，则下列说法中正确的是（　　） A．A对B的摩擦力向右 B．A、B一起向右运动的加速度大小为 C．A、B间的摩擦力大小为 D．要使A、B之间不发生相对滑动，则的最大值为 4．如图所示，一轻质刚性杆可在竖直平面内绕固定转轴O自由转动，杆长为2L。杆的中点M处固定一质量为2m的小球a，另一端N处固定一质量为m的小球b。现将杆从水平位置由静止释放，忽略空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．杆转动至竖直位置时，OM段杆对小球a的作用力大小为 B．杆转动至竖直位置时，OM段杆对小球a的作用力大小为 C．从释放到转动至竖直位置过程中，杆对小球a做的功为 D．从释放到转动至竖直位置过程中，杆对小球a做的功为 5．如图所示，物块P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳连接，初始时刻，物块P静止在粗糙水平面上的A点，此时滑轮左侧轻绳沿竖直方向，现给物块P一水平向左的初速度。已知物块P经过B点时速度大小为v，且连接P的轻绳与水平方向的夹角为45°，此后物块P继续运动到最远处C点。则物块P从A点到C点的整个过程（　　） A．物块P、Q组成的系统机械能守恒 B．绳子拉力始终大于物块Q的重力 C．物块Q的机械能增大 D．物块P经过B点时，物块Q的速率为 二、多选题 6．如图所示，物体B和C叠放在竖直弹簧上，物体A和C通过跨过定滑轮的轻绳相连接。初始时用手托住物体A，整个系统处于静止状态，且轻绳恰好伸直且没拉力。已知A和B的质量均为，C的质量为，重力加速度为，弹簧的劲度系数为，不计一切摩擦。释放物体A，则（　　） A．释放瞬间，C的加速度大小为 B．B和C分离之前，B和C之间的弹力逐渐增大 C．释放瞬间，绳子的拉力为 D．B和C分离时，B向上移动了 7．如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物，轻质定滑轮下方悬挂重物，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，用手托住、使、均处于静止状态且离地足够高，释放后、开始运动。已知的质量为，的质量为，忽略所有阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．受到细线的拉力大小为 B．、的加速度大小之比为1∶2 C．当的位移大小为时，运动的速度大小为 D．若要使得、释放后静止在图示位置，应将、的质量关系调整为 8．如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为m的滑块P连接，P穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来，Q的质量为4m。将P从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等。已知OA与水平面的夹角（，），OB长为3L，与AB垂直，不计滑轮的摩擦，重力加速度为g。则P从A点到B点的过程中（　　） A．P和Q组成的系统机械能守恒 B．P的速度先增大再减小 C．轻绳对P做的功为8mgL D．P运动至B点的速度为 9．如图所示，跨过定滑轮的轻绳两端分别连接着质量为、的、两球，用手托住球，使球刚好静止于地面。忽略一切摩擦和空气阻力。在球由静止释放到落地的过程中（　　） A．球机械能增加 B．球机械能守恒 C．球机械能减少 D．球机械能增加 10．如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，一轻弹簧下端固定于斜面底端，处于原长状态，斜面顶部有两个质量分别为m和2m的A、B小球，用轻杆连着。现由静止沿弹簧轴线方向释放两个小球，重力加速度大小为g，弹簧始终处于弹性限度内。则在B球与弹簧接触至运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．A 球的机械能先增大后减小 B．B 球到达最低点时杆对A球的作用力大小等于 C．B 球克服弹簧弹力做的功是杆对B球做功的3倍 D．弹簧对B球做的功等于A、B两球机械能的变化量 11．如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为m的滑块P连接，P穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来，滑块Q的质量为3m。一开始用手托住重物Q，使轻绳恰好伸直但张力为0，然后由静止释放重物Q，使P从图中A点由静止沿竖直杆上下运动，滑块P经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小恰好相等，已知OA与水平面的夹角θ=53°，OB与AB垂直，OB长为3L，弹簧劲度系数为k，不计滑轮的摩擦力，重力加速度为g，sin53°=0.8，cos53°=0.6。当滑块P运动至B点时，其速度大小为（　　） A． B． C． D． 12．如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为m的滑块P连接，P穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来，Q的质量为4m。将P从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等。已知OA与水平面的夹角θ=53°（sin53°=0.8,cos53°=0.6），OB长为，与AB垂直，不计滑轮的摩擦，重力加速度为。则P从A点到B点的过程中（    ） A．P和Q组成的系统机械能守恒 B．Q的速度一直增大 C．轻绳对P做的功为 D．P运动至B点的速度为 13．如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平面上，轻质弹簧一端固定于斜面底端，另一端与物块A连接，物块A静止时与斜面底端距离。弹簧原长，斜面长，物块B从斜面顶端由静止开始释放，A、B发生碰撞后粘在一起，碰撞时间极短。已知A、B质量均为，不计一切阻力，，弹性势能，弹簧未超过弹性限度，A、B均视为质点。则（   ） A．弹簧的劲度系数为 B．碰后A、B运动过程中的最大速度为 C．最低点的弹性势能为 D．返回到最大高度时的加速度大小为 三、解答题 14．用三根细线将三个物块A、B、C和定滑轮组装成图示装置。已知B、C的质量分别为3m、2m，它们间细线长度为L，C离地高度也为L；A的质量M满足3m<M<5m，连接A和B的细线足够长，开始时整个系统处于静止状态。某时刻剪断A与地面间的细线，此后A在运动过程中始终没有与定滑轮相碰，C触地后不反弹。 (1)求C在下落过程中的加速度大小； (2)求A上升的最大速度； (3)若B刚好能着地，求A的质量。 15．某同学利用如图所示装置研究离心现象，装置中水平轻杆OA固定在竖直转轴OB的O点，质量为m的小圆环P和轻质弹簧套在OA上，弹簧两端分别固定于O点和P环上，弹簧原长为。质量为2m小球Q套在OB上，用长为L的细线连接，装置静止时，细线与竖直方向的夹角θ=37°。现将装置由静止缓慢加速转动，直至细线与竖直方向的夹角增大到53°。忽略一切摩擦。重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。求： (1)弹簧的劲度系数k； (2)当时装置转动的角速度ω； (3)上述过程中装置对P、Q做的功W。 参考答案 1．A 【详解】第一次，悬空，在斜面底端，设斜面总长为，加速度大小相等为 对受力分析由牛顿第二定律可得 对受力分析由牛顿第二定律可得 由运动学可得 第二次，悬空，在斜面底端，设斜面总长为，加速度大小相等为 对受力分析由牛顿第二定律可得 对受力分析由牛顿第二定律可得 由运动学知识得 联立解得 故选A。 2．C 【详解】在推力F作用下，两物块恰好能一起向右做匀加速运动，对P、Q整体，根据牛顿第二定律有 对物块Q，水平方向上有 竖直方向上有 解得 推力F减小为0.66F，对P、Q整体，水平方向上有 对物块Q，水平方向上有 P、Q间的滑动摩擦力 对物块P，竖直方向上，根据平衡条件有 根据牛顿第三定律，此时P对地面的压力大小 解得 3．D 【详解】B．对AB整体分析可知 可知AB一起向右运动的加速度大小为，B错误； AC．对A分析，假设B对A的摩擦力向右，可知 解得 因可知，假设成立，则由牛顿第三定律可知，对的摩擦力向左，AC错误； D．要使A、B之间不发生相对滑动，则只需满足 即 即的最大值为，D正确。 故选D。 4．A 【详解】AB．轻杆由水平位置转动至竖直位置，系统机械能守恒，且两球具有相同的角速度，设为，则有 解得 对b球分析，根据牛顿第二定律有 解得 对a球分析，根据牛顿第二定律有 解得 故A正确，B错误； CD．设杆对小球a做的功为，对a分析，根据动能定理有 解得 故CD错误。 故选A。 5．C 【详解】A．物块P在粗糙水平面上运动，水平面的摩擦力对P做负功，会有机械能转化为内能，所以物块P、Q组成的系统机械能不守恒，故A错误； B．物块P从A到C是一直减速运动，到C点的速度为零；物块Q先向上加速运动，有（） 后向上做减速运动，有（） 所以绳子的拉力不是始终大于物块Q的重力，故B错误； C．物块Q从初始位置上升到最高点的过程，除重力外，绳拉力一直做正功，则物块Q的机械能一直增大，故C正确； D．物块P经过B点时，将速度分解到沿绳方向和垂直绳方向，两物块在沿着绳子的方向速度相等，有，故D错误。 故选C。 6．AD 【详解】AC．释放物体A的瞬间，A、B、C三个物体加速度大小相同，对三个物体有 解得 以A为对象有 解得释放瞬间，绳子的拉力为，故A正确，C错误； BD．B和C分离时加速度相等、相互作用力为零，对AC有 对B有 联立解得， 由于弹簧的压缩量逐渐减小，所以B和C分离之前，B和C之间的弹力逐渐减小；由胡克定律得 初始时有 B和C分离时，B向上移动的距离，故B错误，D正确。 故选AD。 7．BCD 【详解】A．的质量是质量的3倍，向下做匀加速直线运动，向上做匀加速直线运动，所以细线的拉力小于，故A项错误； B．根据关联速度可得 则相同时间内速度变化量的关系也满足 故加速度关系满足，故B正确； C．、组成的系统机械能守恒，可得 联立解得，，故C正确； D．、静止在图示位置时，对有 对有 可得，故D正确。 故选BCD。 8．BC 【详解】A．不计摩擦，只有重力和弹力做功，根据题意可知，滑块P、重物Q与弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误； B．P从A点开始加速上升，在B点弹簧对P的弹力向下，受力分析可知，此时P的合力竖直向下，做减速运动，故P的速度先增大再减小，故B正确； C．根据题意可知，滑块P从A点开始运动时，重物Q的速度为0，当滑块P到达B点时，重物Q的速度也为0，根据几何关系可知，重物Q下降的高度为 对重物Q，根据动能定理，有 即得轻绳拉力对重物Q做的功 轻绳拉力对滑块P做的功和对重物Q做的功大小一样，符号相反，为8mgL，故C正确； D．在A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等，可知A、B两点弹簧的弹性势能相等，又根据几何关系可知，滑块P上升的高度为 对滑块P、重物Q与弹簧组成的系统，根据机械能守恒定律可知 解得滑块P在B点的速度为，故D错误。 故选BC。 9．AC 【详解】ACD．由题可知，释放后，绳子的拉力对A球做正功，对B球做负功，因此A球的机械能增大，B球的机械能减小，A、B组成的系统机械能守恒，则A球增加的机械能等于B球减小的机械能，故AC正确，D错误； B．根据上述分析可知，A球的机械能增大，机械能不守恒，故B错误。 故选AC。 10．CD 【详解】A．刚开始下落到B球与弹簧接触前，A球只有重力做功机械能守恒；B球与弹簧接触后，杆对A球向上的作用力对A做负功，A球机械能减小，故A错误； B．B球到达最低点时A、B均具有向上的加速度，此时A球受杆的作用力一定大于，故B错误； C．两球的加速度始终相等，对A、B球，根据牛顿第二定律分别有 联立解得，故C正确； D．对A、B分析可知，受重力和弹簧弹力作用，根据功能关系可知，弹簧对B球做的功等于A、B两球机械能的变化量，故D正确。 故选CD。 11．BC 【详解】根据题意可知，滑块P、重物Q和弹簧组成的系统机械能守恒，滑块P经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小恰好相等，所以弹簧在A点的压缩量x等于在B点的拉伸量x，且 弹簧的弹性势能也一样，初始时有 根据几何关系可知，滑块P上升的高度为 重物Q下降的高度为 设滑块P运动到位置B处速度大小为v，滑块P、重物Q沿绳方向的速度相等，有 根据机械能守恒定律有 联立解得 代入，解得 故选BC。 12．CD 【详解】A．P从A点到B点的过程中，弹簧弹力对P做功，故P和Q组成的系统机械能不守恒，故A错误； B．当P运动到B点时，P沿绳方向没有分速度，故此时Q的速度为零，故P从A点到B点的过程中，Q的速度先增大后减小，故B错误； D．根据题意可知，P从A点到B点的过程中弹簧对P做功为零，故初、末状态P和Q组成的系统机械能相等，有 解得，故D正确； C．P从A点到B点的过程中，轻绳对P做的功等于P的机械能的增加量，故轻绳对P做的功为，故C正确。 故选CD。 13．ACD 【详解】A．物块A静止时弹簧弹力 弹簧的压缩量为 根据胡克定律有，故A正确； B．设B与A碰前瞬间的速度为，对物块B由动能定理得 解得 之后A、B发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律有， 得碰后A、B的速度 当弹簧弹力等于A、B的总重力沿斜面向下的分力时，A、B的速度最大，设此时弹簧的压缩量为，则 由A、B、弹簧组成的系统机械能守恒有 解得，，故B错误； C．设物块A、B速度减为0时弹簧压缩量为，由A、B、弹簧组成的系统机械能守恒有 解得 到达最低点时弹性势能为，故C正确； D．A、B碰后一起在斜面上做简谐运动，根据简谐运动的对称性可知，A、B返回到最大高度时的加速度与最低点的加速度等大反向，设加速度大小为，运动的最低点时，根据牛顿第二定律有 解得，故D正确。 故选ACD。 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）剪断细线后，对A、B、C整体，由牛顿第二定律得 解得 （2）物块C刚落地时，M的速度最大，三个物体组成的系统机械能守恒，则 解得 （3）物块C落地后，物块B恰能下降地面，则此时物块A和物块B的速度为零 联立解得 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据题意可知，两环静止时，细线与竖直方向的夹角，设此时绳子的拉力为，弹簧的弹力为，分别对两环受力分析，如图所示 由平衡条件有， 解得 由几何关系可知，此时弹簧的长度为 由胡克定律有 联立解得 （2）当细线与竖直方向的夹角增大到时，细线的拉力为 由几何关系可知，此时弹簧的长度为 则弹簧被拉伸，此时弹簧的弹力为 由牛顿第二定律有 联立解得 （3）当时，P的速度大小为 由上述分析可知，此过程初、末位置弹簧的形变量相同，则弹簧做功为零，由动能定理有 联立解得 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 1 学科网（北京）股份有限公司 $