阶段复习（四）力学综合（综合训练）（天津专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

阶段复习（四）力学综合 一、单项选择题(每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的) 1．荷花谢了后会长出莲房。下图中根茎对静止莲房的作用力方向正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】以莲房为研究对象，莲房受到重力和根茎的作用力两个力作用，根据平衡条件可知，根茎对莲房的作用力与莲房的重力等大反向，则根茎对莲房的作用力方向竖直向上。 故选B。 2．三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球静止卫星，某时刻A、B相距最近，如图所示。已知地球自转周期为T1，B的运行周期为T2，下列说法正确的是（　　） A．A加速可直接追上同一轨道上的C B．经过时间，A、B第一次相距最远 C．A、C向心加速度大小相等，且大于B的向心加速度 D．A、C所受万有引力大小相等，且比B的万有引力大 【答案】B 【详解】A．卫星A加速后做离心运动，轨道变高，不可能追上同一轨道上的C，故A错误； B．卫星A、B由相距最近到相距最远，二者转过的角度差为π，即 解得，故B正确； C．根据万有引力提供向心力可得 解得 由于卫星A和C的轨道半径相同，且大于B的轨道半径，则卫星A和C的向心加速度相等且小于B的向心加速度，故C错误； D．万有引力大小为 由于卫星A、C的质量不一定相等，则A、C受到地球的万有引力大小也不一定相等，也不一定比B的万有引力大，故D错误。 故选B。 3．如图所示，物块A、B（均可视为质点）紧靠在一起并静置于足够大的水平地面上，两物块间夹有少量炸药（未画出），爆炸（时间极短）后物块A向左运动的位移大小为4m。已知物块A、B的质量分别为1kg、2kg，物块A与地面间的动摩擦因数为0.2，取重力加速度大小g=10m/s2。爆炸后瞬间物块A、B的总动能为（     ） A．6J B．8J C．12J D．14J 【答案】C 【详解】爆炸过程中两物块构成的系统动量守恒，有 爆炸后对物块A有 解得vA=4m/s，vB=2m/s 爆炸后瞬间物块A、B的总动能 故选C。 4．如图，质量为、长度为的小车静止在光滑的水平面上。质量为的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现有一水平恒力作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为。经过时间，小车运动的位移为，物块刚好滑到小车的最右端。以下判断正确的是（     ） A．此时物块的动能为 B．此时物块的动量为 C．这一过程中，物块和小车产生的内能为 D．这一过程中，物块和小车增加的机械能为 【答案】D 【详解】A．对物块应用动能定理，合外力做功等于动能的变化量。物块受到的合外力为，位移为，则物块的动能为，故A错误； B．对物块应用动量定理，合外力的冲量等于动量的变化量。物块受到的合外力为，作用时间为，则物块的动量为，故B错误； C．系统产生的内能等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。物块相对小车的位移为，则产生的内能为，故C错误； D．根据功能关系，系统增加的机械能等于外力做的功减去系统产生的内能。外力做功为，产生的内能为，则系统增加的机械能为，故D正确。 故选D。 5．原点O处有一简谐横波波源，时波源开始振动，形成沿x轴正向传播的机械波，当时的波形图如图所示，此时质点P刚好开始振动，下列说法中正确的是（　　） A．这列波的传播速度为 B．时质点b运动方向沿y轴正方向 C．再经过0.1s质点a通过的路程小于 D．此时质点a与质点b运动方向相反，所以a、b两点振动相位相差π 【答案】C 【详解】A．图示为时的波形图，横坐标表示各质点的平衡位置。质点位于处，此时刚开始振动，说明波从原点传播到该处用时，因此波速满足 代入得，故A错误； B．波形图中与处是相邻的同相位过零点，故波长为 由波速、波长与周期的关系，代入得 代入数据得 设质点的位移写成，速度方向由的正负决定。波沿轴正方向传播时，质点此时位移为正且沿轴负方向运动，所以相位在第二象限；再经过，相位增加，进入第三象限，速度方向仍沿轴负方向，故B错误； C．由图可知，质点此时位移为正且沿轴正方向运动；振幅为。设此时质点的位移为，其中经过四分之一个周期后，末位移为 这段时间内质点先到达正向最大位移处，再返回到末位移位置，因此通过的路程为 整理得 由于初始相位在第一象限，正弦与余弦之和大于，所以，故C正确； D．质点和此时的运动方向相反，但运动方向相反并不能推出相位差为。若两质点相位差为，则同一时刻应满足，而图中和的位移均为正，不满足这一条件，故D错误。 故选C。 二、不单项选择题(每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分。选错或不答的得0分) 6．如图所示，被锁定在墙边的压缩弹簧右端与质量为0.2kg、静止于A点的滑块P接触但不粘连，滑块P所在光滑水平轨道与半径为0.8m的光滑半圆轨道平滑连接于B点，压缩的弹簧储存的弹性势能为2.8J，重力加速度取，现将弹簧解除锁定，滑块P被弹簧弹出，脱离弹簧后冲上半圆轨道的过程中（　　） A．可以到达半圆轨道最高点D B．经过B点时对半圆轨道的压力大小为9N C．经过C点时对半圆轨道的压力大小为3N D．若弹簧的弹性势能小于1.6J，则滑块不脱离轨道 【答案】BCD 【详解】B．根据题意，由功能关系可得 解得 在B点由牛顿第二定律有 解得 由牛顿第三定律可得，对半圆轨道的压力大小为，故B正确； A．根据题意，若滑块恰好到达最高点D，在D点，由牛顿第二定律有 解得 由动能定理有 解得 则不可以到达半圆轨道最高点D，故A错误； C．根据题意，由功能关系有 解得 在C点，由牛顿第二定律有 由牛顿第三定律可得，对半圆轨道的压力大小为，故C正确； D．根据题意，若滑块恰好到达点，由功能关系有 则弹簧的弹性势能小于1.6J，则滑块不脱离轨道，故D正确。 故选BCD。 7．一个质量为2kg的质点，在xOy平面内运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像如（甲）、（乙）所示，下列说法错误的是（　　） A．质点所受的合力大小为3N B．质点的初速度大小为3m/s C．质点做匀变速直线运动 D．质点初速度的方向与合力方向垂直 【答案】BCD 【详解】A．根据题意，质点在x方向做匀加速直线运动，加速度为 在y轴方向上做匀速直线运动，加速度为0，则质点的加速度为， 由牛顿第二定律可得 质点所受的合力大小为，方向沿x轴正方向，故A正确； BD．根据题意，质点在x轴方向做匀加速直线运动，初速度为 在y轴方向上做匀速直线运动，速度大小为 则质点的初速度大小为，方向与x轴正方向的夹角为，则 解得，质点初速度的方向与合力方向不垂直，故BD错误； C．由上述分析可知，质点初速度的方向与合力方向不在一条直线上，质点做匀变速曲线运动，故C错误。 本题选错误的，故选BCD。 8．质量m=2kg物块静止在倾角为30°足够长的固定粗糙斜面上，某时刻开始施加沿斜面向上的拉力F，F的冲量I随时间t变化的关系如图所示。物块与斜面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，则（     ） A．0~2s内，摩擦力对物块的冲量为零 B．t=4s时，物块的速度大小为10m/s C．t=6s时，物块还在继续沿斜面向上运动 D．0~6s内，物块克服摩擦力做功350J 【答案】AD 【详解】A．以沿斜面向上为正，由图像斜率的物理意义得，内拉力为 恰好平衡沿斜面向下的重力分力 物块仍静止且摩擦力为零，因此摩擦力的冲量为零，故A正确； B．物块滑动时，支持力 滑动摩擦力大小 由图像斜率的物理意义得，内拉力为 取沿斜面向上为正，由牛顿第二定律得 物块自起沿斜面向上运动。内拉力的冲量，由动量定理得 解得，故B错误； C．由图像斜率的物理意义得，内拉力为 即拉力方向沿斜面向下。内物块沿斜面向上运动，摩擦力沿斜面向下，由牛顿第二定律得 由匀变速直线运动速度公式得，从到物块停止所用时间 物块在时反向。内物块沿斜面向下运动，摩擦力沿斜面向上，由牛顿第二定律得 由匀变速直线运动速度公式得 物块沿斜面向下运动，故C错误； D．由前述计算可知，物块在内静止，在内速度由增至，在内速度由减至，在内速度由变为。各阶段的速度与运动方向如图所示。 由图像与时间轴所围面积的物理意义得，物块通过的路程 克服摩擦力做功，故D正确。 故选AD。 第II卷 注意事项: 1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案填写在答题卡上。 2.本卷共4题，共60分。 9．如图，小车加速运动拉动穿过打点计时器的纸带时，在得到的一条纸带上，从O点开始记录几个计数点，依次编为1、2、3、4、5、6，这些相邻的计数点之间还有四个点未画出（打点计时器的电源频率是50Hz），测得，，，，，。 (1)接通电源与释放纸带，这两个操作的先后顺序应当是____________。 A．先接通电源，后释放纸带 B．先释放纸带，后接通电源 C．释放纸带的同时接通电源 D．先接通电源或先释放纸带都可以 (2)与小车相连的是纸带的____________（选填“左”或“右”）端。 (3)两相邻计数点间的时间间隔____________s。 (4)3点处瞬时速度的大小为____________m/s。（结果保留两位小数） 【答案】(1)A (2)左 (3)0.1 (4)0.32 【详解】（1）使用打点计时器时，必须先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，这样才能在纸带上打出足够多的有效点，充分利用纸带记录运动信息。如果先释放纸带后通电，纸带前端会出现大量空白点，无法记录小车初始阶段的运动，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 （2）小车做加速运动，拖动纸带时打出的点间距会随速度增大而逐渐变大。纸带上左侧的间距最小，是小车刚开始运动时打出的密集点，因此和小车相连的是纸带的左端。 （3）打点计时器电源频率为50Hz，因此打点的基础周期为 相邻计数点间还有4个点未画出，说明相邻计数点的时间间隔包含5个基础打点周期，即 （4）匀变速直线运动中，某点的瞬时速度等于相邻两段位移的平均速度，因此3点的速度等于2、4两点间的平均速度：即 10．利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。 (1)除电火花计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下列器材中，必须使用的还有____________；（选填器材前面的字母） A．大小合适的铁质重锤 B．体积较大的木质重锤 C．刻度尺 D．秒表 (2)下列实验操作或数据处理，正确的是____________； A．释放重锤前，纸带要保持竖直 B．实验时先松开纸带再通电 C．电火花计时器应接在电压为8 V的交流电源上 D．可选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2 mm的纸带来处理数据 (3)某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2-h图像去研究机械能是否守恒，不考虑实验中阻力，他得到的图像是____________。 A． B． C． D． 【答案】(1)AC (2)AD (3)A 【详解】（1）AB．为了减小空气阻力的影响，应选用质量大、体积小的重锤，即铁质重锤，故A正确，B错误； C．验证机械能守恒定律实验中，需要测量重锤下落的高度和瞬时速度，高度需要用刻度尺来测量，故C正确； D．由于打点计时器本身就是计时仪器，因此不需要秒表，故D错误。 故选AC。 （2）A．释放重锤前，纸带应保持竖直，这样可以减小纸带与限位孔之间的摩擦，故A正确； B．实验时应先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，故B错误； C．电火花计时器应接在的交流电源上，故C错误； D．若纸带第一、二两点间的距离接近(即)，说明重锤在打第一个点的瞬间初速度为零，此纸带可用于验证，故D正确。 故选AD。 （3）若机械能守恒，根据物理规律有 整理可得： 可知与成正比，图像是一条过原点的倾斜直线。 故选A。 11．钢架雪车比赛的一段赛道如图所示，图中为起跑区、为出发区，赛段水平，赛段与水平面夹角。若运动员推着雪车从点由静止出发，以的加速度匀加速跑到点时速度大小为，接着快速俯卧到雪车上沿下滑。已知长，雪车与冰面间的动摩擦因数为，取，，，不计空气阻力，求： (1)运动员在起跑区的运动时间； (2)运动员到达点时的速度大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设运动员在起跑区的加速度为，运动时间为，到达点时的速度为。由匀变速直线运动的速度与时间关系，有 解得 （2）将运动员和雪车视为整体，设其总质量为，动摩擦因数为，沿斜面下滑的距离为，到达点时的速度为。整体受到重力、支持力和滑动摩擦力，垂直斜面方向受力平衡，有 滑动摩擦力大小为 从点到点的过程中，由动能定理得 解得 代入数据得 12．如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块和分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将无初速释放，与碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径；和的质量相等为；和整体与桌面之间的动摩擦因数。重力加速度取。求 (1)滑块刚滑到最低点时对圆弧轨道的压力的大小； (2)滑块和碰撞损失的机械能； (3)A和B整体在桌面上滑动的距离。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）圆弧轨道光滑，滑块刚滑到最低点时机械能守恒，则有 则滑块刚滑到最低点时速度大小为 滑块刚滑到最低点时，由向心力公式可得 代入数值解得 （2）圆弧轨道光滑，A、B碰撞动量守恒，则有 则碰撞后A、B整体的速度大小为 碰撞前A和B的机械能为 碰撞后A和B的机械能为 则滑块和碰撞损失的机械能为 （3）A、B整体受到桌面的摩擦力大小为 A、B碰撞后到A、B整体停下的过程中，根据动能定理有 解得A和B整体在桌面上滑动的距离为 13．如图所示，从点以的水平速度抛出一质量的小物块（可视为质点），当物块运动至点时，恰好沿切线方向进入固定在地面上的光滑圆弧轨道，其中轨道端切线水平，小物块通过半径光滑圆弧轨道后滑上与点等高、静止在粗糙水平面的长木板M上，已知长木板的质量，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，与竖直方向间的夹角，取，，。求： (1)A、B两点竖直高度； (2)小物块滑到点时，对圆弧轨道点的压力； (3)若木板足够长，小物块滑上木板后运动的时间。 【答案】(1) (2)，方向竖直向下 (3) 【详解】（1）当物块运动至点时，恰好沿切线方向进入固定在地面上的光滑圆弧轨道，与竖直方向间的夹角，则可得物块运动至点时速度与水平方向的夹角为 从点至为平抛运动，则由平抛运动规律得，， 代入数据联立得， （2）小物块滑到点时，由动能定理得 对小物块在点进行受力分析得 代入数据解得小物块在点速度 小物块在点受到圆弧轨道对其支持力 由牛顿第三定律得小物块滑到点时，对圆弧轨道点的压力大小为，方向竖直向下。 （3）小物块刚滑上木板后，对长木板与小物块进行分析，小物块向右做减速运动，长木板向右做加速运动，两者间为动摩擦力，小物块加速度满足 长木板加速度满足 代入数据解得，方向向左，，方向向右。 第一阶段为小物块速度减小到与长木板速度相同，设此时速度为，得 解得， 由上述可知，该题为小物块带着长木板运动，长木板速度一定不会大于小物块速度，故当小物块速度减小到与长木板速度相同后，两者间摩擦力变为静摩擦力，此后小物块与长木板一同向右做减速运动，得两者共同加速度满足 解得，方向向左 直到减速到零停止运动，得 代入数据解得 则总的运动时间 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 阶段复习（四）力学综合 一、单项选择题(每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的) 1．荷花谢了后会长出莲房。下图中根茎对静止莲房的作用力方向正确的是（     ） A． B． C． D． 2．三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球静止卫星，某时刻A、B相距最近，如图所示。已知地球自转周期为T1，B的运行周期为T2，下列说法正确的是（　　） A．A加速可直接追上同一轨道上的C B．经过时间，A、B第一次相距最远 C．A、C向心加速度大小相等，且大于B的向心加速度 D．A、C所受万有引力大小相等，且比B的万有引力大 3．如图所示，物块A、B（均可视为质点）紧靠在一起并静置于足够大的水平地面上，两物块间夹有少量炸药（未画出），爆炸（时间极短）后物块A向左运动的位移大小为4m。已知物块A、B的质量分别为1kg、2kg，物块A与地面间的动摩擦因数为0.2，取重力加速度大小g=10m/s2。爆炸后瞬间物块A、B的总动能为（     ） A．6J B．8J C．12J D．14J 4．如图，质量为、长度为的小车静止在光滑的水平面上。质量为的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现有一水平恒力作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为。经过时间，小车运动的位移为，物块刚好滑到小车的最右端。以下判断正确的是（     ） A．此时物块的动能为 B．此时物块的动量为 C．这一过程中，物块和小车产生的内能为 D．这一过程中，物块和小车增加的机械能为 5．原点O处有一简谐横波波源，时波源开始振动，形成沿x轴正向传播的机械波，当时的波形图如图所示，此时质点P刚好开始振动，下列说法中正确的是（　　） A．这列波的传播速度为 B．时质点b运动方向沿y轴正方向 C．再经过0.1s质点a通过的路程小于 D．此时质点a与质点b运动方向相反，所以a、b两点振动相位相差π 二、不单项选择题(每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分。选错或不答的得0分) 6．如图所示，被锁定在墙边的压缩弹簧右端与质量为0.2kg、静止于A点的滑块P接触但不粘连，滑块P所在光滑水平轨道与半径为0.8m的光滑半圆轨道平滑连接于B点，压缩的弹簧储存的弹性势能为2.8J，重力加速度取，现将弹簧解除锁定，滑块P被弹簧弹出，脱离弹簧后冲上半圆轨道的过程中（　　） A．可以到达半圆轨道最高点D B．经过B点时对半圆轨道的压力大小为9N C．经过C点时对半圆轨道的压力大小为3N D．若弹簧的弹性势能小于1.6J，则滑块不脱离轨道 7．一个质量为2kg的质点，在xOy平面内运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像如（甲）、（乙）所示，下列说法错误的是（　　） A．质点所受的合力大小为3N B．质点的初速度大小为3m/s C．质点做匀变速直线运动 D．质点初速度的方向与合力方向垂直 8．质量m=2kg物块静止在倾角为30°足够长的固定粗糙斜面上，某时刻开始施加沿斜面向上的拉力F，F的冲量I随时间t变化的关系如图所示。物块与斜面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，则（     ） A．0~2s内，摩擦力对物块的冲量为零 B．t=4s时，物块的速度大小为10m/s C．t=6s时，物块还在继续沿斜面向上运动 D．0~6s内，物块克服摩擦力做功350J 第II卷 注意事项: 1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案填写在答题卡上。 2.本卷共4题，共60分。 9．如图，小车加速运动拉动穿过打点计时器的纸带时，在得到的一条纸带上，从O点开始记录几个计数点，依次编为1、2、3、4、5、6，这些相邻的计数点之间还有四个点未画出（打点计时器的电源频率是50Hz），测得，，，，，。 (1)接通电源与释放纸带，这两个操作的先后顺序应当是____________。 A．先接通电源，后释放纸带 B．先释放纸带，后接通电源 C．释放纸带的同时接通电源 D．先接通电源或先释放纸带都可以 (2)与小车相连的是纸带的____________（选填“左”或“右”）端。 (3)两相邻计数点间的时间间隔____________s。 (4)3点处瞬时速度的大小为____________m/s。（结果保留两位小数） 10．利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。 (1)除电火花计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下列器材中，必须使用的还有____________；（选填器材前面的字母） A．大小合适的铁质重锤 B．体积较大的木质重锤 C．刻度尺 D．秒表 (2)下列实验操作或数据处理，正确的是____________； A．释放重锤前，纸带要保持竖直 B．实验时先松开纸带再通电 C．电火花计时器应接在电压为8 V的交流电源上 D．可选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2 mm的纸带来处理数据 (3)某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2-h图像去研究机械能是否守恒，不考虑实验中阻力，他得到的图像是____________。 A． B． C． D． 11．钢架雪车比赛的一段赛道如图所示，图中为起跑区、为出发区，赛段水平，赛段与水平面夹角。若运动员推着雪车从点由静止出发，以的加速度匀加速跑到点时速度大小为，接着快速俯卧到雪车上沿下滑。已知长，雪车与冰面间的动摩擦因数为，取，，，不计空气阻力，求： (1)运动员在起跑区的运动时间； (2)运动员到达点时的速度大小。 12．如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块和分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将无初速释放，与碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径；和的质量相等为；和整体与桌面之间的动摩擦因数。重力加速度取。求 (1)滑块刚滑到最低点时对圆弧轨道的压力的大小； (2)滑块和碰撞损失的机械能； (3)A和B整体在桌面上滑动的距离。 13．如图所示，从点以的水平速度抛出一质量的小物块（可视为质点），当物块运动至点时，恰好沿切线方向进入固定在地面上的光滑圆弧轨道，其中轨道端切线水平，小物块通过半径光滑圆弧轨道后滑上与点等高、静止在粗糙水平面的长木板M上，已知长木板的质量，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，与竖直方向间的夹角，取，，。求： (1)A、B两点竖直高度； (2)小物块滑到点时，对圆弧轨道点的压力； (3)若木板足够长，小物块滑上木板后运动的时间。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $