1、山西省新绛汾河中学届高三物理力学综合练习题汾河中学 2020 高三物理力学综合练习题（一）第卷(选择题，共 48 分)一、选择题(本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 17 题只有一项符合题目要求，第 812 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分) 1一列火车沿平直轨道从静止出发由 A 地驶向 B 地，列车先做匀加速运动，加速度大小为 a，接着做匀减速运动，加速度大小为 2a，到达 B 地时恰好静止，若 A、B 两地距离为 s，则火车从 A 地到 B 地所用时间 t 为( ) A. B. C D. 2如
2、图一质量为 m、半径为 r 的光滑球 A 用细绳悬挂于 O 点，另一 质量为 M、半径为 R 的半球形物体 B 被夹在竖直墙壁和 A 球之间，B 的球心到 O 点之间的距离为 h，A、B 的球心在同一水平线上，A、B 处于静止状态，重力加速度为 g。则下列说法正确的是( )AA 对 B 的压力大小为B竖直墙壁对 B 的摩擦力可能为零 C当只轻轻把球 B 向下移动一点距离，若 A、B 再次保持静止，则 A 对 B 的压力大小保持不变，细绳拉力增大 D当只轻轻把球 B 向下移动一点距离，若 A、B 再次保持静止，则 A 对 B 的压力增大，细绳拉力减小 3曲柄连杆结构是发动机实现工作循环，完成能量
3、转换的主要运动零件。如图所示，连杆下端连接活塞 Q，上端连接曲轴 P，在工作过程中，活塞在汽缸内上下做直线运动，带动曲轴绕圆心 O 旋转，若 P 做线速度大小为 v0 的匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )A当 OP 与 OQ 垂直时，活塞运动的速度等于 v0 B当 OP 与 OQ 垂直时，活塞运动的速度大于 v0 C当 O、P、Q 在同一直线时，活塞运动的速度等于 v0 D当 O、P、Q 在同一直线时，活塞运动的速度大于 v0 4如图，在水平光滑细杆上有一小环，轻绳的一端系在小环上，另一端系着夹子，夹子夹紧一个质量为 M 的小物块的两个侧面，小物块到小环悬点的距离为 L，夹子与小物块每一侧
4、面的最大静摩擦力均为 F。小环和物块一起向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子 P 后立刻停止，物块向上摆动。整个过程中，物块在夹子中没有滑动，则小环和物块一起向右匀速运动的速度最大为(不计小环和夹子的质量，重力加速度为 g)( )A. B. C.D.5如图甲轻绳一端固定在 O 点，另一端固定一小球(可看成质点)，让 小球在竖直平面内做圆周运动。改变小球通过最高点时的速度大小 v， 测得相应的轻绳弹力大小 F，得到 Fv2 图象如图乙所示，已知图线的 延长线与纵轴交点坐标为(0，b)，斜率为 k。不计空气阻力，重力加 速度为 g，则下列说法正确的是( ) A该小球的质量为 bg B小球运动的轨道半径
5、为 C图线与横轴的交点表示小球通过最高点时所受的合外力为零 D当 v2a 时，小球通过最高点时的向心加速度为 g 62019 年 1 月 3 日上午，嫦娥四号顺利着陆月球背面，成为人类首颗成功软着陆月球背面的探测器。地球和月球的半径之比为a，表面重力加速度之比为b，则地球和月球的密度之比为( )A. B. C D. 7.如图水平光滑长杆上套有小物块 A，细线跨过位于 O 点的轻质光滑定滑轮，一端连接 A，另一端悬挂小物块 B，物块 A、B 质量相等C为 O 点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离 OCh，重力加速度为 g.开始时 A 位于 P 点，PO与水平方向的夹角为 30，现将 A、B 由静止释
6、放，下列说法正确的是( )A物块 A 由 P 点出发第一次到达 C 点过程中，速度先增大后减小B物块 A 经过 C 点时的速度大小为 C物块 A 在杆上长为 2h的范围内做往复运动D在物块 A 由 P 点出发第一次到达 C 点过程中，物块 B 克服细线拉力做的功小于 B 重力势能的减少量8(多选)如图足够长的质量 M2 kg 的木板静止在光滑水平地面上，质量 m1 kg 的物块静止在长木板的左端，物块和长木板之间的动摩擦因数 0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 g 取 10 m/s2。现对物块施加一水平向右的恒力 F2 N，则下列说法正确的是( )A物块和长木板之间的摩擦力为 1
7、N B物块和长木板相对静止一起加速运动 C物块运动的加速度大小为 1 m/s2 D拉力 F 越大，长木板的加速度越大 9(多选)如图所示，用长为 L 的轻绳(轻绳不可伸长)连接的甲、乙两物块(均可视为质点)，放置在水平圆盘上，甲、乙连线的延长线过圆 盘的圆心 O，甲与圆心 O 的距离也为 L，甲、乙两物块的质量均为 m， 与圆盘间的动摩擦因数均为 ，物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑 动摩擦力，甲、乙始终相对圆盘静止，则下列说法中正确的是( )A圆盘转动的角速度最大为B圆盘转动的角速度最大为C轻绳最大弹力为mgD轻绳最大弹力为 mg10 (多选)2017 年 8 月 28 日，中科院南极天文中心
8、的巡天望远镜观测到一个由双中子星构成的孤立双星系统产生的引力波。该双星系统 以引力波的形式向外辐射能量，使得圆周运动的周期 T 极其缓慢地减 小，双星的质量 m1 与 m2 均不变，在两颗中子星合并前约 100 s 时， 它们相距约 400 km，绕二者连线上的某点每秒转动 12 圈，将两颗中 子星都看做是质量均匀分布的球体，则下列关于该双星系统的说法正 确的是( ) A两颗中子星的自转角速度相同，在合并前约 100 s 时 24 rad/s B合并过程中，双星间的万有引力逐渐增大 C双星的线速度逐渐增大，在合并前约 100 s 时两颗星速率之和为9.6106 m/s D合并过程中，双星系统的
9、引力势能逐渐增大 11(多选)如图所示，固定光滑斜面 AC 长为 L，B 为斜面中点。小物块在恒定拉力 F 作用下，从最低点 A 由静止开始沿斜面向上运动，到 B 点时撤去拉力 F，小物块能继续上滑至最高点 C，整个过程运动时 间为 t0。下列四图分别描述该过程中小物块的速度 v 随时间 t、加速度 a 随时间 t、动能 Ek 随位移 x、机械能 E 随位移 x 的变化规律，可能正 确的是( )12. (多选)如图在倾角 37固定斜面体的底端附近固定一挡板，一质量不计的弹簧下端固定在挡板上，弹簧自然伸长时其上端位于斜面体 上的 O 点处。质量分别为 mA4.0 kg、mB1.0 kg 的物块
10、A 和 B 用一 质量不计的细绳连接，跨过固定在斜面体顶端的光滑定滑轮，开始时 物块 A 位于斜面体上的 M 处，物块 B 悬空。现将物块 A 和 B 由静止 释放，物块 A 沿斜面下滑，当物块 A 将弹簧压缩到 N 点时，物块 A、 B 的速度减为零。已知 MO1.0 m，ON0.5 m，物块 A 与斜面体之 间的动摩擦因数为 0.25，重力加速度取 g10 m/s2，sin370.6， cos370.8，整个过程细绳始终没有松弛。则下列说法正确的是( ) A物块 A 在与弹簧接触前的加速度大小为 1.2 m/s2 B物块 A 在与弹簧接触前的加速度大小为 1.5 m/s2 C物块 A 位于
11、 N 点时，弹簧所储存的弹性势能为 9 J D物块 A 位于 N 点时，弹簧所储存的弹性势能为 21 J 第卷(非选择题，共 62 分)二、填空实验题(本题共 2 小题，共 14 分) 13(8 分)木星的卫星之一叫艾奥，它上面的珞珈火山喷出的岩块初速度为 v0 时，上升的最大高度可达 h。已知艾奥的半径为 R，引力常量为 G，忽略艾奥的自转及岩块运动过程中受到稀薄气体的阻力。则艾奥表面的重力加速度大小 g _ ； 艾 奥 的 质 量 M ；艾奥的第一宇宙速度 v 。 14(8 分)如图所示，在“探究小车所受外力做功与动能变化的关系”的实验中，有甲、乙两种方案： (1)实验操作过程中可能用到如
12、下步骤，两套装置必须同时用到的实验步骤是 。 A平衡摩擦力 B测量小车的质量 C通过纸带计算速度时，选用等间距部分 D重复实验时，小车从靠近打点计时器的同一位置释放 (2)某同学利用图乙的装置，按正确步骤进行实验，绘制 WEk的图象时， (填“需要”或“不需要”)测量 W 的具体数值。 (3)某同学利用图甲的装置平衡摩擦力后进行实验，小车质量为M、钩码的总质量为 m(mM)，打出的纸带如图丙所示，计算出打点计时器打 B、E 点时小车的速度分别为 vB、vE，重力加速度为 g，探究 B 到 E 过程小车所受外力做功与动能变化的关系，若外力做功与小车动能变化相等，则数学表达式为_ (用 M、m、g
13、、s、vB、vE 表示)。 (4)某小组利用图甲的装置进行实验，实验结果显示，合外力做的 功总是略小于小车动能的变化，请分析出现这种情况的可能原因是 _。 三、计算题(本题共 4 小题，共 48 分。解答时写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的单位) 15.(8 分)如图所示, A、B 两车相距 x=8 m 时,A 车正以 vA=5 m/s的速度向右匀速运动,而 B 车此时正以 vB=12 m/s 的初速度向右匀减速运动,加速度 a=-2 m/s2,求: (1)A、B 两车何时速度相等; (2)A 追上 B 所经历的时间。 16(10
14、分)如图所示，质量 M50 kg 的运动员在进行体能训练时，腰部系着一不可伸长的轻绳，绳另一端连接质量 m11 kg 的轮胎。当运动员由静止开始沿水平跑道匀加速奔跑时，绳的拉力大小为 70 N，绳与跑道的夹角为 37，5 s 末绳突然断裂。轮胎与跑道间的动摩擦因数 0.5，空气阻力不计，已知 sin370.6，cos370.8，g10 m/s2。 求： (1)运动员的加速度大小；(2)3 s 末运动员克服绳拉力做功的功率； (3)整个过程中轮胎克服摩擦力做的功。 17(12 分)经过逾 6 个月的飞行，质量为 40 kg 的洞察号火星探 测器终于在北京时间 2018 年 11 月 27 日 0
15、3：56 在火星安全着陆。着 陆器到达距火星表面高度 800 m 时速度为 60 m/s，之后在着陆器底部 的火箭助推器作用下开始做匀减速直线运动；当高度下降到距火星表 面 100 m 时速度减为 10 m/s。该过程探测器沿竖直方向运动，不计探 测器质量的变化及火星表面的大气阻力，已知火星的质量和半径分别 为地球的十分之一和二分之一，地球表面的重力加速度为 g10 m/s2。 求：(1)火星表面重力加速度的大小； (2)火箭助推器对洞察号作用力的大小。 18 (12 分)如图所示，在竖直平面内有一粗糙斜面轨道 AB 与光 滑圆弧轨道 BC 在 B 点平滑连接(滑块经过 B 点时速度大小不变)
16、，斜 面轨道长 L2.5 m，斜面倾角 37，O 点是圆弧轨道圆心，OB 竖 直，圆弧轨道半径 R1 m，圆心角 37，C 点距水平地面的高度 h0.512 m，整个轨道是固定的。一质量 m1 kg 的滑块在 A 点由静止 释放，最终落到水平地面上。滑块可视为质点，滑块与斜面轨道之间 的动摩擦因数 0.25，取 g10 m/s2，sin370.6，cos370.8，不计空气 阻力，求： (1)滑块经过圆弧轨道最低点 B 时，对圆弧轨道的压力大小； (2)滑块离开 C 点后在空中运动的时间 t。 汾河中学 2020 高三物理力学综合练习题（二）第卷(选择题，共 48 分)一、选择题(本题共 12
17、 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 18 题只有一项符合题目要求，第 912 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分) 1甲、乙两个小铁球从不同高度做自由落体运动，t0 时刻同时落地。下列表示这一过程的位移时间图象和速度时间图象中可能正确的是( ) 2物块在轻绳的拉动下沿倾角为 30的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10 m/s2。若轻绳能承受的最大张力为 1500 N，则物块的质量最大为( )A150 kg B100 kg C200 kg D200kg3如图在倾
18、角为 30的光滑斜面上，一质量为 4m 的小车在沿斜面向下的恒力 F 作用下下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上连接着小球(质量为 m)的轻绳恰好保持水平。则外力 F 的大小为( )A2.5mg B4mg C7.5mg D10mg4一条小船在静水中的速度为 3 m/s，它要渡过一条宽为 60 m 的长直河道，河水流速为 4 m/s，则( ) A这条船不可能渡过这条河 B这条船过河时间可能为 15 s C这条船可以渡过这条河，而且过河时的合速度可以为 9 m/s D这条船能够过河的最小位移为 80 m 5中国首批隐形战斗机已经全面投入使用。演习时，在某一高度水平匀速飞行的战斗机离目标水平距离 L
19、 时投弹(投弹瞬间相对战斗机的速度为零)，可以准确命中目标。若战斗机水平飞行高度加倍，飞行速度大小减半，要求仍能命中目标，则战斗机投弹时离目标的水平距离为(不考虑空气阻力)( )A. B. C D. 6天文兴趣小组查找资料得知：某天体的质量为地球质量的 a 倍，其半径为地球半径的 b 倍，表面无大气层，地球的第一宇宙速度为 v。则该天体的第一宇宙速度为( )A. B. C D. 7如图所示，把两个相同的小球从离地面相同高度处，以相同大小的初速度 v 分别沿竖直向上和竖直向下方向抛出，不计空气阻力。则下列说法中不正确的是( )A两小球落地时速度相同 B两小球落地时，重力的瞬时功率相同 C从小球抛
20、出到落地，重力对两小球做的功相等 D从小球抛出到落地，重力对两小球做功的平均功率相等 8如图固定在竖直平面内的圆弧轨道与水平轨道相切于最低点 B，质量为 m 的小物块从圆弧轨道的顶端 A 由静止滑下，经过 B 点后沿水平轨道运动，并停在到 B 点距离等于圆弧轨道半径的 C 点。圆弧轨道粗糙，物块与水平轨道间的动摩擦因数为 ，重力加速度大小为 g。物块到达 B 点前瞬间对轨道的压力大小为( )A2mg B3mg C(12)mg D(1)mg9(多选)甲、乙两辆车初始时相距 1000 m，甲车在后，乙车在前，在同一条公路上做匀变速直线运动，它们的速度时间图象如图所示， 则下列说法正确的是( )A两
21、辆车在 t36 s 时速度相等 B乙车比甲车早出发 8 s C两辆车不会相撞 D甲车停下时，甲车在乙车前边 191 m 处 10(多选)高铁已成为重要的“中国名片”，领跑世界。一辆由 8 节车厢编组的列车，从车头开始的第 2、3、6、7 节为动力车厢，其余为 非动力车厢。列车在平直轨道上匀加速启动时，若每节动力车厢牵引 力大小为 F，每节车厢质量都为 m，每节车厢所受阻力为车厢重力的 k 倍。重力加速度为 g。则( ) A启动时车厢对乘客作用力的方向竖直向上 B. 整列车的加速度大小为C第 2 节车厢对第 1 节车厢的作用力大小为D第 2 节车厢对第 3 节车厢的作用力大小为11(多选)如图轻
22、质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质 量为 m，从 A 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到 A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为 s，与地面间的动摩擦因数 为 ，重力加速度为 g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中( ) A弹簧的最大弹力为 mg B物块克服摩擦力做的功为 2mgs C弹簧的最大弹性势能为 mgs D物块在 A 点的初速度为 12. (多选)如图所示，固定的光滑竖直杆上套一个滑块 A，与滑块 A 连接的细绳绕过光滑的轻质定滑轮连接滑块 B，细绳不可伸长，滑块 B 放在粗糙的固定斜面上，连接滑块 B 的细绳和斜面平行，滑块 A 从细 绳水平位置由静止释放(不计
23、轮轴处的摩擦)，到滑块 A 下降到速度最 大(A 未落地，B 未上升至滑轮处)的过程中( ) A滑块 A 和滑块 B 的加速度大小一直相等 B滑块 A 减小的机械能等于滑块 B 增加的机械能 C滑块 A 的速度最大时，滑块 A 的速度大于B 的速度 D细绳上的张力对滑块 A 做的功等于滑块 A 机械能的变化量 第卷(非选择题，共 62 分)二、填空实验题(本题共 2 小题，共 14 分) 13(6 分)“小时不识月，呼作白玉盘。”人们自古以来就对神秘的月亮充满好奇。我国已初步实现探月计划，青年学生也对月球有了更多的了解。已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g。根据“月相”的变化，观测到
24、月球绕地球公转的周期为 T，则月球绕地球公转的轨道半径 r 。“玉兔”登月后，得知月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的，若月球的平均密度与地球的相等，则月球半径 R 月 。14.(6 分)某同学用图甲所示的实验装置测量木块 P 与长木板间的动摩擦因数。轻绳在另一相同的木块 Q 的带动下牵引木块 P 做匀加速直线运动，按正确操作得到纸带的一部分如图乙所示，每相邻两个计数点间还有四个点没有画出，已知打点计时器所用电源的频率为 50Hz，取 g9.80 m/s2。 (1)打点计时器打下 B 点时木块 P 的速度大小为 m/s。 (2)木块 P 与长木板间的动摩擦因数为 。(结果保留两位有效数字
25、) 15(8 分)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系。 (1)由图甲中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离 x24 cm，由 图乙中游标卡尺测得遮光条的宽度 d_ cm。该实验小组在做 实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出 遮光条通过光电门 1 的时间 t1，遮光条通过光电门 2 的时间 t2，则 滑块经过光电门 1 时的瞬时速度的表达式 v1 ，滑块经过光 电门 2 时的瞬时速度的表达式 v2 ，则滑块的加速度的表达 式 a _。(以上表达式均用字母表示) (2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了 6
26、组实验， 得到如下表所示的实验数据。请利用表格数据，在图丙所示坐标系中 描点作出相应图象。你得出的结论是：_ 。 m(g)a(m/s2)2502.023001.653501.334001.255001.008000.63三、计算题(本题共 3 小题，共 32 分。解答时写出必要的文字说明和重要的 演算步骤，只写出答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值的 单位) 16(8 分)足够长的光滑细杆竖直固定在地面上，轻弹簧及小球 A、 B 均套在细杆上，弹簧下端固定在地面上，上端和质量为 m150 g 的 小球 A 相连，质量为 m230 g 的小球 B 放置在小球 A 上，此时 A、B
27、 均处于静止状态，弹簧的压缩量 x00.16 m，如图所示。从 t0 时开 始，对小球 B 施加竖直向上的外力，使小球 B 始终沿杆向上做匀加速 直线运动。经过一段时间后 A、B 两球分离；再经过同样长的时间，B球距其出发点的距离恰好也为 x0。弹簧的形变始终在弹性限度内，重 力加速度取 g10 m/s2。求：(1)弹簧的劲度系数 k； (2)整个过程中小球 B 加速度 a 的大小及外力 F 的最大值17(10 分)如图甲所示，倾斜的传送带以恒定的速率逆时针运行。 在 t0 时刻，将质量为 1.0 kg 的物块(可视为质点)无初速度地放在传 送带的最上端 A 点，经过 1.0 s，物块从最下端
28、的 B 点离开传送带。取 沿传送带向下为速度的正方向，则物块的对地速度随时间变化的图象 如图乙所示(g10 m/s2)。求： (1)物块与传送带间的动摩擦因数； (2)物块从 A 到 B 的过程中，传送带对 物块做的功。 18.(10 分)如图甲所示,一足够长的木板静止在光滑的水平地面 上,可视为质点的小滑块质量为 m=1 kg,置于木板中央 A 处。从 t=0 时 刻开始,木板在一定时间内受到水平方向的恒定拉力 F,其运动的速度-时间图象如图乙所示。已知滑块与木板间的动摩擦因数为 =0.2,木 板与滑块间的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)t=0
29、时刻滑块加速度的大小; (2)拉力 F 的大小; (3)为使滑块不从木板上滑落,木板的长度至少为多少? 19(14 分)一劲度系数为 k100 N/m 的轻弹簧下端固定于倾角为 53的光滑斜面底端，上端连接物块 Q。一轻绳跨过定滑轮 O，一 端与物块 Q 连接，另一端与套在光滑竖直杆的物块 P 连接，定滑轮到 竖直杆的距离为 d0.3 m。初始时在外力作用下，物块 P 在 A 点静止 不动，定滑轮右侧轻绳与斜面平行，绳子张力大小为 50 N。已知物块P 质量为 m10.8 kg，物块 Q 质量为 m25 kg，不计滑轮大小及摩擦，取 g10 m/s2，sin530.8。现将物块 P 由静止释放，求： (1)物块 P 位于 A 点时，弹簧的伸长量 x1； (2)物块 P 上升 h0.4 m 至与滑轮 O 等高的 B 点时的速度大小； (3)物块 P 上升至 B 点的过程中，轻绳拉力对其所做的功。
