2021屆高考考前物理非選擇題精煉 力學(xué)B卷

絕密★啟用前

2021屆高考考前物理非選擇題精煉力學(xué)B卷

注意事項(xiàng)：1、答題前填寫好自己的姓名、班級(jí)、考號(hào)等信息2、請(qǐng)將答案正確

填寫在答題卡上

1.如圖甲所示，某學(xué)習(xí)小組把兩根彈簧連接起來(lái)，測(cè)量?jī)蓮椈傻膭哦认禂?shù)。彈簧1上端固定

在支架頂端，彈簧1和2下端分別有一能與厘米刻度尺垂直對(duì)齊的指針，重力加速度取

g=10m/s2o

彈簧21刻度尺

B-X-

鉤碼4

?夕7?7g分/7

圖甲圖乙圖丙

(1)某次測(cè)量結(jié)果如圖乙所示，指針示數(shù)為cm。

(2)在兩彈簧彈性限度內(nèi)，將質(zhì)量為50g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端，得到指針43的示

數(shù)4、LB，在坐標(biāo)紙上畫出4、名與鉤碼個(gè)數(shù)n的關(guān)系乙-〃圖象如圖丙所示?？汕蟪鰪椈?/p>

1、2的勁度系數(shù)分別為勺=N/m,&=N/nio

(3)彈簧2的重力(填"會(huì)”或“不會(huì)”)引起彈簧1的勁度系數(shù)的測(cè)量誤差。

2.某物理興趣小組的幾名同學(xué)課外做了“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)，所用器材有：木

板、白紙、圖釘、橡皮筋、細(xì)繩套和兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì).

實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲.

ioTa

IO

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①用兩個(gè)相同的彈簧測(cè)力計(jì)互成角度拉細(xì)繩套，使橡皮條伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，

記為0；

②記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力片和鳥(niǎo)的大小和方向；

③只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，將結(jié)點(diǎn)仍拉到位置0,記錄彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F'的大小和方向；

④按照力的圖示要求，作出拉力打、F2.

⑤根據(jù)力的平行四邊形定則作出F,和F2的合力F；

⑥比較尸和F的一致程度.

關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：

(1)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是,用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將橡皮筋的活動(dòng)端仍拉至。點(diǎn)，

這樣做的目的是.

(2)下列說(shuō)法中正確的是.

A.細(xì)繩套應(yīng)盡可能短一些

B.用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度拉橡皮條時(shí)的拉力必須都小于只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力

C.系在橡皮條末端的兩繩不必須等長(zhǎng)

D.拉細(xì)繩套時(shí)，拉力應(yīng)盡量與木板平行

(3)在某次實(shí)驗(yàn)中，幾位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，0為橡

皮條與細(xì)繩結(jié)點(diǎn)的位置，通過(guò)對(duì)F和尸’進(jìn)行比較，可以得出結(jié)論：.

A

O

FF

乙

3.探究小車的加速度與其所受合外力之間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，裝置如圖所示。

①測(cè)量出祛碼盤的質(zhì)量〃％,遮光片的寬度d;按如圖所示方式安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，兩光電門

之間的距離為S;

②在祛碼盤中放入適量的祛碼，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，直到輕推小車，遮光片先后經(jīng)過(guò)光電門

A和光電門B的時(shí)間相等；

③取下細(xì)線和祛碼盤，記下祛碼盤中祛碼的質(zhì)量m；

④讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計(jì)分別測(cè)出遮光片經(jīng)過(guò)光電門A和光電門B

所用的時(shí)間和△%；

⑤步驟④中，小車從光電門A下滑至光電門B的過(guò)程中所受合外力心=，小車的加

速度。=o（用上述步驟中的物理量表示，重力加速度為g）

（2）如果墊片移至木板Y右邊，調(diào)整長(zhǎng)木板，使傾角與原來(lái)傾角相等，仍然在祛碼盤中放

置質(zhì)量為m的祛碼，讓小車從木板右端靜止滑下，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出此時(shí)的加速度。'，則

A.af<aB.a<ar<2aC.a!>2a

4.如圖1所示是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置.

(1)甲同學(xué)選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖2所示，其中0點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn),

A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以頻率為50Hz的交變電流.用毫米刻度尺測(cè)得

Q4=12.42cm,OB=18.90cm,OC=27.06cm,在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和3、8和C之間還各有一個(gè)計(jì)

數(shù)點(diǎn).若重錘的質(zhì)量為1.00kg,g^9.80m/s2,從開(kāi)始下落到打到B點(diǎn)時(shí),重錘的機(jī)械能減

少了J；(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(2)乙同學(xué)利用他自己實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶，測(cè)量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)

的距離h,計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度v,然后以h為橫軸、F為縱軸作出如圖3所示的圖

線，圖線的斜率等于,圖線未過(guò)原點(diǎn)0的原因可能是.

5.如圖甲所示，輕彈簧左端固定在豎直墻上，右端點(diǎn)在0位置.質(zhì)量為m的物塊A(可視為質(zhì)

點(diǎn))以初速度％從距0點(diǎn)右方％的P點(diǎn)處向左運(yùn)動(dòng)，與彈簧接觸后壓縮彈簧，將彈簧右端壓

縮到。點(diǎn)位置后，A又被彈簧彈回.A離開(kāi)彈簧后，恰好回到P點(diǎn).物塊A與水平面間的動(dòng)摩

擦因數(shù)為口，求:

(1)物塊A從P點(diǎn)出發(fā)又回到P點(diǎn)的過(guò)程，克服摩擦力所做的功;

(2)0點(diǎn)和Q點(diǎn)間的距離心;

(3)如圖乙所示，若將另一個(gè)與A完全相同的物塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))與彈簧右端拴接，將A放

在B右邊，向左壓A、B,使彈簧右端壓縮到。點(diǎn)位置，然后從靜止釋放，4B共同滑行

一段距離后分離.分離后物塊A向右滑行的最大距離S2是多少？

6.某種彈射裝置的示意圖如圖所示，光滑的水平導(dǎo)軌右端N處與傾斜傳送帶理想連接，

傳送帶長(zhǎng)度乙=15m,傳送帶以恒定速度v=5m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，三個(gè)質(zhì)量均為〃z=lkg的滑

塊A、B、C置于水平導(dǎo)軌上，滑塊8、C之間有一段輕彈簧剛好處于原長(zhǎng)，滑塊B與輕彈簧

連接，滑塊C未連接彈簧，滑塊B、C處于靜止?fàn)顟B(tài)且離N點(diǎn)足夠遠(yuǎn)，現(xiàn)讓滑塊A以初速度

%=6m/s沿滑塊8、C連線方向向滑塊B運(yùn)動(dòng)，滑塊A與B碰撞后粘合在一起，碰撞時(shí)間

極短。滑塊C脫離彈簧后滑上傾角，=37。的傳送帶，并從頂端沿傳送帶方向滑出斜拋落至

地面上。已知滑塊C與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.8,取重力加速度

g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:

（1）滑塊A、8碰撞時(shí)損失的機(jī)械能及滑塊C剛滑上傳送帶時(shí)的速度；

（2）滑塊C在傳送帶上因摩擦產(chǎn)生的熱量Q。

7.如圖所示，有一原長(zhǎng)為2R的輕質(zhì)彈簧，一端拴接在水平地面A處的固定擋板上，另一端

位于水平地面上B處，彈簧處于原長(zhǎng)。豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓形光滑軌道CDE與水平

地面相切于C點(diǎn)，之間的距離為1.5R,A、B、C、D、￡在同一豎直平面內(nèi)。質(zhì)量為m

的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）自D點(diǎn)（與圓心0等高）沿軌道由靜止開(kāi)始下滑，在水平地面上向

左最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)（未畫出），隨后被水平彈回，恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，已知物塊與水平地面間

的動(dòng)摩擦因數(shù)4=02,重力加速度為g,整個(gè)過(guò)程中彈簧未超出彈性限度。求：

I)

（1）小物塊第一次到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小;

（2）小物塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能；

（3）若改變物塊的質(zhì)量，使其壓縮彈簧至P點(diǎn)，靜止釋放后物塊能滑上半圓形軌道C0E,

且在軌道C0E上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未與軌道脫離，求改變后物塊的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件。

8.如圖所示，質(zhì)量為M=2kg的滑槽靜止在光滑的水平地面上，滑槽的他部分是長(zhǎng)為

/=lm的粗糙水平軌道，8C部分是半徑為R=0.2m的四分之一光滑圓弧軌道，滑塊P置

于滑槽上面的A點(diǎn)。一根長(zhǎng)為乙=0.9m、不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定于。，另一端拴著

小球Q。將小球Q拉至細(xì)繩與豎直方向成60°角的位置，靜止釋放，小球Q到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)與

滑塊P發(fā)生彈性碰撞且時(shí)間極短，最終滑塊P未離開(kāi)滑槽。已知滑塊P和小球Q的質(zhì)量均為

m=lkg,它們均可視為質(zhì)點(diǎn)，取g=10m/s2,忽略空氣阻力。

（1）求碰撞瞬間滑塊P所受沖量I的大?。?/p>

（2）若滑塊P剛好能夠滑到滑槽軌道的最高點(diǎn)C,求滑塊P與滑槽他之間的動(dòng)摩擦因數(shù)

（3）討論滑塊P在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，是否有可能在某段時(shí)間里相對(duì)地面向右運(yùn)動(dòng)？若不可

能，說(shuō)明理由；若可能，試求出滑塊P與滑槽/W之間的動(dòng)摩擦因數(shù)u的取值范圍。

答案以及解析

1.答案：（1）15.94

（2）12.5；25

（3）不會(huì)

解析：（1）由于刻度尺最小分度為1mm,讀數(shù)要估讀到0.1mm,指針示數(shù)為15.94cm。

（2）由胡克定律F=kx,有江=心,可得k=—。對(duì)彈簧

△%

1溫=竺二"：產(chǎn).（N/m）=12.5N/m。對(duì)彈簧2,自=竽~=人（N/m）=25N/m,

其中A（L?-Zt））=A（￡te-〃“）-△（%-八）。

（3）由々=A竺F可知，彈簧1彈力的變化量不受彈簧2的重力的影響，所以彈簧2的重力不

Ax

會(huì)引起彈簧1勁度系數(shù)的測(cè)量誤差.

2.答案：（1）等效替代法；使耳、工的共同作用效果與尸相同

（2）CD

（3）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)F和尸’大小相等、方向相同，互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)遵循

平行四邊形定則

解析：（1）本實(shí)驗(yàn)的原理是合力與兩個(gè)分力的作用效果相同，所以采用了等效替代法；用一

個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將橡皮筋的活動(dòng)端仍拉至0點(diǎn)，這樣做的目的是使國(guó)、K的共同作用效果與

F'相同.

（2）細(xì)繩套應(yīng)盡可能長(zhǎng)一些，減小力方向上的誤差，故A錯(cuò)誤；合力可以比分力大，也可

以比分力小，故B錯(cuò)誤；細(xì)線的作用是能顯示出力的方向，所以不必須等長(zhǎng)，故C正確；拉

細(xì)繩套時(shí)，拉力應(yīng)盡量與木板平行的目的是保證合力與分力在同一平面內(nèi)，故D正確.

（3）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，F(xiàn)和尸大小相等、方向相同，互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)遵循

平行四邊形定則.

3.答案：（1）⑤+

（2）B

解析：（1）⑤取下細(xì)線和祛碼盤后，小車受到的合力即為祛碼盤和盤中祛碼的總重力，

/=（機(jī)+/）g；小車通過(guò)光電門A的速度以=二，小車通過(guò)光電門B的速度以,

根據(jù)討-f=2as可得小車的加速度a

d斫一

（2）由于祛碼盤和盤中祛碼一起和小車做加速運(yùn)動(dòng)，細(xì)線拉力小于（，〃+/）g,又

尸'=4+（a+惆）g,則（加+，％）g<F'<2（，〃+，〃0）g,^a<a'<2a.

4.答案：（1）0.18

（2）2g；先釋放紙帶，后閉合打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致重錘有初速度

解析：（1）當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打到B點(diǎn)時(shí)，重錘的重力勢(shì)能減少量

際=mg?08=1.00x9.80x18.90xIO2J?1.85J,打B點(diǎn)時(shí)重錘的速度

OC-OA=竺奧二1絲網(wǎng)？lm/s=1.83m/s,此時(shí)重錘的動(dòng)能增加量

474x0.02

2

AEk=l^=lxl.00xl.83J?1.67J,重錘的機(jī)械能減少了

\E=\Ep-\Eh.=1.85J-1.67J?=0.18J

（2）由機(jī)械能守恒定律有3加2=，咫九，可得/=2g〃，由此可知圖線的斜率近似等于重力

加速度的2倍；由題圖3可知，〃=0時(shí);重錘的速度不等于零，原因是該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)先

釋放紙帶，然后才閉合打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致重錘有初速度.

5.答案：⑴~mvo

⑵

4〃g

⑶“一款

解析：（DA從P出發(fā)又回到P的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理，克服摩擦力所做的功為叫=；機(jī)說(shuō).

（2）A從P出發(fā)又回到P全過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有

2,nigG\+sb）=[mv1,得心=--s0.

24〃g

（3）設(shè)A、3剛分離時(shí)它們的共同速度是匕，彈出過(guò)程彈力做功％,由題圖甲中A從01點(diǎn)返

回P點(diǎn)的過(guò)程得叫-〃mg（M+s（））=0-0,分離前有％-2〃％gS|,分離后有

7mv-=jumgs-,,解得5=5-.

2208〃g

6.答案：(1)9J,4m/s

(2)8J

解析：(1)A與B位于光滑的水平面上，系統(tǒng)在水平方向的動(dòng)量守恒，設(shè)A與B碰撞后共同

速度為匕，選取向右為正方向，

對(duì)A、B有mv(y=2mvx,

碰撞時(shí)損失的機(jī)械能為AE=g?2m-v；,

聯(lián)立解得A￡=9J,

設(shè)A、3碰撞后，彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)43的速度為力,C的速度為％,由動(dòng)量守恒定律

得：

2mv]=2mvB+mvc,

由機(jī)械能守恒定律得：；x2""=gxImv^+3機(jī)射：，

聯(lián)立解得：vc=4m/so

(2)滑塊C以％滑上傳送帶，假設(shè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)位移為x時(shí)與傳送帶共速，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公

式有：q=cos6-gsin6=0.4m/s2,

v2-,

聯(lián)立解得x=U.25mvL

設(shè)勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,

有”4=2.5S

所以相對(duì)位移A￥=vr-x=1.25m,

所以摩擦生熱。="2gcos。?加：=8J。

7.答案：(1)3mg

⑵儂

2

(3)—?加'＜加或m；,—

36

解析：本題考查單質(zhì)點(diǎn)的多過(guò)程問(wèn)題。

(1)物塊從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，機(jī)械能守恒，有mgR=gmv；

在C點(diǎn)由牛頓第二定律得&-〃?g=機(jī)會(huì)

根據(jù)牛頓第三定律，物塊第一次到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力/=卅=3叫，方向豎直向下

(2)物塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，設(shè)彈簧的壓縮量為x,物塊從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，根據(jù)能量守恒定

律有

mgR=jumg(l,5R+x)+Ep

物塊從p點(diǎn)彈回運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，根據(jù)能量守恒定律有綜=〃，〃g(1.5R+x)

解得耳=等"=我

(3)改變物塊質(zhì)量后設(shè)其質(zhì)量為加，物塊能滑上半圓形軌道，必須克服水平地面摩擦力

做功，即與>〃,"'g(1.5R