高考物理力学真题及答案解析

13. 某科研机构设计了模拟月球重力环境的实验塔，简化模型如图所示。在竖直向上的电磁力 $F = 3 \times 1 0 ^ { 4 } \mathrm { ~ N ~ }$ 的驱动下，质量 $m = 5 0 0 \mathrm { k g }$ 的实验舱由静止开始沿塔身竖直向上做匀加速直线运动，上升 $h = 6 . 2 5 ~ \mathrm { m }$ 时，立即减小电磁力，使实验舱向上做匀减速直线运动。减速过程中，舱内水平台面上的设备所受支持力为其重力的 $\frac { 1 } { 6 }$ ，从而模拟月球重力环境。不计摩擦力与空气阻力，取重力加速度 $g = 1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ 。求上升过程中

（1)实验舱的最大速度 $\nu _ { \mathrm { { m } } }$

（2）舱内处于模拟的月球重力环境的时间t。

14. 如图，光滑水平面上一质量 $m _ { _ A } { = } 0 . 4 \mathrm { k g }$ 的木板，其右端通过轻弹簧连接质量 $m _ { \textrm { B } } = 0 . 1 \mathrm { k g }$ 的物块，此时弹簧伸长量 $x _ { 0 } = 0 . 1 \mathrm { m }$ ，物块和木板均静止。质量 $m _ { \mathrm { c } } = 0 . 1 \mathrm { k g }$ 的小球（可视为质点）通过长 $L = 0 . 9 \mathrm { m }$ 的轻绳悬于0点。小球从绳与竖直方向成 $\theta = 6 0 ^ { \circ }$ 处由静止释放，摆至最低点时与木板右端发生弹性碰撞，时间极短。取重力加速度 $g = 1 0 \mathrm { ~ m ~ } / \mathrm { ~ s ~ } ^ { 2 }$ o

（1）求碰撞后瞬间木板的速度大小 $\nu _ { \mathrm { _ A } }$

（2）弹簧的压缩量第一次为 $x _ { 0 }$ 时，物块速度大小为 $\nu _ { _ { B } } = 0 . 8 m / s$ ，方向向左。求木板与物块间的动摩擦因数μ。

10. 如图，物块N、P、Q的质量分别为m、m、2m，Q通过不可伸长的轻绳绕过两个固定轻质光滑定滑轮与P连接，P与位于正下方的N用劲度系数为k的轻弹簧相连。初始时托住N和Q，使弹簧处于原长，三个物块均静止。现同时无初速度释放N和Q，运动中，物块均视为质点且不与滑轮相碰，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，弹性势能 $E _ { \mathrm { p } } = \frac { 1 } { 2 } k x ^ { 2 }$ (x为形变量)，重力加速度大小为g。则（）

2.云南宣威尼珠河大峡谷的“青云电梯”为谷底孩子们上学提供了交通便利。若电梯由静止开始上升260m,用时100s,则此过程电梯的平均速度大小及电梯向上加速时乘客所处的状态分别为

4.我国“天宫”空间站的轨道离地高度约为400km,空间站内的宇航员每24h能看到16次日出。“吉林一号”遥感卫星组网中的某颗卫星轨道离地高度约为535 km。已知地球半径约为6400km,空间站与该卫星绕地球的运动均视为匀速圆周运动，则该卫星的周期约为

6.如图所示，两挂钩可沿固定水平横梁滑动到任意位置后锁定。一挎包质量为m,其轻质包带长度约为4d, a、b为包与包带的连接点，相距为d。将挎包悬挂在两挂钩上，两挂钩相距为x时，锁定挂钩。挎包静止时，a、b在同一水平直线上，包带的张力大小 ${ \cal { F } } _ { \sf { T } }$ 重力加速度为 ${ \pmb g } ,$ 不计包带与挂钩之间的摩擦及两挂钩尺寸。能正确反映 $\frac { F _ { \top } } { m g }$ 随x变化的图像是

A

B

C

D

14.（12分）

如图，在一段水平光滑直道上每间隔 $l _ { 1 } = 3 \mathrm { m }$ 铺设有宽度为 $l _ { 2 } = 2 . 4 \mathrm { m }$ 的防滑带。在最左端防滑带的左边缘静止有质量为 $m _ { \mathrm { 1 } } = 2 \mathrm { k g }$ 的小物块P，另一质量为 $m _ { 2 } = 4 \mathrm { k g }$ 的小物块Q以 $v _ { \mathrm { 0 } } = 7 \mathrm { m } / \mathrm { s }$ 的速度向右运动并与P发生正碰，且碰撞时间极短。已知碰撞后瞬间P的速度大小为 $v = 7 \mathrm { m } / \mathrm { s }$ ，P、Q与防滑带间的动摩擦因数均为 $\mu = 0 . 5$ ，重力加速度大小 $g = 1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ 。求

（1）该碰撞过程中损失的机械能；

②P从开始运动到静止经历的时间。

14．（12 分）
如图，在一段水平光滑直道上每间隔 $l_{1}=3 \mathrm{~m}$ 铺设有宽度为 $l_{2}=2.4 \mathrm{~m}$ 的防滑带。在最左端防滑带的左边缘静止有质量为 $m_{1}=2 \mathrm{~kg}$ 的小物块 P，另一质量为 $m_{2}=4 \mathrm{~kg}$ 的小物块 Q 以 $v_{0}=7 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ 的速度向右运动并与 P 发生正碰，且碰撞时间极短。已知碰撞后瞬间P 的速度大小为 $v=7 \mathrm{~m} / \mathrm{s}, \mathrm{P} , \mathrm{Q}$ 与防滑带间的动摩擦因数均为 $\mu=0.5$ ，重力加速度大小 $g=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}$ 。求

（1） 该碰撞过程中损失的机械能；
② P 从开始运动到静止经历的时间。

2. 如图所示，中老铁路国际旅客列车从云南某车站由静止出发，沿水平直轨道逐渐加速到 144km/h，在此过程中列车对座椅上的一高中生所做的功最接近（ ）

3. 如图所示，某同学将两颗鸟食从 O 点水平抛出，两只小鸟分别在空中的M点和N点同时接到鸟食。鸟食的运动视为平抛运动，两运动轨迹在同一竖直平面内，则（ ）

A. 两颗鸟食同时抛出 B. 在N点接到的鸟食后抛出C. 两颗鸟食平抛的初速度相同 D. 在M点接到的鸟食平抛的初速度较大

6. 如图所示，质量为 m的滑块（视为质点）与水平面上MN段的动摩擦因数为 $\mu _ { \mathrm { 1 } }$ ，与其余部分的动摩擦因数为 $\mu _ { 2 }$ ，且 $\mu _ { 1 } > \mu _ { 2 }$ 。第一次，滑块从 I位置以速度 $\nu _ { 0 }$ 向右滑动，通过MN段后停在水平面上的某一位置，整个运动过程中，滑块的位移大小为 $X _ { 1 }$ ，所用时间为 $t _ { 1 }$ ；第二次，滑块从Ⅱ位置以相同速度 $\nu _ { 0 }$ 向右滑动，通过MN段后停在水平面上的另一位置，整个运动过程中，滑块的位移大小为 $x _ { 2 }$ ，所用时间为 $t _ { 2 }$ 。忽略空气阻力，则（ ）

2. 某同学参加户外拓展活动，遵照安全规范，坐在滑板上，从高为 h 的粗糙斜坡顶端由静止下滑，至底端
时速度为 v．已知人与滑板的总质量为m，可视为质点．重力加速度大小为g，不计空气阻力．则此过程中
人与滑板克服摩擦力做的功为（ ）

2. 一辆汽车以10m/s 速度匀速行驶，制动后做匀减速直线运动，经2s 停止，汽车的制动距离为（ ）的

4. 如图所示，飞船与空间站对接后，在推力F作用下一起向前运动。飞船和空间站的质量分别为m 和M，则飞船和空间站之间的作用力大小为（ ）

7. 如图所示，光滑水平轨道AB与竖直面内的光滑半圆形轨道BC在B点平滑连接。一小物体将轻弹簧压缩至A点后由静止释放，物体脱离弹簧后进入半圆形轨道，恰好能够到达最高点C。下列说法正确的是（　　）

8. 将小球竖直向上抛出，小球从抛出到落回原处的过程中，若所受空气阻力大小与速度大小成正比，则下列说法正确的是（　　）

10. 水平传送带匀速运动，将一物体无初速度地放置在传送带上，最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是（　　）

19. 如图所示，水平放置的排水管满口排水，管口的横截面积为 $S ,$ ，管口离水池水面的高度为 $h ,$ ，水在水池中的落点与管口的水平距离为 $d _ { \circ }$ 。假定水在空中做平抛运动，已知重力加速度为 $^ { g , }$ ，h远大于管口内径。求：

（1）水从管口到水面的运动时间t；

（2）水从管口排出时的速度大小 $\nu _ { 0 }$ ；

（3）管口单位时间内流出水的体积 $\mathcal { Q }$ 。

2. 一辆汽车以 10m/s 速度匀速行驶，制动后做匀减速直线运动，经2s 停止，汽车的制动距离为（ ）

8. 将小球竖直向上抛出，小球从抛出到落回原处的过程中，若所受空气阻力大小与速度大小成正比，则下
列说法正确的是（　　）

10. 水平传送带匀速运动，将一物体无初速度地放置在传送带上，最终物体随传送带一起匀速运动。下列
说法正确的是

8. 电动小车在水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）

1. 神舟十七号载人飞船返回舱于2024年4月30日在东风着陆场成功着陆，在飞船返回至离地面十几公里
时打开主伞飞船快速减速，返回舱速度大大减小，在减速过程中（　　）

7. 2024 年 5 月 3 日，“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移轨道，正式开启月球之旅。相较于“嫦娥四
号”和“嫦娥五号”，本次的主要任务是登陆月球背面进行月壤采集并通过升空器将月壤转移至绕月运行
的返回舱，返回舱再通过返回轨道返回地球。设返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径。
己知月球表面重力加速度约为地球表面的16，月球半径约为地球半径的 14
。关于返回舱在该绕月轨道上的
运动，下列说法正确的是

4. 喷泉a_、 b形成如图所示的形状，不计空气阻力，则喷泉a_、 b的（　　）

8. 在水平面上有一个U 形滑板A，A 的上表面有一个静止的物体B，左侧用轻弹簧连接在滑板A 的左侧，右侧用一根细绳连接在滑板B的右侧，开始时弹簧处于拉伸状态，各表面均光滑，剪断细绳后，则（　　）

13. 嫦娥六号在轨速度为 $\nu _ { 0 }$ ，着陆器对应的组合体A 与轨道器对应的组合体B 分离时间为 $\Delta t .$ ，分离后B 的速度为v，且与 $\nu _ { 0 }$ 同向，A、B的质量分别为m、M。求：

（1）分离后A 速度的 $\nu _ { 1 } ;$

（2）分离时A对B的推力大小。

14. 如图所示，粗糙斜面的动摩擦因数为 $\mu ,$ ，倾角为 $\theta ,$ ，斜面长为 $L _ { \circ }$ 。一个质量为 m 的物块，在电动机作用下，从 A点由静止加速至 B点时达到最大速度v，之后作匀速运动至C点，关闭电动机，从 C点又恰好到达最高点D。求：

①CD 段长 x；

（2）BC段电动机的输出功率 $P ;$

（3）全过程物块增加的机械能 $E _ { 1 }$ 和电动机消耗的总电能 $E _ { 2 }$ 的比值。

3. 某物体位置随时间的关系为 $x=1+2t+3t^2$，则关于其速度与 1s 内的位移大小，下列说法正确的是
（ ）

1. 长征五号遥八运载火箭托举嫦娥六号探测器进入地月转移轨道，火箭升空过程中，以下描述的物理量属
于矢量的是（　　）

2. 当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上 P、Q 两点做圆周运动的

3. 利用砚台将墨条磨成墨汁，墨条速度方向水平向左时， （　　）

3. 2024年5月，嫦娥六号探测器发射成功，开启了人类首次从月球背面采样返回之旅。将采得的样品带回地球，飞行器需经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程。月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的 $\frac { 1 } { 6 }$ 。下列说法正确的是（　　）

4. 如图，一光滑大圆环固定在竖直平面内，质量为m 的小环套在大圆环上，小环从静止开始由大圆环顶端经Q 点自由下滑至其底部，Q 为竖直线与大圆环的切点。则小环下滑过程中对大圆环的作用力大小（　　）

9. 学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为 $9 . 8 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ C

（1）电梯静止时测力计示数如图所示，读数为\_\_\_\_\_N（结果保留1位小数）；

（2）电梯上行时，一段时间内测力计的示数为4.5N，则此段时间内物体处于\_\_\_\_\_（填“超重”或“失重”）状态，电梯加速度大小为 $\mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ （结果保留1位小数）。

4．如图，一光滑大圆环固定在坚直平面内，质量为 $m$ 的小环套在大圆环上，小环从静止开始由大圆环顶端经 $Q$ 点自由下滑至其底部，$Q$ 为坚直线与大圆环的切点。则小环下滑过程中对大圆环的作用力大小

7．蹦床运动中，体重为 60kg 的运动员在 $t=0$ 时刚好落到蹦床上，对蹦床作用力大小 $F$ 与时间 $t$ 的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持坚直，在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力，重力加速度大小取 $10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}$ 。下列说法正确的是

A． $t=0.15 \mathrm{~s}$ 时，运动员的重力势能最大
B． $t=0.30 \mathrm{~s}$ 时，运动员的速度大小为 $10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$
C $t=1.00 \mathrm{~s}$ 时，运动员恰好运动到最大高度处
D． 运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为 4600 N

9．学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为 $9.8 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}$ 。

（1）电梯静止时测力计示数如图所示，读数为 $\_\_\_\_$N （结果保留 1 位小数）；

（2）电梯上行时，一段时间内测力计的示数为 4.5 N ，则此段时间内物体处于 $\_\_\_\_$（填＂超重＂或＂失重＂）状态，电梯加速度大小为 $\_\_\_\_$$\mathrm{m} / \mathrm{s}^{2}$（结果保留1位小数）。

11．为抢救病人，一辆救护车紧急出发，鸣着笛沿水平直路从 $t=0$ 时由静止开始做匀加速运动，加速度大小 $a=2 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}$ ，在 $t_{1}=10 \mathrm{~s}$ 时停止加速开始做匀速运动，之后某时刻救护车停止鸣笛，$t_{2}=41 \mathrm{~s}$ 时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声。已知声速 $v_{0}=340 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ ，求：

（1） 救护车匀速运动时的速度大小；
（2） 在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。

15．一列简谐横波沿 $x$ 轴传播，周期为2s，$t=0$ 时刻的波形曲线如图所示，此时介质中质点 $b$ 向 $y$ 轴负方向运动，下列说法正确的是