2021届高考物理一轮阶段检测一　力学综合(含解析)

阶段检测一　力学综合 考生注意： 1．本试卷共 4 页． 2．答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应 位置上． 3．本次考试时间 90 分钟，满分 100 分． 4．请在密封线内作答，保持试卷清洁完整． 一、选择题(本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分.1～6 小题只有一个选项符合要求，选对 得 4 分，选错得 0 分；7～10 小题有多个选项符合要求，全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分) 1．(2019·安徽六安市模拟)高中物理核心素养之一是培养科学思维能力，在高中物理的学习中 我们接触了许多科学思维方法，如理想实验法、控制变量法、微元法、类比法等．以下有关 物理学史和所用物理学方法的叙述正确的是(　　) A．牛顿巧妙地运用扭秤实验，应用了放大法成功测出万有引力常量的数值并得出了万有引 力定律 B．用比值定义法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如场强 E＝F q，加速度 a＝ F m都是采用比值定义法定义的 C．当物体本身的形状和大小对所研究问题的影响忽略不计时，用质点来代替物体的方法是 假设法 D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多很多小段，每一小段近 似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加代表物体的位移，这里采用了微元法 2．(2019·福建厦门市调研)如图 1 所示，光滑水平面上放置着质量分别为 1 kg 和 2 kg 的 A、B 两个物体，A、B 间的最大静摩擦力为 2 N．现用水平拉力 F 拉 B 物体，使 A、B 以同一加速 度运动，则拉力 F 的最大值为(　　)图 1 A．2 N B．4 N C．6 N D．8 N 3．(2020·河南郑州市模拟)某段公路有一个大圆弧形弯道，公路外侧路基比内侧路基高，如图 2 所示．当汽车以理论时速 vc 行驶时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势．则(　　) 图 2 A．车速只要低于 vc，车辆便会向内侧滑动 B．要求汽车在转弯过程中不打滑，车速不能大于 vc C．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc 的值变小 D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc 的值不变 4．(2019·北京四中期末)1966 年，在太空中完成了用动力学方法测质量的实验．双子星号宇 宙飞船与火箭组紧密连在一起，只开动双子星号飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速．推 进器的平均推力为 F，推进器开动时间为 Δt.测出飞船和火箭组的速度变化量为 Δv.已知双子 星号飞船的质量为 m1.由以上实验数据可测出火箭组的质量 m2 为(　　) A.FΔt Δv －m1 B.FΔv Δt －m1 C. Δt FΔv －m1 D. Δv FΔt－m1 5．天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星组成的系统称为双星系 统．若某双星系统中两颗恒星的质量分别为 M、m，间距为 L，双星分别围绕其连线上的某 点 O 做匀速圆周运动，其角速度分别为 ω1、ω2，质量为 M 的恒星轨道半径为 R，已知引力 常量为 G，则描述该双星运动的上述物理量满足(　　) A．ω1ω2 C．GM＝ω22(L－R)L2 D．Gm＝ω21R3 6．(2020·安徽蚌埠市模拟)一固定杆与水平方向夹角为 θ＝37°，将一质量为 m1 的滑块套在杆 上，通过轻绳悬挂一个质量为 m2 的小球，杆与滑块之间的动摩擦因数为 μ＝0.5.若滑块与小 球保持相对静止，以相同的加速度 a＝10 m/s2 一起向上做匀减速直线运动，则此时小球的位置可能是下图中的哪一个(　　) 7．(2019·河南开封市模拟)如图 3 所示，a、b 两个小球用一根不可伸长的细线连接，细线绕 过固定光滑水平细杆 C 与光滑水平细杆 D 接触，C、D 在同一水平线上，D 到小球 b 的距离 为 L，在 D 的正下方固定有一光滑水平细杆 E，D、E 间的距离为L 2.小球 a 放在水平地面上， 细线水平拉直，由静止释放小球 b.当细线与水平细杆 E 接触的瞬间，小球 a 对地面的压力恰 好为零，不计小球的大小，则下列说法正确的是(　　) 图 3 A．细线与水平细杆 E 接触的瞬间，小球 b 的加速度大小不变 B．细线与水平细杆 E 接触的瞬间，小球 b 的速度大小不变 C．小球 a 与小球 b 的质量之比为 5∶1 D．将 D、E 细杆向右平移相同的一小段距离再固定，由静止释放小球 b，细线与 E 接触的瞬 间，小球 a 会离开地面 8.(2019·湖南岳阳市调研)两个质量分别为 m 1＝1 kg，m2＝2 kg 的物体 A、B 静止在光滑的水 平地面上，中间用一轻质弹簧将两物体连接．如图 4 所示，现用两个水平力推力 F1＝10 N、 F2＝40 N 分别作用在物体 A、B 上，则(　　) 图 4 A．弹簧的弹力为 25 N B．弹簧的弹力为 20 N C．在突然撤去 F1 的瞬间，A 的加速度为 30 m/s2D．在突然撤去 F2 的瞬间，A 的加速度为 10 m/s2 9.(2019·辽宁重点协作体模拟)从 t＝0 时刻开始，物块在外力作用下由静止开始沿 x 轴做直线 运动，如图 5 所示为其位移和速率二次方的关系图线，下列说法正确的是(　　) 图 5 A．t＝0 时刻物块位于 x＝0 处 B．物块运动的加速度 a＝0.5 m/s2 C．t＝4 s 时物块位于 x＝2 m 处 D．由图可知物体做往复运动 10.(2019·广东高考模拟)如图 6 所示，相同质量的物块从底边长相同、倾角不同的固定斜面最 高处同时由静止释放且下滑到底端，下列说法正确的是(　　) 图 6 A．若物块与斜面之间的动摩擦因数相同，物块在两斜面上损失的机械能相等 B．若物块到达底端时的动能相同，物块与倾角大的斜面间的动摩擦因数大 C．若斜面光滑，两物块一定同时运动到斜面底端 D．若物块与斜面之间的动摩擦因数相同，倾角大的斜面上的物块所受合力冲量大 二、实验题(本题共 2 小题，共 14 分) 11．(6 分)(2019·山东临沂市高考模拟)为了测量滑块和轨道之间的动摩擦因数，某同学设计了如图 7(a)所示的实验装置，在轨道上固定两个光电门，将轨道放在水平桌面上后一端垫高．让 滑块由静止释放，通过计时器依次读取遮光板通过光电门甲、光电门乙、光电门之间所用的 时间分别为 t1、t2、t，滑块上遮光板宽度 d 用游标卡尺测得如图(b)所示． 图 7 (1)遮光板宽度 d＝________ cm； (2)滑块的加速度表达式为：____________________；(用题中所给符号表示) (3)为了测量滑块和轨道之间的动摩擦因数，还需要测量________． A．滑块和遮光板的总质量　　　B．轨道与水平桌面的夹角　　　C．滑块沿轨道下滑的位 移 12.(8 分)(2019·河北邢台市模拟)某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律， 频闪仪每隔 0.05 s 闪光一次，如图 8 所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的 速度如下表．(当地重力加速度取 9.8 m/s2，小球质量 m＝0.2 kg，结果保留 3 位有效数字) 图 8 时刻 t2 t3 t4 t5速度(m·s－1) 4.99 4.48 3.98 (1)由频闪照片上的数据计算 t5 时刻小球的速度 v5＝________ m/s； (2)从 t2 到 t5 时间内，重力势能的增加量 ΔEp＝______ J，动能的减少量 ΔEk＝________ J； (3)在误差允许的范围内，若 ΔEp 与 ΔEk 近似相等，即验证了机械能守恒定律．由上述计算得 ΔEp________(选填“>”“5mbg，即 F′>mag，因此细线与 E 接触的瞬间， 小球 a 会离开地面，故 D 正确．] 8．BD　[对 A、B 整体，由牛顿第二定律有：F2－F1＝(m1＋m2)a，解得 a＝10 m/s2，对 A：F －F1＝m1a，解得 F＝20 N，选项 A 错误，B 正确；在突然撤去 F1 的瞬间，弹簧的弹力不变， 则此时 A 的加速度为 aA＝ F m1＝20 m/s2，选项 C 错误；在突然撤去 F2 的瞬间，弹簧的弹力不 变，则此时 A 所受的合外力不变，则 A 的加速度仍为 10 m/s2，选项 D 正确．] 9．BC　[根据 x－x 0＝v2 2a，结合题图可知物块做匀加速直线运动，且有 1 2a＝2－0 4－2 s2/m＝1 s2/m，则加速度 a＝0.5 m/s2，初位置 x0＝－2 m，故 A、D 错误，B 正确；t＝4 s 内，物块的 位移 Δx＝1 2at2＝1 2×0.5×42 m＝4 m，则 t＝4 s 时物块的位置坐标 x＝Δx＋x 0＝2 m，故 C 正 确．] 10．ABD　[设底边长为 s，则克服摩擦力做功 W＝μmgcos θ· s cos θ＝μmgs，物块损失的机械能 等于克服摩擦力所做的功，即损失的机械能与夹角无关，μ 相同，所以两物块损失的机械能 相同，故 A 正确； 根据动能定理有：mgstan θ－μmgs＝Ek－0，则 Ek＝mgs(tan θ－μ)，若物块到达斜面底端时的 动能 Ek 相同，则物块与斜面的倾角 θ 越大，动摩擦因数 μ 越大，故 B 正确； 若斜面光滑，物块下滑的加速度 a＝gsin θ，根据 s cos θ＝1 2at2，可得 t＝ 4s gsin 2θ，θ 不同，t 可能不同，当 θ＝45°时，下滑时间最短，故 C 错误； 合外力的冲量 I＝m·Δv＝ 2mEk，μ 相同，则 θ 越大，Ek 越大，冲量 I 就越大，故 D 正确．] 11．(1)0.53　(2)d(t1－t2) t1t2t 　(3)B 解析　(1)主尺读数为 0.5 cm，游标尺读数为 0.1 mm×3＝0.3 mm＝0.03 cm，则 d＝0.5 cm＋ 0.03 cm＝0.53 cm； (2)设滑块通过两个光电门时的速度分别为 v1 和 v2，则 v1＝d t1，v2＝d t2， 根据 v2＝v1＋at，解得 a＝d(t1－t2 ) t1t2t ； (3)根据牛顿第二定律得：mgsin θ－μmgcos θ＝ma， 即 μ＝gsin θ－a gcos θ ， 则为了测量滑块和轨道之间的动摩擦因数，还需要测量轨道与水平桌面的夹角 θ，故选 B. 12．(1)3.48　(2)1.24　1.28　(3)