1、力学必刷题一、单选题1在某次百米田径比赛中，用轨道摄像机拍摄运动员，摄像机和运动员的水平位移x随时间t变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（）A在水平方向上，摄像机做直线运动，运动员做曲线运动B时间内摄像机在前，时间内运动员在前C时间内摄像机与运动员的平均速度相同D时间内任一时刻摄像机的速度都大于运动员的速度22021年2月24日，“天问一号”火星探测器经过200多天的飞行，成功进入椭圆形的轨道绕火星运动，开展对火星的观测，并为着陆火星做好准备。如图所示，在“天问一号”沿椭圆轨道由“远火点”向“近火点”运动的过程中，下列说法正确的是（）A火星对探测器的引力逐渐减小B探测器的速度逐渐减小C引力
2、对探测器做负功，探测器的势能逐渐减小D引力对探测器做正功，探测器的动能逐渐增大3如图所示，一台空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，空调外机的重心恰好在支架横梁和斜梁的连接点O的上方，横梁AO水平，设横梁和斜梁对O点的作用力大小分别为FAO、FBO，如果把斜梁加长一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁仍然水平，则下列选项正确的是（）AFAO变大，FBO变小BFAO变小，FBO变大CFAO和FBO都变小DFAO和FBO都变大4如图所示，物块A、B均静止于倾角为的斜面上，它们的质量分别为M和m，已知Mgsinmg。若斜面倾角变大，B仍保持静止，则（）A绳子的拉力变大BA所受合力变大C斜面对A的支持力
3、变大D斜面对A的静摩擦力变大5如图所示，a为在地球赤道表面随地球一起自转的物体，b为绕地球做匀速圆周运动的近地卫星，轨道半径可近似为地球半径。假设a与b质量相同，地球可看作质量分布均匀的球体，比较物体a和卫星b（）A角速度大小近似相等B线速度大小近似相等C向心加速度大小近似相等D所受地球引力大小近似相等62022年2月5日，中国短道速滑运动员在混合团体接力决赛中为中国队拿下北京冬奥会首金，这也是这一新增项目的奥运历史首金。短道速滑接力比赛中运动员在直道上采用推接方式进行替换（如图）。若忽略推接过程中冰面对运动员的摩擦力，则在甲运动员用力将乙运动员推出的过程中，以下说法一定正确的是（）A甲对乙的
4、作用力大于乙对甲的作用力B甲的速度变化量的大小等于乙的速度变化量的大小C甲、乙运动员组成的系统机械能守恒D甲、乙运动员组成的系统动量守恒7中国自行研制、具有完全知识产权的“神舟”飞船，目前已经达到国际第三代载人飞船技术水平。如图所示，其发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由“长征”运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，通过变轨进入预定圆轨道。则（）A飞船在椭圆轨道上运行时，在A点的加速度比B点的小B飞船在椭圆轨道上运行时，在A点的速度比B点的小C飞船在椭圆轨道上运行时，在A点的机械能比B点的小D飞船在B点通过加速从椭圆轨道进入预定圆轨道8排球比赛中球员甲接队友的一个传球，在
5、网前处起跳，在离地面高处将球以的速度沿着与网垂直的方向水平击出，对方球员乙刚好在进攻路线的网前，她可利用身体的任何部位进行拦网阻击，如图所示。假设球员乙的直立拦网和起跳拦网的高度分别为和，g取。下列情景中，球员乙可能拦网成功的是（）A球员乙在网前直立不动B球员乙在球员甲击球时同时起跳离地C球员乙在球员甲击球后起跳离地D球员乙在球员甲击球前起跳离地9一个质量为m的小物块静止在表面粗糙的圆锥形漏斗的内表面，如图所示。现使该漏斗从静止开始转动，转动的角速度缓慢增大时，物块仍相对漏斗保持静止。当角速度达到时，物块将要与漏斗发生相对滑动。在角速度从0缓慢增大到的过程中，下列说法正确的是（）A物块所受的摩
6、擦力随角速度增大，一直增大B物块所受的摩擦力随角速度增大，一直减小C物块所受的支持力随角速度增大，一直增大D物块所受的支持力随角速度增大，先增大后减小10为了节能，商场的自动扶梯在较长时间无人乘行时会自动停止运行。有人站上去后，扶梯开始加速，然后匀速运动。如图所示，下列说法正确的是（）A匀速下行过程中，人的动能不变，扶梯对人不做功B加速下行过程中，扶梯对人的支持力大于人所受的重力C加速下行过程中，人受到的摩擦力方向水平向左D加速下行过程中，支持力对人做正功，摩擦力对人做负功11国际拔河比赛根据每队8名运动员的体重分成若干重量级别，同等级别的两队进行比赛。比赛中运动员必须穿“拔河鞋”或没有鞋跟等
7、突出物的平底鞋，不能戴手套。比赛双方相持时，运动员会向后倾斜身体，使地面对人的作用力与身体共线。不计拔河绳的质量，下列说法正确的是（）A获胜队伍对绳的拉力大于对方队伍对绳的拉力B因为绳子的拉力处处相等，所以两队队员受到的地面摩擦力总是相等C双方相持时，若绳子拉力增大，则地面对运动员的作用力增大D双方相持时，运动员身体后倾，减小与地面间的夹角，是为了增加与地面间的正压力12将质量为m的物体从地面竖直向上抛出，一段时间后物体又落回抛出点。在此过程中物体所受空气阻力大小不变，下列说法正确的是（）A上升过程的时间大于下落过程的时间B上升过程中机械能损失小于下落过程中机械能损失C上升过程的动能减小量大于
8、下落过程的动能增加量D上升过程的动量变化量小于下落过程的动量变化量13抽油烟机可将厨房内产生的废气排出到室外，以保持室内空气清新。如图所示为常用的一种抽油烟机的示意图。若使抽油烟机在单位时间内排出的气体增加到原来的2倍，则抽油烟机所提供的功率P至少要提高到原来的（）A2倍B4倍C6倍D8倍14如图所示，静止在光滑水平桌面上的物块A和B用一轻质弹簧栓接在一起，弹簧处于原长。一颗子弹沿弹簧轴线方向射入物块A并留在其中，射入时间极短。下列说法中正确的是（）A子弹射入物块A的过程中，子弹和物块A的机械能守恒B子弹射入物块A的过程中，子弹对物块A的冲量大小大于物块A对子弹的冲量大小C子弹射入物块A后，两
9、物块与子弹的动能之和等于射入物块A前子弹的动能D两物块运动过程中，弹簧最短时的弹性势能等于弹簧最长时的弹性势能15蹦床是体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。为了能够更好地完成空中动作，在网上准备阶段运动员要设法使自己弹得足够高。如图所示，蹦床的中心由弹性网面组成，若运动员从离水平网面3m高处由静止自由下落，着网后沿竖直方向回到离水平网面5m高处，则在此过程中（）A只有重力对运动员做功，运动员的机械能守恒B运动员的机械能增加，是因为弹性网弹力对运动员做正功C弹性网弹力对运动员的冲量大小等于运动员重力的冲量大小D弹性网弹力对运动员的冲量大小大于运动员重力的冲量大小16在运用动量定理处理二维问题时，
10、可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。如图质量为m的弹性薄片沿倾斜方向落到足够大水平弹性面上，碰前瞬间速度为v0，方向与水平方向夹角=30。薄片与弹性面间的动摩擦因数=0.5。不计空气阻力，碰撞过程中忽略薄片重力。薄片每次碰撞前后竖直方向的速度大小保持不变，并且在运动过程中始终没有旋转。下列选项正确的是（）A薄片第1次碰后离开水平面瞬间，速度方向与水平面间夹角小于30B随物块与板碰撞次数增加，物块离开板的最大高度不断减小C薄片在与水平面多次碰撞后，薄片将做机械能守恒的运动D若增大薄片碰前瞬间速度则它与水平面碰撞两次后，水平位移还有可能增加17将一个小球竖直向上抛出，假设小球在运动过程中受到
11、大小不变的空气阻力作用，经过一段时间后小球又返回至出发点。关于小球从抛出到返回原位置的过程，下列说法正确的是（）A小球上升过程中的加速度小于下落过程中小球的加速度B小球上升过程中克服重力做的功大于下落过程中重力做的功C小球上升过程中的机械能的变化大于下落过程中机械能的变化D小球上升过程中所受重力做功的平均功率大于下落过程中重力做功的平均功率二、解答题18北京2022年冬奥会冰壶比赛新增加了混双项目，运动员用脚蹬固定的起踏器和冰壶一起前进，在前掷线处使冰壶脱手。冰壶前行过程中，运动员通过刷地来改变冰壶的速度和运动方向，使其到达理想位置。已知冰壶的质量为m，前掷线到营垒中心的距离为L，运动员的质量
12、为M。重力加速度为g。（1）在某次投壶过程中，运动员离开起踏器时他和冰壶的速率为，已知运动员和起踏器相互作用的时间为t，计算此过程中运动员和冰壶在水平方向所受平均作用力的大小F；（2）某次投壶试验中，冰壶离开前掷线后沿直线运动（冰面视作水平面，不考虑冰壶的转动），冰壶在恒定阻力作用下停在营垒中心。水平方向的阻力等于其重力的k倍。求：a冰壶离开前掷线时的速率；b此过程中冰壶克服阻力做功的平均功率P。19如图甲所示，运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，冰壶投出后，可以用毛刷在其滑行前方来回摩擦冰面，减小冰壶与冰面间的动摩擦
13、因数以调节冰壶的运动。将冰壶的运动简化为直线运动且不考虑冰壶的转动。已知未摩擦冰面时，冰壶与冰面间的动摩擦因数为0.02。重力加速度g取10m/s2。（1）在图乙中，画出冰壶投出后在冰面上滑行时的受力示意图；（2）运动员以3.6m/s的水平速度将冰壶投出，求冰壶能在冰面上滑行的最大距离s；（3）若运动员仍以3.6m/s的水平速度将冰壶投出，滑行一段距离后，其队友在冰壶滑行前方摩擦冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数变为原来的90%。已知冰壶运动过程中，滑过被毛刷摩擦过的冰面长度为6m，求与不摩擦冰面相比，冰壶多滑行的距离s。20首钢滑雪大跳台（如图甲所示）又称“雪飞天”，是北京2022年冬奥会自由
14、式滑雪和单板滑雪比赛场地，谷爱凌和苏翊鸣在此圆梦冠军。为研究滑雪运动员的运动情况，建立如图乙所示的模型。跳台滑雪运动员从滑道上的A点由静止滑下，从跳台O点沿水平方向飞出。已知O点是斜坡的起点，A点与O点在竖直方向的距离为h，斜坡的倾角为，运动员的质量为m。重力加速度为g。不计一切摩擦和空气阻力。求：（1）运动员经过跳台O时的速度大小v；（2）从离开O点到落在斜坡上，运动员在空中运动的时间t；（3）从离开O点到落在斜坡上，运动员在空中运动的过程中动量的变化量。21冰壶是冬奥会上极具观赏性的项目之一。比赛中，运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远
15、处的某个位置。已知冰壶的质量为19kg，初速度为3m/s，最初冰壶和冰面的动摩擦因数为0.02，g取10m/s2。（1）求冰壶滑行过程中加速度的大小a；（2）求冰壶整个滑行过程中摩擦力做的功W；（3）按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。若冰壶速度减为2.4m/s时距离目标位置还需滑行18m，需要队友通过在其滑行前方持续摩擦冰面，将冰壶和冰面的动摩擦因数变为多少？22北京2022年冬奥会，我国选手在单板滑雪U型池比赛中取得了较好的成绩。比赛场地可以简化为如图所示的模型：U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和中央平面直
16、轨道连接而成，轨道倾角为18。某次比赛中，质量kg的运动员自A点以的速度进入U型池，经过多次腾空跳跃，以的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角，腾空后又沿轨道边缘的N点进入轨道。运动员可视为质点，不计空气阻力。取重力加速度，。（1）若A、M两点间的距离，求运动员从A到M的过程中，除重力外其它力做的功W。（2）运动员自M点跃起后，在M到N的过程中做匀变速曲线运动。对于这种较为复杂的曲线运动，同学们可以类比平抛运动的处理方法，将之分解为两个方向的直线运动来处理。求：a在运动员从M点到N点的过程中，运动员从M点运动到距离AD最远处所用的时间t；b运动
17、员落回到N点时，速度方向与AD夹角的正切值tan（结果保留三位有效数字）。1C【详解】A图像仅表示一个方向的运动情况，所以摄像机和运动员均做直线运动，故A错误；B由图可知时间内摄像机的位移总是大于运动员的位移，说明此段时间摄像机一直在前，故B错误；C时间内位移相等，时间相等，所以平均速度相同，故C正确；D由图像切线的斜率表示速度，可知D错误。故选C。2D【详解】在“天问一号”沿椭圆轨道由“远火点”向“近火点”运动的过程中，火星对探测器的引力逐渐变大，引力对探测器做正功，探测器的动能逐渐增大，速度变大。故选D。3C【详解】设斜梁与水平方向成角，根据平衡条件得当把斜梁加长一点，角增大，FAO和FB
18、O都变小。故选C。4D【详解】A根据题意可知，对A进行受力分析如图所示轴方向轴方向由于仍保持静止，则物体受力平衡，绳的拉力等于物体的重力，斜面倾角变大，绳的拉力不变。A错误；B由题意可知，斜面倾角变大，物体仍静止，处于平衡状态，所受合力为零不改变。B错误；C由受力分析可知斜面倾角变大，余弦值减小，斜面对A的支持力变小。C错误；D由A可知斜面倾角变大，正弦值增大，重力沿斜面的分力增大，拉力不变，斜面对A的静摩擦力变大。D正确；故选D。5D【详解】B由可得近地卫星的半径小于同步卫星，则近地卫星的线速度大于同步卫星；同步卫星与地球自转角速度相同，半径大于地球半径，同步卫星线速度大于a的线速度，则近地
19、卫星线速度大于a的线速度，故B不符合题意；A近地卫星线速度大于a的线速度，半径近似相等，由可知近地卫星角速度大于a的角速度，故A不符合题意；C近地卫星线速度大于a的线速度，半径近似相等，由可知近地卫星向心加速度大小大于a的向心加速度大小，故C不符合题意；D由万有引力公式得a与b质量相同，半径近似相等，a与b所受地球引力大小近似相等，故D符合题意。故选。6D【详解】A甲对乙的作用力与乙对甲的作用力是一对相互作用力，大小相等，故A错误；BD甲、乙运动员组成的系统所受合外力为0，动量守恒，由可知，甲乙的质量未知，二者速度的变化量大小无法比较，故B错误，D正确；C在乙推甲的过程中，乙的肌肉对系统做功，
20、甲、乙运动员组成的系统机械能不守恒，故C错误。故选D。7D【详解】A根据牛顿第二定律得解得飞船到地心的距离r越小，加速度a越大，飞船在椭圆轨道上运行时，在A点的加速度比B点的大，A错误；B飞船在椭圆轨道上运行时，根据开普勒第二定律，在A点的速度比B点的大，B错误；C飞船在椭圆轨道上运行时，根据机械能守恒定律，在A点的机械能等于B点的机械能，C错误；D飞船在B点通过加速做离心运动，从椭圆轨道进入预定圆轨道，D正确。故选D。8B【详解】A排球运动到乙位置的过程的时间为该段时间排球下降的距离为此时排球离地高度为故乙在网前直立不动拦不到，A错误；B球员乙起跳拦网高度为跳起的高度为竖直上抛运动的下降时间
21、与上升时间相等，故有故乙在甲击球时同时起跳离地，在球到达乙位置时，运动员乙刚好到达最高点，可以拦住，B正确；C乙在甲击球后0.3s起跳离地，球员乙刚好起跳，高度为球员乙在球员甲击球后起跳离地不能拦住，C错误；D乙在甲击球前0.3s起跳离地，经过0.6s刚好落地，够不到球了，所以不能拦住，故D错误。故选B。9C【详解】小物块静止在表面粗糙的圆锥形漏斗的内表面，受重力，支持力，沿斜面向上的静摩擦力，当漏斗转动的角速度缓慢增大时，受力如图所示由牛顿第二定律有物体的离心趋势越来越大，则静摩擦力逐渐减小，物块所受的支持力逐渐增大。故选C。10C【详解】A匀速下行过程中，由平衡条件可知，人和扶梯间没有摩擦
22、力，人所受重力做正功，人的动能不变，可知扶梯对人做负功，故A错误；B加速下行过程中，竖直方向分加速度向下，人处于失重状态，所以扶梯对人的支持力小于人所受的重力，故B错误；C加速下行过程中，水平方向分加速度向左，水平方向只有摩擦力提供加速度，根据牛顿第二定律的同向性可知人受到的摩擦力方向水平向左，故C正确；D加速下行过程中，人所受支持力与人的运动方向夹角大于，支持力做负功，摩擦力与人的运动方向夹角小于，摩擦力对人做正功，故D错误。故选C。11C【详解】A对绳子分析可知，两队对绳子的拉力是一对平衡力，大小相等，方向相反，故A错误；B对两队整体分析可知，当整体突然向获胜的一方移动时，获胜一方受到的静
23、摩擦力大于另一方受到的静摩擦力，故B错误；CD双方相持时，对人受力分析，竖直方向有所以支持力N不变，所以运动员改变与身体地面间的夹角时，运动员受到地面的弹力不会变，在水平方向有当绳子拉力T变大时，则静摩擦力f变大，摩擦力和支持力的合力增大，即地面对运动员的作用力增大，故C正确，D错误。故选C。12C【详解】A设空气阻力大小为f，上升过程的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得解得设下降过程的加速度大小为a2，由牛顿第二定律得解得所以上升过程的加速度大小大于下降过程的加速度大小，由于上升和下降的位移相等，由运动学公式可知，上升过程的时间小于下落过程的时间，故A错误；B由于空气阻力大小不变，上升过程和
24、下降过程空气阻力做的功相等，所以上升过程中机械能损失等于下落过程中机械能损失，故B错误；C设物体从地面竖直向上抛出时的速度为v0，物体落回到地面时的速度为v，由运动学公式得又因为所以上升过程的动能减小量为下落过程的动能增加量为所以上升过程的动能减小量大于下落过程的动能增加量，故C正确；D上升过程动量的变化量为下落过程的动量变化量为所以上升过程的动量变化量大于下落过程的动量变化量，D正错误。故选C。13D【详解】根据空气流量Q=Sv可知通风面积不变，要在单位时间内抽出的气体增加到原来的2倍，即气体的体积增加为原来的2倍，就要使空气流动的速度增加到原来的2倍，空气的密度不变，由公式可知空气质量变为
25、原来的2倍，根据可知，同样质量的空气动能为原来的8倍，这个动能是由风扇提供的，所以风扇的功率要增大到原来的8倍。故选D。14D【详解】A子弹射入物块A的过程中，为完全非弹性碰撞动能损失最大，动能转化为内能，则子弹和物块A的机械能不守恒，所以A错误；B子弹射入物块A的过程中，子弹对物块A的冲量大小等于物块A对子弹的冲量大小，所以B错误；C子弹射入物块A后，两物块与子弹的动能之和小于射入物块A前子弹的动能，因为这过程有动能转化为内能，所以C错误；D两物块运动过程中，弹簧最短时与弹簧最长时都是两物体具有共同速度时，有则弹簧最短时的弹性势能等于弹簧最长时的弹性势能，所以D正确；故选D。15C【详解】A
26、运动员从离水平网面3m高处由静止自由下落，着网后沿竖直方向回到离水平网面5m高处，初末位置动能都为0，但末位置重力势能大于初位置重力势能，运动员的机械能增加了，故机械能不守恒，故A错误；B弹性网弹力先对运动员做负功，再做正功，但总体不做功，运动员的机械能增加是运动员本身对自己做功的缘故，故B错误；CD根据动量定理可知，运动员初末速度为0，故动量的变化量为0 ，合外力的冲量为0，故弹性网弹力对运动员的冲量大小等于运动员重力的冲量大小，故C正确D错误。故选C。16C【详解】AD设竖直方向平均作用力为F，竖直方向上碰撞前速度为v，在竖直方向上利用动量定理水平方向上第一次碰撞前速度第1次碰撞前后，水平
27、方向由动量定理解得第一次碰撞后水平方向速度薄片第1次碰后，水平方向由于摩擦力的冲量影响，水平方向的速度减小，离开水平面瞬间，速度方向与水平面间夹角大于30；可知第2次碰撞后，水平方向速度为零，仅增大薄片碰前瞬间速度，不改变速度方向则它与水平面碰撞两次后，水平位移不会增加。故AD错误；B薄片每次碰撞前后竖直方向的速度大小保持不变，所以物块离开板的最大高度不变，故B错误；C薄片在与水平面多次碰撞后，水平方向速度为零，薄片只在竖直方向上运动，机械能守恒，故C正确。故选C。17D【详解】A小球运动过程中受的空气阻力大小不变，则上升、下降过程中加速度大小分别为所以故A错误；B小球上升过程中克服重力做的功
28、等于下落过程中重力做的功相等，即故B错误；C小球机械能的变化，等于空气阻力对小球做的功，即所以小球上升过程中的机械能变化等于下落过程中机械能的变化，故C错误；D上升、下降过程所用时间分别为、，则有由于，则上升、下降过程的平均功率分别为所以故D正确。故选D。18（1）；（2）a.；b.【详解】（1）对运动员和冰壶整体由动量定理得解得（2）a冰壶所受到的阻力由牛顿第二定律得根据运动学公式得联立解得b此过程中，冰壶的平均速度为则冰壶克服阻力做功的平均功率19（1）；（2）s=32.4m；（3）0.6m【详解】）（1）冰壶受力如答图1所示（2）根据牛顿第二定律有mg=ma根据运动学公式有0v2=2as
29、联立解得s=32.4m（3）设冰壶滑过的未摩擦的冰面长度为s，摩擦过的冰面长度为s0，根据动能定理有mgs0.9mgs0=0解得s=27m因此 s= s+ s0s=0.6m20（1）；（2）；（3），方向竖直向下【详解】（1）运动员从A点滑到O点，根据机械能守恒定律解得（2）运动员从O点到斜坡上，根据平抛运动规律，解得（3）运动员从O点到斜坡上，设动量变化量为，根据动量定理可得运动员的动量变化量大小为方向竖直向下21（1）；（2）；（3）【详解】（1）冰壶滑行过程中水平方向只受到摩擦力作用，根据牛顿第二定律可得解得，冰壶滑行过程中的加速度大小为（2）根据动能定理可得则冰壶整个滑行过程中摩擦力做的功为（3）根据匀变速直线运动规律有解得，此时冰壶滑行的加速度大小应为则根据牛顿第二定律有解得，此时冰壶和冰面的动摩擦因数变为22（1）；（2）a1s；b1.02【详解】（1）对于运动员从A到M过程，根据动能定理有解得（2）a将运动员的运动沿平行于AD和垂直于AD两个方向进行分解，均为匀变速直线运动。在垂直于AD方向初速度加速度当运动员该方向的速度为0时，距离AD最远，则有b在垂直于AD方向上，远离AD和返回AD的过程具有对称性，即运动员到达N点时，垂直于AD的分速度且运动的总时间在平行于AD方向初速度加速度运动员到达N点时，平行于AD的分速度所以速度方向与AD夹角的正切值
