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2023届北京市高考物理模拟试题知识点分类训练：力学选择题3
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这是一份2023届北京市高考物理模拟试题知识点分类训练：力学选择题3，共37页。试卷主要包含了单选题，多选题等内容，欢迎下载使用。
2023届北京市高考物理模拟试题知识点分类训练：力学选择题3
一、单选题
1．（2023·北京西城·统考一模）木星有多颗卫星，下表列出了其中两颗卫星的轨道半径和质量，两颗卫星绕木星的运动均可看作匀速圆周运动．由表中数据可知（ ）
卫星
轨道半径
卫星质量
木卫一
木卫二
A．木星对木卫一的万有引力小于木星对木卫二的万有引力
B．木卫一绕木星运动的向心加速度大于木卫二绕木星运动的向心加速度
C．木卫一绕木星运动的线速度小于木卫二绕木星运动的线速度
D．木卫一绕木星运动的周期大于木卫二绕木星运动的周期
2．（2023·北京石景山·统考一模）如图所示，中国自行研制、具有完全知识产权的“神舟”飞船某次发射过程简化如下：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，在B点通过变轨进入预定圆轨道。则（ ）
A．飞船在B点通过加速从椭圆轨道进入预定圆轨道
B．在B点变轨后，飞船的机械能减小
C．在椭圆轨道上运行时，飞船在A点的加速度比B点的小
D．在椭圆轨道上运行时，飞船在A点的速度比B点的小
3．（2023·北京·模拟预测）科幻电影曾出现太空梯的场景。如图甲所示，设想在赤道上建造一个始终与地表垂直的太空梯，航天员可通过梯仓P缓慢地到达太空中某一位置，设该位置距地心的距离为r，地球半径为图乙中曲线A为地球引力对航天员产生的加速度大小随r变化的图线；直线B为航天员的向心加速度大小随r变化的图线。下列说法正确的是（ ）
A．航天员在R处的速度等于地球的第一宇宙速度
B．乙图中的小于地球同步卫星的轨道半径
C．航天员在位置时处于完全失重状态
D．在小于的范围内，航天员越接近的位置对梯仓的压力越大
4．（2023·北京朝阳·统考一模）如图所示，可视为质点的小球用轻质细绳悬挂于B点，使小球在水平面内做匀速圆周运动。现仅增加绳长，保持轨迹圆的圆心O到悬点B的高度不变，小球仍在水平面内做匀速圆周运动。增加绳长前后小球运动的角速度、加速度以及所受细绳的拉力大小分别为、、和、、。则（ ）
A． B． C． D．
5．（2023·北京石景山·统考一模）一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的图像如图所示，此时处质点的速度沿y轴正方向。下列说法正确的是（ ）
A．该简谐横波沿x轴负方向传播
B．该时刻，处的质点速度最大
C．该时刻，处的质点速度最大
D．经过1个周期，处的质点运动的路程是8m
6．（2023·北京·统考模拟预测）如图所示，质量分别为m和3m的小物块A和B，用劲度系数为k轻质弹簧连接后放在水平地面上，A通过一根水平轻绳连接到墙上。A、B与地面间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将B向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，B恰好能保持静止，弹簧形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g。下列判断正确的是（ ）
A．物块B向右移动的最大距离为
B．若剪断轻绳，A在随后的运动过程中相对于其初位置的最大位移大小
C．若剪断轻绳，A在随后的运动过程中通过的总路程为
D．若剪断轻绳，A最终会静止时弹簧处于伸长状态，其伸长量为
7．（2023·北京·统考模拟预测）某农场安装有一种自动烧水装置如图所示，在农田中央装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度为h、重力加速度为g，转动的角速度为，喷水嘴水平长度为d，出水速度可调节，其调节范围满足，忽略空气阻分。则这种自动浇水装置能灌溉农田的面积为（ ）
A．
B．
C．
D．
8．（2023·北京·统考模拟预测）如图所示，光滑水平面上有个一根光滑的水平细杆，上面套着两个质量均为m，半径很小的球A和B，两球用长为L的细线相连接，开始时细线被拉直。现用一与光滑水平面平行且与杆垂直的恒力F作用于线的中点，使两球由静止开始沿杆运动，当两球相距为时两球沿杆滑行的加速度a的大小为（ ）
A． B． C． D．
9．（2023·北京·统考模拟预测）如图所示，足够长的斜面固定在水平地面上，斜面上有一光滑小球，跨过滑轮的细线一端系住小球，另一端系在竖直弹簧的上端，弹簧的下端固定在地面上，手持滑轮，系统处于平衡状态。若滑轮在手的控制缓慢向下移动，直到拉着小球的细线与斜面平行，则这一过程中（ ）
A．弹簧弹力先减小后增大 B．弹簧弹力不变
C．斜面对小球支持力逐渐减小 D．斜面对小球支持力逐渐增大
10．（2023·北京·统考模拟预测）在光滑水平面上的O点系一长为L的绝缘细线，线的另一端系一质量为m、带电量为q的小球。当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后，小球处于平衡状态，如图所示。现给小球一垂直于细线的初速度，使小球在水平面上开始运动。若很小，则小球第一次回到平衡位置所需时间为（ ）
A． B． C． D．
11．（2023·北京·统考模拟预测）如图所示，竖直墙MN、PQ间距为l，竖直线OA到两边墙面等距。从离地高度一定的O点垂直墙面以初速度水平抛出一个小球，小球与墙上B点、C点各发生一次弹性碰撞后恰好落在地面上的A点。设B点距地面高度为，C点距地面高度为，所有摩擦和阻力均不计。下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．仅将间距l加倍而仍在两墙中央O点平抛，小球不会落在A点
D．仅将初速度增为（n为正整数），小球可能落在N或Q点
12．（2023·北京·统考模拟预测）近代物理研究表明K-介子衰变的方程为，其中K-介子和π-介子带负电的基元电荷，介子不带电。一个K-介子在磁感应强度为B的匀强磁场中做半径为R的匀速圆周运动，在某时刻K-介子发生衰变，观察到π-介子做半径为2R的匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，介子的轨迹未画出。则K-介子、π-介子、介子的动量大小之比为（ ）
A． B． C． D．2：1：3
13．（2023·北京·统考模拟预测）某课外活动小组设计了如图所示的实验装置，光滑水平轻杆固定在竖直杆的O点，在水平轻杆上离O点为L处固定一个小的轻质定滑轮P，现将长为3L的光滑轻细线一端固定在O点，另一端通过轻质滑轮P与质量为m的滑块A相连，在轻细线上通过轻的光滑滑轮Q挂上滑块B，装置静止时，三角形OPQ刚好构成一个等边三角形，下列说法正确的是（ ）
A．可求得滑块B的质量为mB=m
B．若将O点处的线端沿水平杆向右缓慢移动L，则细线拉力大小减小，滑块A下降
C．若将O点处的线端沿竖直杆向下缓慢移动L，则细线拉力大小不变，滑块A上升
D．若将O点处的线端沿竖直杆向下缓慢移动L，则细线拉力大小不变，滑块A高度不变
14．（2023·北京丰台·统考一模）直升机悬停在空中，由静止开始投放装有物资的箱子，箱子下落时所受的空气阻力与箱子下落的速度成正比，下落过程中箱子始终保持图示状态。下列说法正确的是（ ）
A．下落过程中箱内物体的加速度逐渐增大
B．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚释放时大
C．如下落距离足够大时，箱内物体可能不受箱子底部的支持力作用
D．下落过程中箱内物体的机械能增大
15．（2023·北京丰台·统考一模）2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球的运动可看作匀速圆周运动，组合体距地面的高度约为400km，地球同步卫星距地面的高度约为。下列说法正确的是（ ）
A．组合体的线速度大于第一宇宙速度
B．组合体的周期大于地球同步卫星的周期
C．组合体的线速度大于地球同步卫星的线速度
D．组合体的加速度小于地球同步卫星的加速度
16．（2023·北京丰台·统考一模）如图所示，一个质量为m的物块，在平行于斜面的拉力F的作用下，沿倾角为θ的斜面匀速上滑，已知物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F大小等于
B．物块受到的摩擦力大小为
C．物块受到的摩擦力的方向沿斜面向下
D．物块受到的重力和拉力的合力垂直斜面向下
17．（2023·北京丰台·统考一模）伽利略相信，自然界的规律是简洁明了的。他猜想落体的速度应该是均匀变化的。为验证自己的猜想，他做了“斜面实验”，发现铜球在斜面上运动的位移与时间的平方成正比。改变铜球的质量或增大斜面倾角，上述规律依然成立。于是，他外推到倾角为90°的情况，得出落体运动的规律，如图所示。结合以上信息，判断下列说法正确的是（ ）
A．由“斜面实验”的结论可知，铜球做落体运动的速度随时间均匀增大
B．由“斜面实验”的结论可知，铜球做落体运动的速度随位移均匀增大
C．伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律是为了便于测量速度
D．伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律是为了便于测量加速度
18．（2023·北京·模拟预测）图甲为水平放置的弹簧振子，图乙为该弹簧振子的频闪照片。拍摄时底片沿着垂直于小球振动的方向从下向上匀速运动。图乙中M为时刻拍摄的小球的像，N为时刻拍摄的小球的像，不计阻力。下列说法正确的是（ ）
A．小球在、时刻的加速度方向相同
B．增大底片匀速运动的速度，同样尺寸的底片上拍摄小球像的个数减少
C．小球从时刻运动至平衡位置的时间大于从时刻运动至平衡位置的时间
D．从时刻到时刻的过程中，弹簧的弹性势能逐渐减小，小球的动能逐渐增大
19．（2023·北京丰台·统考一模）如图甲所示，某同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为0，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0
B．在到时间内，强磁铁的加速度大于重力加速度
C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量
20．（2023·北京平谷·统考一模）把纸带的下端固定在重物上，纸带穿过打点计时器，上端用手提着。接通电源后将纸带释放，重物拉着纸带下落，纸带被打出一系列点，其中一段如图所示。设打点计时器在纸带上打A点时重物的瞬时速度为。通过测量和计算，得出了AB两点间的平均速度为，AC两点间的平均速度为。下列说法正确的是（ ）
A．更接近，且小于 B．更接近，且大于
C．更接近，且小于 D．更接近，且大于
21．（2023·北京平谷·统考一模）如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°。一物块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，，。g取，则（ ）
A．传送带的速度为
B．摩擦力方向一直与物块运动的方向相反
C．物块与传送带间的动摩擦因数为0.25
D．传送带转动的速率越大，物块到达传送带顶端时的速度就会越大
22．（2023·北京平谷·统考一模）为了研究超重与失重问题，某同学静止站在电梯中的体重计上观察示数变化。在电梯运动的某阶段，他发现体重计的示数大于自己实际体重，下列说法正确的是（ ）
A．此时体重计对人的支持力大于人对体重计的压力
B．此时电梯可能正在匀速上升
C．此时电梯可能正在加速上升
D．此时电梯可能正在加速下降
23．（2023·北京石景山·统考一模）如图所示，在粗细均匀的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体N（可视为质点），稳定时N在水中匀速上浮。现将玻璃管轴线与竖直方向y轴重合，在N上升刚好匀速运动时的位置记为坐标原点O，同时玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。N依次经过平行横轴的三条水平线上的A、B、C位置，在OA、AB、BC三个过程中沿y轴方向的距离相等，对应的动能变化量分别为、、，动量变化量的大小分别为、、。则下面分析正确的是（ ）
A．，
B．，
C．，
D．，
24．（2023·北京平谷·统考一模）如图所示，质量分别为和（）的两个小球叠放在一起，从高度为h处由静止释放，它们一起下落。已知h远大于两球半径，碰撞前后小球都沿竖直方向运动，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．在下落过程中，两个小球之间存在相互作用的弹力
B．释放后至弹起的过程中，两小球的动量守恒
C．若所有的碰撞都没有机械能损失，且碰撞后弹起的最大高度，则碰撞后弹起的最大高度一定大于2.5h
D．若两球接触处涂有粘胶，从地面弹起后两球粘在一起向上运动，则两球弹起的最大高度为h
25．（2023·北京平谷·统考一模）一列简谐横波在时的波形图如图所示。介质中处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为（y的单位是cm）。则下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长，振幅
B．处的质点此刻具有最大速度
C．该波沿x轴负方向传播
D．这列波的波速
26．（2023·北京平谷·统考一模）如图，细绳一端固定于悬挂点P，另一端系一小球。在悬挂点正下方Q点处钉一个钉子。小球从A点由静止释放，摆到最低点O的时间为，从O点向右摆到最高点B（图中未画出）的时间为。摆动过程中，如果摆角始终小于5°，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．，摆球经过O点前后瞬间，小球的速率不变
B．，摆球经过O点前后瞬间，小球的速率变大
C．，摆球经过O点前后瞬间，摆线上的拉力大小不变
D．，摆球经过O点前后瞬间，摆线上的拉力变大
27．（2023·北京石景山·统考一模）一个地球仪绕与其“赤道面”垂直的“地轴”匀速转动的示意图如图所示。P点和Q点位于同一条“经线”上、Q点和M点位于“赤道”上，O为球心。下列说法正确的是（ ）
A．P、Q的线速度大小相等
B．P、M的角速度大小相等
C．P、Q的向心加速度大小相等
D．P、M的向心加速度方向均指向O
28．（2023·北京·模拟预测）很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出（ ）
A．手机可能离开过手掌
B．手机在时刻运动到最高点
C．手机在时刻改变运动方向
D．手机在时间内，受到的支持力先减小再增大
29．（2023·北京海淀·统考一模）如图所示，为环绕地球运转的航天器在变轨时，由低轨道升到高轨道时的变轨示意图。航天器先在圆形轨道1的A点加速后，进入到椭圆轨道2运行，当航天器运行到椭圆轨道2的远地点B时，再次加速而进入到圆轨道3而完成变轨运动。设：航天器在圆轨道1匀速运转时的速率为；靠惯性在椭圆轨道2运行时通过A、B两点时的速率分别为和；在圆轨道3匀速运转时的速率为。那么以下判断正确的是（ ）
A． B．
C． D．
30．（2023·北京·模拟预测）北京冬奥会速滑比赛中的某段过程，摄像机和运动员的位移x随时间t变化的图像如图，下列说法正确的是（ ）
A．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
31．（2023·北京·模拟预测）如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程（ ）
A．动能增加 B．机械能增加
C．重力势能增加 D．电势能增加
32．（2023·北京·模拟预测）如图所示，有两个完全相同的小球 A、B，将它们从同一高度以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出（不计空气阻力），则下列说法正确的是（ ）
A．两小球落地时的速度相同
B．从抛出点至落地，两球重力做功相同
C．两小球落地时，重力的瞬时功率相同
D．从抛出点至落地，重力对两小球做功的平均功率相同
33．（2023·北京·模拟预测）下图为飞船运动过程的示意图。飞船先进入圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3完成对接任务。地球轨道2分别与轨道1、轨道3相切于A点、B点。则飞船（ ）
A．在轨道1的运行周期大于在轨道3的运行周期
B．在轨道2运动过程中，经过A点时的速率比B点大
C．在轨道2运动过程中，经过A点时的加速度比B点小
D．从轨道2进入轨道3时需要在B点处减速
34．（2023·北京·模拟预测）某列简谐横波在t1=0时刻的波形如图甲中实线所示，t2=3.0s时刻的波形如图甲中虚线所示，若图乙是图甲a、b、c、d四点中某质点的振动图像，下列说法中正确的是（ ）
A．在t1=0时刻质点b沿y轴正方向运动
B．图乙是质点d的振动图像
C．从t1=0到t2=3.0s这段时间内，质点a通过的路程为1.5m
D．t3=9.5s时刻质点c沿y轴正方向运动
35．（2023·北京·模拟预测）如图所示，质量为的物体放在倾角为、质量为的斜面体上，斜面体放在水平地面上，用沿斜面向下、大小为的力推物体，恰能沿斜面匀速下滑，而斜面体静止不动。则下列说法中正确的是（ ）
A．地面对斜面体的支持力大小为
B．地面对斜面体的支持力大小为
C．地面对斜面体的摩擦力向右，大小为
D．地面对斜面体的摩擦力大小为
二、多选题
36．（2023·北京·统考模拟预测）如图甲所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，一木块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，取斜面底端为重力势能的零势点，已知上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．木块上滑过程中，重力势能增加了
B．木块受到的摩擦力大小为
C．木块的重力大小为
D．木块与斜面间的动摩擦因数为
参考答案：
1．B
【详解】A．根据万有引力表达式
可知木卫一质量大、轨道半径小，所以木星对木卫一的万有引力大于木星对木卫二的万有引力，故A错误；
B．由牛顿第二定律
可得
因为木卫一的轨道半径小于木卫二的轨道半径，所以木卫一绕木星运动的向心加速度大于木卫二绕木星运动的向心加速度，故B正确；
C．由牛顿第二定律
可得
因为木卫一的轨道半径小于木卫二的轨道半径，所以木卫一绕木星运动的线速度大于木卫二绕木星运动的线速度，故C错误；
D．由牛顿第二定律
可得
因为木卫一的轨道半径小于木卫二的轨道半径，所以木卫一绕木星运动的周期小于木卫二绕木星运动的周期，故D错误。
故选B。
2．A
【详解】A．椭圆轨道相对于预定圆轨道是低轨道，由低轨道变轨到高轨道，需要在切点位置向后喷气加速，即飞船在B点通过加速从椭圆轨道进入预定圆轨道，A正确；
B．根据上述，在B点需要向后喷气加速才能变轨到预定轨道，喷气过程中，气体对飞船做正功，则飞船的机械能增大，B错误；
C．根据
解得
A点为近地点，B点为远地点，A点到地心的间距小于B点到地心的间距，则在椭圆轨道上运行时，飞船在A点的加速度比B点的大，C错误；
D．在椭圆轨道上运行时，当飞船由A点运动到B点过程中，飞船到地心之间的间距逐渐增大，则引力做负功，势能增大，动能减小，即速度减小，即在椭圆轨道上运行时，飞船在A点的速度比B点的大，D错误。
故选A。
3．C
【详解】A．地球的第一宇宙速度等于卫星在地球表面轨道绕地球做匀速圆周运动的线速度，则有
设航天员在R处的速度为，在R处曲线A对应的加速度为，直线B对应的向心加速度为，则有
可知航天员在R处的速度小于地球的第一宇宙速度，故A错误；
BC．设地球自转的周期为，同步卫星的轨道半径为，根据万有引力提供向心力可得
由图可知位置直线B对应的向心加速度为
对于曲线A，有
又
可得
联立可得
可知航天员在位置时，只受地球万有引力作用，处于完全失重状态，故B错误，C正确；
D．在小于的范围内，根据图中曲线A与直线B可知，宇航员受到的万有引力大于所需的向心力；对于宇航员，根据牛顿第二定律可得
解得
可知航天员越接近的位置对梯仓的压力越小，故D错误。
故选C。
4．A
【详解】设绳子竖直方向的夹角为，由分析可知，绳子和重力的合力提供向心力，即
设轨迹圆的圆心O到悬点B的高度为h，则
解得
由力的合成可知
绳子越长，与竖直方向的夹角越大，所以
故选A。
5．C
【详解】A．由于此时处质点的速度沿y轴正方向，根据同侧法可知，该简谐横波沿x轴正方向传播，A错误；
B．质点在平衡位置的速度最大，在振幅位置的速度为0，该时刻，处的质点位移波峰位置，即位于振幅处，其速度最小，速度为0，B错误；
C．根据上述，该时刻，处的质点处于平衡位置，其速度最大，C正确；
D．经过1个周期，处的质点运动的路程为
D错误。
故选C
6．C
【详解】A．根据题意撤去拉力后，B恰好能保持静止，即
解得
BCD．剪断轻绳，A会在弹簧弹力和摩擦力共同作用下向右运动，弹簧伸长量减小，弹力减小，B不会发生移动，即B处于静止状态，A速度减为零时，设弹簧处于拉长状态且伸长量为，根据能量守恒可知
解得
（舍去）
负号表示弹簧处于压缩状态，压缩量为
此时恰好有
即A速度减为零时刚好能静止，所以A运动的最大位移及路程为
C正确，BD错误；
故选C。
7．D
【详解】水自由下落所用时间为
解得
沿管方向的速度介于
垂直于管方向的速度为
根据则平抛水平位移
沿管方向平抛距离为
沿管方向的总位移为
垂直于管方向的距离为
则旋转圆的半径介于
即
根据这种自动浇水装置能灌溉农田的面积为
解得
故选D。
8．D
【详解】根据题意，对结点受力分析，如图所示
由平衡条件有
由几何关系可得
对小球，由牛顿第二定律有
联立解得
故选D。
9．D
【详解】在缓慢移动过程中，小球在重力、斜面对其的支持力和细线上的张力三力的作用下保持动态平衡，故三个力可以构成一个封闭的矢量三角形如图所示。因的大小和方向始终不变，的方向不变，大小可变，的大小、方向都在变，因此可以作出一系列矢量三角形，如图所示
由图可知，逐渐增大，只能变化到与垂直，故是逐渐变小的，因弹簧弹力与是一对平衡力，则弹簧弹力逐渐减小。
故选D。
10．A
【详解】若很小，则小球摆动的幅度很小，即摆角很小，则小球的运动是简谐运动，小球处于平衡状态时，绳的弹力
则等效重力加速度为
小球简谐运动的周期
小球第一次回到平衡位置所需时间
解得
故选A。
11．B
【详解】AB．由于竖直线OA到两边墙面距离均为，小球与墙面发生弹性碰撞，无能量损失，小球在运动过程中，竖直方向为自由落体，水平方向匀速运动，运动到B、C及A水平方向的路程之比为1：3：4，所用时间之比为1：3：4，O到B、C、A的竖直距离分别为、、，由匀变速运动规律得
故
故A错误，B正确；
C．由于OA间高度不变，小球落到地面时间不变，仅将间距加倍而仍在两墙中央O点平抛，小球将与前面碰撞一次后落在A点，故C错误；
D．仅将初速度增为（为正整数），小球从抛出到落地在水平方向通过路程为
根据对称性，小球一定落在A点，故D错误。
故选B。
12．C
【详解】对K-介子，根据洛伦兹力公式和向心力公式可得
可得K-介子的动量为
同理，可得π-介子的动量为
则K-介子、π-介子的动量大小之比为；
K-介子发生衰变，π-介子、介子组成的系统动量守恒，即介子的动量等于π-介子的动量，所以K-介子、π-介子、介子的动量大小之比为
故选C。
13．D
【详解】A．对物块A受力分析可知细线上的拉力大小为
对滑轮Q受力分析可知
解得
A错误；
B．若将O点处的线端沿水平杆向右缓慢移动L，物块A处于平衡状态，则细线拉力大小不变，B错误；
CD．若将O点处的线端沿竖直杆向下缓慢移动L，物块A处于平衡状态，则细线拉力大小不变，由于细线拉力不变，则滑轮两侧细绳间的夹角不变，如图所示
根据几何关系知，PM的长度就代表了P轮左侧绳子的总长
因为夹角不变，MN之间的距离不变，则PM绳子总长不变，所以物体A的高度没有发生变化，C错误，D正确；
故选D。
14．B
【详解】A．设箱子的质量为，物体的质量为，箱子受到的空气阻力为，根据牛顿第二定律可知下落过程中整体的加速度为
随着速度的增大，加速度在减小，A错误；
B．以箱内物体为对象，根据牛顿第二定律可知
随着加速度的减小，物体受到的支持力在逐渐增大，B正确；
C．整体向下做加速度减小的加速运动，物体受到的支持力一直在增大，当加速度为零时，整体开始做匀速运动，此时箱内物体受箱子底部的支持力与物体重力相等，所以最后不会出现支持力为零的情况，C错误；
D．由于物体受到向上的支持力，且支持力对物体做负功，所以下落过程中箱内物体的机械能减小，D错误。
故选B。
15．C
【详解】A．第一宇宙速度是卫星环绕速度中心天体的最大环绕速度，因此组合体的速度不能大于第一宇宙速度，故A项错误；
B．对卫星有
整理有
因为组合体和同步卫星均是绕地球运动，所以根据上述式子可知，其运动的轨道半径越大，周期越大，所以组合体的周期小于地球同步卫星的周期，故B项错误；
C．对卫星有
整理有
因为组合体和同步卫星均是绕地球运动，所以根据上述式子可知，其运动的轨道半径越小，线速度越大，所以组合体的线速度大于地球同步卫星的线速度，故C项正确；
D．对卫星有
整理有
因为组合体和同步卫星均是绕地球运动，所以根据上述式子可知，其运动的轨道半径越小，加速度越大，所以组合体的加速度大于地球同步卫星的加速度，故D项错误。
故选C。
16．C
【详解】ABC．由于物块匀速上滑，摩擦力沿斜面向下，根据平衡条件可知
其中摩擦力的大小为
A、B错误，C正确；
D．将重力沿斜面和垂直斜面分解，在沿斜面方向，重力沿斜面分力与拉力的合力与摩擦力等大反向，沿斜面向上，再与重力垂直斜面分力合成，合力与斜面既不垂直也不平行，D错误。
故选C。
17．A
【详解】物体做自由落体运动的时间很短，不易测量，当时伽利略利用斜面做实验，主要是考虑到实验时便于测量小球的运动时间，在当时的情况下，还没有出现加速度的概念，伽利略在实验中没有测量加速度，通过铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做匀变速直线运动，且铜球的加速度随斜面倾角的增大而增大，倾角最大为90°，此时铜球应做自由落体运动，由此得出的结论是在斜面倾角一定时，铜球运动的速度随时间均匀增大。
故选A。
18．B
【详解】A．小球做简谐振动，加速度方向指向平衡位置，由图可知小球在、时刻的加速度方向相反，A错误；
B．小球做简谐振动的周期不变，增大增大底片匀速运动的速度，则底片运动的时间减少，拍摄小球像的个数减少，B正确；
C．由图可知，点为振幅最大处向平衡位置振动，则小球从时刻运动至平衡位置的时间为,小球在位置先向最大振幅处振动，再向平衡位置运动，从时刻运动至平衡位置的时间大于,所以小球从时刻运动至平衡位置的时间小于从时刻运动至平衡位置的时间，C错误；
D．从时刻到时刻的过程中，弹簧弹力对小球先做正功后做负功，弹簧的弹性势能先减小后增大，小球的动能先增大后减小，D错误。
故选B。
19．A
【详解】A．时刻电流为0，说明感应电动势为零，由 可知穿过线圈的磁通量的变化率为0，故A正确；
B．由“来拒去留”可知在到时间内，强磁铁受到线圈向上的作用力F，且初始阶段有F小于重力，由
可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度，故B错误；
C．由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上，故C错误；
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈的内能，故D错误。
故选A。
20．B
【详解】因B点更接近于A点，则AB之间的平均速度更接近于A点的瞬时速度，因重物做加速运动，则从A到C相邻点间距逐渐增加，B点的瞬时速度大于A点的瞬时速度，则AB之间的平均速度大于A点的瞬时速度。
故选B。
21．C
【详解】A．由图乙可知传送带的速度为，A错误；
BC．在内，物块的速度大于传送带速度，传送带对物块的摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律有
根据图乙可得
在内传送带的速度大于物块的速度，传送带对物块的摩擦力沿传送带向上，根据根据牛顿第二定律有
根据图乙可得
联立解得
故C正确；
D．当传送带的速度大于后，物块在传送带上一直做加速度为的减速运动，无论传送带的速度为多大，物块到达传送带顶端时的速度都相等，D错误。
故选C。
22．C
【详解】A．根据牛顿第三定律可知，体重计对人的支持力等于人对体重计的压力，选项A错误；
BCD．体重计的示数大于自己实际体重，则发生超重现象，加速度向上，则此时电梯可能正在加速上升或者减速下降，选项C正确，BD错误。
故选C。
23．A
【详解】由于小圆柱体N竖直方向上做匀速直线运动，且在OA、AB、BC三个过程中沿y轴方向的距离相等，令为，可知OA、AB、BC三个过程经历时间相等，则有
小圆柱体在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则小圆柱体运动至A、B、C位置水平方向的分位移分别为
，，
则有
，
根据动能定理有
，，
解得
根据动量定理有
，，
解得
综合上述有
，
故选A。
24．C
【详解】A．在下落过程中，两个小球都做自由落体运动，故两个小球之间无相互作用力，A错误；
B．释放后至弹起的过程中，两小球所受合力不为0，故动量不守恒，B错误；
C．整个过程中两小球的机械能守恒，根据机械能守恒定律
由题知
解得
故C正确；
D．若两球接触处涂有粘胶，从地面弹起后两球粘在一起向上运动，属于完全非弹性碰撞，有一部分机械能转化为内能，故两球弹起的最大高度为应小于h，故D错误。
故选C。
25．A
【详解】A．由波形图，可直接判断出该波的波长，振幅，故A正确；
B．由波形图知，处的质点此刻在负向最大位移处，速度为零，故B错误；
C．根据质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为，可知下一时刻，P质点将向y轴正方向振动，根据同侧法，可知该波沿x轴正方向传播，故C错误；
D．根据质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为，可得这列波的周期为
得波速
故D错误。
故选A。
26．D
【详解】因摆角始终小于5°，则小球在钉子两边摆动时均可看作简谐运动因为在左侧摆动时摆长较长，根据
可知，左侧周期较大，因摆球在钉子两边摆动的时间均为所在摆周期的，可知
细绳碰钉子的瞬间，由于小球水平方向合力为零，可知小球的速率不变；摆球经过O点时，由牛顿第二定律有
摆球经过O点碰钉子后，做圆周运动的半径r减小，则绳子拉力变大。
故选D。
27．B
【详解】B．由于同轴转动的物体的角速度相等，可知P、Q、M的角速度均相等，B正确；
A．图中球面上各点圆周运动的半径为各点到地轴的垂直距离，因此有
根据
结合上述可知
A错误；
C．根据
结合上述可知
C错误；
D．根据上述可知，M的向心加速度方向指向O，P的向心加速度方向指向P到地轴垂线的垂足，D错误。
故选B。
28．A
【详解】B．根据
可知图象与坐标轴围成面积表示速度变化量，可知手机在时刻速度为正，还没有到最高点，故B错误；
C．根据
可知图象与坐标轴围成面积表示速度变化量，可知手机在时刻前后速度均为正，运动方向没有发生改变，故C错误；
D．由图可知时间加速度向上不断减小，根据牛顿第二定律得
则
可知时刻支持力不断减小，时间内加速度向下，不断增大，根据牛顿第二定律得
得
可得支持力还是不断减小，故D错误；
A．由图可知，手机的加速度某一段时间内等于重力加速度，则手机与手掌没有力的作用，手机可能离开过手掌，故A正确。
故选A。
29．D
【详解】第一次点火加速，有
第二次点火加速，有
都是航天器绕地球做匀速圆周运动的速度，设地球质量为，航天器的质量为，轨道半径为，由
得
又
得
因此得
故选D。
30．C
【详解】A．图像只能表示直线运动的规律，则摄像机和运动员都在做直线运动，故A错误；
B．图像反映了物体的位置随时间的变化情况，由图可知，在时间内摄像机一直在前，故B错误；
C．时间内摄像机与运动员的位移相同，所用时间相同，根据
可知，平均速度相同，故C正确；
D．图像的斜率表示速度，则在时间内摄像机的速度先大于运动员速度，在等于运动员速度，后小于运动员速度，故D错误。
故选C。
31．C
【详解】将小球的运动沿竖直方向和水平方向进行分解，可知竖直方向只受重力作用，做竖直上抛运动，水平方向只受电场力作用，做初速度为零的匀加速直线运动，故小球从M运动到N，小球上升到最大高处，则根据功能关系可知
动能的增加量
机械能的增加量
重力势能的增加量
电势能的增加量
所以电势能减少了。
故选C。
32．B
【详解】AB．在整个过程中，只有重力做功，重力做功的特点是只与始末位置的高度差相等，与其所经过的路径无关，所以这两个小球在整个过程中重力做功相等，根据动能定理可知
则落地时的动能相等，速度大小相等，但速度方向不同，A错误，B正确；
C．由于落地时速度大小相同，方向不同，根据
可知，重力的瞬时功率不同，C错误；
D．竖直上抛运动的时间比平抛运动的时间多，根据
可知，重力对平抛抛球做功的平均功率更大，D错误。
故选B。
33．B
【详解】A．根据
得
轨道1的运动半径小于轨道3的运动半径，则在轨道1的运行周期小于在轨道3的运行周期，A错误；
B．在轨道2运动过程中，A点为近地点，速度最大；B点为远地点，速度最小，B正确；
C．根据
得
可知，经过A点时的加速度比B点大，C错误；
D．从轨道2进入轨道3时需要在B点加速，使飞船所需向心力等于万有引力，D错误。
故选B。
34．D
【详解】A．由图乙可知波的周期为4s，所以从t1=0s到t2=3.0s这段时间是四分之三个周期，结合图甲的波形图可知，波向x轴负方向传播，所以在t1=0时刻质点b沿y轴负方向运动，故A错误；
B．由图乙可知t1=0时刻该质点正位于正向最大位移处，所以图乙是质点a的振动图像，故B错误；
C．从t1=0到t2=3.0s这段时间内，质点a通过的路程为
故C错误；
D．t1=0时刻时，质点c刚好位于负向最大位移处，且
所以t3=9.5s时刻质点c沿y轴正向运动，故D正确。
故选D。
35．C
【详解】对整体受力分析，根据平衡条件，有
即地面对斜面体的支持力为
地面对斜面体的摩擦力为
方向水平向右。
故选C。
36．BD
【详解】根据题意，由图乙可知，木块初状态的机械能全部为动能，大小为，末状态动能为0，机械能全部为重力势能，大小为
AC．由上述分析可知，木块的重力势能增加了，由功能关系可知，克服重力做功为，设木块的重力大小为，由公式可得
解得
故AC错误；
BD．根据题意可知，除重力做功外，只有摩擦力做功，设摩擦力大小为，由功能关系有
解得
又有
解得
故BD正确；
故选BD。
2023届北京市高考物理模拟试题知识点分类训练：力学选择题3
一、单选题
1．（2023·北京西城·统考一模）木星有多颗卫星，下表列出了其中两颗卫星的轨道半径和质量，两颗卫星绕木星的运动均可看作匀速圆周运动．由表中数据可知（ ）
卫星
轨道半径
卫星质量
木卫一
木卫二
A．木星对木卫一的万有引力小于木星对木卫二的万有引力
B．木卫一绕木星运动的向心加速度大于木卫二绕木星运动的向心加速度
C．木卫一绕木星运动的线速度小于木卫二绕木星运动的线速度
D．木卫一绕木星运动的周期大于木卫二绕木星运动的周期
2．（2023·北京石景山·统考一模）如图所示，中国自行研制、具有完全知识产权的“神舟”飞船某次发射过程简化如下：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，在B点通过变轨进入预定圆轨道。则（ ）
A．飞船在B点通过加速从椭圆轨道进入预定圆轨道
B．在B点变轨后，飞船的机械能减小
C．在椭圆轨道上运行时，飞船在A点的加速度比B点的小
D．在椭圆轨道上运行时，飞船在A点的速度比B点的小
3．（2023·北京·模拟预测）科幻电影曾出现太空梯的场景。如图甲所示，设想在赤道上建造一个始终与地表垂直的太空梯，航天员可通过梯仓P缓慢地到达太空中某一位置，设该位置距地心的距离为r，地球半径为图乙中曲线A为地球引力对航天员产生的加速度大小随r变化的图线；直线B为航天员的向心加速度大小随r变化的图线。下列说法正确的是（ ）
A．航天员在R处的速度等于地球的第一宇宙速度
B．乙图中的小于地球同步卫星的轨道半径
C．航天员在位置时处于完全失重状态
D．在小于的范围内，航天员越接近的位置对梯仓的压力越大
4．（2023·北京朝阳·统考一模）如图所示，可视为质点的小球用轻质细绳悬挂于B点，使小球在水平面内做匀速圆周运动。现仅增加绳长，保持轨迹圆的圆心O到悬点B的高度不变，小球仍在水平面内做匀速圆周运动。增加绳长前后小球运动的角速度、加速度以及所受细绳的拉力大小分别为、、和、、。则（ ）
A． B． C． D．
5．（2023·北京石景山·统考一模）一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的图像如图所示，此时处质点的速度沿y轴正方向。下列说法正确的是（ ）
A．该简谐横波沿x轴负方向传播
B．该时刻，处的质点速度最大
C．该时刻，处的质点速度最大
D．经过1个周期，处的质点运动的路程是8m
6．（2023·北京·统考模拟预测）如图所示，质量分别为m和3m的小物块A和B，用劲度系数为k轻质弹簧连接后放在水平地面上，A通过一根水平轻绳连接到墙上。A、B与地面间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将B向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，B恰好能保持静止，弹簧形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g。下列判断正确的是（ ）
A．物块B向右移动的最大距离为
B．若剪断轻绳，A在随后的运动过程中相对于其初位置的最大位移大小
C．若剪断轻绳，A在随后的运动过程中通过的总路程为
D．若剪断轻绳，A最终会静止时弹簧处于伸长状态，其伸长量为
7．（2023·北京·统考模拟预测）某农场安装有一种自动烧水装置如图所示，在农田中央装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度为h、重力加速度为g，转动的角速度为，喷水嘴水平长度为d，出水速度可调节，其调节范围满足，忽略空气阻分。则这种自动浇水装置能灌溉农田的面积为（ ）
A．
B．
C．
D．
8．（2023·北京·统考模拟预测）如图所示，光滑水平面上有个一根光滑的水平细杆，上面套着两个质量均为m，半径很小的球A和B，两球用长为L的细线相连接，开始时细线被拉直。现用一与光滑水平面平行且与杆垂直的恒力F作用于线的中点，使两球由静止开始沿杆运动，当两球相距为时两球沿杆滑行的加速度a的大小为（ ）
A． B． C． D．
9．（2023·北京·统考模拟预测）如图所示，足够长的斜面固定在水平地面上，斜面上有一光滑小球，跨过滑轮的细线一端系住小球，另一端系在竖直弹簧的上端，弹簧的下端固定在地面上，手持滑轮，系统处于平衡状态。若滑轮在手的控制缓慢向下移动，直到拉着小球的细线与斜面平行，则这一过程中（ ）
A．弹簧弹力先减小后增大 B．弹簧弹力不变
C．斜面对小球支持力逐渐减小 D．斜面对小球支持力逐渐增大
10．（2023·北京·统考模拟预测）在光滑水平面上的O点系一长为L的绝缘细线，线的另一端系一质量为m、带电量为q的小球。当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后，小球处于平衡状态，如图所示。现给小球一垂直于细线的初速度，使小球在水平面上开始运动。若很小，则小球第一次回到平衡位置所需时间为（ ）
A． B． C． D．
11．（2023·北京·统考模拟预测）如图所示，竖直墙MN、PQ间距为l，竖直线OA到两边墙面等距。从离地高度一定的O点垂直墙面以初速度水平抛出一个小球，小球与墙上B点、C点各发生一次弹性碰撞后恰好落在地面上的A点。设B点距地面高度为，C点距地面高度为，所有摩擦和阻力均不计。下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．仅将间距l加倍而仍在两墙中央O点平抛，小球不会落在A点
D．仅将初速度增为（n为正整数），小球可能落在N或Q点
12．（2023·北京·统考模拟预测）近代物理研究表明K-介子衰变的方程为，其中K-介子和π-介子带负电的基元电荷，介子不带电。一个K-介子在磁感应强度为B的匀强磁场中做半径为R的匀速圆周运动，在某时刻K-介子发生衰变，观察到π-介子做半径为2R的匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，介子的轨迹未画出。则K-介子、π-介子、介子的动量大小之比为（ ）
A． B． C． D．2：1：3
13．（2023·北京·统考模拟预测）某课外活动小组设计了如图所示的实验装置，光滑水平轻杆固定在竖直杆的O点，在水平轻杆上离O点为L处固定一个小的轻质定滑轮P，现将长为3L的光滑轻细线一端固定在O点，另一端通过轻质滑轮P与质量为m的滑块A相连，在轻细线上通过轻的光滑滑轮Q挂上滑块B，装置静止时，三角形OPQ刚好构成一个等边三角形，下列说法正确的是（ ）
A．可求得滑块B的质量为mB=m
B．若将O点处的线端沿水平杆向右缓慢移动L，则细线拉力大小减小，滑块A下降
C．若将O点处的线端沿竖直杆向下缓慢移动L，则细线拉力大小不变，滑块A上升
D．若将O点处的线端沿竖直杆向下缓慢移动L，则细线拉力大小不变，滑块A高度不变
14．（2023·北京丰台·统考一模）直升机悬停在空中，由静止开始投放装有物资的箱子，箱子下落时所受的空气阻力与箱子下落的速度成正比，下落过程中箱子始终保持图示状态。下列说法正确的是（ ）
A．下落过程中箱内物体的加速度逐渐增大
B．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚释放时大
C．如下落距离足够大时，箱内物体可能不受箱子底部的支持力作用
D．下落过程中箱内物体的机械能增大
15．（2023·北京丰台·统考一模）2022年5月，我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球的运动可看作匀速圆周运动，组合体距地面的高度约为400km，地球同步卫星距地面的高度约为。下列说法正确的是（ ）
A．组合体的线速度大于第一宇宙速度
B．组合体的周期大于地球同步卫星的周期
C．组合体的线速度大于地球同步卫星的线速度
D．组合体的加速度小于地球同步卫星的加速度
16．（2023·北京丰台·统考一模）如图所示，一个质量为m的物块，在平行于斜面的拉力F的作用下，沿倾角为θ的斜面匀速上滑，已知物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F大小等于
B．物块受到的摩擦力大小为
C．物块受到的摩擦力的方向沿斜面向下
D．物块受到的重力和拉力的合力垂直斜面向下
17．（2023·北京丰台·统考一模）伽利略相信，自然界的规律是简洁明了的。他猜想落体的速度应该是均匀变化的。为验证自己的猜想，他做了“斜面实验”，发现铜球在斜面上运动的位移与时间的平方成正比。改变铜球的质量或增大斜面倾角，上述规律依然成立。于是，他外推到倾角为90°的情况，得出落体运动的规律，如图所示。结合以上信息，判断下列说法正确的是（ ）
A．由“斜面实验”的结论可知，铜球做落体运动的速度随时间均匀增大
B．由“斜面实验”的结论可知，铜球做落体运动的速度随位移均匀增大
C．伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律是为了便于测量速度
D．伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律是为了便于测量加速度
18．（2023·北京·模拟预测）图甲为水平放置的弹簧振子，图乙为该弹簧振子的频闪照片。拍摄时底片沿着垂直于小球振动的方向从下向上匀速运动。图乙中M为时刻拍摄的小球的像，N为时刻拍摄的小球的像，不计阻力。下列说法正确的是（ ）
A．小球在、时刻的加速度方向相同
B．增大底片匀速运动的速度，同样尺寸的底片上拍摄小球像的个数减少
C．小球从时刻运动至平衡位置的时间大于从时刻运动至平衡位置的时间
D．从时刻到时刻的过程中，弹簧的弹性势能逐渐减小，小球的动能逐渐增大
19．（2023·北京丰台·统考一模）如图甲所示，某同学在研究电磁感应现象时，将一线圈两端与电流传感器相连，强磁铁从长玻璃管上端由静止下落，电流传感器记录了强磁铁穿过线圈过程中电流随时间变化的图像，时刻电流为0，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，穿过线圈的磁通量的变化率为0
B．在到时间内，强磁铁的加速度大于重力加速度
C．强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力先向上后向下
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量
20．（2023·北京平谷·统考一模）把纸带的下端固定在重物上，纸带穿过打点计时器，上端用手提着。接通电源后将纸带释放，重物拉着纸带下落，纸带被打出一系列点，其中一段如图所示。设打点计时器在纸带上打A点时重物的瞬时速度为。通过测量和计算，得出了AB两点间的平均速度为，AC两点间的平均速度为。下列说法正确的是（ ）
A．更接近，且小于 B．更接近，且大于
C．更接近，且小于 D．更接近，且大于
21．（2023·北京平谷·统考一模）如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°。一物块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，，。g取，则（ ）
A．传送带的速度为
B．摩擦力方向一直与物块运动的方向相反
C．物块与传送带间的动摩擦因数为0.25
D．传送带转动的速率越大，物块到达传送带顶端时的速度就会越大
22．（2023·北京平谷·统考一模）为了研究超重与失重问题，某同学静止站在电梯中的体重计上观察示数变化。在电梯运动的某阶段，他发现体重计的示数大于自己实际体重，下列说法正确的是（ ）
A．此时体重计对人的支持力大于人对体重计的压力
B．此时电梯可能正在匀速上升
C．此时电梯可能正在加速上升
D．此时电梯可能正在加速下降
23．（2023·北京石景山·统考一模）如图所示，在粗细均匀的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体N（可视为质点），稳定时N在水中匀速上浮。现将玻璃管轴线与竖直方向y轴重合，在N上升刚好匀速运动时的位置记为坐标原点O，同时玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。N依次经过平行横轴的三条水平线上的A、B、C位置，在OA、AB、BC三个过程中沿y轴方向的距离相等，对应的动能变化量分别为、、，动量变化量的大小分别为、、。则下面分析正确的是（ ）
A．，
B．，
C．，
D．，
24．（2023·北京平谷·统考一模）如图所示，质量分别为和（）的两个小球叠放在一起，从高度为h处由静止释放，它们一起下落。已知h远大于两球半径，碰撞前后小球都沿竖直方向运动，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．在下落过程中，两个小球之间存在相互作用的弹力
B．释放后至弹起的过程中，两小球的动量守恒
C．若所有的碰撞都没有机械能损失，且碰撞后弹起的最大高度，则碰撞后弹起的最大高度一定大于2.5h
D．若两球接触处涂有粘胶，从地面弹起后两球粘在一起向上运动，则两球弹起的最大高度为h
25．（2023·北京平谷·统考一模）一列简谐横波在时的波形图如图所示。介质中处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为（y的单位是cm）。则下列说法正确的是（ ）
A．该波的波长，振幅
B．处的质点此刻具有最大速度
C．该波沿x轴负方向传播
D．这列波的波速
26．（2023·北京平谷·统考一模）如图，细绳一端固定于悬挂点P，另一端系一小球。在悬挂点正下方Q点处钉一个钉子。小球从A点由静止释放，摆到最低点O的时间为，从O点向右摆到最高点B（图中未画出）的时间为。摆动过程中，如果摆角始终小于5°，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．，摆球经过O点前后瞬间，小球的速率不变
B．，摆球经过O点前后瞬间，小球的速率变大
C．，摆球经过O点前后瞬间，摆线上的拉力大小不变
D．，摆球经过O点前后瞬间，摆线上的拉力变大
27．（2023·北京石景山·统考一模）一个地球仪绕与其“赤道面”垂直的“地轴”匀速转动的示意图如图所示。P点和Q点位于同一条“经线”上、Q点和M点位于“赤道”上，O为球心。下列说法正确的是（ ）
A．P、Q的线速度大小相等
B．P、M的角速度大小相等
C．P、Q的向心加速度大小相等
D．P、M的向心加速度方向均指向O
28．（2023·北京·模拟预测）很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出（ ）
A．手机可能离开过手掌
B．手机在时刻运动到最高点
C．手机在时刻改变运动方向
D．手机在时间内，受到的支持力先减小再增大
29．（2023·北京海淀·统考一模）如图所示，为环绕地球运转的航天器在变轨时，由低轨道升到高轨道时的变轨示意图。航天器先在圆形轨道1的A点加速后，进入到椭圆轨道2运行，当航天器运行到椭圆轨道2的远地点B时，再次加速而进入到圆轨道3而完成变轨运动。设：航天器在圆轨道1匀速运转时的速率为；靠惯性在椭圆轨道2运行时通过A、B两点时的速率分别为和；在圆轨道3匀速运转时的速率为。那么以下判断正确的是（ ）
A． B．
C． D．
30．（2023·北京·模拟预测）北京冬奥会速滑比赛中的某段过程，摄像机和运动员的位移x随时间t变化的图像如图，下列说法正确的是（ ）
A．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
31．（2023·北京·模拟预测）如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度从M点竖直向上运动，通过N点时，速度大小为，方向与电场方向相反，则小球从M运动到N的过程（ ）
A．动能增加 B．机械能增加
C．重力势能增加 D．电势能增加
32．（2023·北京·模拟预测）如图所示，有两个完全相同的小球 A、B，将它们从同一高度以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出（不计空气阻力），则下列说法正确的是（ ）
A．两小球落地时的速度相同
B．从抛出点至落地，两球重力做功相同
C．两小球落地时，重力的瞬时功率相同
D．从抛出点至落地，重力对两小球做功的平均功率相同
33．（2023·北京·模拟预测）下图为飞船运动过程的示意图。飞船先进入圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3完成对接任务。地球轨道2分别与轨道1、轨道3相切于A点、B点。则飞船（ ）
A．在轨道1的运行周期大于在轨道3的运行周期
B．在轨道2运动过程中，经过A点时的速率比B点大
C．在轨道2运动过程中，经过A点时的加速度比B点小
D．从轨道2进入轨道3时需要在B点处减速
34．（2023·北京·模拟预测）某列简谐横波在t1=0时刻的波形如图甲中实线所示，t2=3.0s时刻的波形如图甲中虚线所示，若图乙是图甲a、b、c、d四点中某质点的振动图像，下列说法中正确的是（ ）
A．在t1=0时刻质点b沿y轴正方向运动
B．图乙是质点d的振动图像
C．从t1=0到t2=3.0s这段时间内，质点a通过的路程为1.5m
D．t3=9.5s时刻质点c沿y轴正方向运动
35．（2023·北京·模拟预测）如图所示，质量为的物体放在倾角为、质量为的斜面体上，斜面体放在水平地面上，用沿斜面向下、大小为的力推物体，恰能沿斜面匀速下滑，而斜面体静止不动。则下列说法中正确的是（ ）
A．地面对斜面体的支持力大小为
B．地面对斜面体的支持力大小为
C．地面对斜面体的摩擦力向右，大小为
D．地面对斜面体的摩擦力大小为
二、多选题
36．（2023·北京·统考模拟预测）如图甲所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，一木块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，取斜面底端为重力势能的零势点，已知上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．木块上滑过程中，重力势能增加了
B．木块受到的摩擦力大小为
C．木块的重力大小为
D．木块与斜面间的动摩擦因数为
参考答案：
1．B
【详解】A．根据万有引力表达式
可知木卫一质量大、轨道半径小，所以木星对木卫一的万有引力大于木星对木卫二的万有引力，故A错误；
B．由牛顿第二定律
可得
因为木卫一的轨道半径小于木卫二的轨道半径，所以木卫一绕木星运动的向心加速度大于木卫二绕木星运动的向心加速度，故B正确；
C．由牛顿第二定律
可得
因为木卫一的轨道半径小于木卫二的轨道半径，所以木卫一绕木星运动的线速度大于木卫二绕木星运动的线速度，故C错误；
D．由牛顿第二定律
可得
因为木卫一的轨道半径小于木卫二的轨道半径，所以木卫一绕木星运动的周期小于木卫二绕木星运动的周期，故D错误。
故选B。
2．A
【详解】A．椭圆轨道相对于预定圆轨道是低轨道，由低轨道变轨到高轨道，需要在切点位置向后喷气加速，即飞船在B点通过加速从椭圆轨道进入预定圆轨道，A正确；
B．根据上述，在B点需要向后喷气加速才能变轨到预定轨道，喷气过程中，气体对飞船做正功，则飞船的机械能增大，B错误；
C．根据
解得
A点为近地点，B点为远地点，A点到地心的间距小于B点到地心的间距，则在椭圆轨道上运行时，飞船在A点的加速度比B点的大，C错误；
D．在椭圆轨道上运行时，当飞船由A点运动到B点过程中，飞船到地心之间的间距逐渐增大，则引力做负功，势能增大，动能减小，即速度减小，即在椭圆轨道上运行时，飞船在A点的速度比B点的大，D错误。
故选A。
3．C
【详解】A．地球的第一宇宙速度等于卫星在地球表面轨道绕地球做匀速圆周运动的线速度，则有
设航天员在R处的速度为，在R处曲线A对应的加速度为，直线B对应的向心加速度为，则有
可知航天员在R处的速度小于地球的第一宇宙速度，故A错误；
BC．设地球自转的周期为，同步卫星的轨道半径为，根据万有引力提供向心力可得
由图可知位置直线B对应的向心加速度为
对于曲线A，有
又
可得
联立可得
可知航天员在位置时，只受地球万有引力作用，处于完全失重状态，故B错误，C正确；
D．在小于的范围内，根据图中曲线A与直线B可知，宇航员受到的万有引力大于所需的向心力；对于宇航员，根据牛顿第二定律可得
解得
可知航天员越接近的位置对梯仓的压力越小，故D错误。
故选C。
4．A
【详解】设绳子竖直方向的夹角为，由分析可知，绳子和重力的合力提供向心力，即
设轨迹圆的圆心O到悬点B的高度为h，则
解得
由力的合成可知
绳子越长，与竖直方向的夹角越大，所以
故选A。
5．C
【详解】A．由于此时处质点的速度沿y轴正方向，根据同侧法可知，该简谐横波沿x轴正方向传播，A错误；
B．质点在平衡位置的速度最大，在振幅位置的速度为0，该时刻，处的质点位移波峰位置，即位于振幅处，其速度最小，速度为0，B错误；
C．根据上述，该时刻，处的质点处于平衡位置，其速度最大，C正确；
D．经过1个周期，处的质点运动的路程为
D错误。
故选C
6．C
【详解】A．根据题意撤去拉力后，B恰好能保持静止，即
解得
BCD．剪断轻绳，A会在弹簧弹力和摩擦力共同作用下向右运动，弹簧伸长量减小，弹力减小，B不会发生移动，即B处于静止状态，A速度减为零时，设弹簧处于拉长状态且伸长量为，根据能量守恒可知
解得
（舍去）
负号表示弹簧处于压缩状态，压缩量为
此时恰好有
即A速度减为零时刚好能静止，所以A运动的最大位移及路程为
C正确，BD错误；
故选C。
7．D
【详解】水自由下落所用时间为
解得
沿管方向的速度介于
垂直于管方向的速度为
根据则平抛水平位移
沿管方向平抛距离为
沿管方向的总位移为
垂直于管方向的距离为
则旋转圆的半径介于
即
根据这种自动浇水装置能灌溉农田的面积为
解得
故选D。
8．D
【详解】根据题意，对结点受力分析，如图所示
由平衡条件有
由几何关系可得
对小球，由牛顿第二定律有
联立解得
故选D。
9．D
【详解】在缓慢移动过程中，小球在重力、斜面对其的支持力和细线上的张力三力的作用下保持动态平衡，故三个力可以构成一个封闭的矢量三角形如图所示。因的大小和方向始终不变，的方向不变，大小可变，的大小、方向都在变，因此可以作出一系列矢量三角形，如图所示
由图可知，逐渐增大，只能变化到与垂直，故是逐渐变小的，因弹簧弹力与是一对平衡力，则弹簧弹力逐渐减小。
故选D。
10．A
【详解】若很小，则小球摆动的幅度很小，即摆角很小，则小球的运动是简谐运动，小球处于平衡状态时，绳的弹力
则等效重力加速度为
小球简谐运动的周期
小球第一次回到平衡位置所需时间
解得
故选A。
11．B
【详解】AB．由于竖直线OA到两边墙面距离均为，小球与墙面发生弹性碰撞，无能量损失，小球在运动过程中，竖直方向为自由落体，水平方向匀速运动，运动到B、C及A水平方向的路程之比为1：3：4，所用时间之比为1：3：4，O到B、C、A的竖直距离分别为、、，由匀变速运动规律得
故
故A错误，B正确；
C．由于OA间高度不变，小球落到地面时间不变，仅将间距加倍而仍在两墙中央O点平抛，小球将与前面碰撞一次后落在A点，故C错误；
D．仅将初速度增为（为正整数），小球从抛出到落地在水平方向通过路程为
根据对称性，小球一定落在A点，故D错误。
故选B。
12．C
【详解】对K-介子，根据洛伦兹力公式和向心力公式可得
可得K-介子的动量为
同理，可得π-介子的动量为
则K-介子、π-介子的动量大小之比为；
K-介子发生衰变，π-介子、介子组成的系统动量守恒，即介子的动量等于π-介子的动量，所以K-介子、π-介子、介子的动量大小之比为
故选C。
13．D
【详解】A．对物块A受力分析可知细线上的拉力大小为
对滑轮Q受力分析可知
解得
A错误；
B．若将O点处的线端沿水平杆向右缓慢移动L，物块A处于平衡状态，则细线拉力大小不变，B错误；
CD．若将O点处的线端沿竖直杆向下缓慢移动L，物块A处于平衡状态，则细线拉力大小不变，由于细线拉力不变，则滑轮两侧细绳间的夹角不变，如图所示
根据几何关系知，PM的长度就代表了P轮左侧绳子的总长
因为夹角不变，MN之间的距离不变，则PM绳子总长不变，所以物体A的高度没有发生变化，C错误，D正确；
故选D。
14．B
【详解】A．设箱子的质量为，物体的质量为，箱子受到的空气阻力为，根据牛顿第二定律可知下落过程中整体的加速度为
随着速度的增大，加速度在减小，A错误；
B．以箱内物体为对象，根据牛顿第二定律可知
随着加速度的减小，物体受到的支持力在逐渐增大，B正确；
C．整体向下做加速度减小的加速运动，物体受到的支持力一直在增大，当加速度为零时，整体开始做匀速运动，此时箱内物体受箱子底部的支持力与物体重力相等，所以最后不会出现支持力为零的情况，C错误；
D．由于物体受到向上的支持力，且支持力对物体做负功，所以下落过程中箱内物体的机械能减小，D错误。
故选B。
15．C
【详解】A．第一宇宙速度是卫星环绕速度中心天体的最大环绕速度，因此组合体的速度不能大于第一宇宙速度，故A项错误；
B．对卫星有
整理有
因为组合体和同步卫星均是绕地球运动，所以根据上述式子可知，其运动的轨道半径越大，周期越大，所以组合体的周期小于地球同步卫星的周期，故B项错误；
C．对卫星有
整理有
因为组合体和同步卫星均是绕地球运动，所以根据上述式子可知，其运动的轨道半径越小，线速度越大，所以组合体的线速度大于地球同步卫星的线速度，故C项正确；
D．对卫星有
整理有
因为组合体和同步卫星均是绕地球运动，所以根据上述式子可知，其运动的轨道半径越小，加速度越大，所以组合体的加速度大于地球同步卫星的加速度，故D项错误。
故选C。
16．C
【详解】ABC．由于物块匀速上滑，摩擦力沿斜面向下，根据平衡条件可知
其中摩擦力的大小为
A、B错误，C正确；
D．将重力沿斜面和垂直斜面分解，在沿斜面方向，重力沿斜面分力与拉力的合力与摩擦力等大反向，沿斜面向上，再与重力垂直斜面分力合成，合力与斜面既不垂直也不平行，D错误。
故选C。
17．A
【详解】物体做自由落体运动的时间很短，不易测量，当时伽利略利用斜面做实验，主要是考虑到实验时便于测量小球的运动时间，在当时的情况下，还没有出现加速度的概念，伽利略在实验中没有测量加速度，通过铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做匀变速直线运动，且铜球的加速度随斜面倾角的增大而增大，倾角最大为90°，此时铜球应做自由落体运动，由此得出的结论是在斜面倾角一定时，铜球运动的速度随时间均匀增大。
故选A。
18．B
【详解】A．小球做简谐振动，加速度方向指向平衡位置，由图可知小球在、时刻的加速度方向相反，A错误；
B．小球做简谐振动的周期不变，增大增大底片匀速运动的速度，则底片运动的时间减少，拍摄小球像的个数减少，B正确；
C．由图可知，点为振幅最大处向平衡位置振动，则小球从时刻运动至平衡位置的时间为,小球在位置先向最大振幅处振动，再向平衡位置运动，从时刻运动至平衡位置的时间大于,所以小球从时刻运动至平衡位置的时间小于从时刻运动至平衡位置的时间，C错误；
D．从时刻到时刻的过程中，弹簧弹力对小球先做正功后做负功，弹簧的弹性势能先减小后增大，小球的动能先增大后减小，D错误。
故选B。
19．A
【详解】A．时刻电流为0，说明感应电动势为零，由 可知穿过线圈的磁通量的变化率为0，故A正确；
B．由“来拒去留”可知在到时间内，强磁铁受到线圈向上的作用力F，且初始阶段有F小于重力，由
可知初始阶段强磁铁的加速度小于重力加速度，故B错误；
C．由“来拒去留”可知强磁铁穿过线圈的过程中，受到线圈的作用力始终向上，故C错误；
D．在到的时间内，强磁铁重力势能的减少量等于其动能的增加量加上线圈的内能，故D错误。
故选A。
20．B
【详解】因B点更接近于A点，则AB之间的平均速度更接近于A点的瞬时速度，因重物做加速运动，则从A到C相邻点间距逐渐增加，B点的瞬时速度大于A点的瞬时速度，则AB之间的平均速度大于A点的瞬时速度。
故选B。
21．C
【详解】A．由图乙可知传送带的速度为，A错误；
BC．在内，物块的速度大于传送带速度，传送带对物块的摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律有
根据图乙可得
在内传送带的速度大于物块的速度，传送带对物块的摩擦力沿传送带向上，根据根据牛顿第二定律有
根据图乙可得
联立解得
故C正确；
D．当传送带的速度大于后，物块在传送带上一直做加速度为的减速运动，无论传送带的速度为多大，物块到达传送带顶端时的速度都相等，D错误。
故选C。
22．C
【详解】A．根据牛顿第三定律可知，体重计对人的支持力等于人对体重计的压力，选项A错误；
BCD．体重计的示数大于自己实际体重，则发生超重现象，加速度向上，则此时电梯可能正在加速上升或者减速下降，选项C正确，BD错误。
故选C。
23．A
【详解】由于小圆柱体N竖直方向上做匀速直线运动，且在OA、AB、BC三个过程中沿y轴方向的距离相等，令为，可知OA、AB、BC三个过程经历时间相等，则有
小圆柱体在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则小圆柱体运动至A、B、C位置水平方向的分位移分别为
，，
则有
，
根据动能定理有
，，
解得
根据动量定理有
，，
解得
综合上述有
，
故选A。
24．C
【详解】A．在下落过程中，两个小球都做自由落体运动，故两个小球之间无相互作用力，A错误；
B．释放后至弹起的过程中，两小球所受合力不为0，故动量不守恒，B错误；
C．整个过程中两小球的机械能守恒，根据机械能守恒定律
由题知
解得
故C正确；
D．若两球接触处涂有粘胶，从地面弹起后两球粘在一起向上运动，属于完全非弹性碰撞，有一部分机械能转化为内能，故两球弹起的最大高度为应小于h，故D错误。
故选C。
25．A
【详解】A．由波形图，可直接判断出该波的波长，振幅，故A正确；
B．由波形图知，处的质点此刻在负向最大位移处，速度为零，故B错误；
C．根据质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为，可知下一时刻，P质点将向y轴正方向振动，根据同侧法，可知该波沿x轴正方向传播，故C错误；
D．根据质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为，可得这列波的周期为
得波速
故D错误。
故选A。
26．D
【详解】因摆角始终小于5°，则小球在钉子两边摆动时均可看作简谐运动因为在左侧摆动时摆长较长，根据
可知，左侧周期较大，因摆球在钉子两边摆动的时间均为所在摆周期的，可知
细绳碰钉子的瞬间，由于小球水平方向合力为零，可知小球的速率不变；摆球经过O点时，由牛顿第二定律有
摆球经过O点碰钉子后，做圆周运动的半径r减小，则绳子拉力变大。
故选D。
27．B
【详解】B．由于同轴转动的物体的角速度相等，可知P、Q、M的角速度均相等，B正确；
A．图中球面上各点圆周运动的半径为各点到地轴的垂直距离，因此有
根据
结合上述可知
A错误；
C．根据
结合上述可知
C错误；
D．根据上述可知，M的向心加速度方向指向O，P的向心加速度方向指向P到地轴垂线的垂足，D错误。
故选B。
28．A
【详解】B．根据
可知图象与坐标轴围成面积表示速度变化量，可知手机在时刻速度为正，还没有到最高点，故B错误；
C．根据
可知图象与坐标轴围成面积表示速度变化量，可知手机在时刻前后速度均为正，运动方向没有发生改变，故C错误；
D．由图可知时间加速度向上不断减小，根据牛顿第二定律得
则
可知时刻支持力不断减小，时间内加速度向下，不断增大，根据牛顿第二定律得
得
可得支持力还是不断减小，故D错误；
A．由图可知，手机的加速度某一段时间内等于重力加速度，则手机与手掌没有力的作用，手机可能离开过手掌，故A正确。
故选A。
29．D
【详解】第一次点火加速，有
第二次点火加速，有
都是航天器绕地球做匀速圆周运动的速度，设地球质量为，航天器的质量为，轨道半径为，由
得
又
得
因此得
故选D。
30．C
【详解】A．图像只能表示直线运动的规律，则摄像机和运动员都在做直线运动，故A错误；
B．图像反映了物体的位置随时间的变化情况，由图可知，在时间内摄像机一直在前，故B错误；
C．时间内摄像机与运动员的位移相同，所用时间相同，根据
可知，平均速度相同，故C正确；
D．图像的斜率表示速度，则在时间内摄像机的速度先大于运动员速度，在等于运动员速度，后小于运动员速度，故D错误。
故选C。
31．C
【详解】将小球的运动沿竖直方向和水平方向进行分解，可知竖直方向只受重力作用，做竖直上抛运动，水平方向只受电场力作用，做初速度为零的匀加速直线运动，故小球从M运动到N，小球上升到最大高处，则根据功能关系可知
动能的增加量
机械能的增加量
重力势能的增加量
电势能的增加量
所以电势能减少了。
故选C。
32．B
【详解】AB．在整个过程中，只有重力做功，重力做功的特点是只与始末位置的高度差相等，与其所经过的路径无关，所以这两个小球在整个过程中重力做功相等，根据动能定理可知
则落地时的动能相等，速度大小相等，但速度方向不同，A错误，B正确；
C．由于落地时速度大小相同，方向不同，根据
可知，重力的瞬时功率不同，C错误；
D．竖直上抛运动的时间比平抛运动的时间多，根据
可知，重力对平抛抛球做功的平均功率更大，D错误。
故选B。
33．B
【详解】A．根据
得
轨道1的运动半径小于轨道3的运动半径，则在轨道1的运行周期小于在轨道3的运行周期，A错误；
B．在轨道2运动过程中，A点为近地点，速度最大；B点为远地点，速度最小，B正确；
C．根据
得
可知，经过A点时的加速度比B点大，C错误；
D．从轨道2进入轨道3时需要在B点加速，使飞船所需向心力等于万有引力，D错误。
故选B。
34．D
【详解】A．由图乙可知波的周期为4s，所以从t1=0s到t2=3.0s这段时间是四分之三个周期，结合图甲的波形图可知，波向x轴负方向传播，所以在t1=0时刻质点b沿y轴负方向运动，故A错误；
B．由图乙可知t1=0时刻该质点正位于正向最大位移处，所以图乙是质点a的振动图像，故B错误；
C．从t1=0到t2=3.0s这段时间内，质点a通过的路程为
故C错误；
D．t1=0时刻时，质点c刚好位于负向最大位移处，且
所以t3=9.5s时刻质点c沿y轴正向运动，故D正确。
故选D。
35．C
【详解】对整体受力分析，根据平衡条件，有
即地面对斜面体的支持力为
地面对斜面体的摩擦力为
方向水平向右。
故选C。
36．BD
【详解】根据题意，由图乙可知，木块初状态的机械能全部为动能，大小为，末状态动能为0，机械能全部为重力势能，大小为
AC．由上述分析可知，木块的重力势能增加了，由功能关系可知，克服重力做功为，设木块的重力大小为，由公式可得
解得
故AC错误；
BD．根据题意可知，除重力做功外，只有摩擦力做功，设摩擦力大小为，由功能关系有
解得
又有
解得
故BD正确；
故选BD。
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