2023届天津市高考物理模拟试题知识点分类训练：力学选择题（多选题）1

2023届天津市高考物理模拟试题知识点分类训练：力学选择题（多选题）1

一、多选题

1．（2023·天津河东·统考二模）如图所示，a、b、c、d是一简谐横波上的质点，质点a、b的平衡位置相距为，某时刻质点a、d位于平衡位置且相距为，质点c在波谷，该波的波速为。若此时质点a经平衡位置向上振动，则下列说法正确的是（　　）

A．此波向右传播 B．此时质点d的速度大小为

C．质点b的振动周期为 D．此波在a、b两质点之间传播需

2．（2023·天津河西·统考二模）“双星系统”由相距较近的星球组成，每个星球的半径均远小于两者之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在彼此的万有引力作用下，绕某一点O做匀速圆周运动。如图所示，某一双星系统中A星球的质量为，B星球的质量为，它们球心之间的距离为L，引力常量为G，则下列说法正确的是（    ）

A．B星球的轨道半径为

B．A星球和B星球的线速度大小之比为

C．A星球运行的周期为

D．若在O点放一个质点，则它受到两星球的引力之和一定为零

3．（2023·天津·统考二模）如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两环距离变大后书本仍处于静止状态，下列说法正确的是（　　）

A．杆对B环的支持力不变

B．A环对杆的摩擦力变小

C．杆对B环的作用力不变

D．与A环相连的细绳对书本的拉力变大

4．（2023·天津红桥·统考一模）一简谐横波沿x轴正方向传播，在零时刻，该波的波形图如图（a）所示，图中P、Q是介质中的两个质点。图（b）表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（    ）

A．质点Q的振动图像与图（b）相同

B．在时刻，质点P的速率比质点Q的大

C．在时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大

D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图（b）所示

5．（2023·天津·统考一模）如图所示，用一个质量不计的网兜和一段轻绳OA把足球挂在光滑竖直墙壁上的A点，足球与墙壁的接触点为B．若只增大轻绳OA的长度，足球始终保持静止状态，忽略网兜与足球之间的摩擦。下列说法正确的是（　　）

A．足球对墙壁的压力减小 B．轻绳OA上的拉力增大

C．O点附近网兜上各条绳的拉力均减小 D．足球受到的合力增大

6．（2023·天津河北·统考一模）据中国载人航天工程办公室消息，中国空间站已全面建成，我国载人航天工程“三步走”发展战略已从构想成为现实。目前，空间站组合体在轨稳定运行，神舟十五号航天员乘组状态良好，计划于今年6月返回地面。空间站绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的。下列说法正确的是（　　）

A．宇航员在空间站所受地球的万有引力大小约为他在地面时的倍

B．空间站在轨道上飞行的速度大于7.9km/s

C．空间站在轨道上飞行的周期小于24h

D．神舟十五号返航后，空间站由于质量减小，轨道半径将变大

7．（2023·天津红桥·统考一模）下述实验中，可在稳定运行的太空舱里进行的是（    ）

A．用弹簧秤测物体受的重力

B．用弹簧测力计测弹力

C．用天平测物体质量

D．用体温计测宇航员体温

8．（2023·天津南开·统考一模）如图所示，波源O产生的简谐横波沿x轴正方向传播，P是x = 0.5m处的质点、Q是x = 1.1m处的质点，在t = 0时振动恰好传播到P点，形成波的图形为图中的实线；在t = 0.3s时振动恰好传播到Q点，形成波的图形为图中的虚线，则（   ）

A．该波的波速等于2m/s

B．波源开始振动的方向沿y轴负方向

C．在t = 0.7s时Q点速度等于零

D．Q点的振动方向和P点始终相反

9．（2023·天津·统考一模）2021年5月15日，“天问一号”探测器成功着陆火星。图为“天问一号”探测器经过多次变轨后登陆火星的理想轨迹示意图，其中轨道I、III为椭圆，轨道II为圆，不计探测器变轨时质量的变化，万有引力常量为G，则（　　）

A．探测器在轨道I的运行周期小于在轨道II的运行周期

B．探测器在轨道II上的速度小于火星的“第一宇宙速度”

C．若已知轨道II的周期和轨道半径，则可以求出火星质量

D．探测器在轨道I上O点的速度小于轨道II上O点的速度

10．（2023·天津·统考一模）B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，时刻波恰好传到质点M处。已知此超声波的频率为，下列说法正确的是（　　）

A．内质点M运动的路程为2mm

B．超声波在血管中传播速度为

C．时，质点N恰好处于波峰

D．质点N起振时运动方向沿y轴正方向

11．（2023·天津·模拟预测）一列简谐横波在弹性介质中沿x轴传播，波源位于坐标原点O，时刻波源开始振动，时波源停止振动，如图所示为时靠近波源的部分波形图。其中质点a的平衡位置离原点O的距离为。下列说法中正确的是（　　）

A．波速为5m/s

B．波源起振方向沿y轴正方向

C．在，质点a位于波谷

D．从波源起振开始计时，3.0s内质点a运动的总路程为2.5m

12．（2023·天津和平·统考一模）手持软绳的一端O点在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成沿水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点，t=0时O点由平衡位置出发开始振动，至t1时刻恰好完成两次全振动，绳上OQ间形成如图所示的波形（Q点之后的波形未画出），则（    ）

A．t1时刻之前Q点始终静止 B．t1时刻P点运动方向向上

C．t1时刻P点刚好完成一次全振动 D．t=0时刻O点运动方向向下

13．（2023·天津·模拟预测）如图甲所示，在x轴上有和两个波源分别位于和处，振动方向与xOy平面垂直并向周围空间（介质分布均匀）传播，波速为v＝2m/s。t＝0时刻两波源同时开始振动，图像分别如图乙、丙所示。M为xOy平面内一点，。下列说法正确的是（　　）

A．（0.2m，0）处的质点开始振动方向沿z轴负方向

B．两列波相遇后，（0.6m，0）处的质点振动加强

C．两列波相遇后，（0.5m，0）处的质点振动加强

D．若，从两列波在M点相遇开始计时，M点振动方程为

14．（2023·天津·模拟预测）如图，中国古代的一种斜面引重车前轮矮小、后轮高大，在前后轮之间装上木板构成斜面，系紧在后轮轴上的绳索，绕过斜面顶端的滑轮与斜面上的重物连接。设重物的重力为G、绳索对重物的拉力为T、斜面对重物的作用力为F。推车子前进，重物被拉动沿木板上滑过程中（　　）

A．F与T的夹角一定大于90°

B．G和T的合力一定与F等大反向

C．T和F对重物做功之和等于重物动能的变化量

D．T和F对重物做功之和等于重物机械能的变化量

15．（2023·天津·模拟预测）我国从2020年开始执行天问一号火星探测任务，质量为的着陆都在着陆火星前，会在火星表面用近经历一个时长为，速度由减速到零的过程，忽略火星大气阻力，若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动。已知火星的质量约为地球的倍，半径约为地球的倍，地球表面的重力加速度大小为，地球半径为，万有引力常量为。则（　　）

A．火星的第一宇宙速度为

B．火星质量为

C．减速过程中着陆器的位移为

D．减进过程中着陆器受到的制动力大小约为

16．（2023·天津河西·统考一模）2022年10月9日搭载天基太阳天文台“夸父一号”的长征二号丁运载火箭成功发射。下图为火箭发射后，第6秒末的照片，现用毫米刻度尺对照片进行测量，刻度尺的0刻度线与刚发射时火箭底部对齐。假设火箭发射后6秒内沿竖直方向做匀加速直线运动，且质量不变。已知火箭高为40.6米，起飞质量为250吨，重力加速度g取。则下列估算正确的是（    ）

A．火箭竖直升空的加速度大小为

B．火箭竖直升空的加速度大小为

C．火箭升空所受到的平均推力大小为

D．火箭升空所受到的平均推力大小为

17．（2023·天津·统考模拟预测）如图所示，内壁光滑、半径为R的圆轨道固定在竖直面内，质量为m的可视为质点的小球静止在轨道的最低点。现用小锤沿水平方向快速击打小球，使小球瞬间获得速度v1，且恰好能到达圆心O的等高处，当小球回到最低点时第二次用小锤快速击打小球，使小球瞬间获得速度v2，且恰好沿圆轨道完成圆周运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．速度v1的大小为

B．速度v2的大小为

C．第二次击打对小球的冲量一定为

D．第二次击打后，小球运动至最高点和最低点时与轨道间的弹力之差为6mg

18．（2023·天津·校联考一模）如图所示，一列横波沿x轴传播，在时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，下列说法中正确的是（　　）

A．由该波形曲线读出这列波的振幅为

B．该波形曲线上平衡位置位于处的质点振动的周期可能是

C．若周期大于，则该波的波速可能是

D．若周期大于，则该波的波速可能是

19．（2023·天津河东·统考一模）“心怀山海，眼有星辰。”北京时间2022年11月30日5时42分，我国神舟15号载人飞船与天问一号空间站组合体成功对接，与神14乘组太空胜利会师，中国航天员完成首次在轨交接。“十四十五一相逢，便胜却古今无数！”航天员们以漂浮姿态在天宫一号中活动，下列说法正确的是（    ）

A．航天员在天宫一号中处于漂浮姿态，说明航天员不受重力

B．航天员在天宫一号中不能用天平称量出物体的质量

C．航天员可以在天宫一号中通过举重来锻炼身体

D．航天员可以在天宫一号中通过弹簧拉力器来锻炼臂力

20．（2023·天津·模拟预测）如图甲、乙分别为两列横波Ⅰ、Ⅱ的振动图像，时刻分别同时从图丙的、两点开始向四周传播，并在时恰好相遇，已知、相距，为中点，D距点，则（　　）

A．直线上A、B外侧均为振动加强点

B．直线上A、B间（不包括A、B点）共有6个振动加强点

C．内直线上C点通过的路程为零

D．时D点经平衡位置向下振动

参考答案：

1．CD

【详解】A．a经平衡位置向上振动，根据同侧法可知此波向左传播，A错误；

B．此时质点d位于平衡位置，振动速度最大，而质点的振动速度与波速无关，此时质点d的速度大小不能确定，B错误；

C．根据题意可得

解得

则周期

C正确；

D．在a、b两质点之间传播需要的时间

D正确。

故选CD。

2．BC

【详解】A．设A星球轨道半径为R1，B星球轨道半径为R2，两星球运转角速度相同，由万有引力提供向心力可得

可得

又因为

解得两星球的轨道半径分别为

故A错误；

B．由线速度与角速度关系可得，A、B线速度大小与半径成正比，所以A、B线速度大小之比为，故B正确；

C．由上式可得

解得两星球运转周期为

故C正确；

D．设质点质量为m，则A星球对质点引力为

B星球对质点引力为

则可知只有在两星球质量相等时，对质点合力为零，故D错误。

故选BC。

3．AD

【详解】A．设书的质量为m，以A、B两个轻环及书系统为研究对象，根据平衡条件

解得

杆对B环的支持力始终等于书重力的一半，故支持力不变，故A正确；

B．设绳与竖直方向夹角为，对A环受力分析，根据平衡条件

解得

将两环距离变大，变大，tan变大，A环受到的摩擦力变大，故B错误；

C．同理，杆对B环的摩擦力变大，由于杆对B环的支持力不变，则合力变大，故杆对B环的作用力变大，故C错误；

D．两绳的合力等于书的重力，两环距离变大，两绳的夹角变大，根据平行四边形定则可知绳的拉力变大，故D正确。

故选AD。

4．AC

【详解】A．简谐机械波沿x轴正方向传播，质点Q在0时刻向上振动，故A正确；

B．在时刻，质点P在正向最大位移处，速度为零，而Q点速度最大，在平衡位置，故B错误；

C．在时刻，质点P的位移大小比质点Q的大，根据

可知，质点P的加速度的大小比质点Q的大，故C正确；

D．平衡位置在坐标原点的质点在零时刻振动方向向下，故D错误。

故选AC。

5．AC

【详解】以足球为研究对象，对其受力分析如图所示

足球处于静止状态，根据平衡条件得

FN=mgtanθ

只增大悬绳的长度，足球始终保持静止状态，则θ角减小，F减小，根据力的合成可知O点附近网兜上各条绳的拉力均减小，FN减小，合力为零，保持不变。

故选AC。

6．AC

【详解】A．根据万有引力定律有

核心舱进入轨道后的万有引力与地面上万有引力之比为

故A正确；

B．核心舱在轨道上飞行的速度小于7.9km/s，因为第一宇宙速度是最大的环绕速度，故B错误；

C．根据

可知轨道半径越大周期越大，则其周期比同步卫星的周期小，小于24h，故C正确；

D．卫星做圆周运动时万有引力提供向心力有

解得

则卫星的环绕速度与卫星的质量无关，所以变轨时需要点火减速或者点火加速，增加质量不会改变轨道半径，故D错误。

故选AC。

7．BD

【详解】稳定运行的太空舱里是完全失重环境，所以与重力有关的现象会消失，则不能用弹簧秤测物体受的重力、不能用天平测物体质量，可以用弹簧测力计测弹力，也可以用体温计测宇航员体温，故BD符合题意，AC不符合题意。

故选BD。

8．ABD

【详解】A．由题知，在t = 0时振动恰好传播到P点，形成波的图形为图中的实线；在t = 0.3s时振动恰好传播到Q点，形成波的图形为图中的虚线，则

A正确；

B．由题知，在t = 0时振动恰好传播到P点，则根据“上坡、下坡”法可知P点起振方向沿y轴负方向，则波源开始振动的方向沿y轴负方向，B正确；

C．根据题图可知

λ = 0.4m

则该波的周期

且由题知，在t = 0.3s时振动恰好传播到Q点，则再经过0.4s即2T刚好为0.7s，则Q点回到平衡位置且沿y轴负方向振动，此时速度最大，C错误；

D．P、Q间距离

s = 0.6m = 1.5λ

则Q点的振动方向和P点始终相反，D正确。

故选ABD。

9．BC

【详解】A．根据开普勒第三定律

所以

故A错误；

B．由于万有引力提供向心力，即

所以

故B正确；

C．由于万有引力提供向心力，即

所以

若已知轨道II的周期和轨道半径，则可以求出火星质量，故C正确；

D．探测器在轨道I上O点点火减速变轨到轨道II，所以探测器在轨道I上O点的速度大于轨道II上O点的速度，故D错误。

故选BC。

10．AB

【详解】A．超声波的频率为，则波的周期为

那么相当于1.25T，且时刻质点M从平衡位置开始振动，则质点M运动的路程为

故A正确；

B．根据图像可知波长为

超声波在血管中传播速度为

故B正确；

C．由图可知，M左侧的波峰与N之间的距离为

则质点N第一次处于波峰的时间为

故C错误；

D．质点N开始振动的方向与质点M相同，由波形图及波的传播方向为x轴正方向，可知质点N开始振动的方向沿y轴负方向，故D错误；

故选AB。

11．AD

【详解】A．由题意可知

选项A正确；

B．时

由于故波形前端的运动同质点的运动，可判断2.0m处的质点向下振动，故波源起振方向沿y轴负方向，选项B错误；

C．周期

从图示时刻经，质点a位于平衡位置，选项C错误；

D．从时刻起，经

质点a开始振动，3.0s内质点a振动了2.5s，又

故质点a运动的总路程为

选项D正确。

故选AD。

12．CD

【详解】A．因为至t1时刻O点已完成两次全振动，从图可知，此时Q点已经开始振动，故A错误；

B．由于运动方向是从O到Q，因此P点的运动方向向下，故B错误；

C．因为P点处在两个振动周期的中间点，因此t1时刻P点刚好完成一次全振动，故C正确；

D．根据图像可知，t=0时O点运动方向向下，故D正确。

故选CD。

13．BD

【详解】A.（0.2m，0）处的质点，离波源更近，故该质点先按波源的振动形式振动，波源开始向上振动，故该质点开始振动时也是先向上振动，故A错误；

B．两列波的振动周期，波速均相等，故波长也相等，为

由于两列波的起振方向相反，故质点离两波源距离差为半波长的偶数倍为振动减弱点，奇数倍为振动加强点，（0.6m，0）处的质点，离两波源的距离差为0.2m，为半波长的奇数倍，故为振动加强点，B正确；

C．（0.5m，0）处的质点，离两波源的距离差为零，为半波长的偶数倍，故为振动减弱点，故C错误；

D．若，为半波长的奇数倍，为振动加强点，振幅为

故其振动方程

故D正确。

故选BD。

14．AD

【详解】A．对重物进行受力分析如图所示

根据受力分析可知，斜面对重物有支持力与摩擦力的作用，则斜面对重物的作用力为F为斜面对重物有支持力N与摩擦力f的合力，根据上述受力分析图，将支持力与摩擦力合成，可知，F与T的夹角一定大于90°，A正确；

B．当重物匀速上滑时，G和T的合力与F等大反向，当重物不是匀速上滑时，G和T的合力与F不等大反向，B错误；

C．以重物为对象，根据动能定理有

可知，T、F和G对重物做功之和等于重物动能的变化量，C错误；

D．根据上述有

由于

则有

可知，T和F对重物做功之和等于重物机械能的变化量，D正确。

故选AD。

15．AD

【详解】A．由万有引力提供向心力可得

解得

又

联立解得

故A正确；

B．根据题意，由

解得

火星的质量约为地球的0.1倍，则火星质量为

故B错误；

C．着陆器在火星表面做匀减速直线运动，减速过程中的位移为

又有

所以

由于不能确定和的大小关系，则无法确定减速过程中着陆器的位移是否为，故C错误；

D．根据题意，设减进过程中着陆器受到的制动力大小为，着陆器的质量为，由牛顿第二定律有

又有

联立解得

故D正确。

故选AD。

16．AD

【详解】由图可知，照片中火箭尺寸与实际火箭尺寸的比例为

可得火箭在6s内上升的高度为

由匀变速直线运动规律得

解得

由牛顿第二定律得

解得平均推力大小为

故选AD。

17．AD

【详解】A．小球第一次击打后，上升的最大高度度h=R，由动能定理有

解得

故A正确；

B．设小球被第二次击打后到达轨道最高点的速度大小为v，小球通过最高点时，由向心力公式有

第二次击打后到最高点的过程中，由动能定理有

联立解得

故B错误；

C．当小球回到最低点时，若沿小球运动方向第二次击打小球，由动量定理有

解得

 若沿小球运动反方向第二次击打小球，由动量定理有

解得

故C错误；

D．第二次击打后，小球在最高点与轨道间的弹力为0，最低点由牛顿第二定律可得

解得

N=6mg

故小球运动至最高点和最低点时与轨道间的弹力之差为6mg，故D正确。

故选AD。

18．ACD

【详解】A．由图可知，这列波的振幅为0.2cm，A正确；

B．若该波向x轴正方向传播，则

得

若该波向x轴负方向传播，则

得

可知，无论n取何值，周期可能是0.3s，

B错误；

CD．波长为

波速为

若该波向x轴正方向传播，则

当n=0时，满足周期大于，得

若该波向x轴负方向传播，则

当n=0时，满足周期大于，得

CD正确。

故选ACD。

19．BD

【详解】A．航天员在天宫一号中处于漂浮姿态，说明处于完全失重状态，但地球对他的万有引力仍然存在，提供他随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力，故A错误；

B．天宫一号处于完全失重状态，不能用天平称量出物体的质量，故B正确；

C．举重锻炼身体主要利用物体的重力，在天宫一号中物体处于完全失重状态，所以航天员在天宫一号中不能通过举重来锻炼身体，故C错误；

D．弹簧拉力器锻炼臂力是通过拉伸弹簧来实现的，与重力无关，故D正确。

故选BD。

20．CD

【详解】A．由题意知，波长为，A、B两质点的起振方向相反，AB间距满足波长的整数倍，故A、B外侧均为减弱点，故A错误；

B．加强点满足该点距AB的位移差为半波长的奇数倍，共有8个点，分别距A点的距离为，，，，，，，，故B错误；

C．C点距A点，为减弱点其位移始终为零，故C正确；

D．D点为加强点，时，波Ⅱ刚传到D点，从平衡位置向上振动，此时波Ⅰ已在D点振动了，也从平衡位置向上振动，再经，质点D经平衡位置向下振动，故D正确。

故选CD。