暑期综合提高练习（三）力学4——2026-2027年高中物理新高三年级暑期强化训练含答案

这是一份暑期综合提高练习（三）力学4——2026-2027年高中物理新高三年级暑期强化训练含答案，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．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绳水平传播的简谐波，P、Q为绳上的两点。t=0时O点由平衡位置出发开始振动，时刻Q点恰好完成两次全振动，此时绳上OQ间形成如图所示的波形（Q点之后未画出），则（ ）
A．t=0时O点运动方向向上
B．时刻P点运动方向向上
C．P点的起振方向向下
D．时刻P点刚好完成3次全振动
2．质点沿直线运动，其位移—时间图像如图所示，关于质点的运动，下列说法中正确的是( )
A．2 s末质点的位移为零，前2 s内位移为“–”，后2 s内位移为“+”，所以2 s末质点改变了运动方向
B．2 s末质点的位移为零，该时刻质点的速度为零
C．质点做匀速直线运动，速度大小为0.1 m/s，方向与规定的正方向相反
D．质点在4 s时间内的位移大小为0.4 m，位移的方向与规定的正方向相同
3．（广东深圳高二上段考）一列水平传播的简谐横波在t＝0时的波形如图所示，图中A、B两质点平衡位置的间距为8 m，B、C两质点平衡位置的间距为3 m，当t＝1 s时，质点C恰好通过平衡位置，则该简谐波的波速不可能为( )
A．24 m/s B．23 m/s C．21 m/s D．19 m/s
4．如图所示,工人利用滑轮组将重物缓慢提起,下列说法正确的是( )
A．工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B．工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C．重物缓慢提起的过程中,绳子拉力变小
D．重物缓慢提起的过程中,绳子拉力不变
5．2024年10月，中国人民解放军东部战区在台岛周边开展实战演习，震慑“台独”势力。一枚质量为m的炮弹以初速度斜向上发射，运动轨迹如图所示，O点为炮弹发射点，Q点为与O点等高的落地点，P为曲线最高点。假设这枚炮弹在空中无动力飞行时受到的空气阻力大小不变（小于重力），方向始终与速度方向相反，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．炮弹在运动过程中机械能守恒B．炮弹在P点的加速度等于g
C．炮弹在上升过程中处于超重状态D．炮弹上升过程比下降过程运动时间短
6．打弹珠是儿童常玩的游戏，某次游戏时，两个质量相等的弹珠1、2相距L，开始时静止在水平场地中，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为μ，一个小朋友给弹珠1一个水平弹力使其获得水平速度，弹珠1与弹珠2发生弹性正碰后，弹珠2恰好能沿直线运动L的距离，重力加速度为g。则弹珠2运动的时间为（ ）
A．B．C．D．
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．如图所示，直升机沿着水平方向向前飞行时，旋翼平面与水平方向成θ角，旋翼与空气相互作用产生的作用力F与机翼平面垂直，以下说法正确的是（ ）
A．飞机的重力G= F
B．飞机的重力G= Fcs θ
C．飞机水平前进的动力为Fsin θ
D．飞机水平前进的动力为Ftan θ
8．时刻，一物体在水平面上的一平面直角坐标系中的坐标原点开始运动，沿轴和轴的运动图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．物体沿轴方向做匀速直线运动
B．物体沿轴方向做初速度为0的匀加速直线运动
C．物体的实际运动是直线运动
D．物体4秒内的位移为
9．一质量为M=1．0kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中并从物块中穿过（不计子弹穿过物块的时间），如图甲所示。地面观察者记录了物块被击中后的速度随时间变化的关系如图乙所示，已知传送带的速度保持不变，g取。在这一个过程中下列判断正确的是（ ）
A．传送带的速度大小为2m/s，逆时针转动
B．物块与传送带间的动摩擦因数为0．2
C．传送带对物块做的功为－6J
D．传送带对物块做的功为6J
10．据报道，美国国家航天航天局（NASA）首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler﹣186f、若宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T，宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h处自由释放一个小球（引力视为恒力），落地时间为t。已知该行星半径为R，万有引力常量为G，则（ ）
A．该行星的第一宇宙速度为
B．宇宙飞船绕该行星做圆周运动的周期不小于
C．如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度为
D．该行星的平均密度为
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．2023年5月17日，首枚池州造“智神星一号”液体运载火箭在安徽星河动力装备科技有限公司顺利总装下线，至此，成功实现中国火箭池州造。为了研究火箭可回收技术，某次从地面发射质量为1000kg的小型实验火箭，火箭上的喷气发动机可产生恒定的推力，且可通过改变喷气发动机尾喷管的喷气质量和方向改变发动机推力的大小和方向。火箭起飞时发动机推力大小为，与水平方向成，火箭沿斜向右上方与水平方向成做匀加速直线运动。经过t＝30s，立即遥控火箭上的发动机，使推力的方向逆时针旋转60°，大小变为，火箭依然可以沿原方向做匀减速直线运动。（不计遥控器通信时间、空气阻力和喷气过程中火箭质量的变化，g取）求：
推力的大小；
火箭上升的最大位移大小；
火箭在上升的过程中推力最大功率。
12．已知某天体半径为R，现要测得该天体质量，用如图甲所示装置做了如下实验：悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片中坐标为物体运动的实际距离，已知引力常量为G，则：

（1）由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度g为m/s2;（保留两位有效数字）。
（2）该星球质量为。（用G、R、g表示）
13．（14分）如图所示，在建筑装修中，工人用质量为5.0kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨，当A受到斜向下与水平方向夹角θ=37∘ 、大小为F1=50N的推力时，A恰好在水平地面上做匀速直线运动.已知A与地面、A与斜壁间的动摩擦因数μ 均相同.(g取10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8)

甲 乙
（1）求A与地面间的动摩擦因数μ ；
（2）若用A对倾角θ=37∘的斜壁进行打磨，当对A施加竖直向上大小为F2=70N的推力时，求磨石A从静止开始沿斜壁向上运动4m（斜壁长>4m）时的速度大小.
14．如图所示，物块a、b叠放在一起，质量均为m = 10kg，足够长的木板c的质量为2m = 20kg。物块a、b和木板c的厚度相同。物块a与物块b及长木板c之间的动摩擦因数均为μ1= 0.15，物块b和木板c与地面的动摩擦因数均为μ2= 0.1。物块a和b以速度v1= 10m/s、木板c以速度v2= 2m/s同时相向运动，经时间t = 4s发生碰撞。设碰撞时间极短，物块a、b的长度和木板c相比可以忽略，物块a不能滑离木板c，重力加速度g = 10m/s2。求：
（1）相碰前瞬间物块a、b和木板c的速度大小；
（2）物块b和木板c碰后瞬间木板c的速度大小范围；
（3）物块a在木板c上滑动时，a和c接触面间的摩擦热。
15．如图所示，质量为m的薄木板A静置于光滑水平地面上，质量为3m的小物块B以初速度v0从薄木板A左端水平向右滑行，A与B之间的动摩擦因数为μ，A与竖直挡板C每次碰撞时A与B均达到共同速度，且A每次与C碰撞的碰后速率与碰前速率之比k（）相同，已知薄木板足够长，重力加速度为g，求：
(1)A与C碰后向左运动的最大距离；
(2)A与C第1次与第2次碰撞之间的时间间隔；
(3)A与C碰后运动的总路程。
参考答案
1．【知识点】简谐运动的函数与图像
【答案】A
【详解】A．因为至时刻点已完成两次全振动，此时的状态与刚起振时相同，由于波的传播方向是从到，因此点的起振方向向上，即时点运动方向向上，A正确；
B．从图可知，此时点的运动方向向下，B错误；
C．点的起振方向与波源起振方向相同，向上起振，C错误；
D．根据图像可知，点与点间隔半个波长，因此时刻点还未完成3次全振动，错误。选A。
2．【知识点】x-t图像及其应用
【答案】D
【详解】由题图可知，质点从距原点负方向0.2 m处沿规定的正方向做匀速直线运动，经4 s运动到距原点正方向0.2 m处，在图像中，“+”号表示质点在坐标原点正方向一侧，“–”号表示质点在坐标原点负方向一侧，与质点实际运动方向无关，位移由“–”变为“+”并不表示质点运动方向改变.由题给图像的斜率可得质点运动速度大小为0.1 m/s，综上所述，选项A、B、C错误，D正确.
3．【知识点】波的图像及其应用、波的形成和传播、波长、频率和波速的关系及应用
【答案】A
【详解】由题图可知，波长λ＝8 m．若波向右传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的距离可能是(nλ＋1)m或(nλ＋5)m(n＝0，1，2，…)，则波速v＝eq \f(x,t)＝(8n＋1)m/s或(8n＋5)m/s(n＝0，1，2，…)，当n＝2时，v＝17 m/s或v＝21 m/s；当n＝3时，v＝25 m/s或v＝29 m/s．同理，若波向左传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的距离可能是(nλ＋3)m或(nλ＋7)m(n＝0，1，2，…)，则波速v＝eq \f(x,t)＝(8n＋3)m/s或(8n＋7)m/s(n＝0，1，2，…)，当n＝2时，v＝19 m/s或v＝23 m/s；当n＝3时，v＝27 m/s或v＝31 m/s．显然该简谐波的波速不可能为24 m/s，故选A．
4．【知识点】共点力与共点力平衡的条件、力的动态平衡问题、受力分析
【答案】B
【解析】工人受到重力、支持力、绳子拉力,重力大小等于支持力与绳子拉力的合力大小,A错误;工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力,B正确;设动滑轮两侧的绳子与竖直方向的夹角均为θ,绳子的拉力大小为F,对滑轮和重物有2Fcs θ=mg,重物缓慢提起的过程中,夹角θ增大,则F增大,C、D错误.
5．【知识点】超重和失重现象分析
【答案】D
【详解】A．炮弹受到重力和空气阻力，空气阻力做负功，机械能减少．故A错误；
B．炮弹在P点时受到竖直向下的重力和水平向左的空气阻力，合外力大于重力，根据牛顿第二定律可知，炮弹在P点的加速度大于g，B错误；
C．炮弹在上升过程中竖直方向的合外力向下，竖直方向的加速度向下，处于失重状态，C错误；
D．由于上升时和下落时竖直方向的加速度不同，上升过程阻力有向下的分量，下降过程阻力有向上的分量，炮弹上升过程比下降过程运动的加速度大，根据运动学规律，可知炮弹上升过程比下降过程运动的时间短，D正确。选D。
6．【知识点】匀变速直线运动的位移—时间公式及其应用
【答案】A
【详解】弹珠2碰后做匀减速运动，末速度为零，可看做是反向的匀加速运动，加速度为，根据，可得，选A。
7．【知识点】解析法在解动态平衡问题中的应用
【答案】BC
【详解】飞机在水平方向前飞行时，竖直方向受力平衡，则
G= Fcs θ
在水平方向有
所以飞机水平前进的动力为Fsin θ，所以AD错误，BC正确。
故选BC。
8．【知识点】运动的合成与分解
【答案】AB
【详解】A．由x-t图像可知，物体沿轴方向做匀速直线运动，选项A正确；
B．由vy-t图像可知，物体沿轴方向做初速度为0的匀加速直线运动，选项B正确；
C．物体在x方向是匀速直线运动，在y方向做匀加速直线运动，则实际运动是曲线运动，选项C错误；
D．物体4秒内x=8m，，则位移为，选项D错误。选AB。
9．【知识点】传送带模型中的能量守恒问题、应用动能定理求解与图像相关的动能问题
【答案】AC
【详解】A．由题图乙可判断出物块被子弹击中后先做减速运动，再做匀速运动，但方向不变，说明传送带逆时针转动，物块最终做匀速运动的速度即为传送带的速度，大小为2m/s，故A正确；
B．由题图乙可知物块做减速运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得，解得，故B错误；
CD．根据动能定理可得传送带对物块做的功，故C正确，D错误。
故选AC。
10．【知识点】人造卫星问题、天体密度的计算、宇宙速度
【答案】BCD
【详解】A．该行星在做匀速圆周运动，所以其赤道上的线速度为，星球的第一宇宙速度一定大于，否则卫星发射不出去，A错误；
B．对于宇宙飞船，根据万有引力提供圆周运动向心力有，可得卫星的周期为，可知轨道半径越小周期越小，卫星的最小半径为R，则宇宙飞船绕该行星做圆周运动的周期最小值为，根据该行星表面物体所受重力与万有引力相等，有，联立解得，B正确；
C．同步卫星的周期与星球自转周期相同，故有，代入数据解得其距行星表面高度为，C正确；
D．根据自由落体运动规律可得，解得该行星表面的重力加速度为，可得
，星球的密度为，联立解得该行星的平均密度为，D正确。
故选BCD。
11．【知识点】两类动力学问题、瞬时功率及其计算
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）火箭上升过程时的受力情况如图，由图可知，。
（2）当推力逆时针方向转动60后受力情况如图：与垂直，，加速阶段的加速度，减速阶段的加速度，，，。
（3）加速度阶段的最后时刻火箭的瞬时功率最大为，。
12．【知识点】计算某一星球的重力加速度
【答案】8.0；
【详解】（1）[1]平抛运动在水平方向为匀速直线运动，由ab、bc、cd水平距离相同可知，a到b、b到c运动时间相同为，平抛运动在竖直方向为匀变速直线运动，根据逐差法可知，解得
（2）[2]该星球表面，重力等于万有引力，则有，解得
13．【知识点】传送带模型、板块模型
【答案】（1）0.5 （2）4m/s
【答案】（1）2.25s 0.5m （2）23m （3）0.40m 0.20m
【解析】（1）A恰好在水平地面上做匀速直线运动，则有Ff=F1csθ，Ff=μmg+F1sinθ，联立解得μ=0.5.
（2）对A受力分析如图所示，在沿斜壁方向有F2csθ−mgcsθ−Ff1=ma，
在垂直斜壁方向有FN=F2sinθ−mgsinθ，又Ff1=μFN，v2=2ax，联立解得v=4m/s.
15（18分）水平传送带A、B两端点相距x=4m，以v0=2m/s的速度（始终保持不变）顺时针转动.现将一质量m=2kg的小物块（可视为质点，且可在传送带上留下划痕）无初速度地轻放至A点处，小物块与传送带间的动摩擦因数为μ1=0.4.小物块离开传送带后，无速度损失地滑上质量M=4kg的木板.木板与传送带等高，小物块与木板间的动摩擦因数也为μ1=0.4，木板与地面间的动摩擦因数为μ2g=10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.
（1）求小物块从A点运动到B点的时间及在传送带上留下划痕的长度；
（2）若μ2=0.2，小物块滑上木板时，对小物块施加一个大小为F=2N的水平向右的恒力，要使小物块不从木板上滑落，木板至少多长？
（3）若μ2=0.1，小物块滑上木板时，改为对木板施加一个大小为F=2N的水平向右的恒力，则要使小物块不从木板上滑落，木板至少多长？全过程木板的位移是多少？
【解析】（1）小物块在传送带上滑动时的加速度大小为a1=μ1g=4m/s2，加速到与传送带速度相等所用的时间为t1=v0a1=0.5s，加速过程的位移为x1=v0t12=0.5m，匀速运动的时间为t2=x−x1v0=1.75s，小物块从A点运动到B点的时间为t=t1+t2=2.25s，传送带上留下划痕的长度s=v0t1−x1=0.5m.
（2）由于μ1mg=8Nμ2m+Mg=6N,则木板的加速度大小a3=F+μ1mg−μ2m+MgM=1m/s2，小物块的加速度大小为a4=μ1g=4m/s2，设小物块与木板运动到速度相等所用的时间为t'，则有v0−a4t'=a3t',解得t'=0.4s.此过程小物块和木板的位移分别为x物=v0t'−12a4t'2=0.48m,x板=12a3t'2=0.08m,此后小物块与木板共同做匀减速运动至速度为零，所以木板的长度至少为L2=x物−x板=0.40m.两者共同做匀减速运动的加速度大小为a=F−μ2m+MgM+m=−23m/s2,位移为x=−a3t'22a=0.12m,故木板的总位移为s'=x板+x=0.20m.
14．【知识点】动量和能量的综合应用
【答案】（1）6m/s，=0 （2）2m/s ≤ v6 ≤ 4m/s （3）40J ≤ Q ≤ 140J
【详解】（1）由于μ1 > μ2，则物块a和b一起向右减速。物块a、b和木板减速的加速度大小为μ2g = 1m/s2，
相碰前瞬间物块a、b速度为v3，由运动学公式v3= v1－μ2gt，
解得v3= 6m/s，
设木板c停下的时间为t0，则由运动学公式有0 = v2－μ2gt0，
解得t0= 2s < t，
则相碰的木板c速度v4= 0。
（2）若物块b和木板c发生弹性碰撞，碰撞后速度分别为v5和v6，则由动量守恒定律有mv3= mv5＋2mv6，
由机械能守恒定律有，
联立解得v5= －2m/s，v6= 4m/s，
若物块b和木板c碰撞后速度相同，均为v′6，
由动量守恒定律有mv3= 3mv′6，
解得v′6= 2m/s，
则碰撞后木板的速度大小满足2m/s ≤ v6 ≤ 4m/s。
（3）碰撞后物块a以速度v3滑上木板c，当物块a速度大于木板c时，物块a加速度大小为μ1g = 1.5m/s2，
设木板加速度大小为a1，当物块a速度等于木板c时，a的最大加速度为μ2g = 1m/s2，
对整体，由牛顿第二定律有3μ2mg－μ1mg = 2ma1，
解得a1= 0.75m/s2