絕密★啟用前

2021屆高考考前物理非選擇題精煉力學(xué)B卷

注意事項：1、答題前填寫好自己的姓名、班級、考號等信息2、請將答案正確

填寫在答題卡上

1.如圖甲所示，某學(xué)習(xí)小組把兩根彈簧連接起來，測量兩彈簧的勁度系數(shù)。彈簧1上端固定

在支架頂端，彈簧1和2下端分別有一能與厘米刻度尺垂直對齊的指針，重力加速度取

g=10m/s2o

彈簧21刻度尺

B-X-

鉤碼4

?夕7?7g分/7

圖甲圖乙圖丙

(1)某次測量結(jié)果如圖乙所示，指針示數(shù)為cm。

(2)在兩彈簧彈性限度內(nèi)，將質(zhì)量為50g的鉤碼逐個掛在彈簧下端，得到指針43的示

數(shù)4、LB，在坐標紙上畫出4、名與鉤碼個數(shù)n的關(guān)系乙-〃圖象如圖丙所示?？汕蟪鰪椈?/p>

1、2的勁度系數(shù)分別為勺=N/m,&=N/nio

(3)彈簧2的重力(填"會”或“不會”)引起彈簧1的勁度系數(shù)的測量誤差。

2.某物理興趣小組的幾名同學(xué)課外做了“驗證力的平行四邊形定則”實驗，所用器材有：木

板、白紙、圖釘、橡皮筋、細繩套和兩個彈簧測力計.

實驗裝置如圖甲.

ioTa

IO

實驗步驟如下：

①用兩個相同的彈簧測力計互成角度拉細繩套，使橡皮條伸長，結(jié)點到達紙面上某一位置，

記為0；

②記錄兩個彈簧測力計的拉力片和鳥的大小和方向；

③只用一個彈簧測力計，將結(jié)點仍拉到位置0,記錄彈簧測力計的拉力F'的大小和方向；

④按照力的圖示要求，作出拉力打、F2.

⑤根據(jù)力的平行四邊形定則作出F,和F2的合力F；

⑥比較尸和F的一致程度.

關(guān)于這個實驗，回答下列問題：

(1)本實驗采用的科學(xué)方法是,用一個彈簧測力計將橡皮筋的活動端仍拉至。點，

這樣做的目的是.

(2)下列說法中正確的是.

A.細繩套應(yīng)盡可能短一些

B.用兩個彈簧測力計互成角度拉橡皮條時的拉力必須都小于只用一個彈簧測力計的拉力

C.系在橡皮條末端的兩繩不必須等長

D.拉細繩套時，拉力應(yīng)盡量與木板平行

(3)在某次實驗中，幾位同學(xué)的實驗結(jié)果如圖所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，0為橡

皮條與細繩結(jié)點的位置，通過對F和尸’進行比較，可以得出結(jié)論：.

A

O

FF

乙

3.探究小車的加速度與其所受合外力之間的關(guān)系實驗中，裝置如圖所示。

①測量出祛碼盤的質(zhì)量〃％,遮光片的寬度d;按如圖所示方式安裝好實驗裝置，兩光電門

之間的距離為S;

②在祛碼盤中放入適量的祛碼，調(diào)節(jié)長木板的傾角，直到輕推小車，遮光片先后經(jīng)過光電門

A和光電門B的時間相等；

③取下細線和祛碼盤，記下祛碼盤中祛碼的質(zhì)量m；

④讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B

所用的時間和△%；

⑤步驟④中，小車從光電門A下滑至光電門B的過程中所受合外力心=，小車的加

速度。=o（用上述步驟中的物理量表示，重力加速度為g）

（2）如果墊片移至木板Y右邊，調(diào)整長木板，使傾角與原來傾角相等，仍然在祛碼盤中放

置質(zhì)量為m的祛碼，讓小車從木板右端靜止滑下，通過實驗得出此時的加速度。'，則

A.af<aB.a<ar<2aC.a!>2a

4.如圖1所示是驗證機械能守恒定律的實驗裝置.

(1)甲同學(xué)選出一條點跡清晰的紙帶如圖2所示，其中0點為打點計時器打下的第一個點,

A、B、C為三個計數(shù)點，打點計時器通以頻率為50Hz的交變電流.用毫米刻度尺測得

Q4=12.42cm,OB=18.90cm,OC=27.06cm,在計數(shù)點A和3、8和C之間還各有一個計

數(shù)點.若重錘的質(zhì)量為1.00kg,g^9.80m/s2,從開始下落到打到B點時,重錘的機械能減

少了J；(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(2)乙同學(xué)利用他自己實驗時打出的紙帶，測量出各計數(shù)點到打點計時器打下的第一個點

的距離h,計算出各計數(shù)點對應(yīng)的速度v,然后以h為橫軸、F為縱軸作出如圖3所示的圖

線，圖線的斜率等于,圖線未過原點0的原因可能是.

5.如圖甲所示，輕彈簧左端固定在豎直墻上，右端點在0位置.質(zhì)量為m的物塊A(可視為質(zhì)

點)以初速度％從距0點右方％的P點處向左運動，與彈簧接觸后壓縮彈簧，將彈簧右端壓

縮到。點位置后，A又被彈簧彈回.A離開彈簧后，恰好回到P點.物塊A與水平面間的動摩

擦因數(shù)為口，求:

(1)物塊A從P點出發(fā)又回到P點的過程，克服摩擦力所做的功;

(2)0點和Q點間的距離心;

(3)如圖乙所示，若將另一個與A完全相同的物塊B(可視為質(zhì)點)與彈簧右端拴接，將A放

在B右邊，向左壓A、B,使彈簧右端壓縮到。點位置，然后從靜止釋放，4B共同滑行

一段距離后分離.分離后物塊A向右滑行的最大距離S2是多少？

6.某種彈射裝置的示意圖如圖所示，光滑的水平導(dǎo)軌右端N處與傾斜傳送帶理想連接，

傳送帶長度乙=15m,傳送帶以恒定速度v=5m/s順時針轉(zhuǎn)動，三個質(zhì)量均為〃z=lkg的滑

塊A、B、C置于水平導(dǎo)軌上，滑塊8、C之間有一段輕彈簧剛好處于原長，滑塊B與輕彈簧

連接，滑塊C未連接彈簧，滑塊B、C處于靜止狀態(tài)且離N點足夠遠，現(xiàn)讓滑塊A以初速度

%=6m/s沿滑塊8、C連線方向向滑塊B運動，滑塊A與B碰撞后粘合在一起，碰撞時間

極短。滑塊C脫離彈簧后滑上傾角，=37。的傳送帶，并從頂端沿傳送帶方向滑出斜拋落至

地面上。已知滑塊C與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)〃=0.8,取重力加速度

g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:

（1）滑塊A、8碰撞時損失的機械能及滑塊C剛滑上傳送帶時的速度；

（2）滑塊C在傳送帶上因摩擦產(chǎn)生的熱量Q。

7.如圖所示，有一原長為2R的輕質(zhì)彈簧，一端拴接在水平地面A處的固定擋板上，另一端

位于水平地面上B處，彈簧處于原長。豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓形光滑軌道CDE與水平

地面相切于C點，之間的距離為1.5R,A、B、C、D、￡在同一豎直平面內(nèi)。質(zhì)量為m

的小物塊（可視為質(zhì)點）自D點（與圓心0等高）沿軌道由靜止開始下滑，在水平地面上向

左最遠運動到P點（未畫出），隨后被水平彈回，恰好運動到C點，已知物塊與水平地面間

的動摩擦因數(shù)4=02,重力加速度為g,整個過程中彈簧未超出彈性限度。求：

I)

（1）小物塊第一次到達C點時對軌道的壓力大小;

（2）小物塊運動到P點時，彈簧的彈性勢能；

（3）若改變物塊的質(zhì)量，使其壓縮彈簧至P點，靜止釋放后物塊能滑上半圓形軌道C0E,

且在軌道C0E上運動過程中未與軌道脫離，求改變后物塊的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件。

8.如圖所示，質(zhì)量為M=2kg的滑槽靜止在光滑的水平地面上，滑槽的他部分是長為

/=lm的粗糙水平軌道，8C部分是半徑為R=0.2m的四分之一光滑圓弧軌道，滑塊P置

于滑槽上面的A點。一根長為乙=0.9m、不可伸長的輕質(zhì)細繩一端固定于。，另一端拴著

小球Q。將小球Q拉至細繩與豎直方向成60°角的位置，靜止釋放，小球Q到達最低點時與

滑塊P發(fā)生彈性碰撞且時間極短，最終滑塊P未離開滑槽。已知滑塊P和小球Q的質(zhì)量均為

m=lkg,它們均可視為質(zhì)點，取g=10m/s2,忽略空氣阻力。

（1）求碰撞瞬間滑塊P所受沖量I的大?。?/p>

（2）若滑塊P剛好能夠滑到滑槽軌道的最高點C,求滑塊P與滑槽他之間的動摩擦因數(shù)

（3）討論滑塊P在整個運動過程中，是否有可能在某段時間里相對地面向右運動？若不可

能，說明理由；若可能，試求出滑塊P與滑槽/W之間的動摩擦因數(shù)u的取值范圍。

答案以及解析

1.答案：（1）15.94

（2）12.5；25

（3）不會

解析：（1）由于刻度尺最小分度為1mm,讀數(shù)要估讀到0.1mm,指針示數(shù)為15.94cm。

（2）由胡克定律F=kx,有江=心,可得k=—。對彈簧

△%

1溫=竺二"：產(chǎn).（N/m）=12.5N/m。對彈簧2,自=竽~=人（N/m）=25N/m,

其中A（L?-Zt））=A（￡te-〃“）-△（%-八）。

（3）由々=A竺F可知，彈簧1彈力的變化量不受彈簧2的重力的影響，所以彈簧2的重力不

Ax

會引起彈簧1勁度系數(shù)的測量誤差.

2.答案：（1）等效替代法；使耳、工的共同作用效果與尸相同

（2）CD

（3）在實驗誤差允許范圍內(nèi)F和尸’大小相等、方向相同，互成角度的兩個力合成時遵循

平行四邊形定則

解析：（1）本實驗的原理是合力與兩個分力的作用效果相同，所以采用了等效替代法；用一

個彈簧測力計將橡皮筋的活動端仍拉至0點，這樣做的目的是使國、K的共同作用效果與

F'相同.

（2）細繩套應(yīng)盡可能長一些，減小力方向上的誤差，故A錯誤；合力可以比分力大，也可

以比分力小，故B錯誤；細線的作用是能顯示出力的方向，所以不必須等長，故C正確；拉

細繩套時，拉力應(yīng)盡量與木板平行的目的是保證合力與分力在同一平面內(nèi)，故D正確.

（3）在實驗誤差允許范圍內(nèi)，F(xiàn)和尸大小相等、方向相同，互成角度的兩個力合成時遵循

平行四邊形定則.

3.答案：（1）⑤+

（2）B

解析：（1）⑤取下細線和祛碼盤后，小車受到的合力即為祛碼盤和盤中祛碼的總重力，

/=（機+/）g；小車通過光電門A的速度以=二，小車通過光電門B的速度以,

根據(jù)討-f=2as可得小車的加速度a

d斫一

（2）由于祛碼盤和盤中祛碼一起和小車做加速運動，細線拉力小于（，〃+/）g,又

尸'=4+（a+惆）g,則（加+，％）g<F'<2（，〃+，〃0）g,^a<a'<2a.

4.答案：（1）0.18

（2）2g；先釋放紙帶，后閉合打點計時器的開關(guān)，導(dǎo)致重錘有初速度

解析：（1）當打點計時器打到B點時，重錘的重力勢能減少量

際=mg?08=1.00x9.80x18.90xIO2J?1.85J,打B點時重錘的速度

OC-OA=竺奧二1絲網(wǎng)？lm/s=1.83m/s,此時重錘的動能增加量

474x0.02

2

AEk=l^=lxl.00xl.83J?1.67J,重錘的機械能減少了

\E=\Ep-\Eh.=1.85J-1.67J?=0.18J

（2）由機械能守恒定律有3加2=，咫九，可得/=2g〃，由此可知圖線的斜率近似等于重力

加速度的2倍；由題圖3可知，〃=0時;重錘的速度不等于零，原因是該同學(xué)做實驗時先

釋放紙帶，然后才閉合打點計時器的開關(guān)，導(dǎo)致重錘有初速度.

5.答案：⑴~mvo

⑵

4〃g

⑶“一款

解析：（DA從P出發(fā)又回到P的過程，根據(jù)動能定理，克服摩擦力所做的功為叫=；機說.

（2）A從P出發(fā)又回到P全過程，根據(jù)動能定理有

2,nigG\+sb）=[mv1,得心=--s0.

24〃g

（3）設(shè)A、3剛分離時它們的共同速度是匕，彈出過程彈力做功％,由題圖甲中A從01點返

回P點的過程得叫-〃mg（M+s（））=0-0,分離前有％-2〃％gS|,分離后有

7mv-=jumgs-,,解得5=5-.

2208〃g

6.答案：(1)9J,4m/s

(2)8J

解析：(1)A與B位于光滑的水平面上，系統(tǒng)在水平方向的動量守恒，設(shè)A與B碰撞后共同

速度為匕，選取向右為正方向，

對A、B有mv(y=2mvx,

碰撞時損失的機械能為AE=g?2m-v；,

聯(lián)立解得A￡=9J,

設(shè)A、3碰撞后，彈簧第一次恢復(fù)原長時43的速度為力,C的速度為％,由動量守恒定律

得：

2mv]=2mvB+mvc,

由機械能守恒定律得：；x2""=gxImv^+3機射：，

聯(lián)立解得：vc=4m/so

(2)滑塊C以％滑上傳送帶，假設(shè)勻加速直線運動位移為x時與傳送帶共速，由運動學(xué)公

式有：q=cos6-gsin6=0.4m/s2,

v2-,

聯(lián)立解得x=U.25mvL

設(shè)勻加速運動的時間為t,

有”4=2.5S

所以相對位移A￥=vr-x=1.25m,

所以摩擦生熱。="2gcos。?加：=8J。

7.答案：(1)3mg

⑵儂

2

(3)—?加'＜加或m；,—

36

解析：本題考查單質(zhì)點的多過程問題。

(1)物塊從D點運動到C點，機械能守恒，有mgR=gmv；

在C點由牛頓第二定律得&-〃?g=機會

根據(jù)牛頓第三定律，物塊第一次到達C點時對軌道的壓力/=卅=3叫，方向豎直向下

(2)物塊運動到P點時，設(shè)彈簧的壓縮量為x,物塊從D點運動到P點，根據(jù)能量守恒定

律有

mgR=jumg(l,5R+x)+Ep

物塊從p點彈回運動到C點，根據(jù)能量守恒定律有綜=〃，〃g(1.5R+x)

解得耳=等"=我

(3)改變物塊質(zhì)量后設(shè)其質(zhì)量為加，物塊能滑上半圓形軌道，必須克服水平地面摩擦力

做功，即與>〃,"'g(1.5R