力學模塊卷(一)一、選擇題1.2020年4月初,遼寧號航母編隊進行了一次遠海訓練,6艘艦艇(1艘航母+2艘052D驅逐艦+2艘054A護衛(wèi)艦+1艘901型遠洋綜合補給艦)浩浩蕩蕩出發(fā),經宮古海峽、巴士海峽,前往南海進行遠海訓練,然后又經巴士海峽、宮古海峽原路返回,前后耗時20多天,下列說法中正確的是(　　)A.遼寧號航母上的觀察員感覺海水向后退去,他選擇的參考系是海水B.遼寧號航母上的觀察員感覺海水向后退去,他選擇的參考系是航母C.遼寧號航母上的觀察員感覺其他艦沒有動,其他艦一定是靜止的D.遼寧號航母上的觀察員感覺天空的白云沒有動,航母一定是靜止的答案　B　遼寧號航母上的觀察員感覺海水向后退去是以其所在的行進中航母為參考系的;以航母為參考系,若感覺到其他物體靜止,則其他物體是與航母以相同的速度運動的。故只有B正確。2.(2020廣東廣州階段訓練)將甲、乙兩小球先后以相同的初速度3v0從水平地面豎直向上拋出,拋出的時間間隔為T,它們運動的v-t圖像如圖所示,則(　　)A.t=T時,甲球距離地面的高度為v0TB.t=1.5T時,兩球高度差最大C.t=2T時,兩球距離地面的高度相同D.t=3T時,甲球距離地面的高度大于乙球的答案　C　由題意和圖像可知,t=T時,甲球距離地面的高度為h甲=T=2v0T,A錯誤;乙球被拋出的瞬間,甲球還沒有運動到最高點,兩小球遇之前,它們之間的距離逐漸減小,因此t=T時兩球高度差最大,B錯誤;由圖像可知,t=2T時,兩球運動的位移相等,因此兩球距離地面的高度相同,C正確;t=3T時,小球甲落地,而小球乙距離地面的高度為h乙=×2T=2v0T,顯然甲球距離地面的高度小于乙球的,D錯誤。3.(2020四川瀘縣五中三診)生活中常見的手機支架,其表面采用了納米微吸材料,用手觸碰無粘感,接觸到平整光滑的硬性物體時,會牢牢吸附在物體上。如圖是一款放置在高鐵水平桌面上的手機支架,支架能夠吸附手機,小明有一次搭乘高鐵時將手機放在該支架上看電影,若手機受到的重力為G,手機所在平面與水平面間的夾角為θ,則下列說法正確的是　(　　),A.當高鐵未啟動時,支架對手機的作用力大小等于B.當高鐵未啟動時,支架受到桌面的摩擦力方向與圖示高鐵前進方向相反C.高鐵勻速行駛時,手機可能受到5個力作用D.高鐵減速行駛時,手機可能受到3個力作用答案　D　高鐵未啟動時,手機處于靜止狀態(tài),受重力和支架對手機的作用力,根據平衡條件可知,支架對手機的作用力與重力大小相等、方向相反,A錯誤;高鐵未啟動時,以手機和支架整體為研究對象,受重力和桌面的支持力,二力平衡,不受桌面的摩擦力,B錯誤;高鐵勻速行駛時,手機受重力、納米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力,共4個力作用,C錯誤;高鐵減速行駛時,手機具有與高鐵前進方向相反的加速度,可能只受重力、納米材料的吸引力和支架的支持力共3個力作用,D正確。4.(2020浙江模擬)綽號“威龍”的第五代制空戰(zhàn)機殲-20具備高隱身性、高機動性能力,為防止極速提速過程中飛行員因缺氧而暈厥,殲-20配備的新型抗荷服能幫助飛行員承受最大9倍重力加速度。假設某次垂直飛行測試實驗中,殲-20加速達到50m/s后離地,而后開始豎直向上進行飛行試驗。該戰(zhàn)機在10s內勻加速到3060km/h,勻速飛行一段時間后到達最大飛行高度18.5km。假設加速階段所受阻力恒定,約為重力的0.2。已知該殲-20的質量為20噸,聲速為340m/s,忽略戰(zhàn)機因油耗等導致的質量變化,g取10m/s2。則下列說法正確的是　(　　)A.本次飛行測試的勻速階段運行時間為26.5sB.加速階段系統(tǒng)的推力為1.84×106NC.加速階段時飛行員有暈厥可能D.戰(zhàn)機在勻速階段時爬升高度為14.25km答案　B　加速階段初速度v0=50m/s,末速度v=3060km/h=850m/s,根據v=v0+at可得,加速度a=80m/s2=8g,飛行員不會暈厥,選項C錯誤;根據牛頓第二定律得F-mg-f=ma,解得推力F=1.84×106N,選項B正確;加速階段上升的高度x=v0t+at2=4500m,則勻速上升高度為14km,選項D錯誤;勻速飛行時間t==s≈16.47s,選項A錯誤。規(guī)律總結　多階段運動中,相鄰階段間存在著運動學物理量間的聯(lián)系:前一階段的末速度為后一階段的初速度,前一階段的末位置為后一階段的初位置。5.(2020山東九校月考)在城市車流量大、多路口交匯的地方常設置環(huán)島交通設施,需要通過路口的車輛都按照逆時針方向行進,有效減少了交通事故的發(fā)生。環(huán)島路為圓形,已知圖中三車道的總寬度為12m,內車道邊緣間最遠的距離為120m。假設汽車受到的最大靜摩擦力等于車重的0.8。g取10m/s2,假設汽車勻速率通過環(huán)形路段,則關于汽車的運動,下列說法正確的是(　　),A.最大速度不能超過24m/sB.所受的合力為零C.一定受到恒定的合外力作用D.受重力、彈力、摩擦力和向心力的作用答案　A　汽車轉彎的最大半徑為r=m+12m=72m,由牛頓第二定律得fm=,解得v=m/s=24m/s,選項A正確。汽車做勻速圓周運動,所受的合力大小是不變的,方向不斷變化,不等于零,選項B、C錯誤。車在水平公路上做勻速圓周運動,所需向心力由摩擦力提供,向心力不是實際受力,選項D錯誤。6.(2020北京順義二模)2019年1月3日10時26分,“嫦娥四號”探測器成功在月球背面著陸,標志著我國探月航天工程達到了一個新高度,圖示為“嫦娥四號”到達月球背面的巡視器。已知地球和月球的半徑之比約為4∶1,其表面重力加速度之比約為6∶1。則地球和月球相比較,下列說法中最接近實際的是(　　)A.地球的密度與月球的密度之比為3∶2B.地球的質量與月球的質量之比為64∶1C.地球的第一宇宙速度與月球的第一宇宙速度之比為8∶1D.蘋果在地球表面受到的引力與它在月球表面受到的引力之比為60∶1答案　A　由G=mg得M=,則=×=,B選項錯誤;由M=、V=πR3、ρ=得ρ=,則=×=,A選項正確;由G=m和G=mg得v1=,則==,C選項錯誤;由F=G得=×=×=,故D選項錯誤。7.(2020四川南充高級中學月考)蹦極是一項刺激的戶外休閑活動,可以使蹦極者在空中體驗幾秒鐘的“自由落體”。如圖所示,蹦極者站在高塔頂端,將一端固定的彈性繩系在腰上,然后雙臂伸開,雙腿并攏,頭朝下跳離高塔。設彈性繩的原長為L,蹦極者下落第一個時速度的增加量為Δv1,下落第五個時速度的增加量為Δv2,把蹦極者視為質點,蹦極者離開塔頂時的速度為零,不計空氣阻力,則滿足　(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.1<<2B.2<<3C.3<<4D.4<<5答案　D　蹦極者下落高度L的過程,可視為自由落體運動,對于初速度為零的勻加速直線運動,通過連續(xù)相等的位移的時間之比為1∶(-1)∶(-)∶(2-)∶(-2)∶…,可知==+2,即4<<5,根據Δv=gt可得,4<<5,D正確。,解題技巧　本題中是將自由落體運動中的位移進行了等分,由于加速度恒定,可將速度增量的比值問題轉化為運動時間比值的問題。8.(2020貴州監(jiān)測)如圖甲所示,輕彈簧豎直固定在水平地面上,t=0時刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點,然后又被彈起離開彈簧上升到一定高度后再下落,如此反復,該過程中彈簧的彈力大小F隨時間t的變化關系如圖乙所示。不計空氣阻力,則　(　　)A.t1時刻小球的速度最大B.t2時刻小球所受合力為零C.以地面為零重力勢能面,t1和t3時刻小球的機械能相等D.以地面為零重力勢能面,t1~t3時間內小球的機械能守恒答案　C　根據題述,結合彈簧彈力隨時間變化的圖線,金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,t1時刻接觸彈簧,由于重力大于彈簧彈力,小球還要加速向下運動,當彈力增大到等于小球重力時,小球速度最大,選項A錯誤;t2時刻彈簧被壓縮到最短,彈簧的彈力最大,小球所受合力向上,選項B錯誤;t1時刻和t3時刻小球的速度大小相等,動能相同,距離地面高度相同,以地面為零重力勢能面,t1時刻和t3時刻小球的機械能相等,選項C正確;以地面為零重力勢能面,t1~t3時間內,小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,但由于小球受到彈簧的彈力作用,小球的機械能先減小后增大,選項D錯誤。9.(2020湖南長沙明達中學模擬)如圖甲所示的“襄陽炮”是古代軍隊攻打城池的裝置,其實質就是一種大型拋石機,圖乙是其工作原理的簡化圖。將質量m=10kg的石塊,裝在與轉軸O相距L=5m的長臂末端口袋中,最初靜止時長臂與水平面的夾角α=30°,發(fā)射時對短臂施力使長臂轉到豎直位置時立即停止運動,石塊靠慣性被水平拋出,落在水平地面上。若石塊落地位置與拋出位置間的水平距離s=20m,不計空氣阻力,取g=10m/s2。以下判斷正確的是(　　)A.石塊拋出后運動時間為s,B.石塊被拋出瞬間的速度大小為m/sC.石塊即將落地時重力的瞬時功率為500WD.石塊落地的瞬時速度大小為15m/s答案　C　石塊被拋出后做平拋運動,h=L+Lsinα,豎直方向h=gt2,可得t=s,A錯誤。石塊被拋出后做平拋運動,水平方向s=v0t,可得v0=m/s,故B錯誤。石塊即將落地時重力的瞬時功率為:P=mgvy=mg·gt=500W,故C正確。石塊落地的瞬時速度大小為v==m/s,故D錯誤。易錯警示　平拋運動是曲線運動,速度運算是矢量運算,需依據平行四邊形定則,切記不能直接由v=v0+gt計算。10.(2020湖北應城一中期中)如圖所示,用兩根長度均為l的輕繩將一重物懸掛在水平的天花板下,輕繩與天花板的夾角為θ,整個系統(tǒng)靜止,這時每根輕繩中的拉力為T。現(xiàn)將一根輕繩剪斷,當小球擺至最低點時,輕繩中的拉力為T'。θ為某一值時,最大,此最大值為(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.B.2C.3-2D.答案　A　剪斷輕繩之前,2Tsinθ=mg;剪斷輕繩后,擺到最低點時,mv2=mgl(1-sinθ),由牛頓第二定律得T'-mg=m;聯(lián)立解得=6sinθ-4sin2θ,由數學知識可知,此比值的最大值為,故選項A正確。11.(2020云南大理、麗江、怒江二聯(lián))(多選)如圖所示,下雨天,足球運動員在球場上奔跑時容易滑倒,設他的支撐腳對地面的作用力為F,方向與豎直方向的夾角為θ,鞋底與球場間的動摩擦因數為μ,下面對該過程的分析正確的是(　　)A.下雨天,動摩擦因數μ變小,最大靜摩擦力增大B.奔跑步幅越大,越容易滑倒C.當μtanθ時,容易滑倒答案　BC　下雨天,地面變光滑,動摩擦因數μ變小,最大靜摩擦力減小,故A錯誤;將力F分解,腳對地面的壓力為Fcosθ,力在水平方向上的分力大小為Fsinθ,奔跑步幅越大,夾角θ越大,當θ增大到Fsinθ>μFcosθ時,人容易滑倒,故B正確;當Fsinθ>μFcosθ時人容易滑倒,此時μg,所以D錯誤。,規(guī)律總結　在彈簧彈力作用下的運動具有對稱性,物體在經過關于加速度為零的點相對稱的位置時,速度、加速度、合力大小相同。10.某山地自行車有六個飛輪和三個鏈輪,鏈輪和飛輪的齒數如表所示,前后輪半徑為30cm,某人腳踩踏板做勻速圓周運動的角速度是4rad/s,則人騎自行車的最大速度為(　　)名稱鏈輪飛輪齒數483528151618212428A.7.68m/sB.3.84m/sC.2.4m/sD.1.2m/s答案　B　自行車在運動過程中鏈輪和飛輪的線速度是相等的,由公式v=rω知,鏈輪與飛輪齒數比越大,則飛輪角速度越大,又知飛輪與后輪角速度相同,所以后輪線速度越大。鏈輪與飛輪角速度比為ω1∶ω2=n2∶n1,腳踩腳踏板的角速度為4rad/s,則飛輪的最大角速度ω2m=rad/s,自行車前后輪半徑為30cm,所以人騎自行車的最大速度等于后輪轉動的最大線速度,v=rω2m=3.84m/s,故B正確。11.(2020超級全能生24省聯(lián)考甲卷)2019年9月29日下午在第十三屆女排世界杯中,中國女子排球隊以十一戰(zhàn)全勝的戰(zhàn)績獲得世界杯冠軍。如圖所示,若運動員朱婷此時正在后排離球網3m處強攻,速度方向水平。設矩形排球場的長為2L,寬為L(實際L為9m),若排球(排球可視為質點)離開手時正好在3m線(即線)中點P的正上方高h1處,球網高H,對方運動員在近網處攔網,攔網高度為h2,且有h1>h2>H,不計空氣阻力。為了使球能落到對方場地且不被對方運動員攔住,則球離開手的速度v的最大范圍是(排球壓線不算犯規(guī))(　　)A.·