整体法与隔离法解连接体问题 基础练 2025年高考物理复习备考
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| 名称 | 整体法与隔离法解连接体问题 基础练 2025年高考物理复习备考 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-11-11 16:17:00 | ||
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文档简介
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整体法与隔离法解连接体问题 基础练
2025年高考物理复习备考
一、单选题
1．惠州罗浮山风景区于2022年1月启用新索道，如图所示，质量为M 的吊厢通过悬臂固定悬挂在缆绳上，吊厢水平底板上放置一质量为m 的货物。若某段运动过程中，在缆绳牵引下吊厢载着货物一起斜向上加速运动，且悬臂和吊厢处于竖直方向，重力加速度为g，则（ ）
A．吊厢水平底板对货物的支持力不做功
B．吊厢水平底板对货物的摩擦力做正功
C．悬臂对吊厢的作用力方向与缆绳方向平行且斜向上
D．悬臂对吊厢的作用力大小等于
2．如图所示，一不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮，两端连接物块a和b，物块c与b通过轻弹簧连接，a、b、c质量均为m，a、b、c运动过程中弹簧长度保持不变。重力加速度为g。则（ ）
A．a的加速度大小为 B．a的加速度大小为g
C．弹簧弹力大小为 D．弹簧弹力大小为
3．如图所示，在倾角为的光滑固定斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为和，弹簧的劲度系数为，在外力的作用下系统处于静止状态。已知弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为，则（ ）
A．外力的大小为
B．弹簧的形变量为
C．若外力的大小为，则A、B相对静止向上加速时，弹簧弹力的大小为
D．若外力的大小为，则A、B相对静止向上加速时，物块B的加速度大小为
4．如图所示，在倾斜的滑杆上套有一圆环，圆环通过轻绳连接一小球，若圆环和小球一起沿滑杆下滑的过程中，轻绳始终处于竖直状态。下列说法正确的是（ ）
A．小球一定做匀加速直线运动
B．小球一定做匀速直线运动
C．圆环与滑杆之间无摩擦
D．滑杆对圆环的弹力等于圆环和小球的重力之和
5．如图所示，质量为2m的足够长的木板C静置于光滑水平面上，可视为质点、质量均为m的物块A、B静置于C上，B位于A右方处。A、C间的动摩擦因数，B、C间的动摩擦因数。时刻，给C施加一水平向右的恒力F，当时，物块A，B不会相遇；将A、B第一次相遇的时刻记为t，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，则下列说法错误的是（ ）
A．物块A的最大加速度为 B．物块B的最大加速度为
C．t的最小值为2s D．长木板C的质量为1kg
6．如图，公共汽车沿水平面向右做匀变速直线运动，小球A用细线悬挂车顶上，质量为m的一位中学生手握固定于车厢顶部的扶杆，始终相对于汽车静止地站在车厢底板上，学生鞋底与公共汽车间的动摩擦因数为μ。若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角（取θ＝60°），则此刻公共汽车对学生产生的作用力的大小和方向为（ ）
A．大小等于μmg，方向水平向左
B．大小等于mg，方向竖直向上
C．大小大于，方向水平向左
D．大小等于，方向斜向左上方
7．我国“神舟十一号”飞船搭载了香港特区的中学生设计的“双摆实验”进入太空。受此启发，某同学也设计了一个类似的双摆实验在学校实验室进行研究，如下图所示，将质量和大小都不同的两个小铁球分别系在一轻绳的中间和下端，其中上面的小球较小较轻，而轻绳的上端栓接在竖杆顶部，竖杆固定在小车上。现在让小车带着两个小球一起向左加速运动，不计空气阻力，则下列四个图中所示的姿态正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示，三个物体A、B和C的质量分别为2m、m和m，A、B叠放在水平桌面上，A通过跨过光滑定滑轮的轻绳与C相连，定滑轮左端的轻绳与桌面平行，A、B间的动摩擦因数为，B与桌面间的动摩擦因数为，A、B、桌面之间的最大静摩擦力等于相对应的滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．三个物体A、B、C均保持静止
B．轻绳对定滑轮的作用力大小为
C．若A、B之间发生相对滑动，则需满足
D．若A、B之间未发生相对滑动，则A受到的摩擦力大小为
二、多选题
9．当洪水来袭时，我们应当如何自救呢？一个电视节目通过实验发现大家紧挨着站成一排，可以有效抵抗洪水对身体的冲击力。建立如图所示的物理模型，五个质量相等的物块紧靠在一起放置在水平地面上。某时刻用力F推物块1恰好未推动，已知物块与地面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则（ ）
A．物块2、3、4、5受到前一物块的弹力依次减小
B．物块3对物块4的弹力大小为
C．物块1与2、2与3、3与4、4与5间的弹力之比为4∶3∶2∶1
D．若仅增大物块与地面间的动摩擦因数，则物块间的弹力一定变大
10．如图，轻质定滑轮固定在天花板上，物体A和B用不可伸长的轻绳连接，悬挂在定滑轮上，时刻，将两物体由静止释放，物体A的加速度大小为。时刻，轻绳突然断裂，物体B达到的最高点恰与物体A释放位置处于同一高度。取时刻物体B所在的水平面为零势能面，此时物体A的机械能为E，重力加速度大小为g，不计摩擦和空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．物体A和B的质量比为3∶2
B．时，物体A和B间的距离为
C．时，物体B重力的功率为
D．时，物体A的机械能为
11．为了更好实现乡村振兴，黔东南榕江举办了“村超”，吸引了来自全国各地的游客，为了更好转运游客，工程师设想把贵阳到榕江的高铁由两辆车厢数量为8节的短编组列车首尾相连组成16节的长编组列车，短编组列车的功率恒定，每节车厢质量相同，车厢在平直轨道上运行时所受阻力大小与重力大小成正比，重力加速度为g，对于在平直轨道上运行的长编组列车，下列说法正确的是( )
A．列车加速的加速度为a时，车厢给质量为m的乘客的作用力大小为
B．与8节的短编组列车相比，16节的长编组列车的最大速度变小
C．若列车以额定功率启动，列车会先做加速度减小的加速运动
D．以最大速度运行一段时间后，为了进入榕江站，列车关闭发动机，长编组列车比短编组列车滑行更远距离才能停下
12．如图所示，轻弹簧竖直固定在水平桌面上，质量为的木块放置在弹簧上但不拴接，质量为的铁块放置在木块上并通过跨过光滑定滑轮的轻质细线与质量为的铁球连接，先用手托住铁球使细线恰好伸直但无张力，然后将铁球由静止释放。已知重力加速度为，，轻弹簧劲度系数为，弹簧始终处于弹性限度内，则（ ）
A．铁球释放瞬间其加速度大小为
B．铁块与木块分离之前细线的张力逐渐增大
C．铁块与木块分离时铁球的加速度大小为
D．从初始状态到铁块与木块分离时，木块的位移为
13．如图，倾角为30°的光滑斜面体静置于水平面上，顶端固定有光滑的定滑轮，物块A和质量为m的物块B通过跨过滑轮的轻绳连接，B与斜面右侧的竖直面接触，整个系统处于静止状态。若固定斜面，同时将平行于斜面的力F作用在A上，发现轻绳的张力变为原来的n倍。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．若n=0.5，则F的大小为1.5mg
B．若n=1.5，则F的大小为3.0mg
C．若解除斜面的固定，同时将水平向右的恒力作用在斜面体上，则n可能大于1
D．若解除斜面的固定，同时将水平向右的恒力作用在斜面体上，则n可能等于1
三、实验题
14．利用打点计时器和小车探究加速度与力、质量的关系，实验装置如图甲所示。
(1)在探究加速度与物体质量关系时，应保持 不变（选填“钩码质量”或“小车质量”），并且要求钩码质量 小车质量（选填“远大于”或“远小于”）。
(2)下列关于实验操作，说法中正确的是 。
A．打点计时器应与直流电源连接
B．连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行
C．平衡摩擦力时，不应将钩码挂在定滑轮左侧细线上
D．平衡摩擦力后，若改变小车质量需要重新平衡摩擦力
(3)某同学在没有天平的情况下，利用图甲所示的装置测量小车的质量。实验步骤如下：
①将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。
②将一个钩码从小车内取出并挂在定滑轮左端细线上，其余钩码仍留在小车内，释放小车，计算小车的加速度a。
③每次都从小车内取出一个钩码，并挂在细线左端的钩码上，释放小车，计算小车的加速度a。将结果填入表格
轻绳左侧槽码数量 1 2 3 4 5
0.70 1.39 2.08 2.79 3.47
④利用表中的数据在图乙中补齐数据点，并作出a-n图像 。
⑤利用a–n图像求得小车（空载）的质量为 kg。（每个槽码的质量均为0.050 kg，重力加速度取g取9.8 m/s2）。
15．2022年6月5日10时44分，神舟十四号飞船搭载航天员陈冬、刘洋和蔡旭哲，成功发射，并与空间站核心舱顺利对接。神舟十四号飞行乘组将首次利用位于问天实验舱的气闸舱实施两到三次出舱活动，并将继续开展天宫课堂。假设刘洋想用如图所示装置验证碰撞中的动量守恒，粗糙导轨水平放置，挡光板宽度为9.0mm，两滑块A、B被弹簧（图中未画出）弹开后，左侧A滑块通过左侧的光电计时器，记录时间为0.040s，右侧B滑块通过右侧的光电计时器，记录时间为0.060s，A、B质量未知。
质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的。由牛顿第二定律可知，如果给物体施加一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量。这就是动力学测量质量的方法。
（1）如图，假如航天员在A、B两滑块中间夹了一个质量不计的压力传感器，现让舱壁支架给B滑块一个恒力F，此时压力传感器示数为。将A、B对换位置，给A施加相同的恒力F，压力传感器示数为。据此可知A、B两滑块的质量之比 。（用、表示）
（2）在计算机设定的恒力F作用下，物体由静止开始运动，用测量装置能够测量出支架作用距离x和时间t，从而计算出加速度a= （用x、t表示）。
（3）若测出左侧A滑块质量为100g，A滑块的大小为 kg·m/s，右侧B滑块质量为150g，两滑块质量与速度的乘积的矢量和 kg·m/s。
（4）对于在天宫二号完成这个实验，下列说法正确的是 。
A．可以用天平测出A、B物块的质量
B．因导轨粗糙，验证碰撞中的动量守恒，先要平衡摩擦力
C．这个实验可以估算出弹簧的弹性势能
D．两滑块的质量与速度乘积的矢量和式中的、都是速度的大小
四、解答题
16．如图所示，A、B两物体放置在光滑水平面上，相互接触但并不黏合，两物体的质量分别为mA=2kg，mB=3kg。从t=0时刻开始，水平作用力FA和FB分别作用在A、B两物体上，FA、FB随时间的变化规律分别为FA=（10-2t）（N），FB=（2+2t）（N）。求：
（1）物体A、B经多长时间分离；
（2）t=4s时，物体A的加速度大小。
17．如图所示，热气球由球囊、吊篮和加热装置三部分构成，加热装置固定在吊篮上，用24根对称分布的轻绳拴住并与球囊相连，轻绳与竖直方向夹角均为37°。热气球被锁定在地面上，现缓慢加热球内空气使其密度不断减小。当加热至某温度时，热气球受到竖直向上大小为的浮力，球内气体总质量为3100kg，此时解除热气球锁定。若球囊质量为208kg，吊篮和加热装置总质量为 192kg，重力加速度大小取，，。热气球解除锁定瞬间，求
（1）热气球的加速度大小；
（2）每根绳子的拉力大小。
18．某粮库使用额定电压，内阻的电动机运粮。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度沿斜坡匀速上行，此时电流。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量，车上粮食质量，配重质量，取重力加速度，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求：
（1）比例系数k值；
（2）上行路程L值。
参考答案：
1．B
A．吊厢水平底板对货物的支持力竖直向上，与速度方向的夹角小于，可知支持力对货物做正功，故A错误；
B．在缆绳牵引下吊厢载着货物一起斜向上加速运动，可知吊厢水平底板对货物的摩擦力水平向右，与速度方向的夹角小于，摩擦力对货物做正功，故B正确；
CD．以吊厢和货物为整体，设加速度大小为，缆绳与水平方向夹角为，则有
则悬臂对吊厢的作用力大小为
悬臂对吊厢的作用力与水平方向的夹角为，则有
可知悬臂对吊厢的作用力方向与缆绳方向不平行，故CD错误。
2．C
AB．弹簧长度不变，a、b、c的加速度大小相等，设为，细绳张力为T，弹簧弹力为F。由牛顿第二定律，对a有
对b、c有
可得
，
故AB错误；
CD．对c有
得
故D错误，C正确。
3．C
A．对物块A和B整体受力分析，由平衡条件可得，外力的大小为
A错误；
B．对物块B受力分析，由平衡条件可得，弹簧的弹力为
则弹簧的形变量为
B错误；
CD．对物块A和B整体受力分析，由牛顿第二定律
可得
物块A和B的加速度大小为
对物块B受力分析，由牛顿第二定律
可得，弹簧弹力的大小为
C正确，D错误。
4．B
以物体为研究对象，物体沿滑杆向下做直线运动，加速度为零，或加速度与速度在同一直线上，而物体受到竖直向下重力和绳子竖直向上的拉力，这两个力的合力必为零，说明物体做匀速直线运动，则环也做匀速直线运动，环受到重力、绳子竖直向下的拉力、滑杆的支持力和滑动摩擦力，共四个力作用，滑杆对圆环的弹力等于圆环和小球的重力沿垂直杆方向的分力，故B正确，ACD错误。
5．D
AB．当物块A、B的滑动摩擦力提供加速度时，加速度最大，则有
，
解得
=，=
故AB正确；
C．A、B滑动时加速度恒定，根据运动学规律有
解得
s
故C正确；
D．因为A、C与B产生相对滑动时，才能相遇，当N，滑块B与C恰好发生相对滑动，则有
解得
kg
故D错误。
6．D
以小球为研究对象，根据牛顿第二定律，得
m球gtanθ＝m球a
得到
a＝gtanθ
以人为研究对象，人与球的加速度相同，均水平向左，作出人的受力图，如图
设汽车对学生的作用力与竖直方向的夹角为α，根据牛顿第二定律，得
mgtanα＝ma
将a＝gtanθ代入，得
α＝θ
F=
方向斜向左上方。
ABC错误，D正确。
7．A
对两个小球整体分析，受到轻绳的拉力和重力，合力水平向左，如图所示
由牛顿第二定律可得
可得
对较重小球分析，受到轻绳的拉力和重力，合力水平向左，如图所示
由牛顿第二定律可得
可得
所以有
即两段轻绳与竖直方向的夹角相同。
8．C
A．物块A与B之间的最大静摩擦力
物块B与桌面间的最大静摩擦力
显然
由于
即
物块B一定与桌面间发生相对滑动，A错误；
B．由于物块C加速下滑，绳子拉力
因此轻绳对定滑轮的作用力大小
B错误；
C．若A与B间恰好将发生相对滑动时，A与B的加速度恰好相等，此时对物块B
对A、B整体
对物块C
解得
因此若A、B之间发生相对滑动，则需满足
C 正确；
D．若A、B之间未发生相对滑动，则对整体
对物块B
可得A受到的摩擦力大小
D错误。
9．AC
假设每个物块的质量均为m，先对五个物块整体进行受力分析，恰好未推动，则整体所受的摩擦力恰等于最大静摩擦力，然后再隔离后面的物块进行受力分析，结果如下表所示：
研究对象 受力分析 最终结果
五个物块整体 AC正确，B错误
物块2、3、4、5
物块3、4、5
物块4、5
物块5
若仅增大物块与地面间的动摩擦因数，用力F推物块1，物块1不动，其他物块间的弹力可能变为零，故D错误。
10．BD
A．开始释放时物体A的加速度为，则
解得
A错误；
B．在T时刻，两物体的速度
B上升的距离
细线断后B能上升的高度
可知开始时A、B距离为
物块B速度从减速到零所需的时间
时，物体B从A最开始所在平面下降的高度为
时，物体A下降的高度为
时，物体A和B间的距离
B正确；
C．若设开始时B所处的位置为零势能面，则开始时A的机械能为
则
可得
在2T时刻，重物B的速度
此时物体B重力的瞬时功率
C错误；
D．从开始到绳子断裂，绳子的拉力对A做负功，大小为
则此时物体A的机械能
此后物块A的机械能守恒，则在2T时刻物块A的机械能仍为，D正确。
11．AC
A．列车以加速度a匀加速时，乘客所受的合力大小为ma，由力的合成，可知车厢给质量为m的乘客作用力大小为，故A正确；
B．设短编组列车的额定功率为P，每节车厢质量为M，车厢在平直轨道上运行时所受阻力为重力的k倍，8节的短编组列车最大速度
16 节的长编组列车最大速度
则两种情况最大速度大小相等，故B错误；
C．由牛顿第二定律
知，速度增加，加速度减小，故C正确；
D．关闭发动机后列车在阻力作用下做匀减速直线运动，滑行距离
则滑行距离相等，故D错误。
12．BCD
A．铁球释放瞬间，铁块与木块并未分离，所以三者加速度相同，开始时弹簧的弹力
设铁球释放瞬间其加速度大小为，细线的张力为，对于铁球有
对于铁块与木块有
联立解得
故A错误；
B．铁块与木块分离之前，结合上述可知，因弹簧的弹力逐渐减小，所以系统的加速度逐渐减小，则细线的张力逐渐增大，故B正确；
C．铁块与木块分离时木块对铁块无作用力，所以对于铁块与铁球有
所以此时铁球的加速度大小为
故C正确；
D．结合上述可知，初始状态弹簧的压缩量为
设铁块与木块分离瞬间弹簧的压缩量为，则对木块有
联立可得从初始状态到铁块与木块分离时木块的位移
故D正确。
13．AC
A．初始时，根据物块B受力平衡可知，绳子的张力
设物块A的质量为M，根据物块A受力平衡可知
因此
当n=0.5，即时，对物块B有
解得
的方向为竖直向下，物块A与物块B有相同的加速度，物块A的加速度方向沿斜面向上，因此
解得
故A正确；
B．当n=1.5，即时，对物块B有
解得
的方向为竖直向上，物块A与物块B有相同的加速度，物块A的加速度方向沿斜面向下，因此
解得
故B错误；
CD．若解除斜面的固定，以物块A、B及斜面体整体进行分析，当水平向右的恒力作用在斜面体上时，物块A、B及斜面体构成的整体有水平向右的加速度。此时假设n=1，则有
即物块B竖直方向合力为零，物块B竖直方向不动即三者相对静止，则队伍A物体有
而此时正体由水平向右的加速度a，即对B物体应该有
与假设不符，说明一定发生相对滑动，即
故C正确D错误。
14．(1) 钩码总质量 远小于
(2)BC
(3) 0.45
（1）[1]因为要探究物体运动的加速度与物体质量关系，所以实验过程中应保持钩码质量不变；
[2]设小车质量为M，钩码质量为m，对整体，根据牛顿第二定律
设绳子拉力为T，对小车
只有当时，才可以认为，则实验中要使小车质量远大于钩码的质量，用钩码所受的重力作为小车所受的合外力。
（2）A．打点计时器应与交流电源连接，故A错误；
B．为使钩码的重力等于细线沿木板向上的对小车的拉力，连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行，故B正确；
C．平衡摩擦力时，不应将钩码挂在定滑轮左侧细线上，只让小车拖着纸带在木板上匀速下滑，故C正确；
D．设木板的倾角为，平衡摩擦力时应满足满足
解得
可知，平衡摩擦力后，若改变小车质量不需要重新平衡摩擦力，故D错误。
故选BC。
（3）[1]根据表中数据，可得图像为
[2]每个槽码的质量为
对所有槽码和小车，根据牛顿第二定律
整理得
则图像的斜率为
由[1]中图像可得，斜率为
联立，解得
15． 0.0225 0 C
（1）[1]现让舱壁支架给B滑块一个恒力F，此时压力传感器示数为，满足
将A、B对换位置，给A施加相同的恒力F，压力传感器示数为，满足
据此可知A、B两滑块的质量之比
（2）[2]在计算机设定的恒力F作用下，物体由静止开始运动，用测量装置能够测量出支架作用距离x和时间t，则
从而计算出加速度
（3）[3]规定向左为正方向，左侧A滑块的速度为
则A滑块的大小为
[4]规定向左为正方向，右侧B滑块的速度为
则B滑块的大小为
因为和等大、反向，则两滑块质量与速度的乘积的矢量和
（4）[5] A．天空二号中所有以重力为工作原理的都不能工作，所有不可以用天平测出物块的质量，故A错误；
B．导轨虽然粗糙，因无正压力，没有摩擦力，所以不需要平衡，故B错误；
C．这个实验可以估算出弹簧的弹性势能，故C正确；
D．两滑块的质量与速度乘积的矢量和式中的、都是速度，故D错误。
故选C。
16．（1）t=2.6s；（2）
（1）设t时刻A、B分离，则此时对AB整体有
FA+FB= (mA+mB)a
对B有
FB=mBa
把FA=（10-2t）（N），FB=（2+2t）（N）带入以上两式，可得
t=2.6s
（2）t=4s时，A、B已分离，此时
FA=2N
物体A的加速度大小
17．（1）；（2）
（1）设球内气体质量为，球囊质量为，吊篮和加热装置质量为；取整体为研究对象，由牛顿第二定律可得
解得
（2）绳子对吊篮和加热装置的拉力在水平方向合力为0，在竖直方向分力与重力的合力产生向上的加速度，由牛顿第二定律可得
解得
18．（1）；（2）
（1）设电动机的牵引绳张力为，电动机连接小车的缆绳匀速上行，由能量守恒定律有
解得
小车和配重一起匀速，设绳的张力为，对配重有
设斜面倾角为，对小车匀速有
而卸粮后给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行，有
联立各式解得
，
（2）关闭发动机后小车和配重一起做匀减速直线运动，设加速度为，对系统由牛顿第二定律有
可得
由运动学公式可知
解得
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整体法与隔离法解连接体问题 基础练
2025年高考物理复习备考
一、单选题
1．惠州罗浮山风景区于2022年1月启用新索道，如图所示，质量为M 的吊厢通过悬臂固定悬挂在缆绳上，吊厢水平底板上放置一质量为m 的货物。若某段运动过程中，在缆绳牵引下吊厢载着货物一起斜向上加速运动，且悬臂和吊厢处于竖直方向，重力加速度为g，则（ ）
A．吊厢水平底板对货物的支持力不做功
B．吊厢水平底板对货物的摩擦力做正功
C．悬臂对吊厢的作用力方向与缆绳方向平行且斜向上
D．悬臂对吊厢的作用力大小等于
2．如图所示，一不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮，两端连接物块a和b，物块c与b通过轻弹簧连接，a、b、c质量均为m，a、b、c运动过程中弹簧长度保持不变。重力加速度为g。则（ ）
A．a的加速度大小为 B．a的加速度大小为g
C．弹簧弹力大小为 D．弹簧弹力大小为
3．如图所示，在倾角为的光滑固定斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为和，弹簧的劲度系数为，在外力的作用下系统处于静止状态。已知弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为，则（ ）
A．外力的大小为
B．弹簧的形变量为
C．若外力的大小为，则A、B相对静止向上加速时，弹簧弹力的大小为
D．若外力的大小为，则A、B相对静止向上加速时，物块B的加速度大小为
4．如图所示，在倾斜的滑杆上套有一圆环，圆环通过轻绳连接一小球，若圆环和小球一起沿滑杆下滑的过程中，轻绳始终处于竖直状态。下列说法正确的是（ ）
A．小球一定做匀加速直线运动
B．小球一定做匀速直线运动
C．圆环与滑杆之间无摩擦
D．滑杆对圆环的弹力等于圆环和小球的重力之和
5．如图所示，质量为2m的足够长的木板C静置于光滑水平面上，可视为质点、质量均为m的物块A、B静置于C上，B位于A右方处。A、C间的动摩擦因数，B、C间的动摩擦因数。时刻，给C施加一水平向右的恒力F，当时，物块A，B不会相遇；将A、B第一次相遇的时刻记为t，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，则下列说法错误的是（ ）
A．物块A的最大加速度为 B．物块B的最大加速度为
C．t的最小值为2s D．长木板C的质量为1kg
6．如图，公共汽车沿水平面向右做匀变速直线运动，小球A用细线悬挂车顶上，质量为m的一位中学生手握固定于车厢顶部的扶杆，始终相对于汽车静止地站在车厢底板上，学生鞋底与公共汽车间的动摩擦因数为μ。若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角（取θ＝60°），则此刻公共汽车对学生产生的作用力的大小和方向为（ ）
A．大小等于μmg，方向水平向左
B．大小等于mg，方向竖直向上
C．大小大于，方向水平向左
D．大小等于，方向斜向左上方
7．我国“神舟十一号”飞船搭载了香港特区的中学生设计的“双摆实验”进入太空。受此启发，某同学也设计了一个类似的双摆实验在学校实验室进行研究，如下图所示，将质量和大小都不同的两个小铁球分别系在一轻绳的中间和下端，其中上面的小球较小较轻，而轻绳的上端栓接在竖杆顶部，竖杆固定在小车上。现在让小车带着两个小球一起向左加速运动，不计空气阻力，则下列四个图中所示的姿态正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示，三个物体A、B和C的质量分别为2m、m和m，A、B叠放在水平桌面上，A通过跨过光滑定滑轮的轻绳与C相连，定滑轮左端的轻绳与桌面平行，A、B间的动摩擦因数为，B与桌面间的动摩擦因数为，A、B、桌面之间的最大静摩擦力等于相对应的滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．三个物体A、B、C均保持静止
B．轻绳对定滑轮的作用力大小为
C．若A、B之间发生相对滑动，则需满足
D．若A、B之间未发生相对滑动，则A受到的摩擦力大小为
二、多选题
9．当洪水来袭时，我们应当如何自救呢？一个电视节目通过实验发现大家紧挨着站成一排，可以有效抵抗洪水对身体的冲击力。建立如图所示的物理模型，五个质量相等的物块紧靠在一起放置在水平地面上。某时刻用力F推物块1恰好未推动，已知物块与地面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则（ ）
A．物块2、3、4、5受到前一物块的弹力依次减小
B．物块3对物块4的弹力大小为
C．物块1与2、2与3、3与4、4与5间的弹力之比为4∶3∶2∶1
D．若仅增大物块与地面间的动摩擦因数，则物块间的弹力一定变大
10．如图，轻质定滑轮固定在天花板上，物体A和B用不可伸长的轻绳连接，悬挂在定滑轮上，时刻，将两物体由静止释放，物体A的加速度大小为。时刻，轻绳突然断裂，物体B达到的最高点恰与物体A释放位置处于同一高度。取时刻物体B所在的水平面为零势能面，此时物体A的机械能为E，重力加速度大小为g，不计摩擦和空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．物体A和B的质量比为3∶2
B．时，物体A和B间的距离为
C．时，物体B重力的功率为
D．时，物体A的机械能为
11．为了更好实现乡村振兴，黔东南榕江举办了“村超”，吸引了来自全国各地的游客，为了更好转运游客，工程师设想把贵阳到榕江的高铁由两辆车厢数量为8节的短编组列车首尾相连组成16节的长编组列车，短编组列车的功率恒定，每节车厢质量相同，车厢在平直轨道上运行时所受阻力大小与重力大小成正比，重力加速度为g，对于在平直轨道上运行的长编组列车，下列说法正确的是( )
A．列车加速的加速度为a时，车厢给质量为m的乘客的作用力大小为
B．与8节的短编组列车相比，16节的长编组列车的最大速度变小
C．若列车以额定功率启动，列车会先做加速度减小的加速运动
D．以最大速度运行一段时间后，为了进入榕江站，列车关闭发动机，长编组列车比短编组列车滑行更远距离才能停下
12．如图所示，轻弹簧竖直固定在水平桌面上，质量为的木块放置在弹簧上但不拴接，质量为的铁块放置在木块上并通过跨过光滑定滑轮的轻质细线与质量为的铁球连接，先用手托住铁球使细线恰好伸直但无张力，然后将铁球由静止释放。已知重力加速度为，，轻弹簧劲度系数为，弹簧始终处于弹性限度内，则（ ）
A．铁球释放瞬间其加速度大小为
B．铁块与木块分离之前细线的张力逐渐增大
C．铁块与木块分离时铁球的加速度大小为
D．从初始状态到铁块与木块分离时，木块的位移为
13．如图，倾角为30°的光滑斜面体静置于水平面上，顶端固定有光滑的定滑轮，物块A和质量为m的物块B通过跨过滑轮的轻绳连接，B与斜面右侧的竖直面接触，整个系统处于静止状态。若固定斜面，同时将平行于斜面的力F作用在A上，发现轻绳的张力变为原来的n倍。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．若n=0.5，则F的大小为1.5mg
B．若n=1.5，则F的大小为3.0mg
C．若解除斜面的固定，同时将水平向右的恒力作用在斜面体上，则n可能大于1
D．若解除斜面的固定，同时将水平向右的恒力作用在斜面体上，则n可能等于1
三、实验题
14．利用打点计时器和小车探究加速度与力、质量的关系，实验装置如图甲所示。
(1)在探究加速度与物体质量关系时，应保持 不变（选填“钩码质量”或“小车质量”），并且要求钩码质量 小车质量（选填“远大于”或“远小于”）。
(2)下列关于实验操作，说法中正确的是 。
A．打点计时器应与直流电源连接
B．连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行
C．平衡摩擦力时，不应将钩码挂在定滑轮左侧细线上
D．平衡摩擦力后，若改变小车质量需要重新平衡摩擦力
(3)某同学在没有天平的情况下，利用图甲所示的装置测量小车的质量。实验步骤如下：
①将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。
②将一个钩码从小车内取出并挂在定滑轮左端细线上，其余钩码仍留在小车内，释放小车，计算小车的加速度a。
③每次都从小车内取出一个钩码，并挂在细线左端的钩码上，释放小车，计算小车的加速度a。将结果填入表格
轻绳左侧槽码数量 1 2 3 4 5
0.70 1.39 2.08 2.79 3.47
④利用表中的数据在图乙中补齐数据点，并作出a-n图像 。
⑤利用a–n图像求得小车（空载）的质量为 kg。（每个槽码的质量均为0.050 kg，重力加速度取g取9.8 m/s2）。
15．2022年6月5日10时44分，神舟十四号飞船搭载航天员陈冬、刘洋和蔡旭哲，成功发射，并与空间站核心舱顺利对接。神舟十四号飞行乘组将首次利用位于问天实验舱的气闸舱实施两到三次出舱活动，并将继续开展天宫课堂。假设刘洋想用如图所示装置验证碰撞中的动量守恒，粗糙导轨水平放置，挡光板宽度为9.0mm，两滑块A、B被弹簧（图中未画出）弹开后，左侧A滑块通过左侧的光电计时器，记录时间为0.040s，右侧B滑块通过右侧的光电计时器，记录时间为0.060s，A、B质量未知。
质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的。由牛顿第二定律可知，如果给物体施加一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量。这就是动力学测量质量的方法。
（1）如图，假如航天员在A、B两滑块中间夹了一个质量不计的压力传感器，现让舱壁支架给B滑块一个恒力F，此时压力传感器示数为。将A、B对换位置，给A施加相同的恒力F，压力传感器示数为。据此可知A、B两滑块的质量之比 。（用、表示）
（2）在计算机设定的恒力F作用下，物体由静止开始运动，用测量装置能够测量出支架作用距离x和时间t，从而计算出加速度a= （用x、t表示）。
（3）若测出左侧A滑块质量为100g，A滑块的大小为 kg·m/s，右侧B滑块质量为150g，两滑块质量与速度的乘积的矢量和 kg·m/s。
（4）对于在天宫二号完成这个实验，下列说法正确的是 。
A．可以用天平测出A、B物块的质量
B．因导轨粗糙，验证碰撞中的动量守恒，先要平衡摩擦力
C．这个实验可以估算出弹簧的弹性势能
D．两滑块的质量与速度乘积的矢量和式中的、都是速度的大小
四、解答题
16．如图所示，A、B两物体放置在光滑水平面上，相互接触但并不黏合，两物体的质量分别为mA=2kg，mB=3kg。从t=0时刻开始，水平作用力FA和FB分别作用在A、B两物体上，FA、FB随时间的变化规律分别为FA=（10-2t）（N），FB=（2+2t）（N）。求：
（1）物体A、B经多长时间分离；
（2）t=4s时，物体A的加速度大小。
17．如图所示，热气球由球囊、吊篮和加热装置三部分构成，加热装置固定在吊篮上，用24根对称分布的轻绳拴住并与球囊相连，轻绳与竖直方向夹角均为37°。热气球被锁定在地面上，现缓慢加热球内空气使其密度不断减小。当加热至某温度时，热气球受到竖直向上大小为的浮力，球内气体总质量为3100kg，此时解除热气球锁定。若球囊质量为208kg，吊篮和加热装置总质量为 192kg，重力加速度大小取，，。热气球解除锁定瞬间，求
（1）热气球的加速度大小；
（2）每根绳子的拉力大小。
18．某粮库使用额定电压，内阻的电动机运粮。如图所示，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车以速度沿斜坡匀速上行，此时电流。关闭电动机后，小车又沿斜坡上行路程L到达卸粮点时，速度恰好为零。卸粮后，给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行。已知小车质量，车上粮食质量，配重质量，取重力加速度，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数为k，配重始终未接触地面，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求：
（1）比例系数k值；
（2）上行路程L值。
参考答案：
1．B
A．吊厢水平底板对货物的支持力竖直向上，与速度方向的夹角小于，可知支持力对货物做正功，故A错误；
B．在缆绳牵引下吊厢载着货物一起斜向上加速运动，可知吊厢水平底板对货物的摩擦力水平向右，与速度方向的夹角小于，摩擦力对货物做正功，故B正确；
CD．以吊厢和货物为整体，设加速度大小为，缆绳与水平方向夹角为，则有
则悬臂对吊厢的作用力大小为
悬臂对吊厢的作用力与水平方向的夹角为，则有
可知悬臂对吊厢的作用力方向与缆绳方向不平行，故CD错误。
2．C
AB．弹簧长度不变，a、b、c的加速度大小相等，设为，细绳张力为T，弹簧弹力为F。由牛顿第二定律，对a有
对b、c有
可得
，
故AB错误；
CD．对c有
得
故D错误，C正确。
3．C
A．对物块A和B整体受力分析，由平衡条件可得，外力的大小为
A错误；
B．对物块B受力分析，由平衡条件可得，弹簧的弹力为
则弹簧的形变量为
B错误；
CD．对物块A和B整体受力分析，由牛顿第二定律
可得
物块A和B的加速度大小为
对物块B受力分析，由牛顿第二定律
可得，弹簧弹力的大小为
C正确，D错误。
4．B
以物体为研究对象，物体沿滑杆向下做直线运动，加速度为零，或加速度与速度在同一直线上，而物体受到竖直向下重力和绳子竖直向上的拉力，这两个力的合力必为零，说明物体做匀速直线运动，则环也做匀速直线运动，环受到重力、绳子竖直向下的拉力、滑杆的支持力和滑动摩擦力，共四个力作用，滑杆对圆环的弹力等于圆环和小球的重力沿垂直杆方向的分力，故B正确，ACD错误。
5．D
AB．当物块A、B的滑动摩擦力提供加速度时，加速度最大，则有
，
解得
=，=
故AB正确；
C．A、B滑动时加速度恒定，根据运动学规律有
解得
s
故C正确；
D．因为A、C与B产生相对滑动时，才能相遇，当N，滑块B与C恰好发生相对滑动，则有
解得
kg
故D错误。
6．D
以小球为研究对象，根据牛顿第二定律，得
m球gtanθ＝m球a
得到
a＝gtanθ
以人为研究对象，人与球的加速度相同，均水平向左，作出人的受力图，如图
设汽车对学生的作用力与竖直方向的夹角为α，根据牛顿第二定律，得
mgtanα＝ma
将a＝gtanθ代入，得
α＝θ
F=
方向斜向左上方。
ABC错误，D正确。
7．A
对两个小球整体分析，受到轻绳的拉力和重力，合力水平向左，如图所示
由牛顿第二定律可得
可得
对较重小球分析，受到轻绳的拉力和重力，合力水平向左，如图所示
由牛顿第二定律可得
可得
所以有
即两段轻绳与竖直方向的夹角相同。
8．C
A．物块A与B之间的最大静摩擦力
物块B与桌面间的最大静摩擦力
显然
由于
即
物块B一定与桌面间发生相对滑动，A错误；
B．由于物块C加速下滑，绳子拉力
因此轻绳对定滑轮的作用力大小
B错误；
C．若A与B间恰好将发生相对滑动时，A与B的加速度恰好相等，此时对物块B
对A、B整体
对物块C
解得
因此若A、B之间发生相对滑动，则需满足
C 正确；
D．若A、B之间未发生相对滑动，则对整体
对物块B
可得A受到的摩擦力大小
D错误。
9．AC
假设每个物块的质量均为m，先对五个物块整体进行受力分析，恰好未推动，则整体所受的摩擦力恰等于最大静摩擦力，然后再隔离后面的物块进行受力分析，结果如下表所示：
研究对象 受力分析 最终结果
五个物块整体 AC正确，B错误
物块2、3、4、5
物块3、4、5
物块4、5
物块5
若仅增大物块与地面间的动摩擦因数，用力F推物块1，物块1不动，其他物块间的弹力可能变为零，故D错误。
10．BD
A．开始释放时物体A的加速度为，则
解得
A错误；
B．在T时刻，两物体的速度
B上升的距离
细线断后B能上升的高度
可知开始时A、B距离为
物块B速度从减速到零所需的时间
时，物体B从A最开始所在平面下降的高度为
时，物体A下降的高度为
时，物体A和B间的距离
B正确；
C．若设开始时B所处的位置为零势能面，则开始时A的机械能为
则
可得
在2T时刻，重物B的速度
此时物体B重力的瞬时功率
C错误；
D．从开始到绳子断裂，绳子的拉力对A做负功，大小为
则此时物体A的机械能
此后物块A的机械能守恒，则在2T时刻物块A的机械能仍为，D正确。
11．AC
A．列车以加速度a匀加速时，乘客所受的合力大小为ma，由力的合成，可知车厢给质量为m的乘客作用力大小为，故A正确；
B．设短编组列车的额定功率为P，每节车厢质量为M，车厢在平直轨道上运行时所受阻力为重力的k倍，8节的短编组列车最大速度
16 节的长编组列车最大速度
则两种情况最大速度大小相等，故B错误；
C．由牛顿第二定律
知，速度增加，加速度减小，故C正确；
D．关闭发动机后列车在阻力作用下做匀减速直线运动，滑行距离
则滑行距离相等，故D错误。
12．BCD
A．铁球释放瞬间，铁块与木块并未分离，所以三者加速度相同，开始时弹簧的弹力
设铁球释放瞬间其加速度大小为，细线的张力为，对于铁球有
对于铁块与木块有
联立解得
故A错误；
B．铁块与木块分离之前，结合上述可知，因弹簧的弹力逐渐减小，所以系统的加速度逐渐减小，则细线的张力逐渐增大，故B正确；
C．铁块与木块分离时木块对铁块无作用力，所以对于铁块与铁球有
所以此时铁球的加速度大小为
故C正确；
D．结合上述可知，初始状态弹簧的压缩量为
设铁块与木块分离瞬间弹簧的压缩量为，则对木块有
联立可得从初始状态到铁块与木块分离时木块的位移
故D正确。
13．AC
A．初始时，根据物块B受力平衡可知，绳子的张力
设物块A的质量为M，根据物块A受力平衡可知
因此
当n=0.5，即时，对物块B有
解得
的方向为竖直向下，物块A与物块B有相同的加速度，物块A的加速度方向沿斜面向上，因此
解得
故A正确；
B．当n=1.5，即时，对物块B有
解得
的方向为竖直向上，物块A与物块B有相同的加速度，物块A的加速度方向沿斜面向下，因此
解得
故B错误；
CD．若解除斜面的固定，以物块A、B及斜面体整体进行分析，当水平向右的恒力作用在斜面体上时，物块A、B及斜面体构成的整体有水平向右的加速度。此时假设n=1，则有
即物块B竖直方向合力为零，物块B竖直方向不动即三者相对静止，则队伍A物体有
而此时正体由水平向右的加速度a，即对B物体应该有
与假设不符，说明一定发生相对滑动，即
故C正确D错误。
14．(1) 钩码总质量 远小于
(2)BC
(3) 0.45
（1）[1]因为要探究物体运动的加速度与物体质量关系，所以实验过程中应保持钩码质量不变；
[2]设小车质量为M，钩码质量为m，对整体，根据牛顿第二定律
设绳子拉力为T，对小车
只有当时，才可以认为，则实验中要使小车质量远大于钩码的质量，用钩码所受的重力作为小车所受的合外力。
（2）A．打点计时器应与交流电源连接，故A错误；
B．为使钩码的重力等于细线沿木板向上的对小车的拉力，连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行，故B正确；
C．平衡摩擦力时，不应将钩码挂在定滑轮左侧细线上，只让小车拖着纸带在木板上匀速下滑，故C正确；
D．设木板的倾角为，平衡摩擦力时应满足满足
解得
可知，平衡摩擦力后，若改变小车质量不需要重新平衡摩擦力，故D错误。
故选BC。
（3）[1]根据表中数据，可得图像为
[2]每个槽码的质量为
对所有槽码和小车，根据牛顿第二定律
整理得
则图像的斜率为
由[1]中图像可得，斜率为
联立，解得
15． 0.0225 0 C
（1）[1]现让舱壁支架给B滑块一个恒力F，此时压力传感器示数为，满足
将A、B对换位置，给A施加相同的恒力F，压力传感器示数为，满足
据此可知A、B两滑块的质量之比
（2）[2]在计算机设定的恒力F作用下，物体由静止开始运动，用测量装置能够测量出支架作用距离x和时间t，则
从而计算出加速度
（3）[3]规定向左为正方向，左侧A滑块的速度为
则A滑块的大小为
[4]规定向左为正方向，右侧B滑块的速度为
则B滑块的大小为
因为和等大、反向，则两滑块质量与速度的乘积的矢量和
（4）[5] A．天空二号中所有以重力为工作原理的都不能工作，所有不可以用天平测出物块的质量，故A错误；
B．导轨虽然粗糙，因无正压力，没有摩擦力，所以不需要平衡，故B错误；
C．这个实验可以估算出弹簧的弹性势能，故C正确；
D．两滑块的质量与速度乘积的矢量和式中的、都是速度，故D错误。
故选C。
16．（1）t=2.6s；（2）
（1）设t时刻A、B分离，则此时对AB整体有
FA+FB= (mA+mB)a
对B有
FB=mBa
把FA=（10-2t）（N），FB=（2+2t）（N）带入以上两式，可得
t=2.6s
（2）t=4s时，A、B已分离，此时
FA=2N
物体A的加速度大小
17．（1）；（2）
（1）设球内气体质量为，球囊质量为，吊篮和加热装置质量为；取整体为研究对象，由牛顿第二定律可得
解得
（2）绳子对吊篮和加热装置的拉力在水平方向合力为0，在竖直方向分力与重力的合力产生向上的加速度，由牛顿第二定律可得
解得
18．（1）；（2）
（1）设电动机的牵引绳张力为，电动机连接小车的缆绳匀速上行，由能量守恒定律有
解得
小车和配重一起匀速，设绳的张力为，对配重有
设斜面倾角为，对小车匀速有
而卸粮后给小车一个向下的初速度，小车沿斜坡刚好匀速下行，有
联立各式解得
，
（2）关闭发动机后小车和配重一起做匀减速直线运动，设加速度为，对系统由牛顿第二定律有
可得
由运动学公式可知
解得
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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