2026届高考物理一轮基础复习训练33 力学三大观点的综合应用（含解析）

2026届高考物理一轮基础复习训练
33 力学三大观点的综合应用
一、单项选择题
1.如图所示，长为的传送带以大小为的速度沿顺时针方向匀速转动，一足够长的长木板紧靠传送带右端放在光滑的水平面上，长木板的上表面与传送带的上表面在同一水平面上，水平地面右侧有一竖直固定的弹性挡板。一可视为质点、质量为的物块轻放在传送带的左端，随传送带运动到端，以速度滑上长木板，并与长木板一起向右运动，长木板与挡板第一次碰撞前物块与长木板已达到共同速度。已知长木板的质量为，物块与长木板间的动摩擦因数为，长木板与挡板碰撞是弹性碰撞，重力加速度为。则物块与传送带的动摩擦因数至少为（　　）
A.
B.
C.
D.
2.某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态。当滑块从处以初速度为向上滑动时，受到滑杆的摩擦力为，滑块滑到处与滑杆发生完全非弹性碰撞，带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。已知滑块的质量＝，滑杆的质量＝，间的距离，重力加速度取，不计空气阻力。则滑块碰撞前瞬间的速度大小为（　　）
A.
B.
C.
D.
3.如图所示，一段粗糙水平面右端与光滑曲面在点平滑连接，左端与一段光滑水平面在点连接。一左端固定的轻弹簧置于光滑水平面上，其右端恰好位于点，一质量为的小球被长为的轻细绳悬挂在点且处于静止状态，小球位于点但与点不接触。在点左侧与等高处的点，固定有一垂直纸面的光滑钉子，与点的距离为。一质量为的小物块从曲面上高为的位置由静止滑下后，与小球发生碰撞，碰后小球向左摆动，绳子碰到钉子后，小球恰好能完成竖直面内的圆周运动。已知粗糙水平面的长度为，与小物块的动摩擦因数，重力加速度。则小物块刚要碰上小球瞬间的速度大小为（　　）
A.
B.
C.
D.
4.如图所示，水平桌面左端有一顶端高为的光滑圆弧形轨道，圆弧的底端与桌面在同一水平面上。桌面右侧有一竖直放置的光滑圆轨道，其形状为半径的圆环剪去了左上角后剩余的部分，为其竖直直径，点到桌面的竖直距离也为。一质量的物块自圆弧形轨道的顶端释放，到达圆弧形轨道底端恰与一停在圆弧底端水平桌面上质量也为的物块发生弹性正碰，碰后物块的位移随时间变化的关系式为（单位：、），物块飞离桌面后恰由点沿切线落入圆轨道。则物块由静止释放的高度为（　　）
A.
B.
C.
D.
5.如图所示，水平传送带以的速度顺时针匀速转动，传送带左右两端的距离为。传送带右端的正上方有一悬点，用长为、不可伸长的轻绳悬挂一质量为的小球，小球与传送带上表面平齐但不接触。在点右侧的点固定一钉子，点与点等高。将质量为的小物块无初速度轻放在传送带左端，小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间小物块的速度大小为、方向水平向左。则小物块与小球碰撞前瞬间，小物块的速度大小为（　　）
A.
B.
C.
D.
6.如图，半径为的四分之一光滑圆弧与足够长的光滑水平轨道平滑连接（圆弧轨道最低点与水平轨道相切），在水平轨道上等间距的静止着质量均为的个小球，编号依次为，整个轨道固定在竖直平面内，质量为的小球在圆弧最高点静止下滑，重力加速度为，小球间均发生对心弹性碰撞。则小球第一次与1号小球发生碰撞后瞬间，小球的速度大小为（　　）
A.
B.
C.
D.
7.如图，半径为的四分之一光滑圆轨道固定在竖直平面内，其末端与水平地面相切于点，的长度。一长为的水平传送带以恒定速率逆时针转动，其右端与地面在点无缝对接。物块从圆轨道顶端由静止释放，沿轨道下滑至点，再向左做直线运动至点与静止的物块发生弹性正碰。已知的质量为，的质量为，动摩擦因数均为，。则运动到圆轨道底端时轨道对它的支持力大小为（　　）
A.
B.
C.
D.
8.使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离，静止于水平桌面上，甲的极正对着乙的极，甲的质量大于乙的质量，二者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙，在它们相互接近过程中的任一时刻（　　）
A. 甲的速度大小比乙的大
B. 甲的动量大小比乙的小
C. 甲的动量大小与乙的相等
D. 甲和乙的动量之和不为零
二、多项选择题
9.某实验小组测得在竖直方向飞行的无人机飞行高度随时间的变化曲线如图所示，为曲线上的点，段可视为两段直线，其方程分别为和。无人机及其载物的总质量为，取竖直向上为正方向，则（　　）
A. 段无人机的速度大小为
B. 段无人机的货物处于失重状态
C. 段无人机和装载物总动量变化量大小为
D. 段无人机机械能守恒
10.算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，使用前算珠需要归零。如图所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，甲靠边框，甲、乙相隔，乙与边框相隔，算珠与导杆间的动摩擦因数。现用手指将甲以的初速度拨出，甲、乙碰撞后甲的速度大小为，方向不变，碰撞时间极短且不计，重力加速度取。则（　　）
A. 乙算珠能滑动到边框
B. 乙算珠不能滑动到边框
C. 甲算珠从拨出到停下所需的时间为
D. 甲算珠从拨出到停下所需的时间为
11.如图，高度的水平桌面上放置两个相同物块、，质量。间夹一压缩量的轻弹簧，弹簧与不拴接。同时由静止释放，弹簧恢复原长时恰好从桌面左端沿水平方向飞出，水平射程；脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离后停止，重力加速度。则（　　）
A. 脱离弹簧时的速度大小为
B. 脱离弹簧时的速度大小为
C. 物块与桌面间的动摩擦因数为
D. 弹簧释放的弹性势能为
12.如图为某药品自动传送系统的示意图。该系统由水平传送带、竖直螺旋滑槽和与滑槽平滑连接的平台组成，滑槽高为，平台高为。药品盒、依次被轻放在以速度匀速运动的传送带上，在与传送带达到共速后，从点进入滑槽，刚好滑到平台最右端点停下，随后滑下的以的速度与发生正碰，碰撞后、恰好落在桌面上圆盘内直径的两端。已知、的质量分别为和，碰撞过程中损失的能量为碰撞前瞬间总动能的。则（　　）
A. 在传送带上由静止加速到与传送带共速所用的时间为
B. 从点滑至点的过程中克服阻力做的功为
C. 圆盘的圆心到平台右端点的水平距离为
D. 碰撞后的速度大小为
13.某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角的直轨道，半径的圆弧轨道，长度、倾角为的直轨道，半径为、圆心角为的圆弧管道组成，轨道间平滑连接。质量的小物块从轨道上高度为处静止释放，经圆弧轨道滑上轨道，轨道向上运动时动摩擦因数，向下运动时动摩擦因数。则（　　）
A. 若，小物块第一次经过点的向心加速度大小为
B. 若，小物块在上经过的总路程为
C. 若，小物块在上向上运动时间上和向下运动时间下之比为∶
D. 若，滑块至少长才能使小物块不脱离滑块
三、非选择题
14.如图所示，有一固定的光滑圆弧轨道，半径，一质量为的小滑块从轨道顶端滑下，在其冲上长木板左端时，给木板一个与小滑块相同的初速度，已知，间动摩擦因数，与地面间的动摩擦因数，右端有一个挡板，长为。求：
（1）滑到的底端时对的压力是多大；
（2）若未与右端挡板碰撞，当与地面保持相对静止时，间因摩擦产生热量是多少；
（3）在时，与右端挡板发生碰撞，且碰后粘在一起，求从滑上到最终停止所用的时间。
15.如图，质量的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数的轻弹簧，弹簧处于自然状态。质量的小物块以水平向右的速度滑上木板左端，两者共速时木板恰好与弹簧接触。木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能Ep与形变量x的关系为Ep＝kx2。取重力加速度g＝10 m/s2，结果可用根式表示。
求：
（1）木板刚接触弹簧时速度的大小及木板运动前右端距弹簧左端的距离；
（2）木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量及此时木板速度的大小；
（3）已知木板向右运动的速度从减小到所用时间为。求木板从速度为时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦转化的内能（用表示）。
16.为了探究物体间碰撞特性，设计了如图所示的实验装置。水平直轨道、和水平传送带平滑无缝连接，两半径均为的四分之一圆周组成的竖直细圆弧管道与轨道和足够长的水平直轨道平滑相切连接。质量为的滑块与质量为的滑块用劲度系数的轻质弹簧连接，静置于轨道上。现有质量的滑块以初速度从处进入，经管道后，与上的滑块碰撞（时间极短）。已知传送带长，以的速率顺时针转动，滑块与传送带间的动摩擦因数＝，其他摩擦和阻力均不计，各滑块均可视为质点，弹簧的弹性势能Ep＝kx2(x为形变量)，重力加速度取。求：
（1）滑块到达圆弧管道最低点时速度大小和所受支持力大小；
（2）若滑块碰后返回到点时速度，求滑块碰撞过程中损失的机械能；
一、单项选择题
答案：A
解析：
物块在传送带上加速至速度，由动能定理：，故动摩擦因数至少为。
答案：B
解析：
滑块上滑时加速度，由运动学公式。
答案：C
解析：
小球恰好完成圆周运动（半径），最高点速度，下摆过程机械能守恒得碰撞后速度。
物块下滑：，碰撞动量守恒，解得。
答案：B
解析：
碰后的加速度，离开桌面时速度，水平位移。
由点切线方向得，弹性碰撞，下滑：。
答案：B
解析：
碰撞动量守恒：，小球摆动无能量损失，最终物块速度。
答案：B
解析：
下滑速度，弹性碰撞，，解得，大小为。
答案：B
解析：
下滑：，支持力。
答案：C
解析：
系统动量守恒（初始为零），故任一时刻，动量大小相等，C正确。
二、多项选择题
答案：AC
解析：
段速度（A正确）；段减速上升，超重（B错误）；段动量变化（C正确）；段有动力，机械能不守恒（D错误）。
答案：AD
解析：
甲滑行到碰撞前速度，碰撞动量守恒，乙滑行距离（B错误）；甲总时间（D正确）。
答案：AD
解析：
平抛：，（A正确）；动量守恒，滑行：（C正确）；弹性势能（D错误）。
答案：AC
解析：
加速时间（A正确）；克服阻力做功（B错误）；碰撞后速度，，水平距离（C正确）。
答案：AB
解析：
时，点速度，向心加速度（A正确）；总路程（B正确）。
三、非选择题
解：
（1）下滑：，支持力。
（2）减速：，减速：，共速时间，相对位移，热量。
（3）碰撞后共同速度，减速时间，总时间。
解：
（1）动量守恒，距离。
（2）即将滑动时，，能量守恒得。
答案：（1）0.5；（2）2:1；（3）
解：
（1）下滑：，支持力。
（2）碰撞后速度，动量守恒，损失能量。