力学压轴选择题（全国甲卷和Ⅰ卷）-高考物理十年压轴真题与模拟（原卷版）

力学压轴选择题（全国甲卷和Ⅰ卷）高考物理力学压轴题是考查学生物理学科素养高低的试金石，表现为综合性强、求解难度大、对考生的综合分析能力和应用数学知识解决物理问题的能力要求高等特点。命题范围1.万有引力与宇宙航行（压轴指数★★★）①行星冲日问题。结合开普勒第二定律和万有引力定律解决。②结合最近航天事业发展的最新动态，利用万有引力与宇宙航行的知识解决相关问题。2、牛顿运动定律综合性题目（压轴指数★★★★）整体法和隔离法在牛顿第二定律中的应用，临界问题和瞬时性问题。3、共点力平衡（压轴指数★★★）三力平衡的处理方法，除常规的合成法，正交分解法，还要注意一些特殊的方法，例如相似三角形法和正弦定理和余弦定理处理相关问题。4、机械能守恒定律和能量守恒定律（压轴指数★★★★★）利用机械能守恒定律或动能定理、能量守恒定律处理力学综合类题目。二、命题类型1.力学情境综合型。物理情境选自生活生产情境或学习探究情境，物理力学情境综合型试题的物理模型有：斜面、板块、弹簧等模型。研究对象包含两个或两个以上物体、物理过程复杂程度高。已知条件情境化、隐秘化、需要仔细挖掘题目信息。求解方法技巧性强、灵活性高、应用数学知识解决问题的能力要求高的特点。命题点常包含：匀变速直线运动、圆周运动、抛体运动等。命题常涉及运动学、力学、功能关系等多个物理规律的综合运用，有时也会与相关图像联系在一起。2.单一物体多过程型、多物体同一过程型问题。对单一物体多过程型问题，比较多过程的不同之处，利用数学语言列方程求解。对于多物体同一过程型问题，要灵活选取研究对象，善于寻找相互联系。选取研究对象，或采用隔离法，或采用整体法，或将隔离法与整体法交叉使用。预测2023年高考物理压轴题重点要放在单个物体与弹簧模型结合的直线运动、圆周运动与抛体运动以及多物体与板块模型、运动图像相结合的直线运动问题上。在复习备考中应注意以下几点：1.读懂题目情境，要注重审题，深究细琢，纵观全局重点推敲，挖掘并应用隐含条件，梳理解题思路、用数学语言表达物理过程。隐含条件可通过观察物理现象、认识物理模型和分析物理过程，甚至从题目的字里行间或图像图表中去挖掘，也可通过画出状态或过程示意图，找出隐含在其中的数学关系。2.对于多解问题，要认真分析制约条件，周密探讨多种情况。解题时必须根据不同条件对各种可能情况进行全面分析，必要时要拟定讨论方案，将问题根据一定的标准分类，再逐类进行探讨，防止漏解。3.对于数学知识应用性较强的问题，要耐心细致寻找规律，熟练运用适当的数学方法。求解物理问题，通常采用的数学方法有；方程法、比例法、数列法、不等式法、函数极值法、微元分析法、图像法和几何法等。一、单选题1．（2016·全国·高考真题）利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为（  ）A．1h B．4h C．8h D．16h2.（2021·全国·高考真题）如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角的θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将()A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大二、多选题2．（2022·全国·高考真题）如图，质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P，使两滑块均做匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（ ）A．P的加速度大小的最大值为B．Q的加速度大小的最大值为C．P的位移大小一定大于Q的位移大小D．P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小3．（2019·全国·高考真题）在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示．在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a–x关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体．已知星球M的半径是星球N的3倍，则A．M与N的密度相等B．Q的质量是P的3倍C．Q下落过程中的最大动能是P的4倍D．Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍4．（2017·全国·高考真题）如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N．初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α（）．现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变．在OM由竖直被拉到水平的过程中( )A．MN上的张力逐渐增大B．MN上的张力先增大后减小C．OM上的张力逐渐增大D．OM上的张力先增大后减小5．（2015·全国·高考真题）如图（a），一物块在t=0时刻滑上一固定斜面，其运动的v—t图线如图（b）所示。若重力加速度及图中的、、均为已知量，则可求出（  ）A．斜面的倾角B．物块的质量C．物块与斜面间的动摩擦因数D．物块沿斜面向上滑行的最大高度6．（2014·全国·高考真题）太阳系的行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学成为“行星冲日”据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日，木星冲日，4月9日火星冲日，6月11日土星冲日，8月29日，海王星冲日，10月8日，天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（ ）地球火星木星土星天王星海王星轨道半径（AU）1.01.55.29.51930A．各地外行星每年都会出现冲日现象B．在2015年内一定会出现木星冲日C．天王星相邻两次的冲日的时间是土星的一半D．地外行星中海王星相邻两次冲日间隔时间最短一、单选题1．轻绳一端系在质量为m的物体A上，另一端系在一个套在倾斜粗糙杆的圆环上。现用平行于杆的力F拉住绳子上一点O，使物体A从图中实线位置缓慢上升到虚线位置，并且圆环仍保持在原来位置不动。则在这一过程中，环对杆的摩擦力和环对杆的压力的变化情况是（ ）A．逐渐增大，保持不变 B．保持不变，逐渐减小C．逐渐减小，保持不变 D．保持不变，逐渐增大2．如图所示，倾角为θ的光滑斜面体A放在光滑的水平面上，已知A的质量为2m，高为h，质量为m的细长直杆B，受固定的光滑套管C约束，只能在竖直方向上自由运动。初始时，A在水平推力F作用下处于静止状态，此时B杆下端正好压在A的顶端。现撤去推力F，A、B便开始运动。重力加速度为g，则（ ）A．推力的大小为B．运动过程中，A对B不做功C．A、B组成的系统，水平方向上动量守恒D．当杆的下端刚滑到斜面底端时，斜面体的速度大小3．如图，地球与月球可以看作双星系统，它们均绕连线上的C点转动，在该系统的转动平面内有两个拉格朗日点L2、L4，位于这两个点的卫星能在地球引力和月球引力的共同作用下绕C点做匀速圆周运动，并保持与地球月球相对位置不变，L2点在地月连线的延长线上，L4点与地球球心、月球球心的连线构成一个等边三角形。我国已发射的“鹊桥”中继卫星位于L2点附近，它为“嫦娥四号”成功登陆月球背面提供了稳定的通信支持。假设L4点有一颗监测卫星，“鹊桥”中继卫星视为在L2点。已知地球的质量为月球的81倍，则（   ）A．地球球心和月球球心到C点的距离之比为81：1B．地球和月球对监测卫星的引力之比为9：1C．监测卫星绕C点运行的加速度比月球的大D．监测卫星绕C点运行的周期比“鹊桥”中继卫星的大二、多选题4．如图，倾角37°、质量5m的斜面体置于水平地面上，质量3m的物块放在斜面上，穿过光滑小环（O为接触点）的不可伸缩轻质细线一端连接物块，另一端系着质量m的小球，物块与小环间的细线与斜面平行，将小球从位置a由静止释放（此时Oa水平且细线刚好伸直），重力加速度大小为g，sin37°=0.6，则在小球从a摆到最低点b的过程中（物块和斜面体始终静止）（ ）A．斜面对物块的摩擦力先减小后增大 B．斜面对物块的作用力保持不变C．斜面对物块的摩擦力最大值为1.2mg D．地面对斜面体的支持力最小值为6.2mg5．如图所示，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上，一足够长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球b，另一端与套在水平细杆上的小球a连接。在水平拉力F作用下小球a从图示虚线位置开始缓慢向右移动（细绳中张力大小视为不变）。已知小球b的质量是小球a的2倍，a的质量为m，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小球a与细杆间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（  ）A．支架对轻滑轮的作用力大小逐渐增大B．当细绳与细杆的夹角为60°时，拉力F的大小为C．拉力F的大小一直增大D．拉力F的大小先增大后减小6．如图，四个滑块叠放在倾角为θ的固定光滑斜面上，其中B和C的质量均为，A和D的质量均为，B和C之间用一平行于斜面的轻绳连接，现对A施加平行于斜面向上的拉力F，使得四个滑块以相同加速度一起沿着斜面向上运动，滑块间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）A．拉力F的最大值为B．C对D的摩擦力为时，A对B的摩擦力为C．当拉力F取得最大值时，轻绳上的弹力大小为D．当拉力F取得最大值时，C、D间的摩擦力为7．在地面以初速度竖直向上抛出一个小球，小球运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比，落地时速率为，且落地前已匀速，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）A．小球加速度在上升过程中逐渐减小，在下落过程中逐渐增加B．小球抛出瞬间的加速度最大，且大小为C．小球上升过程中机械能逐渐减小，在下落过程中机械能逐渐增加D．小球上升过程中克服阻力做功的数值大于下落过程中克服阻力做功的数值8．建造一条能通向太空的电梯（如图甲所示），是人们长期的梦想。材料的力学强度是材料众多性能中被人们极为看重的一种性能，目前已发现的高强度材料碳纳米管的抗拉强度是钢的100倍，密度是其，这使得人们有望在赤道上建造垂直于水平面的“太空电梯”。图乙中r为航天员到地心的距离，R为地球半径，图像中的图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与r的关系，图线B表示航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系，关于相对地面静止在不同高度的航天员，地面附近重力加速度g取，地球自转角速度，地球半径。下列说法正确的有（ ）A．随着r增大，航天员受到电梯舱的弹力减小B．航天员在处的线速度等于第一宇宙速度C．图中为地球同步卫星的轨道半径D．电梯舱停在距地面高度为的站点时，舱内质量的航天员对水平地板的压力为零9．天文学家通过观测两个黑洞并合的事件，间接验证了引力波的存在。该事件中甲、乙两个黑洞的质量分别为太阳质量的36倍和29倍，假设这两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动，且两个黑洞的间距缓慢减小。若该双星系统在运动过程中，各自质量不变且不受其他星系的影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是（ ）A．甲、乙两个黑洞运行的线速度大小之比为36∶29B．甲、乙两个黑洞运行的角速度大小始终相等C．随着甲、乙两个黑洞的间距缓慢减小，它们运行的周期也在减小D．甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等10．如图所示，某质量为的工件静止于粗糙水平面上的点，机械手臂可在、之间对工件施加恒力。最终工件停止于点，、间的距离为，大小恒定，与水平面间的夹角可调。当时，、之间的距离为，调整，可使、间的距离最大为。若重力加速度为，工件与水平面间的滑动摩擦因数为，则下列说法正确的是（    ）A． B． C． D．