高考物理力学部分精选选择题三十四题(含详解答案)

2016高考物理力学名师精选选择题三十三题

一. 单选题

1．全地形越野车装有全方位减震装置，其原理简化图如图所示(俯视图，越野车底

部弹簧未画出)，其弹簧(完全一样，图中弹簧在车子静止时处于原长状态)使受保护区运

动延时，从而起到减震作用。以下对运动中车子的描述正确的是( B )

A ．如果车子前轮跌落沟里，弹簧增加的弹性势能全部来自动能

B ．如果车子前轮跌落沟里，弹簧增加的弹性势能部分来自动能

C ．如果车子前轮冲向高坡，弹簧的弹性势能转化为重力势能

D ．如果匀速行驶的车子突然刹车，前后弹簧形变量大小不相等

[解析] 当车子前轮跌落沟里时，动能与重力势能都会减小，转化为弹性势能，A 错，B 对；当车子冲向高坡时，动能转化为弹性势能与重力势能，C 错；匀速行驶时，前后弹簧都处于原长状态，突然刹车时，由于惯性，前面弹簧会缩短，后面弹簧会伸长，其形变量大小一样，D 错。

2．总质量约为3.8吨“嫦娥三号”探测器在距月面3m 处关闭反推发动机，让其以

自由落体方式降落在月球表面。4条着陆腿触月信号显示，“嫦娥三号”完美着陆月球

虹湾地区。月球表面附近重力加速度约为1.6m/s 4,4条着陆腿可视作完全相同的四个轻弹

簧，在软着陆后，每个轻弹簧获得的弹性势能大约是( B )

A ．28 500J

B ．4 560J

C ．18 240J

D ．9 120J

3.2012年6月27日，中国载人深潜器“蛟龙”号7 000m 级海试最大下潜深度达7 062m ，再创中国载人深潜记录。设潜水器在下潜或上升的过程中只受重力、海水浮力和海水阻力作用，已知海水

浮力大小为F ，设海水阻力与潜水器的速率成正比。当潜水器的总质量为m 时恰好匀速下

降，若使潜水器以同样速率匀速上浮，则需要抛弃物体的质量为(重力加速度为g )( B )

A ．2F g －m

B ．2(m －F g )

C ．m －F g

D ．2m －F g

[解析] 由于潜水器上浮与下降的速率相等，则所受阻力也相等，设运动过程中的阻力为Ff ，在匀速下降

过程中：F ＋Ff ＝mg ；在匀速上浮过程中：F ＝m′g ＋Ff 。联立两式解得m′＝2F g －m ，则需要抛弃的质量为(m －m′)

＝2(m －F g )，B 正确。

4．如图，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡

板上，斜面固定不动。质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。现用外力作用

在物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并

离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块( C )

A ．最大速度相同

B ．最大加速度相同

C ．上升的最大高度不同

D ．重力势能的变化量不同

[解析] 本题考查了弹性势能与重力势能及动能的变化。解题关键是各物理量所对应弹簧所处的状态及受力情况。开始压缩量相同，弹力相同，释放瞬间两球加速度最大，由牛顿第二定律，kx0－mgsinθ＝mam ，am ＝kx0m －gsinθ，由于两物块质量不同，因此最大加速度不同，因此B 选项错误；当物块加速为零时，速度最大，

则kx ＝mgsinθ，由能量转化与守恒定律，有12kx20＝12kx2＋12mv2m ，所以v2m ＝kx20m －mg2sin2θk

，m 越大，vm 越小，两物块质量不同，最大速度不同，选项A 错误；达到最大高度时速度为零，弹性势能转化为重力势能，则12kx20

＝mgh ，h ＝kx202mg ，两物块质量不同，上升的最大高度不同，选项C 正确；弹簧相同，开始压缩量相同，全过程

释放的弹性势能完全转化为重力势能，即ΔEPG ＝EPO ，重力势能的变化量相同，选项D 错误。本题对最大速度的分析是难点，列出能量守恒关系式才能准确解答。

5．在电梯内的地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定一个质量为m 的物体。当电梯匀速运动时，

弹簧被压缩了x ，某时刻后观察到弹簧又被继续压缩了x 10。则电梯在此时刻后的运动情况可能是( D )

A ．以大小为1110g 的加速度加速上升

B ．以大小为1110g 的加速度减速上升

C ．以大小为g 10的加速度加速下降

D ．以大小为g 10的加速度减速下降

[解析] 当电梯匀速运动时，弹簧被压缩了x ，mg ＝kx ；某时刻后观察到弹簧又被继续压缩了x 10，物体所

受合力向上，电梯加速度向上，由牛顿第二定律，kx 10＝ma ，解得a ＝g 10。电梯在此时刻后的运动情况可能是：

以大小为g 10的加速度加速上升，或以大小为g 10的加速度减速下降，选项D 正确。

6．下列四个图中所有接触面均粗糙，各物体均处于静止状态，

其中物体A 受力个数可能超过5个的是( C )

[解析] 选项A ，首先对整体受力分析可知，墙壁对物体A 无作

用力，对物体A ，若弹簧弹力为零，则物体A 受三个力的作用；若弹

簧弹力不等于零，则物体A 受四个力的作用。选项B ，物体A 最多受

四个力的作用。选项C ，物体A 最多可能受到重力、斜面支持力、斜

面摩擦力、物体B 对其的压力和摩擦力以及外力F 共六个力的作用。

选项D ，物体A 最多可能受到重力、斜面支持力、斜面摩擦力、物体

B 对其的压力以及外力F 共五个力的作用，所以选

C 。

7．如图所示，竖直轻杆AB 在细绳AC 和水平拉力作用下处于平

衡状态。若AC 加长，使C 点左移，AB 仍保持平衡状态。细绳AC 上的拉力T 和杆AB

受到的压力N 与原先相比，下列说法正确的是( A )

A ．T 和N 都减小

B ．T 和N 都增大

C ．T 增大，N 减小

D ．T 减小，N 增大

[解析] 本题考查物体的平衡及受力分析，意在考查考生对物体平衡条件的理解。设细绳AC 与地面的夹角为α，结点A 受到三个力的作用，细绳AC 的拉力T 、水平绳向右的拉力F(大小、方向均不变，等于所挂物体重

力的大小mg)、轻杆AB 对A 点向上的弹力FN ，根据物体的平衡条件有：T ＝F cosα＝mg cosα，FN ＝Ftanα＝mgtanα，

因AC 加长，C 点左移，细绳AC 与地面的夹角α减小，所以细绳AC 的拉力T 、轻杆AB 对A 点向上的弹力FN 均减小。根据牛顿第三定律可知AB 受到的压力N 与FN 是作用力与反作用力关系，故AB 受到的压力N 减小，选项A 正确。

8. 一个小物块冲上一个固定的粗糙斜面，经过斜面上A 、B 两点，到达斜面上最高点后返

回时，又通过了B 、A 两点，如图所示，关于物块上滑时由A 到B 的过程和下滑时由B 到A 的

过程，动能变化量的绝对值ΔE 上和ΔE 下，以及所用的时间t 上和t 下，相比较，有( D )

A ．ΔE 上<ΔE 下，t 上

B ．ΔE 上>ΔE 下，t 上>t 下

C ．ΔE 上<ΔE 下，t 上>t 下

D ．Δ

E 上>ΔE 下，t 上

[解析] 由题意可知，小物块沿斜面上升时，F 上＝mgsinθ＋f ，小物块沿斜面下降时，F 下＝mgsinθ－f ，故F 上>F 下，a 上>a 下，由于物块克服摩擦力做功，则可知vA 上>vA 下，vB 上>vB 下，由v ＝v0＋vt

2可得v 上>v 下，

故t 上ΔE 下。

9．如图所示，小车静止在光滑水平地面上，小车的上表面由光滑的斜面AB 和粗糙的水平面BC 组成(它们在B 处由极短的光滑圆弧平滑连接)，小车右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当传感器受压力时，其示数为正值；当传感器受拉力时，其示数为负值。一个小滑块(可视为质点)从A 点由静止开始下滑，经B 至C 点的过程中，传感器记录到的力F 随时间t 变化的关系如下面四图所示，其中可能正确的是( D )

[解析] 滑块在斜面上时，小车受到滑块的作用力如图甲所示，

滑块滑到水平面时，小车受到滑块的摩擦力如图乙所示，滑块在斜面

上或在水平面上，对应状态下小车受到的力的大小恒定，在斜面上时，

传感器受压力；在水平面上时，传感器受拉力。选项D 正确。

10．如图所示，物体A 和物体B(砂和砂桶)通过不可伸缩的轻绳跨

过定滑轮连接，斜面体固定，A 、B 处于静止状态。在缓慢地向B 中加入一些砂子的过程中，A 、B 仍然处于静止，不计滑轮的质量和滑轮与绳子间的摩擦，则下列说法正确的是( C )

A ．物体A 受到斜面体的摩擦力一定增大

B ．物体A 受斜面体的摩擦力方向一定沿斜面向下

C ．剪断绳子的瞬间砂和砂桶之间的相互作用力为零

D ．若剪断绳子后，A 和斜面体仍然静止，则地面对斜面体的摩擦力方向水平向右

[解析] 本题考查物体的平衡、摩擦力等知识，意在考查考生对物体的平衡条件、摩擦力的判定等知识的理解和应用。设题图中斜面的倾角为θ，物体A 和物体B(砂和砂桶)通过不可伸缩的轻绳跨过定滑轮连接，斜面体固定，A 、B 处于静止状态，如果开始时A 的重力沿斜面向下的分力mAgsinθ和绳沿斜面向上的拉力mBg 正好相等，则此时没有摩擦力，在缓慢地向B 中加入一些砂子的过程中，若A 、B 仍然处于静止，物体A 受到斜面体的摩擦力方向向下且一定增大；如果开始时mAgsinθ>mBg ，物体A 受到斜面体的摩擦力方向向上，则一定减小，反之一定增大，选项A 、B 错误；剪断绳子的瞬间砂和砂桶同时做自由落体运动，因此它们之间的相互作用力为零，选项C 正确；若剪断绳子后A 和斜面体仍然静止，则地面对斜面体的摩擦力为零，选项D 错误。

11．如图所示，在竖直方向上A 、B 两物体通过劲度系数为k 的轻质弹簧相连，

B 、

C 两物体通过细绳绕过光滑轻质定滑轮相连，A 固定在水平地面上，C 放在固定

的倾角为30°的光滑斜面上。已知B 的质量为m ，C 的质量为4m ，重力加速度为g ，

细绳与滑轮之间的摩擦力不计。现用手按住C ，使细绳刚刚拉直但无张力，并保证

ab 段的细绳竖直、cd 段的细绳与斜面平行。开始时整个系统处于静止状态，释放C

后，它沿斜面下滑，斜面足够长，则下列说法正确的是( D )

A ．C 下滑过程中，其机械能守恒

B ．

C 下滑过程中，其机械能一直增加 C ．当B 的速度达到最大时，弹簧的伸长量为2mg k

D ．B 的最大速度为2g m

5k

[解析] C 物体下滑过程中，绳的拉力对C 物体始终做负功，C 的机械能一直减小，A 、B 错误；通过受力分析可知，当B 物体的速度最大时，B 、C 两物体的加速度为零，则绳子上的张力大小为2mg ，此时弹簧处于伸

长状态，弹簧的伸长量x2满足kx2＝2mg －mg ，x2＝mg k ，C 错误；开始时弹簧压缩的长度为x1＝mg k ，则B 物

体上升的距离以及C 物体沿斜面下滑的距离均为h ＝x1＋x2，由于x1＝x2，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，弹簧弹力做功为零，设B 物体的最大速度为vm ，由机械能

守恒定律得，4mghsin30°＝mgh ＋12×5mv2m ，得vm ＝2g m

5k ，D 正确。

12 .将一物体从地面竖直上抛，物体上抛运动过程中所受的空气阻力大

小与速率成正比，设物体在地面时的重力势能为零，则物体从抛出到落回

原地的过程中，物体的机械能E 与物体距地面高度h 的关系，如图所示描

述正确的是(H 为物体竖直上抛的最大高度)( D )

解析:由功能关系，损失的机械能ΔE =f Δh 知,h

E f ??=即为E-h 图象的斜率的绝对值，由于f 与v 成正比，而h 越大，v 越小，即图象的斜率的绝对

值越小，故选项D 正确.

13. 水平传送带在外力的作用下始终以速度v 匀速运动，某时刻放上一

个小物体，质量为m ，初速度大小也是v ,但方向与传送带的运动方向相反，已知小物体与传送带间的动摩擦因数为μ,最后小物体的速度与传送带相同.在小物体与传送带间有相对运动的过程中，滑动摩擦力对小物体做的功为W ，摩擦生成的热为Q ，则下面的判断中正确的是( D )

A.W=0，Q =0

B.W≠0，Q =0

C.W≠0，Q ≠0

D.W=0,Q ≠0

解析:以传送带传送速度v 方向为正方向，小物体以－v 的初速度放到传送带上到后来速度变为和传送带相同为v 的过程中，根据动能定理可知:因小物体的初末动能相等，故合外力做功为0，重力和支持力均未做功，故摩擦力做功W=0，但小物体和传送带在此过程中发生了相对运动，故热量Q ≠0，选项D 正确.

14. 如图所示，在粗糙水平地面上放一质量为M 的斜面，质量为m 的木块沿斜面匀速下滑，

此过程中斜面保持静止，则( C )

A ．地面对斜面有水平向右的摩擦力

B ．地面对斜面有水平向左的摩擦力

C ．地面对斜面的支持力等于(M ＋m )g

D ．地面对斜面的支持力小于(M ＋m )g

[解析] 本题考查摩擦力方向的判断及整体法和隔离法的应用，意在考查考生应用整体法、隔离法分析问题的能力。把木块和斜面看做整体，受力情况如图所示，因为整体处于平衡状体。所以竖直方向有N ＝Mg ＋mg ，水平方向不受力，所以地面对斜面的摩擦力为零。选项C 正确，A 、B 、D 错误。

15. 如图所示，质量为m 的小球套在竖直放置的固定光滑圆环上，轻绳一端固定在圆环的

顶点A ，另一端与小球相连。小球静止时位于环上的B 点，此时轻绳与竖直方向的夹角θ＝30°，则轻绳对小球的拉力大小为( A ) A.3mg B.2mg C ．2mg D ．mg

[解析] 小球静止时，受到重力mg(竖直向下)、绳子拉力F(沿绳子向上)、圆环的弹力N(垂

直圆环向下，弹力作用线过环的圆心)，合力为零。用正交分解法将各力分解在过B 点处的切线与法线方向上，

在切线方向有mgsin2θ＝Fsinθ，可得所求的绳子拉力大小是：F ＝mgsin2θsinθ＝mgsin60°sin30°＝3mg ，选项A 正确。

16. 如图所示，木盒中固定一质量为m 的砝码，木盒和砝码在桌面上以一定的初速度一

起滑行一段距离后停止。现拿走砝码，而持续加一个竖直向下的恒力F (F ＝mg )，若其他条件

不变，则木盒滑行的距离( B )

A ．不变

B ．变小

C ．变大

D ．变大变小均可能

[解析] 设木盒质量为M ，木盒中固定一质量为m 的砝码时，由动能定理可知，μ(m ＋M)gx1＝12(M ＋m)v2，

解得x1＝v22μg ；加一个竖直向下的恒力F(F ＝mg)时，由动能定理可知，μ(m ＋M)gx2＝12Mv2，解得x2＝

Mv22m ＋M μg

。显然x2

17. 如图所示,在两个质量分别为m 和2m 的小球a 和b 之间,用一根长为L 的轻杆连接,

两小球可绕穿过轻杆中心O 的水平轴无摩擦转动.现让轻杆处于水平位置,然后无初速释放,重

球b 向下,轻球a 向上,产生转动,在杆转至竖直的过程中( AC )

A.b 球的重力势能减少,动能增加

B.a 球的重力势能增加,动能减少

C.a 球和b 球的总机械能守恒

D.a 球和b 球的总机械能不守恒

解析:两球组成的系统,在运动中除动能和势能外没有其他形式的能转化(增加或减少),所以系统的机械能守恒.

18. 如图所示,在北戴河旅游景点之一的南戴河滑沙场有两个坡度不同的滑道AB 和

AB ′(均可看做斜面).甲、乙两名旅游者分别乘两个完全相同的滑沙橇从A 点由静止开始沿

AB 和AB ′滑下，最后都停在水平沙面BC 上.设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同，

斜面与水平面连接处均可认为是圆滑的，滑沙者保持一定姿势在滑沙橇上不动.则下列说

法中正确的是( AD )

A.甲在B 点的速率一定大于乙在B ′点的速率

B.甲在B 点的动能一定大于乙在B ′点的动能

C.甲滑行的总路程一定等于乙滑行的总路程

D.甲全部滑行的水平位移一定等于乙全部滑行的水平位移

解析:设坡高为h ，斜坡的倾角为α，水平滑行位移为s,据动能定理:,02

1sin cos 2-=-mv h mg mgh αα

μ即v 2=2gh －2μgh ·cotα,显然α越大，cotα越小，v 越大，A 正确.对于全过程:,0sin cos =--mgs h mg mgh μααμ

,sin cos μααh s h =+而s h +α

αsin cos 恰好为全部滑行的水平位移，所以D 正确. 19．如图所示，光滑水平地面上有一直角三角形斜面体B 靠在竖直墙壁上，物块A 放在斜面体B 上，开始

A 、

B 静止。现用水平力F 推A ，A 、B 仍静止，则此时B 受力个数可能是( B

C )

A ．3个

B ．4个

C ．5个

D ．6个

[解析] 物体B 受重力作用，地面对B 的支持力、A 对B 的压力和墙壁对B 的

弹力作用，因为F 大小未知，不能确定A 是否具有相对B 的运动趋势，也就不能确

定A 、B 间是否存在摩擦力，故B 受力可能是4个，也可能是5个，B 、C 项正确。

20．如图所示，在外力作用下某质点运动的v －t 图象为正弦曲线。从图中可

以判断( AD )

A ．在0～t 1时间内，外力做正功

B ．在0～t 1时间内，外力的功率逐渐增大

C ．在t 2时刻，外力的功率最大

D ．在t 1～t 3时间内，外力做的总功为零

[解析] 由v －t 图象可知，在0～t1时间内，由于质点的速度增大，根据动能定理可知，外力对质点做正功，A 正确；在0～t1时间内，因为质点的加速度减小，故所受的外力减小，由图可知t1时刻外力为零，故功率为零，因此外力的功率不是逐渐增大的，B 错误；在t2时刻，由于质点的速度为零，故此时外力的功率最小，且为零，C 错误；在t1～t3时间内，因为质点的动能不变，故外力做的总功为零，D 正确。

21. 如图所示，A 是一质量为M 的盒子，B 的质量为m ，A 、B 用细绳相连，跨过光

滑的定滑轮置于倾角为θ的斜面上，B 悬于斜面之外而处于静止状态，斜面放置在水平地

面上。现在向A 中缓慢加入沙子，整个系统始终保持静止，则在加入沙子的过程中( BD )

A ．绳子拉力逐渐增大

B ．A 对斜面的压力逐渐增大

C ．A 所受的摩擦力逐渐增大

D ．地面对斜面无摩擦力作用

[解析] 绳子的拉力始终等于B 的重力mg ，大小不变，A 错误。设盒子和沙子的总质量为M′，A 对斜面的压力等于M′gcosθ且随着沙子的增多而增大，B 正确。如果开始时摩擦力沿斜面向下，随着沙子的增多摩擦力会先减小后反向增大，C 错误。把A 、B 和斜面视为一个整体，整体处于平衡状态，水平方向不受力，故地面对斜面无摩擦力，D 正确。

22. 如图所示，横截面为直角三角形的斜劈A ，底面靠在粗糙的竖直墙面上，力F 指

向球心水平作用在光滑球B 上，系统处于静止状态。当力F 增大时，系统还保持静止，

则下列说法正确的是( BCD )

A ．A 所受合外力增大

B ．A 对竖直墙壁的压力增大

C ．B 对地面的压力一定增大

D ．墙面对A 的摩擦力可能变为零

23．用起重机将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程

中，其v －t 图象如图所示。下列说法正确的是( ACD )

A ．在0～t 1时间内，货物处于超重状态

B ．在t 2～t 3时间内，起重机拉力对货物做负功

C ．在t 1～t 3时间内，货物的机械能一直在增大

D ．匀速阶段拉力的功率可能比加速阶段某一时刻拉力的瞬时功率小

24. 如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，若从水星与

金星在一条直线上开始计时，天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为θ1，

金星转过的角度为θ2(θ1、θ2均为锐角)，如图所示，则由此条件可求得的是( BCD )

A ．水星和金星的质量之比

B ．水星和金星到太阳的距离之比

C ．水星和金星绕太阳运动的周期之比

D ．水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比

[解析] 根据题述，在相同时间内水星转过的角度为θ1，金星转过的角度为θ2

可得水星和金星二者角速度之比。由G Mm r2＝mω2r ，可以得到水星和金星到太阳的距离之比，

选项B 正确。由开普勒定律可以得到水星和金星绕太阳运动的周期之比，选项C 正确。G Mm r2