2023届天津市高考物理模拟试题知识点分类训练：力学选择题（多选题）2（有解析）

2023届天津市高考物理模拟试题知识点分类训练：力学选择题（多选题）2
一、多选题
1．（2023·天津·模拟预测）如图所示，一轻质弹簧下端系一质量为m的书写式激光笔，组成一竖直悬挂的弹簧振子，在竖直平面内装有记录纸。当弹簧振子沿竖直方向上下自由振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，激光笔在记录纸上留下如图所示的书写印迹，图中相邻竖直虚线的间距均为x0（未标出），印迹上P、Q两点的纵坐标为y0和-y0，忽略空气阻力，重力加速度为g，则（　　）
A．该弹簧振子的振幅为y0
B．该弹簧振子的振动周期为
C．激光笔在留下P、Q两点时加速度相同
D．激光笔在留下PQ段印迹的过程中，弹簧弹力对激光笔做功为-2mg y0
2．（2023·天津·模拟预测）2022年11月29日“神舟十五号”飞船顺利发射，六名中国宇航员完成首次太空交接班。已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动，离地面距离约为390km，地球半径约为6400km，已知地球表面的重力加速度g和万有引力常量G，下列说法正确的是（　　）
A．核心舱运行速度大于7.9km/s
B．核心舱的向心加速度小于g
C．由题干条件可以求出地球的质量
D．考虑稀薄大气阻力且无动力补充，核心舱速度会越来越大
3．（2023·天津·模拟预测）下列说法正确的是 （　　）
A．电磁波可以与机械波类比，它们的传播都需要一定的介质
B．光纤通信利用了全反射原理
C．照相机的镜头表面镀有一层膜使照相效果更好，是利用于光的衍射现象
D．用声呐探测水中的暗礁、潜艇，是利用了波的反射现象
4．（2023·天津·模拟预测）在大型物流货场，经常用传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将的货物轻放在传送带上的A处，经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度随时间t变化图像如图乙所示，已知重力加速度，由图可知（　　）
A．A、B两点间的距离为2.4m
B．货物与传送带的动摩擦因数为0.55
C．货物从A运动到B的过程中，传送带对货物做功大小为
D．货物从A运动到B的过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为4.8J
5．（2023·天津·模拟预测）质量为1kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等，重力加速度大小，则下列判断正确的是（　　）
A．0～2s内，F的冲量大小为
B．3s时物块的动量大小为
C．2s时物块的动能为零
D．2～4s内，F对物块所做的功为6J
6．（2023·天津·模拟预测）如图甲所示，水平地面上有一长平板车M，平板车右端放一物块m，开始时M、m均静止。t＝0时，平板车在外力作用下开始沿水平面向右运动，其v－t图像如图乙所示，整个过程中物块m恰好没有从平板车上滑下。已知物块与平板车间的动摩擦因数为0.1，取，下列说法正确的是（ ）
A．0~4s内，物块m的加速度一直保持不变
B．整个过程中，物块m相对平板车M滑动的时间为4s
C．平板车M的长度为12m
D．物块m相对平板车M的位移为16m
7．（2023·天津·模拟预测）2020年7月23日，我国在海南文昌航天发射中心，成功将我国首个深空探测器天问一号火星探测器送上太空。探测器接近火星后，探测器需经历如图所示的变轨过程，轨道Ⅰ为圆轨道，已知引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）
A．探测器在轨道Ⅰ上P点的速度大于在轨道Ⅱ上的速度
B．探测器在轨道上运动时，运行的周期
C．探测器若从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度反向喷气
D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，并已知探测器在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度
8．（2023·天津·模拟预测）已知火星的半径是地球半径的，质量是地球质量的，地球表面的重力加速度是，地球的半径为，在地面上以某一速度向上竖直起跳的最大高度是，忽略自转的影响，下列说法正确的是（　　）
A．火星的密度为
B．火星表面的重力加速度是
C．火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度相等
D．假如以与在地球上相同的速度在火星上向上竖直起跳，则能达到的最大高度是
9．（2023·天津·模拟预测）2022年2月，北京市和张家口市将联合举办第24届冬季奥林匹克运动会，某冰壶队为了迎接冬奥会，积极开展训练，某次训练中，蓝色冰壶静止在圆形区域内，运动员用质量相等的红色冰壶撞击蓝色冰壶，红、蓝两只冰壶发生正碰，如图所示。若碰撞前、后两壶的v-t图像如图所示，则（　　）
A．两只冰壶发生碰撞过程中机械能守恒 B．碰撞后，蓝色冰壶受到的滑动摩擦力较大
C．碰撞后，蓝鱼冰壶经过5s停止运动 D．碰撞后，两壶相距的最远距离为1.1m
10．（2023·天津·模拟预测）一列简谐横波沿x轴传播，在t=0时刻和t=0.75s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知x=0处的质点在0~0.75s内运动的路程为cm。则（　　）
A．这列波的传播方向沿x轴负方向
B．这列波的传播方向沿x轴正方向
C．波的传播速度大小是4m/s
D．x=6m处质点的振动表达式为
11．（2023·天津·模拟预测）波源O在时刻开始振动，产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在某时刻的波形图如图甲所示，P点是平衡位置为处的质点，图乙为x轴上某质点的振动图象，下列说法正确的是（　　）
A．O点起振方向沿y轴负方向
B．图乙中所表示的质点平衡位置离O点距离为1m
C．该波所遇到的障碍物或孔的尺寸为4m时，能发生较明显的衍射现象
D．时处的质点第一次到达波峰
12．（2023·天津·统考模拟预测）如图所示，一列横波在x轴上传播，在时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，下列说法中正确的是（　　）
A．由该波形曲线读出这列波的振幅为0.2m
B．该波形曲线上的质点振动的周期可能是0.3s
C．若周期大于，则可能的最小波速是20m/s
D．若周期大于，则可能的最大波速是140m/s
13．（2023·天津·模拟预测）一列简谐横波沿 x轴传播，在t=0时刻和t=1 s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知x=0处的质点在0~1 s内运动的路程为4.5 cm。下列说法正确的是（　　）
A．波沿x轴正方向传播
B．波源振动周期为1.1 s
C．波的传播速度大小为13 m/s
D．t=1 s时，x=6 m处的质点沿y轴负方向运动
14．（2023·天津·模拟预测）如图甲所示，同一介质中两个波源M和N相距，起振后的振动图像分别如图乙和图丙所示，位于M、N之间的质点P到波源M的距离，已知波源M产生的简谐横波的速度为，则以下判断正确的是（　　）
A．波源M产生的波的波长比波源N产生的波的波长长
B．波源M产生的波刚传播到P点时，质点P向y轴正方向运动的
C．两列波叠加后，P点的振幅是
D．两列波叠加后，M、N连线的中点处的振幅是
15．（2023·天津·模拟预测）如图所示，斜面轨道与水平轨道通过一小段圆弧平滑连接，斜面倾角为θ=。质量为m的滑块从斜面底端A点以初速度v0沿斜面上滑，到达最高点B点后返回A点的速率为，继续在水平轨道上运动一段距离后停在C点。已知AB=AC，sin=0.6，cos=0.8，g取10m/s2则（　　）
A．滑块与斜面和水平面之间的动摩擦因数之比为2：1
B．滑块沿斜面上滑和下滑过程中减少的机械能相同
C．滑块沿斜面下滑过程中和沿水平面运动过程中，重力的冲量相同
D．滑块在斜面上运动的整个过程中所受合力的冲量为mv0
16．（2023·天津·模拟预测）水平放置的平行板电容器，极板长为l，间距为d，电容为C。 竖直挡板到极板右端的距离也为l，某次充电完毕后电容器上极板带正电，下极板带负电，所带电荷量为Q1如图所示，一质量为m，电荷量为q的小球以初速度v从正中间的N点水平射入两金属板间，不计空气阻力，从极板间射出后，经过一段时间小球恰好垂直撞在挡板的M点，已知M点在上极板的延长线上，重力加速度为g，不计空气阻力和边缘效应。下列分析正确的是（　　）
A．小球在电容器中运动的加速度大小为
B．小球在电容器中的运动时间与射出电容器后运动到挡板的时间相等
C．电容器所带电荷量
D．如果电容器所带电荷量，小球还以速度v从N点水平射入，恰好能打在上级板的右端
17．（2023·天津·模拟预测）一个质量是0.5kg的小球以5m/s的速度竖直向下落到地面上，随后以3m/s的速度反向弹起，小球与地面的作用时间是0.1s，若取竖直向下的方向为正方向，不计空气阻力，取，则下列说法正确的是
A．小球与地面接触前后动量变化量为-4kg·m/s
B．小球与地面接触过程中重力的冲量为0.5N·s
C．小球与地面接触前后合力的冲量为4N·s
D．地面对小球的平均弹力大小为40N
18．（2023·天津·模拟预测）我国未来将建立月球基地，并在绕月球轨道上建造空间站，如图所示，关闭发动机的航天飞机在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接，已知空间站绕月球圆轨道的半径为r，周期为T，引力常量为G，月球的半径为R，下列说法中正确的是（ ）
A．月球的质量为
B．月球的第一宇宙速度为
C．航天飞机从图示A位置飞向B的过程中，加速度逐渐变大
D．要使航天飞机和空间站对接成功，飞机在接近B点时必须减速
参考答案：
1．AD
【详解】A．由图可知，弹簧振子的振幅为y0， 故 A正确；
B．记录纸匀速运动，振子振动的周期等于记录纸运动位移2x0所用的时间，则周期为
故 B错误；
C．加速度是矢量，激光笔在留下P、Q两点时加速度大小相等，方向相反，故C错误；
D．在激光笔留下PQ段印迹的过程中，根据动能定理可知合外力做功为零，但重力做正功为2mgy0，故弹力对物块做负功为－2mgy0，故D正确。
故选AD。
2．BCD
【详解】A．7.9km/s为第一宇宙速度，等于近地卫星的线速度，是最大的运行速度，故核心舱的速度应小于7.9km/s，A错误；
B．在地球表面的物体万有引力近似等于重力，设地球半径为R，有
设核心舱离地面的高度为h，则有
故
B正确；
C．由
可得
可见由题干条件可以求出地球的质量，C正确；
D．考虑稀薄大气阻力且无动力补充，核心舱的轨道半径会越来越小，设核心舱轨道半径为r，由
可得
可见轨道半径越小，速度越大，D正确。
故选BCD。
3．BD
【详解】A．电磁波的传播不需要介质，而机械波的传播需要介质，两者有本质的区别，故A错误；
B．根据光纤通信的原理可知，光纤通信利用了全反射的原理，故B正确；
C．照相机的镜头表面镀一层膜是利用了光的薄膜干涉原理，故C错误；
D．声呐探测水中的暗礁、潜艇，利用了波的反射现象，故D正确；
故选BD。
4．CD
【详解】A．货物的位移就是A、B两点的距离，求出货物的图像与坐标轴围成的面积即可。所以有
选项A错误；
B．由图像可以看出货物做两段匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
由图像得到
解得
选项B错误；
C．传送带对货物做的功分两段来求，有
选项C正确；
D．货物与传送带摩擦产生的热量也分两段来求，有
选项D正确。
故选CD。
5．ABD
【详解】A．F-t图像的面积表示力F的冲量，由图可知，0~2s内，F的冲量为
故A正确；
B．由于最大静摩擦力为
所以0~1s内物块一直处于静止状态，故0~3s内动量变化与1~3s内动量变化相同，根据动量定理有
解得
故B正确；
C．0~2s内，根据动量定理有
解得
所以2s时物块动能为
故C错误；
D．2~4s，物块做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律
所以F做的功为
故D正确。
故选ABD。
6．AC
【详解】A B．规定向右为正方向，物块向右加速时，由牛顿第二定律
得加速度
由乙图可知，减速时加速度
设t秒时两者共速
得
t＝4s
共速后由于平板车的加速度为
物块减速时，由牛顿第二定律得
得
平板车的加速度大于物块的加速度，所以物块以的加速度减速，设共速后再经减速到零。由运动学公式
解得
即
物块的速度减为零，两物体的速度时间图像如图所示
整个过程中，物块m相对平板车M滑动的时间为8s。
A正确，B错误。
C D．4秒前的打滑位移
4秒后的打滑位移
所以平板车的长度为12m，物块m相对平板车的位移大小为
12m-4m=8m
方向向左。C正确，D错误。
故选AC。
7．BD
【详解】AC．探测器在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度方向喷气，从而使探测器减速到达轨道Ⅰ，则探测器在轨道Ⅰ上P点的速度小于在轨道Ⅱ上P点的速度，故AC错误；
B．根据开普勒第三定律可知，探测器在轨道上运动时半长轴越大其运行的周期越大，故B正确；
D．根据万有引力定律可得
根据可得
联立解得
所以当轨道Ⅰ贴近火星表面，并且已知探测器在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度，故D正确。
故选BD。
8．ABD
【详解】B．根据行星表面物体受到的万有引力等于重力，则有
，
可得
解得
B正确；
A．根据火星表面物体受到的万有引力等于重力
又
联立可得
A正确；
C．行星第一宇宙速度等于行星表面轨道卫星绕行星做匀速圆周运动的线速度，则有
，
可得火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为
C错误；
D．在地面上以某一速度向上竖直起跳的最大高度是，则有
假如以与在地球上相同的速度在火星上向上竖直起跳，能达到的最大高度为，则有
可得
解得
D正确。
故选ABD。
9．CD
【详解】A．设冰壶质量为m，由图示图像可知，碰前红壶的速度，碰后红壶的速度为，碰后蓝壶的速度为，碰撞前两壶的总动能为
碰撞后前两壶的总动能为
则碰撞过程两壶的机械能不守恒，故A错误；
B．根据图像的斜率表示加速度，由图像可知，碰后红壶的加速度比蓝壶的加速
度大，即
两壶质量m相等，由牛顿第二定律可知，摩擦力为
则
故B错误；
C．由图像可知，两壶碰撞前，红壶的加速度大小为
由图像可知，蓝壶静止的时刻为
碰撞后蓝壶的运动时间
故C正确；
D．速度图像与坐标轴围成的面积表示位移，则碰后两壶相距的最远距离为
故D正确。
故选CD。
10．ACD
【详解】AB．由于在0~0.75s内运动内，x=0处的质点运动的路程为cm，可知该质点在t=0时刻从平衡位置沿y轴正方向运动，故这列波沿x轴负方向传播，A正确，B错误；
C．由题中数据可知
解得
由图像可知
波速度为
C正确；
D．图中质点的振动表达式为
在t=0时刻，x=6m处质点恰好位于负的最大位移处，可知
解得
因此x=6m处质点的振动表达式为
D正确。
故选ACD。
11．BCD
【详解】A．波传播过程中，各质点的起振方向均相同，由图乙知O点起振方向沿y轴正方向，A错误；
B．由题图知，该简谐横波的波长，周期，波速
经，传播的距离为
B正确；
C．由于该波的波长与障碍物尺寸相近，故可以发生明显的衍射现象，C正确；
D．平衡位置距波源5m处的质点，第一次到达波峰时与时相比，波向前传播的距离为6m，时间为
D正确。
故选BCD。
12．CD
【详解】A．由该波形曲线读出这列波的振幅为0.2cm，故A错误；
B．若波向右传播，周期满足关系式
解得
当波向左传播时，周期满足关系式
解得
由数学关系知无论取何值，周期都不可能为0.3s，故B错误；
CD．由图可知该波的波长为8m，若周期大于，即
当波沿x轴正方向传播时，可能的周期为
当波沿x轴负方向传播时，可能的周期为
由波速公式
可知速度最小时，周期T最大，分析上面两类情况可知，当周期最大时，波沿x轴正方向传播，且在
中，取，即
则
最小波速
当速度最大时，周期最小，分析上面两类情况可知，当周期最小时，波沿x轴负方向传播，且在
中，取，即
则
最大速度
故CD正确。
故选CD。
13．AC
【分析】本题考查机械波的形成与传播
【详解】A．由题意，x =0处的质点在0~1 s的时间内通过的路程为4.5 cm，则结合图可知t =0时刻x =0处的质点沿y轴的负方向运动，则由质点的振动和波的传播方向关系可知，该波的传播方向沿x轴的正方向，故A正确；
BC．由题意可知，t=1s为，解得
由图可知
则
故C正确，B错误；
D．由同侧法可知t=1 s时，x=6 m处的质点沿y轴正方向运动，故D错误。
故选AC。
14．BC
【详解】A．介质决定波速，两波波速相等，v=50m/s，分析图象可知，周期T=0.02s，则波长均为
λ=vT=1m
A错误；
B．分析图乙可知，波源起振方向向上，则波传播到P点时，起振方向和波源一样，也是向上；B正确；
C．分析图丙可知，两波起振方向相反，P点到两波源的波程差为 为半波长的奇数倍，P点为振动加强点，振幅为两波振幅之和，A=9cm；C正确；
D．同理，MN连线的中点，为振动减弱点，振幅为两波振幅之差，A'=1cm；D错误。
故选BC。
15．BC
【详解】A．由可知，滑块上滑时的加速度为下滑加速度的4倍，即
且由题意有
即
联立解得
，
则滑块与斜面和水平面之间的动摩擦因数之比为，故A错误；
B．减小的机械能等滑块克服摩擦力所做的功，由于摩擦力大小相等，发生的位移大小也相等，则滑块沿斜面上滑和下滑过程中减少的机械能相同，故B正确；
C．由于可知，滑块沿斜面下滑过程中和沿水平面运动过程中所用时间相同，由可知，滑块沿斜面下滑过程中和沿水平面运动过程中重力的冲量相同，故C正确；
D．由动量定理可知，滑块在斜面上运动的整个过程中所受合力的冲量为
故D错误。
故选BC。
16．BD
【分析】根据水平方向做匀速直线运动分析两段过程的运动时间，根据竖直方向对称性分析小球在电容器的加速度大小，根据牛顿第二定律以及
分析求解电荷量，根据牛顿第二定律分析加速度从而求解竖直方向的运动位移。
【详解】AB．小球在电容器内向上偏转做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，出电容器后受到重力作用，竖直方向减速，水平方向由于不受力，仍然做匀速直线运动，由于两段过程在水平方向上的运动位移相同，则两段过程的运动时间相同，竖直方向由于对称性可知，两段过程在竖直方向的加速度大小相等，大小都为g，但方向相反，故A错误，B正确；
C．根据牛顿第二定律有
解得
故C错误；
D．当小球到达M点时，竖直方向的位移为，则根据竖直方向的对称性可知，小球从电容器射出时，竖直方向的位移为，如果电容器所带电荷量，根据牛顿第二定律有
根据公式
可知，相同的时间内发生的位移是原来的2倍，故竖直方向的位移为，故D正确。
故选BD。
17．AB
【详解】若取竖直向下的方向为正方向
，
A．小球与地面接触前后动量变化量为
A正确；
B．冲量的计算公式为
小球与地面接触过程中重力的冲量大小为
B正确；
C．由动量定理知：合外力的冲量等于动量的改变量，所以小球与地面接触前后合力的冲量为 ，C错误；
D．由动量定理知：合外力的冲量等于动量的改变量即
解得
D错误。
故选AB。
18．ACD
【详解】A．设空间站的质量为m，由
得，月球的质量
故A正确；
B．空间站绕月圆轨道的半径为，周期为T，其运行速度为
其速度小于月球的第一宇宙速度，所以月球的第一宇宙速度大于，故B错误；
C．根据开普勒定律可知，航天飞机由A点向近月点B运动时速度越来越大，则航天飞机在A点时正在加速运动，由公式可知，加速度逐渐变大，故C正确；
D．要使航天飞机在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接，必须在接近B点时减速。否则航天飞机将继续做椭圆运动，故D正确。
故选ACD。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页

2023届天津市高考物理模拟试题知识点分类训练：力学选择题（多选题）2（有解析）