力學(xué)壓軸選擇題(全國甲卷和Ⅰ卷)-2023年高考物理十年壓軸真題與模擬(原卷版)

力學(xué)壓軸選擇題（全國甲卷和Ⅰ卷）高考物理力學(xué)壓軸題是考查學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)高低的試金石，表現(xiàn)為綜合性強、求解難度大、對考生的綜合分析能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力要求高等特點。命題范圍1.萬有引力與宇宙航行（壓軸指數(shù)★★★）①行星沖日問題。結(jié)合開普勒第二定律和萬有引力定律解決。②結(jié)合最近航天事業(yè)發(fā)展的最新動態(tài)，利用萬有引力與宇宙航行的知識解決相關(guān)問題。2、牛頓運動定律綜合性題目（壓軸指數(shù)★★★★）整體法和隔離法在牛頓第二定律中的應(yīng)用，臨界問題和瞬時性問題。3、共點力平衡（壓軸指數(shù)★★★）三力平衡的處理方法，除常規(guī)的合成法，正交分解法，還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處理相關(guān)問題。4、機械能守恒定律和能量守恒定律（壓軸指數(shù)★★★★★）利用機械能守恒定律或動能定理、能量守恒定律處理力學(xué)綜合類題目。二、命題類型1.力學(xué)情境綜合型。物理情境選自生活生產(chǎn)情境或?qū)W習(xí)探究情境，物理力學(xué)情境綜合型試題的物理模型有：斜面、板塊、彈簧等模型。研究對象包含兩個或兩個以上物體、物理過程復(fù)雜程度高。已知條件情境化、隱秘化、需要仔細挖掘題目信息。求解方法技巧性強、靈活性高、應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決問題的能力要求高的特點。命題點常包含：勻變速直線運動、圓周運動、拋體運動等。命題常涉及運動學(xué)、力學(xué)、功能關(guān)系等多個物理規(guī)律的綜合運用，有時也會與相關(guān)圖像聯(lián)系在一起。2.單一物體多過程型、多物體同一過程型問題。對單一物體多過程型問題，比較多過程的不同之處，利用數(shù)學(xué)語言列方程求解。對于多物體同一過程型問題，要靈活選取研究對象，善于尋找相互聯(lián)系。選取研究對象，或采用隔離法，或采用整體法，或?qū)⒏綦x法與整體法交叉使用。預(yù)測2023年高考物理壓軸題重點要放在單個物體與彈簧模型結(jié)合的直線運動、圓周運動與拋體運動以及多物體與板塊模型、運動圖像相結(jié)合的直線運動問題上。在復(fù)習(xí)備考中應(yīng)注意以下幾點：1.讀懂題目情境，要注重審題，深究細琢，縱觀全局重點推敲，挖掘并應(yīng)用隱含條件，梳理解題思路、用數(shù)學(xué)語言表達物理過程。隱含條件可通過觀察物理現(xiàn)象、認識物理模型和分析物理過程，甚至從題目的字里行間或圖像圖表中去挖掘，也可通過畫出狀態(tài)或過程示意圖，找出隱含在其中的數(shù)學(xué)關(guān)系。2.對于多解問題，要認真分析制約條件，周密探討多種情況。解題時必須根據(jù)不同條件對各種可能情況進行全面分析，必要時要擬定討論方案，將問題根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)分類，再逐類進行探討，防止漏解。3.對于數(shù)學(xué)知識應(yīng)用性較強的問題，要耐心細致尋找規(guī)律，熟練運用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法。求解物理問題，通常采用的數(shù)學(xué)方法有；方程法、比例法、數(shù)列法、不等式法、函數(shù)極值法、微元分析法、圖像法和幾何法等。一、單選題1．（2016·全國·高考真題）利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊，目前地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的6.6倍，假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為（??）A．1h B．4h C．8h D．16h2.（2021·全國·高考真題）如圖，將光滑長平板的下端置于鐵架臺水平底座上的擋板P處，上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調(diào)節(jié)，使得平板與底座之間的夾角θ可變。將小物塊由平板與豎直桿交點Q處靜止釋放，物塊沿平板從Q點滑至P點所用的時間t與夾角的θ的大小有關(guān)。若由30°逐漸增大至60°，物塊的下滑時間t將()

A.逐漸增大 B.逐漸減小 C.先增大后減小 D.先減小后增大二、多選題2．（2022·全國·高考真題）如圖，質(zhì)量相等的兩滑塊P、Q置于水平桌面上，二者用一輕彈簧水平連接，兩滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)均為。重力加速度大小為g。用水平向右的拉力F拉動P，使兩滑塊均做勻速運動；某時刻突然撤去該拉力，則從此刻開始到彈簧第一次恢復(fù)原長之前（）A．P的加速度大小的最大值為B．Q的加速度大小的最大值為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時刻Q的速度大小3．（2019·全國·高考真題）在星球M上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上，把物體P輕放在彈簧上端，P由靜止向下運動，物體的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖中實線所示．在另一星球N上用完全相同的彈簧，改用物體Q完成同樣的過程，其a–x關(guān)系如圖中虛線所示，假設(shè)兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體．已知星球M的半徑是星球N的3倍，則A．M與N的密度相等B．Q的質(zhì)量是P的3倍C．Q下落過程中的最大動能是P的4倍D．Q下落過程中彈簧的最大壓縮量是P的4倍4．（2017·全國·高考真題）如圖，柔軟輕繩ON的一端O固定，其中間某點M拴一重物，用手拉住繩的另一端N．初始時，OM豎直且MN被拉直，OM與MN之間的夾角為α（）．現(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角α不變．在OM由豎直被拉到水平的過程中()A．MN上的張力逐漸增大B．MN上的張力先增大后減小C．OM上的張力逐漸增大D．OM上的張力先增大后減小5．（2015·全國·高考真題）如圖（a），一物塊在t=0時刻滑上一固定斜面，其運動的v—t圖線如圖（b）所示。若重力加速度及圖中的、、均為已知量，則可求出（

）A．斜面的傾角B．物塊的質(zhì)量C．物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)D．物塊沿斜面向上滑行的最大高度6．（2014·全國·高考真題）太陽系的行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動，當(dāng)?shù)厍蚯『眠\行到某個行星和太陽之間，且三者幾乎成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)成為“行星沖日”據(jù)報道，2014年各行星沖日時間分別是：1月6日，木星沖日，4月9日火星沖日，6月11日土星沖日，8月29日，海王星沖日，10月8日，天王星沖日，已知地球軌道以外的行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示，則下列判斷正確的是（）地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑（AU）1.01.55.29.51930A．各地外行星每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象B．在2015年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日C．天王星相鄰兩次的沖日的時間是土星的一半D．地外行星中海王星相鄰兩次沖日間隔時間最短一、單選題1．輕繩一端系在質(zhì)量為m的物體A上，另一端系在一個套在傾斜粗糙桿的圓環(huán)上?，F(xiàn)用平行于桿的力F拉住繩子上一點O，使物體A從圖中實線位置緩慢上升到虛線位置，并且圓環(huán)仍保持在原來位置不動。則在這一過程中，環(huán)對桿的摩擦力和環(huán)對桿的壓力的變化情況是（）A．逐漸增大，保持不變 B．保持不變，逐漸減小C．逐漸減小，保持不變 D．保持不變，逐漸增大2．如圖所示，傾角為θ的光滑斜面體A放在光滑的水平面上，已知A的質(zhì)量為2m，高為h，質(zhì)量為m的細長直桿B，受固定的光滑套管C約束，只能在豎直方向上自由運動。初始時，A在水平推力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時B桿下端正好壓在A的頂端?，F(xiàn)撤去推力F，A、B便開始運動。重力加速度為g，則（）A．推力的大小為B．運動過程中，A對B不做功C．A、B組成的系統(tǒng)，水平方向上動量守恒D．當(dāng)桿的下端剛滑到斜面底端時，斜面體的速度大小3．如圖，地球與月球可以看作雙星系統(tǒng)，它們均繞連線上的C點轉(zhuǎn)動，在該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動平面內(nèi)有兩個拉格朗日點L2、L4，位于這兩個點的衛(wèi)星能在地球引力和月球引力的共同作用下繞C點做勻速圓周運動，并保持與地球月球相對位置不變，L2點在地月連線的延長線上，L4點與地球球心、月球球心的連線構(gòu)成一個等邊三角形。我國已發(fā)射的“鵲橋”中繼衛(wèi)星位于L2點附近，它為“嫦娥四號”成功登陸月球背面提供了穩(wěn)定的通信支持。假設(shè)L4點有一顆監(jiān)測衛(wèi)星，“鵲橋”中繼衛(wèi)星視為在L2點。已知地球的質(zhì)量為月球的81倍，則（

）A．地球球心和月球球心到C點的距離之比為81：1B．地球和月球?qū)ΡO(jiān)測衛(wèi)星的引力之比為9：1C．監(jiān)測衛(wèi)星繞C點運行的加速度比月球的大D．監(jiān)測衛(wèi)星繞C點運行的周期比“鵲橋”中繼衛(wèi)星的大二、多選題4．如圖，傾角37°、質(zhì)量5m的斜面體置于水平地面上，質(zhì)量3m的物塊放在斜面上，穿過光滑小環(huán)（O為接觸點）的不可伸縮輕質(zhì)細線一端連接物塊，另一端系著質(zhì)量m的小球，物塊與小環(huán)間的細線與斜面平行，將小球從位置a由靜止釋放（此時Oa水平且細線剛好伸直），重力加速度大小為g，sin37°=0.6，則在小球從a擺到最低點b的過程中（物塊和斜面體始終靜止）（）A．斜面對物塊的摩擦力先減小后增大 B．斜面對物塊的作用力保持不變C．斜面對物塊的摩擦力最大值為1.2mg D．地面對斜面體的支持力最小值為6.2mg5．如圖所示，光滑的輕滑輪通過支架固定在天花板上，一足夠長的細繩跨過滑輪，一端懸掛小球b，另一端與套在水平細桿上的小球a連接。在水平拉力F作用下小球a從圖示虛線位置開始緩慢向右移動（細繩中張力大小視為不變）。已知小球b的質(zhì)量是小球a的2倍，a的質(zhì)量為m，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，小球a與細桿間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g。則下列說法正確的是（??）A．支架對輕滑輪的作用力大小逐漸增大B．當(dāng)細繩與細桿的夾角為60°時，拉力F的大小為C．拉力F的大小一直增大D．拉力F的大小先增大后減小6．如圖，四個滑塊疊放在傾角為θ的固定光滑斜面上，其中B和C的質(zhì)量均為，A和D的質(zhì)量均為，B和C之間用一平行于斜面的輕繩連接，現(xiàn)對A施加平行于斜面向上的拉力F，使得四個滑塊以相同加速度一起沿著斜面向上運動，滑塊間的動摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度為g，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則（）A．拉力F的最大值為B．C對D的摩擦力為時，A對B的摩擦力為C．當(dāng)拉力F取得最大值時，輕繩上的彈力大小為D．當(dāng)拉力F取得最大值時，C、D間的摩擦力為7．在地面以初速度豎直向上拋出一個小球，小球運動過程中受到的空氣阻力與其速率成正比，落地時速率為，且落地前已勻速，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．小球加速度在上升過程中逐漸減小，在下落過程中逐漸增加B．小球拋出瞬間的加速度最大，且大小為C．小球上升過程中機械能逐漸減小，在下落過程中機械能逐漸增加D．小球上升過程中克服阻力做功的數(shù)值大于下落過程中克服阻力做功的數(shù)值8．建造一條能通向太空的電梯（如圖甲所示），是人們長期的夢想。材料的力學(xué)強度是材料眾多性能中被人們極為看重的一種性能，目前已發(fā)現(xiàn)的高強度材料碳納米管的抗拉強度是鋼的100倍，密度是其，這使得人們有望在赤道上建造垂直于水平面的“太空電梯”。圖乙中r為航天員到地心的距離，R為地球半徑，圖像中的圖線A表示地球引力對航天員產(chǎn)生的加速度大小與r的關(guān)系，圖線B表示航天員由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的向心加速度大小與r的關(guān)系，關(guān)于相對地面靜止在不同高度的航天員，地面附近重力加速度g取，地球自轉(zhuǎn)角速度，地球半徑。下列說法正確的有（）A．隨著r增大，航天員受到電梯艙的彈力減小B．航天員在處的線速度等于第一宇宙速度C．圖中為地球同步衛(wèi)星的軌道半徑D．電梯艙停在距地面高度為的站點時，艙內(nèi)質(zhì)量的航天員對水平地板的壓力為零9．天文學(xué)家通過觀測兩個黑洞并合的事件，間接驗證了引力波的存在。該事件中甲、乙兩個黑洞的質(zhì)量分別為太陽質(zhì)量的36倍和29倍，假設(shè)這兩個黑洞繞它們連線上的某點做圓周運動，且兩個黑洞的間距緩慢減小。若該雙星系統(tǒng)在運動過程中，各自質(zhì)量不變且不受其他星系的影響，則關(guān)于這兩個黑洞的運動，下列說法正確的是（）A．甲、乙兩個黑洞