高中物理二輪復(fù)習-選擇題專項5-力學綜合(二)

選擇題專項5力學綜合(二)1．(多選)2020年11月24日，“長征五號”遙五運載火箭托舉“嫦娥五號”向著月球飛馳而去。12月17日，在闖過月面著陸、自動采樣、月面起飛、月軌交會對接、再入返回等多個難關(guān)后，歷經(jīng)重重考驗的“嫦娥五號”返回器攜帶月球樣品，成功返回地面。如圖為“嫦娥五號”發(fā)射到達環(huán)月軌道的行程示意圖，下列說法正確的是()A．在地月轉(zhuǎn)移軌道上無動力奔月時，動能不斷減小B．接近環(huán)月軌道時，需要減速才能進入環(huán)月軌道C．“嫦娥五號”在地月轉(zhuǎn)移軌道上運動的最大速度小于11.2km/sD．“嫦娥五號”在地球表面加速升空過程中地球引力越來越小，處于失重狀態(tài)BC[在地月轉(zhuǎn)移軌道上無動力奔月時，受月球的引力作用，則動能不斷增大，選項A錯誤；接近環(huán)月軌道時，需要減速制動，才能被月球俘獲，進入環(huán)月軌道，選項B正確；“嫦娥五號”在地月轉(zhuǎn)移軌道上沒有脫離地球的引力，則運動的最大速度小于11.2km/s，選項C正確；“嫦娥五號”在地球表面加速升空過程中，加速度向上，則處于超重狀態(tài)，選項D錯誤。]2．(多選)如圖所示，輕彈簧一端固定于擋板P，另一端與物塊A拴接，A通過輕質(zhì)細繩繞過定滑輪與套在豎直桿的物塊B相連。開始時托住B，細繩伸直且無張力，OA平行于斜面?，F(xiàn)由靜止釋放B，當彈簧恢復(fù)原長時B的速度為vB，細繩與桿的夾角為θ，不計一切摩擦，則此過程中()A．物塊A與B組成的系統(tǒng)機械能守恒B．當B到達C點時，A速度的大小為vBsinθC．彈簧彈性勢能的減少量等于A、B系統(tǒng)機械能的增加量D．重力對B做功的平均功率大于拉力對B做功的平均功率CD[由于有彈簧的彈力對物塊A做功，則物塊A與B組成的系統(tǒng)機械能不守恒，選項A錯誤；當B到達C點時，將C的速度分解，其中沿細線方向的速度等于A的速度，則A速度的大小為vA＝vBcosθ，選項B錯誤；因彈簧以及A、B組成的系統(tǒng)的機械能守恒，則彈簧彈性勢能的減少量等于A、B系統(tǒng)機械能的增加量，選項C正確；對物塊B由動能定理WGB－WT＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)，則WGB>WT，根據(jù)eq\o(P,\s\up16(－))＝eq\f(W,t)，則重力對B做功的平均功率大于拉力對B做功的平均功率，選項D正確。]3．2020年11月24日，中國在文昌航天發(fā)射場，用“長征五號”運載火箭成功發(fā)射探月工程“嫦娥五號”探測器，經(jīng)過一系列變軌后于11月29日進入距月面高度為h的環(huán)月圓軌道，繞月球做勻速圓周運動。已知月球半徑為R，月面重力加速度為g，則“嫦娥五號”探測器繞月球做勻速圓周運動的周期為()A．eq\f(2πR,R＋h)eq\r(\f(g,R＋h)) B．eq\f(2πR＋h,R)eq\r(\f(R＋h,g))C．eq\f(2πh,R)eq\r(\f(h,g)) D．eq\f(2πR,h)eq\r(\f(g,h))B[根據(jù)Geq\f(Mm,R＋h2)＝meq\f(4π2,T2)(R＋h)且Geq\f(Mm0,R2)＝m0g，聯(lián)立解得T＝eq\f(2πR＋h,R)eq\r(\f(R＋h,g))。]4．(多選)如圖所示，在光滑水平面上有一靜止的質(zhì)量為M的小車，用長為L的細線系一質(zhì)量為m的小球，將球拉開后放開，球放開時小車保持靜止狀態(tài)，從小球落下到與固定在小車上的油泥粘在一起的這段時間內(nèi)，則()A．小車向左運動B．小車向右運動C．小車的運動距離eq\f(ML,m＋M)D．小車的運動距離eq\f(mL,m＋M)AD[球下擺過程中與車組成的系統(tǒng)在水平方向滿足動量守恒，初動量為零，故小球向右擺動過程中，小車向左運動，A正確，B錯誤；設(shè)球和小車在水平方向的位移分別為x1、x2，由“人船模型”的推論可得mx1＝Mx2又滿足x1＋x2＝L，聯(lián)立可解得小車的運動距離x2＝eq\f(mL,m＋M)，C錯誤，D正確。]5．2020年7月，備受矚目的火星探測將迎來發(fā)射“窗口期”，屆時，包括中國“天問一號”、美國“毅力號”和阿聯(lián)酋“希望號”在內(nèi)的多國火星探測器，將“同臺競技”奔向火星，在探測器下降與著陸過程中，存在所謂“恐怖7分鐘”，即要在7分鐘內(nèi)將探測器的速度從5000m/s降到零。已知地球的質(zhì)量約為火星質(zhì)量的10倍，地球的半徑約為火星半徑的2倍，地球表面的重力加速度為g取10m/s2。在恐怖7分鐘內(nèi)，探測器的運動可視為豎直向下的勻變速直線運動。則()A．火星探測器在恐怖7分鐘內(nèi)處于失重狀態(tài)B．火星表面的重力加速度約為2m/s2C．火星的第一宇宙速度約1.6km/sD．探測器至少要距離火星表面1.05×106D[火星探測器在恐怖7分鐘內(nèi)向下減速運動，加速度向上，故處于超重狀態(tài)，故A錯誤；由g＝eq\f(GM,R2)可得，火星表面重力加速度為g′＝eq\f(G\f(1,10)M,0.5R2)＝eq\f(2,5)g＝4m/s2，故B錯誤；由v＝eq\r(\f(GM,R))可得v′＝eq\r(\f(GM′,R′))＝eq\r(\f(G\f(1,10)M,0.5R))＝eq\r(\f(1,5))×7.9km/s≈3.5km/s，故C錯誤；由x＝eq\f(v0,2)t可得x＝eq\f(5000,2)×7×60m＝1.05×106m，故D正確。]6．如圖所示，光滑水平面上停放著一輛小車，小車的光滑四分之一圓弧軌道在最低點與水平軌道相切。在小車的右端固定一輕彈簧，一小球從圓弧軌道上某處由靜止釋放。①若水平軌道光滑，當彈簧第一次被壓縮至最短時，小車的速度大小為v1，彈簧的彈性勢能為Ep1；②若水平軌道粗糙，當彈簧第一次被壓縮至最短時，小車的速度大小為v2，彈簧的彈性勢能為Ep2。則()A．v1<v2，Ep1＝Ep2 B．v1＝v2，Ep1>Ep2C．v1>v2，Ep1<Ep2 D．v1>v2，Ep1>Ep2B[彈簧第一次被壓縮至最短時，小球與小車具有共同速度。兩種情況的水平面都光滑，滿足動量守恒，有0＝(m1＋m2)v，所以兩次小車的速度相等。當水平軌道粗糙時有摩擦生熱，根據(jù)能量守恒可知Ep1>Ep2，故選項B正確。]7．(多選)如圖所示，A、B兩物塊質(zhì)量均為m，兩物塊由一輕質(zhì)彈簧拴接，質(zhì)量為2m的物塊C放在足夠高的光滑水平桌面上，物塊C與B之間由繞過固定光滑定滑輪的細線相連。初始時，系統(tǒng)靜止，細線恰好伸直且無作用力。現(xiàn)對物塊C施加一個水平向右的力F，物塊C在F作用下向右勻加速運動，位移為x時速度為v，此時物塊A恰好離開地面。已知重力加速度為g，A．細線的拉力大小與F大小成正比B．F的最小值為eq\f(3mv2,2x)C．細線拉力的最大值為eq\f(mv2,2x)＋mgD．F做的功為eq\f(3mv2,2)＋mgxBD[物塊C做勻加速直線運動，設(shè)細線拉力為T，由牛頓第二定律得F－T＝2ma，T＝F－2ma，T與F不成正比，選項A錯誤；以物塊B、C為研究對象，當彈簧的壓縮量最大時F值最小，設(shè)彈簧彈力為F1，由牛頓第二定律得F－mg＋F1＝(2m＋m)a，又因為F1＝mg，a＝eq\f(v2,2x)，所以F＝eq\f(3mv2,2x)，選項B正確；物塊C做勻加速直線運動，因為細線長度不變，所以物塊B也做勻加速直線運動，物塊B受重力mg、彈簧彈力F1和細線拉力T，由牛頓第二定律得T－mg－F1＝ma，彈簧拉力最大時，物塊A恰好剛剛離開地面，此時F1＝mg，T最大，得到T＝2mg＋ma，選項C錯誤；因為初始狀態(tài)細線對B無拉力，彈簧處于壓縮狀態(tài)，由胡克定律得壓縮量x1＝eq\f(mg,k)，物塊A恰好剛