
一、單選題:本大題共7小題,共28分。
1.飛機沿某水平面內(nèi)的圓周勻速率地飛行了一周,已知飛機質(zhì)量為m,速率為v,圓周運動半徑為R。下列說法正確的是( )
A. 飛機做勻速圓周運動,速率沒變,則所受合外力為零
B. 飛機做勻速圓周運動,速率沒變,則動量守恒
C. 飛機飛行時,速度的方向不斷變化,因此動量不守恒;飛行一周向心力的沖量大小I=FnΔt=mv2R?2πRv=2πmv
D. 飛機飛行時,速度的方向不斷變化,因此動量不守恒;飛行半周動量的改變量大小為2mv
2.如圖所示,在傾角為θ的斜面上,質(zhì)量為m的物塊受到沿斜面向上的恒力F的作用,沿斜面以速度v勻速上升了高度?。已知物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ、重力加速度為g。關(guān)于上述過程,下列說法正確的是( )
A. 合力對物塊做功為恒力F與摩擦力對物塊做功之和
B. 合力對物塊做功為12mv2
C. 摩擦力對物塊做功為μmgcsθ?sinθ
D. 恒力F與摩擦力對物塊做功之和為mg?
3.跳臺滑雪主要分為4個階段,助滑階段、起跳階段、飛行階段和落地階段。在飛行階段,運動員會采取一種身體向前傾,同時滑雪板向前分開呈“V”字型的經(jīng)典姿勢,如圖所示。這種姿勢能夠加大運動員與下方空氣接觸的面積,并且還可以讓身體和雪板與水平方向呈最為理想的夾角,就像飛機起飛一樣,從而獲得較大的空氣托舉力。關(guān)于運動員在飛行階段采用“V”字型姿勢,下列說法正確的是( )
A. 可以增加豎直方向的加速度
B. 可以獲得更長的飛行時間
C. 可以增加運動員的機械能
D. 可以讓運動員的機械能保持不變
4.如圖所示,有五片荷葉伸出荷塘水面,一只青蛙要從高處荷葉跳到低處荷葉上,設(shè)低處荷葉a、b、c、d和青蛙在同一豎直平面內(nèi),a、b高度相同,c、d高度相同,a、b分別在c、d正上方,將青蛙的跳躍視為平拋運動,若以最大的初速度完成跳躍,則它應(yīng)跳到( )
A. 荷葉a
B. 荷葉b
C. 荷葉c
D. 荷葉d
5.四個完全相同的小球A、B、C、D均在水平面內(nèi)做圓錐擺運動.如圖甲所示,小球A、B在同一水平面內(nèi)做圓錐擺運動(連接B球的繩較長);如圖乙所示,小球C、D在不同水平面內(nèi)做圓錐擺運動,但是連接C、D的繩與豎直方向之間的夾角相等(連接D球的繩較長),則下列說法錯誤的是( )
A. 小球A、B角速度相等
B. 小球A、B線速度大小相等
C. 小球C、D所需的向心加速度大小相等
D. 小球D受到繩的拉力與小球C受到繩的拉力大小相等
6.如圖所示,地球繞太陽的運動可看作勻速圓周運動。已知地球質(zhì)量為m,地球的軌道半徑為r,公轉(zhuǎn)周期為T,引力常量為G。下列說法正確的是( )
A. 根據(jù)以上信息,可以計算出地球表面的重力加速度
B. 根據(jù)以上信息,可以計算出地球的第一宇宙速度
C. 根據(jù)以上信息,可以計算出r3T2與太陽質(zhì)量無關(guān)
D. 根據(jù)以上信息,可以計算出太陽質(zhì)量
7.在t=0時刻,將一物體(可視為質(zhì)點)豎直向上拋出。以拋出點為坐標(biāo)原點、豎直向上為正方向,忽略空氣阻力,圖中能正確反映該物體的動量p隨時間t、動能Ek隨位移x變化的圖像是( )
A. B. C. D.
二、多選題:本大題共3小題,共18分。
8.一輛質(zhì)量為m的汽車,從靜止開始啟動后沿平直路面行駛,行駛過程中受到的阻力大小一定,如果發(fā)動機的輸出功率恒為P,經(jīng)過時間t,汽車能夠達到的最大速度為v。則( )
A. 當(dāng)汽車的速度大小為v2時,牽引力的大小為2Pv
B. 汽車速度達到v的過程中,汽車行駛的距離為v2t
C. 汽車速度達到v的過程中,牽引力做的功為12mv2
D. 汽車速度達到v的過程中,克服阻力做的功為Pt?12mv2
9.如圖甲所示,一物塊以一定初速度沖上傾角為30°的固定斜面。物塊在斜面上運動的過程中,其動能Ek與運動路程s的關(guān)系如圖乙所示。已知物塊所受的摩擦力大小恒定,g取10m/s2。下列說法正確的是( )
A. 物塊質(zhì)量為0.7kg
B. 物塊所受摩擦力大小為0.7N
C. 0—20m過程中,物塊克服摩擦力做功為10J
D. 0—10m過程中與10m—20m過程中物塊所受合力之比為4∶3
10.如圖甲所示,輕彈簧豎直放置,下端固定在水平地面上,一質(zhì)量為m的小球,從離彈簧上端高?處由靜止釋放。以小球開始下落的位置為坐標(biāo)原點,沿豎直向下方向建立坐標(biāo)軸Ox,小球所受彈力F的大小隨小球位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示。小球向下運動過程中,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。小球可視為質(zhì)點。不計空氣阻力的影響。重力加速度為g。下列說法正確的是( )
A. x=?處,小球的速度最大
B. x=?處與x=?+2x0處,小球的加速度相同
C. x=?+x0處,小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和最小
D. 從x=?到x=?+2x0過程中,小球所受彈力做功為?2mgx0
三、填空題:本大題共1小題,共6分。
11.在實車撞墻實驗中,如圖甲為碰撞測試安全氣囊彈出的情境。該過程安全氣囊的作用是通過_____(填“增大”或“減小”)作用時間,減小駕乘人員因劇烈碰撞產(chǎn)生的作用力。分別用A、B車進行撞墻試驗時,碰前速度均為60km/?,測試數(shù)據(jù)如圖乙,通過數(shù)據(jù)可以判斷_____(填“A”或“B”)車受到的平均沖擊力較大。
四、實驗題:本大題共1小題,共6分。
12.某同學(xué)為測定物塊A與桌面之間的動摩擦因數(shù),利用動能定理設(shè)計了如圖所示的裝置進行實驗。首先用天平測量物塊A的質(zhì)量m,鉤碼B的標(biāo)稱質(zhì)量為M。實驗中,當(dāng)A位于水平桌面上的O點時,B剛好接觸地面,將A拉到P點,待B穩(wěn)定后靜止釋放,A最終滑到Q點停止。分別測量OP、OQ的長度?和s。改變?,重復(fù)上述實驗,分別記錄各組實驗數(shù)據(jù)。在坐標(biāo)紙上畫出s??關(guān)系的圖像。
(1)關(guān)于本實驗,下列說法正確的是__________
A.實驗中連接A一側(cè)的繩子應(yīng)盡量與桌面平行
B.重物B的質(zhì)量應(yīng)遠小于物塊A的質(zhì)量
C.若改變物塊A的材質(zhì),則測得的動摩擦因數(shù)不會變化
D.B落地時與地面碰撞損失機械能不會影響實驗結(jié)果
(2)該同學(xué)畫出s??圖象(s為縱坐標(biāo))后,發(fā)現(xiàn)十分接近一條斜率為k的正比例函數(shù),據(jù)此可求得待測動摩擦因數(shù)為μ=_________(用M,m,k表示)。
(3)由于鉤碼B生銹,質(zhì)量變大。這會使測量結(jié)果_________(填“偏大”或“偏小”)。
在汽車安全裝置的開發(fā)過程中,需要進行汽車碰撞試驗,包括實車撞墻和滑車互撞試驗。對不同品牌的A、B車進行試驗,兩車質(zhì)量分別為mA=800kg和mB=1000kg。
五、計算題:本大題共4小題,共42分。
13.用A、B兩車進行滑車互撞試驗,行駛速度為vB=30m/s的B車與靜止的A車碰撞,碰后B車速度大小為v′B=10m/s,方向不變,碰撞時間很短且處于同一水平面上。求:
(1)碰撞過程中B車的動量變化量大?。?br>(2)碰撞后瞬間A車的速度大小。
14.圖1中過山車可抽象為圖2所示模型:弧形軌道下端與半徑為R的豎直圓軌道平滑相接,B點和C點分別為圓軌道的最低點和最高點。質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)從弧形軌道上距B點高4R的A點靜止釋放,先后經(jīng)過B點和C點,而后沿圓軌道滑下。忽略一切摩擦,已知重力加速度g。
(1)求小球通過B點時的速度大小vB。
(2)求小球通過C點時的速度大小vC。
(3)求小球通過C點時,軌道對小球作用力的大小FC和方向。
15.建立物理模型是解決實際問題的重要方法。如圖所示,圓和橢圓是分析衛(wèi)星運動時常用的模型。已知,地球質(zhì)量為M,半徑為R,萬有引力常量為G。
(1)忽略地球自轉(zhuǎn),求地球表面附近的重力加速度g。
(2)衛(wèi)星在近地軌道Ⅰ上圍繞地球的運動,可視作勻速圓周運動,軌道半徑近似等于地球半徑。求衛(wèi)星在近地軌道Ⅰ上的運行速度大小v。
(3)在P點進行變軌操作,可使衛(wèi)星由近地軌道Ⅰ進入橢圓軌道Ⅱ。衛(wèi)星沿橢圓軌道運動的情況較為復(fù)雜,研究時我們可以把橢圓分割為許多很短的小段,衛(wèi)星在每小段的運動都可以看作是圓周運動的一部分(如圖所示)。這樣,在分析衛(wèi)星經(jīng)過橢圓上某位置的運動時,就可以按其等效的圓周運動來分析和處理。衛(wèi)星在橢圓軌道Ⅱ的近地點P的速度為v1,在遠地點D的速度為v2,遠地點D到地心的距離為r。根據(jù)開普勒第二定律(對任意一個行星來說,它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等)可知v1R=v2r,請你根據(jù)萬有引力定律和牛頓運動定律推導(dǎo)這一結(jié)論。(提示:橢圓在對稱點P、D兩點的圓半徑一樣)
16.體育課上,直立起跳是一項常見的熱身運動,運動員先蹲下,然后瞬間向上直立跳起,如圖1所示。
(1)一位同學(xué)站在力傳感器上做直立起跳,力傳感器采集到的F?t圖線如圖2所示。根據(jù)圖像求這位同學(xué)的質(zhì)量,并分析他在力傳感器上由200N到1800N過程中的超重和失重情況。取重力加速度g=10m/s2。
(2)為了進一步研究直立起跳過程,這位同學(xué)構(gòu)建了如圖所示的簡化模型??紤]到起跳過程中,身體各部分肌肉(包括上肢、腹部、腿部等肌肉)的作用,他把人體的上、下半身看作質(zhì)量均為m的兩部分A和B,這兩部分用一個勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連。起跳過程相當(dāng)于壓縮的彈簧被釋放后使系統(tǒng)彈起的過程。已知彈簧的彈性勢能Ep與其形變量Δx的關(guān)系為Ep=12kΔx2。已知重力加速度為g。要想使人的雙腳能夠剛好離地,即B能剛好離地。
a.起跳前彈簧的壓縮量是多少?
b.若從壓縮的彈簧被釋放到彈簧到達原長經(jīng)歷的時間為t,求在時間t內(nèi)彈簧彈力對物體A的沖量的大小。
答案解析
1.D
【解析】A.飛機做勻速圓周運動,合力提供所需的向心力,故A錯誤;
BCD.飛機做勻速圓周運動,速度大小不變,方向時刻發(fā)生,則動量大小不變,方向時刻發(fā)生,動量不守恒;飛行一周時,由于初、末動量剛好相同,動量變化為0,根據(jù)動量定理可知,合力沖量為0,則向心力的沖量為0;飛行半周時,飛機的初、末動量大小相等,方向剛好相反,則飛機的動量變化量大小為
Δp=mv?(?mv)=2mv
故BC錯誤,D正確。
故選D。
2.D
【解析】A.合力對物塊做功為恒力 F 與摩擦力以及重力對物塊做功之和,選項A錯誤;
B.因物塊勻速上升,根據(jù)動能定理可知合力對物塊做功為零,選項B錯誤;
C.摩擦力對物塊做功為
Wf=?μmgcsθ??sinθ
選項C錯誤;
D.根據(jù)動能定理
WF+Wf?mg?=0
可知
WF+Wf=mg?
即恒力 F 與摩擦力對物塊做功之和為 mg? ,選項D正確。
故選D。
3.B
【解析】AB.由題意可知,采用“V”字型姿勢可獲得較大的空氣托舉力,根據(jù)
a=mg?F托舉m
則可以減小豎直方向的加速度,根據(jù)
?=12at2
可知,可以獲得更長的飛行時間,選項A錯誤,B正確;
CD.由于空氣托舉力對運動員做負(fù)功,則可以減小運動員的機械能,選項CD錯誤;
故選B。
4.B
【解析】解:青蛙做平拋運動,水平方向做勻速直線運動,豎直方向做自由落體運動,則有
x=vt,?=12gt2
得
v=x g2?
由于a、c荷葉與青蛙的水平位移最小,c、d荷葉與青蛙的高度差最大,則水平位移越大,豎直高度越小,初速度越大,因此跳到荷葉b上面,故B正確,ACD錯誤。
故選:B。
平拋運動在豎直方向做自由落體運動,水平方向做勻速直線運動,根據(jù)平拋運動規(guī)律求解水平初速度,然后作答。
本題主要考查了平拋運動規(guī)律的運用,解題的關(guān)鍵是根據(jù)平拋運動規(guī)律求解出水平初速度的關(guān)系式。
5.B
【解析】對題圖甲中A、B分析,設(shè)繩與豎直方向的夾角為θ,繩長為l,小球的質(zhì)量為m,小球A、B到懸點O的豎直距離為?,則mgtanθ=mω2lsin θ,解得ω= glcsθ= g?,所以小球A、B的角速度相等,根據(jù)v=rω知,線速度大小不相等,故A正確,B錯誤;
對題圖乙中C、D分析,設(shè)繩與豎直方向的夾角為 β ,小球的質(zhì)量為m,繩上拉力為FT,則有mgtanθ=man,F(xiàn)Tcsθ=mg,得an=gtanθ,F(xiàn)T=mgcsθ,所以小球C、D所需的向心加速度大小相等,小球C、D受到繩的拉力大小也相等,故C、D正確。
本題選錯誤的,故選B。
6.D
【解析】A.在地球表面有
Gmm0R2=m0g
地球表面的重力加速度
g=GmR2
由于地球的半徑不確定,則不能計算出地球表面的重力加速度,故A錯誤;
B.根據(jù)
Gmm′R2=m′v2R
地球的第一宇宙速度
v= GmR
由于地球的半徑不確定,則不能計算出地球的第一宇宙速度,故B錯誤;
CD.根據(jù)
Gmm太r2=m4π2T2r
得
r3T2=Gm太4π2 r3T2 與太陽質(zhì)量有關(guān),太陽質(zhì)量
m太=4π2r3GT2
故C錯誤,D正確。
故選D。
7.A
【解析】AB.一物體(可視為質(zhì)點)豎直向上拋出,以拋出點為坐標(biāo)原點、豎直向上為正方向,則速度為
v=v0?gt
則動量公式為
p=mv=m(v0?gt)=mv0?mgt
故A正確,B錯誤;
CD.豎直上拋運動加速度恒定向下,則速度位移公式為
v2?v02=?2gx
動能公式為
Ek=12mv2=m(v02?2gx)2=mv022?mgx
故CD錯誤。
故選A。
8.AD
【解析】A.當(dāng)汽車的速度大小為 v2 時,牽引力的大小為
F1=Pv2=2Pv
故A正確;
B.由于發(fā)動機的輸出功率恒為P,汽車速度逐漸增大,可知牽引力逐漸減小,所以汽車做加速度逐漸減小的加速運動,則汽車速度達到 v 的過程中,汽車的平均速度
v≠0+v2=v2
則汽車行駛的距離
x=vt≠v2t
故B錯誤;
C.汽車速度達到 v 的過程中,根據(jù)動能定理可得
WF?fx=12mv2?0
可得牽引力做功
WF=12mv2+fx>12mv2
故C錯誤;
D.汽車速度達到 v 的過程中,根據(jù)動能定理可得
Pt?Wf=12mv2?0
可得克服阻力做的功為
Wf=Pt?12mv2
故D正確。
故選AD。
9.ACD
【解析】AB.物塊在沿斜面向上運動中,由動能定理可得
?mgssin30°?Ffs=0?Ek1
物塊在沿斜面向下滑的運動中,由動能定理可得
mgssin30°?Ffs=Ek2?0
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得
m=0.7kg
Ff=0.5N
故A正確,B錯誤;
C.0~20m過程中,物塊克服摩擦力做功為
Wf=2Ffs=2×0.5×10J=10J
故C正確;
D.0~10m過程中物塊所受合外力為
F1=mgsin30°+Ff=0.7×10×12N+0.5N=4N
10m~20m過程中物塊所受合力
F2=mgsin30°?Ff=0.7×10×12N?0.5N=3N
則有合力之比為
F1:F2=4:3
故D正確。
故選ACD。
10.CD
【解析】AB.由圖乙可知, x=? 處,小球開始壓縮彈簧,一開始彈力小于重力,小球繼續(xù)向下加速運動,當(dāng)小球處于 x=?+x0 處,彈力等于重力,小球速度達到最大,之后彈力大于重力,小球向下減速運動;根據(jù)對稱性可知, x=? 處與 x=?+2x0 處,小球的加速度大小相等,但方向相反,故AB錯誤;
C.由于小球和彈簧組成的系統(tǒng)滿足機械能守恒,在 x=?+x0 處,小球的速度最大,動能最大,則小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和最小,故C正確;
D.根據(jù)對稱性可知,小球在 x=? 處和 x=?+2x0 處速度相等,則從 x=? 到 x=?+2x0 過程,小球的動能變化為0,根據(jù)動能定理可得
mg?2x0+W彈=ΔEk=0
可得小球所受彈力做功為
W彈=?2mgx0
故D正確。
故選CD。
11. 增大 A 16.(1) 2×104kg?m/s ;(2) 25m/s
【解析】[1]由動量定理
FΔt=Δp
當(dāng) Δp 不變,可增大作用時間,減小駕乘人員因劇烈碰撞產(chǎn)生的作用力,故填增大。
[2]如圖乙所示,由動量定理
0?FAt1=0?mAv
0?FBt1=0?mBv
因為
mAFB
故填A(yù);
12.(1)AD
(2) MkM+km+m
(3)偏小
【解析】(1)A.實驗中連接A一側(cè)的繩子應(yīng)盡量與桌面平行,避免滑輪作用力對實驗誤差的影響,故A正確;
B.實驗中無需重物B的質(zhì)量遠小于物塊A的質(zhì)量,故B錯誤;
C.若改變物塊A的材質(zhì),則動摩擦因數(shù)改變,測得的動摩擦因數(shù)會變化,故C錯誤;
D.根據(jù)實驗原理可知,B落地時與地面碰撞損失機械能不會影響實驗結(jié)果,故D正確;
故選AD。
(2)B下落至臨落地時根據(jù)動能定理有
Mg??μmg?=12(m+M)v2
在B落地后,A運動到Q,有
μmgs=12mv2
解得
s=Mg?μmgμg(M+m)?
所以
Mg?μmgμg(M+m)=k
解得
μ=MkM+km+m
(3)由于鉤碼B生銹,質(zhì)量變大,則 M 測量值偏小,這會使測量結(jié)果偏小。
13.(1)取小車運動方向為正,根據(jù)題意得碰撞過程中B車的動量變化量為
Δp=mBv B′?mBvB=?2×104kg?m/s
動量變化量大小為 2×104kg?m/s ;
(2)根據(jù)動量守恒定律
mBvB=mBv B′+mAv A′
解得
v A′=25m/s
【解析】詳細解答和解析過程見【答案】
14.(1) vB=2 2gR ;(2) vC=2 gR ;(3) F=3mg ,方向豎直向下
【解析】(1)從A到 B 的過程中,根據(jù)動能定理,有
mg?4R=12mvB2
解得
vB=2 2gR
(2)從 B 到 C 的過程中,只有重力做功,因此小球和地球組成的系統(tǒng)機械能守恒,即
12mvB2=mg?2R+12mvC2
解得
vC=2 gR
(3)根據(jù)牛頓運動定律,當(dāng)小球通過 C 點時,有
mg+F=mvC2R
聯(lián)立上述二式,解得
F=3mg
方向豎直向下。
15.(1) g=GMR2 ;(2) v= GMR ;(3)見解析
【解析】(1)在地表附近萬有引力等于重力
GMmR2=mg
解得
g=GMR2
(2)衛(wèi)星在近地軌道Ⅰ上的運行時,根據(jù)萬有引力提供向心力,有
GMmR2=mv2R
解得衛(wèi)星在近地軌道Ⅰ上的運行速度大小為
v= GMR
(3)設(shè)衛(wèi)星在橢圓軌道Ⅱ上運行,近地點 P 和遠地點 D 的等效圓周運動的半徑為 l ,根據(jù)牛頓第二定律可得,衛(wèi)星在近地點時
GMmR2=mv12l
衛(wèi)星在遠地點時
GMmr2=mv22l
聯(lián)立以上各式可得
v1R=v2r
16.(1)60kg,先失重后超重;(2)a. 3mgk ;b. mgt+mg 3mk
【解析】(1)由圖可知 F=600N 時人處于靜止?fàn)顟B(tài),有
F=mg=600N
解得這位同學(xué)的質(zhì)量為
m=60kg
由圖可知, 0.32s~0.45s 內(nèi) Fmg ,所以該同學(xué)在力傳感器上這段時間內(nèi),先處于失重狀態(tài),然后處于超重狀態(tài)。
(2)a.設(shè)起跳前彈簧的最小壓縮量為 Δx0 ,當(dāng)B將恰好離開地面時,B受到的彈簧彈力方向向上,大小
F=mg
且A的速度為0,有
F=kΔx=mg
此時彈簧處于拉伸狀態(tài),形變量
Δx=mgk
起跳過程系統(tǒng)能量守恒,有
12kΔx02?12kΔx2=mgΔx0+Δx
解得
Δx0=3Δx=3mgk
b.設(shè)彈簧到達原長時A的速度為 v ,彈簧彈力對A的沖量為 I ,從壓縮的彈簧釋放到彈簧到達原長,對A由動量定理
I?mgt=mv?0
對A和彈簧系統(tǒng),只有重力和彈力做功,系統(tǒng)機械能守恒
12kΔx02=mgΔx0+12mv2
解得
v= 3mg2k , I=mgt+mg 3mk
這是一份湖南省衡陽市衡陽縣第四中學(xué)2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期9月月考物理試題,共13頁。試卷主要包含了選擇題的作答,非選擇題的作答等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份湖南省衡陽市衡陽縣第四中學(xué)2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期9月月考物理試題,共13頁。試卷主要包含了選擇題的作答,非選擇題的作答等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份湖南省衡陽市衡陽縣第四中學(xué)2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期開學(xué)摸底考試物理試題(解析版),共14頁。試卷主要包含了選擇題,填空題,實驗題,計算題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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