高三物理上册力学综合测试.doc

2010届高三物理上册力学综合测试物理 （考试时间120分钟，满分150分） 2009.9 考生注意：1答卷前，考生务必将姓名、学号等填写清楚.2本试卷共8页，满分150分. 考试时间120分钟. 考生应用蓝色或黑色的钢笔或圆珠笔将答案直接写在试卷上.3本试卷第一大题分为单选题和多选题两部分.4第20、21、22、23、24题要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤. 只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分.有关物理量的数值计算问题，答案中必须明确写出数值和单位.一（40分）选择题. 本大题分单项选择题和多项选择题，共9小题，单项选择题有5小题，每小题给出的四个答案中只有一个是正确的，选对得4分；多项选择题有4小题，每小题给出的四个答案中，有二个或二个以上是正确的.选对的得5分；选对但不全，得部分分；有选错或不答的，得0分.I单项选择题1北京奥运火炬实现了成功蹬上珠峰的预定目标，如图所示是火炬手攀蹬珠峰的线路图，请跟据此图判断下列说法正确的是（ ）A由起点到终点火炬手所走线路的总长度是火炬的位移B线路总长度与火炬所走时间的比等于登山的平均速度 C在计算登山运动的速度时可以把火炬手当成质点D峰顶的重力加速度要比拉萨的重力加速度大2、为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是（ ）A顾客始终受到三个力的作用B顾客始终处于超重状态C顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下D顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下3英国新科学家（New Scientist）杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径约45km，质量和半径的关系满足（其中为光速，为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为（ ） A B C D4、物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间风突然停止，则其运动的轨迹可能是图中的哪一个？（ ）5、如图所示，两个3/4圆弧轨道固定在水平地面上，半径R相同，A轨道由金属凹槽制成，B轨道由金属圆管制成，均可视为光滑轨道。在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别用hA和hB表示，下述说法正确的是（ ）hAhBRRABOOA若hA=hB2R，则两小球都能沿轨道运动到最高点B若hA=hB=3R/2，由于机械能守恒，两小球在轨道上升的最大高度均为3R/2C适当调整hA和hB，均可使两小球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处D若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，A小球的最小高度为5R/2，B小球在hB2R的任何高度均可 ()多选题(20分)。共4题，每小题5分。每题给出的四个答案中，至少有二个是正确的。把正确答案全选出来，并将正确答案前面的字母填写在括号内。每一小题全选对的得5分；选对但不全，得部分分；有选错或不答的，得0分。6、如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2 s将熄灭，此时汽车距离停车线18m。该车加速时最大加速度大小为2m/s2，减速时最大加速度大小为5m/s2。此路段允许行驶的最大速度为12.5m/s，下列说法中正确的有（ ）A如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线B如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速C如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线D如果距停车线处减速，汽车能停在停车线处7、如图所示，斜面体b的质量为M，放在粗糙的水平地面上质量为m的滑块a以一定的初速度沿着有摩擦的斜面向上滑，然后又返回，整个过程中b相对地面没有移动由此可知：（ ）A、地面对b一直有向右的摩擦力。B、地面对b一直有向左的摩擦力。C、地面对b的摩擦力方向先向左后向右。D、地面对b的支持力一直小于(Mm)g。8、质量为m的汽车以恒定功率P沿倾角为的倾斜路面向上行驶，最终以速度v匀速运动。若保持汽车的功率P不变，使汽车沿这个倾斜路面向下运动，最终匀速行驶。由此可知（汽车所受阻力大小不变）（ ）A汽车的最终速度一定大于v B汽车的最终速度可能小于vC汽车所受的阻力一定大于mgsin D汽车所受的阻力可能小于mgsin9、如图所示，一轻弹簧一端固定在墙上的O点，自由伸长到B点，第一次使一质量为m的小物体靠着弹簧，将弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能在水平面上运动到C点静止，AC=s；第二次将小物体系在弹簧上，在A点由静止释放，则小物体将做阻尼振动直到最后静止，则下列说法中可能正确的是 （ ）A 无论第一次还是第二次释放物块，物块从A点到B点过程，都是速度增加，再从B点往C方向运动都是速度减小B. 第一次释放小物块，小物块一定存在匀变速直线运动。而第二次释放小物块，小物块一定不存在匀变速直线运动C. 第二次释放小物块，它通过的总路程为L一定不大于AC的距离s D. 当物块从起点A静止释放向右运动直到速度变为零过程中，第一种情况所用用的时间一定大于第二种情况所用的时间二、（20分）填空题. 本大题共5小题，每小题4分. 答案写在题中横线上的空白处或指定位置，不要求写出演算过程.10、如图所示，不计滑轮质量与摩擦，重物挂在滑轮下，绳A端固定，将右端绳由B移到C或D（绳长不变），绳上张力分别为TB、TC和TD，则TB、TC和TD的大小关系为_，若右端绳与水平方向的夹角q分别为qB、qC和qD，则qB、qC和qD的大小关系为_。11、质量为2kg的物体，放在动摩擦因数=0.1的水平面上，在水平拉力F的作用下，由静止开始运动，拉力做的功W和物体发生的位移S之间的关系如图所示，则此物体在AB段做_运动，且整个过程中拉力的平均功率为_W。12、某小行星的密度与地球相同，其半径为r，地球的半径为R，地球的第一宇宙速度为V，则此小行星的第一宇宙速度为_；此小行星的公转周期为2年。设地球至太阳的距离为1天文单位，则此小行星至太阳的距离为_天文单位。ACDBO13、如图所示，竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为R，A端与圆心O等高，AD为水平面，B点在O的正上方，一个小球在A点正上方由静止释放，自由下落至A点进入圆轨道并恰能到达B点则释放点距A点的竖直高度为_,落点C与A点的水平距离_14、马拉着质量为60kg的雪橇，从静止开始用80s的时间沿平直冰面跑完1000m。设雪橇在运动过程中受到的阻力保持不变，并且它在开始运动的8s时间内做匀加速直线运动，从第8s末开始，马拉雪橇做功的功率保持不变，继续做直线运动，最后一段时间雪橇做的是匀速直线运动，速度大小为15m/s，已知开始运动的8s内马拉雪橇的平均功率是8s后功率的一半。则在整个运动过程中马拉雪橇做功的平均功率是_W；雪橇在运动过程中所受阻力大小是_N。三（30分）实验题.15、在“互成角度的两个力的合成”实验中，用两个弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使它伸长到某一位置O点，为了确定分力的大小和方向，这一步操作中必须记录的是：( ) A橡皮条固定端的位置. B描下O点位置和两条细绳套的方向.C. 橡皮条伸长后的总长度. 位移传感器接收部分滑块力传感器位移传感器发射部分重物轨道D. 两个弹簧秤的读数.（a）16、某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。F/Na/ms-2/10-5Pa1-2024（1）图线_是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的（选填“”或“”）； （b）（2）滑块和位移传感器发射部分的总质量m=_kg；滑块和轨道间的动摩擦因数=_17、三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：(1)甲同学采用如图(1)所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_ 。 (2)乙同学采用如图(2)所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球 P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使ACBD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是_ 。仅仅改变弧形轨道M的高度（保持AC不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_ 。 (3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为1.25cm，则由图可求得拍摄时每_s曝光一次，该小球平抛的初速度大小为_m/s(g取9.8m/s2)。18物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能，转动动能的大小与物体转动的角速度有关为了研究某一砂轮的转动动能EK与角速度的关系，可采用下述方法：先让砂轮由动力带动匀速转动，测得其角速度，然后让砂轮脱离动力，由于轮与轴之间存在摩擦，砂轮最后停下，测出脱离动力到停止转动砂轮转过的圈数n测得几组不同的和n如下表所示 (rads) 0.5 1 2 3 4n5 20 80 180 320Ek(J)另外已测得砂轮转轴的直径为l厘米，转轴间的摩擦力为10/N (1)试计算出每次脱离动力时砂轮的转动动能，并填入上表中(2)试由上述数据推导出该砂轮转动动能Ek与角速度的关系式Ek= (3)若脱离动力后砂轮的角速度为2.5 rads，则它转过45圈后角速度 =_19、（6分）伽利略在两种新科学的对话一书中，讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题，提出了这样的猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动。同时他还运用实验验证了其猜想。某校科技兴趣小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图所示的装置，探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。滑块斜面挡板水箱阀门量筒（1）实验时，让滑块从不同高度由静止沿斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中；当滑块碰到挡板的同时关闭阀门（整个过程中水流可视为均匀稳定的）。该实验探究方案是利用量筒中收集的水量来测量 的。（2）下表是该小组测得的有关数据，其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离，V为相应过程中量筒中收集的水量。分析表中数据，根据 ，可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论。次数1234567s (m)4.53.93.02.11.50.90.3V（mL）90847262524023.55.610-45.510-45.810-45.510-45.610-45.610-45.410-4（3）本实验误差的主要来源有：距离测量的不准确，水从水箱中流出不够稳定，还可能来源于 等。（写出一项即可）四（60分）计算题.20、（10分）当汽车B在汽车A前方7m时，A正以vA =4m/s的速度向右做匀速直线运动，而汽车B此时速度vB =10m/s，向右做匀减速直线运动，加速度大小为a=2m/s2.此时开始计时，则（1）经过多少时间，A和B相距最远，A、B相距最远的距离为多大。（2）再经过多少A恰好追上B？AOBCMgNx（b）v0AOBC（a）21、（12分）辨析题：如图（a）所示，ABCO是固定在一起的T型支架，其中水平部分AC是质量为M=2kg、长度为L=1m的匀质薄板，OB是轻质硬杆，下端通过光滑铰链连接在水平地面上，可绕水平轴O在竖直面内自由转动，支架A端搁在左侧平台上。已知AB的长度l1=0.75L，OB的长度h=0.5m。现有一质量为m=2kg的钢块（可看成质点）以v0=3m/s的水平初速度滑上AC板，钢块与板间动摩擦因数=0.5。问：T型支架会不会绕O轴翻转？（g=10m/s2）某同学的解题思路如下：支架受力情况如图（b），设支架即将翻转时钢块位于B右侧x处，根据力矩平衡的方程：，式中，解得。此时钢块离A端 。然后算出钢块以v0=3m/s的初速度在AC板上最多能滑行的距离s2；比较这两个距离：若s2s1，则T型支架不会绕O轴翻转；若s2s1，则会绕O轴翻转。请判断该同学的解题思路是否正确。若正确，请按照该思路，将解题过程补充完整，并求出最后结果；若不正确，请用自己的方法算出正确的结果。22、（12分）一质量为M=2kg的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的的子弹击中，子弹并从物块中穿过，如图所示，地面观察着记录了小物块被击中后的速度随时间的变化关系，如图所示（图中取向右运动的方向为正方向），已知传送带的速度保持不变，（1）指出传送带的速度v的方向及大小，说明理由。（2）计算物块与传送带间的动摩擦系数？（3）计算物块对传送带总共做了多少功？系统有多少能量转化为内能？7000米地面AB30023、（12分）为了使航天员能适应在失重环境下是的工作和生活，国家航天局组织对航天员进行失重训练。故需要创造一种失重环境；航天员乘坐到民航客机上后，训练客机总重5104kg，以200m/s速度沿300倾角爬升到7000米高空后飞机向上拉起，沿竖直方向以200m/s 的初速度向上作匀减速直线运动，匀减速的加速度为g，当飞机到最高点后立即掉头向下，仍沿竖直方向以加速度为g加速运动，在前段时间内创造出完全失重，当飞机离地2000米高时为了安全必须拉起，后又可一次次重复为航天员失重训练。若飞机飞行时所受的空气阻力f=Kv（k=900Ns/m），每次飞机速度达到350m/s 后必须终止失重训练（否则飞机可能失速）。求：（1）飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。 （2）飞机下降离地4500米时飞机发动机的推力（整个运动空间重力加速度不变）。 （3）经过几次飞行后，驾驶员想在保持其它不变，在失重训练时间不变的情况下，降低飞机拉起的高度（在B点前把飞机拉起）以节约燃油，若不考虑飞机的长度，计算出一次最多能节约的能量。24、（14分）线轮的两部分半径不同（其侧视图如图a所示），大轮半径R10cm，小轮半径r5cm。线轮可绕固定支架上的光滑水平轴OO转动，小轮通过细绳与放在水平桌面上的物体A相连，大轮通过细线与物体B相连，如图b所示。A、B质量分别为mA4kg、mB0.75kg，A与桌面间的动摩擦因数=0.5，B的下表面距地面高h1m。不计细绳和线轮的质量，整个系统处于静止状态。（g=10m/s2）求：（1）物体A所受到的静摩擦力大小。（2）将物体B换成一个大小相同，质量为原来两倍的物体B后，整个系统由静止开始运动，当物体B落到地面的瞬间，物体A的速度大小。（3）在（2）描述的情况下，B从开始运动至落地的时间。参考答案一、选择题（I）单选题：12345CCCCD（II）多选题：6789ACBDACBCD二、填空题：10、TBTCTD；BCD 11、匀速 6.7512、 13、 14、 687；48.2三、实验题：15、（ BD ） 16、（1） （2）0.5，0.217、（1）平抛运动在竖直方向上是自由落体运动； （2）P，Q二球相碰 ； 平抛运动在水平方向上是匀速运动（3）0.036s或1/28s ；0.718、（1）见下表（2）Ek=2w2 （3）w=2rad/s (rads) 0.5 1 2 3 4n5 20 80 180 320Ek(J)0.528183219、（1）时间（2）在实验误差范围内，是一常数（3）斜面摩擦不均匀 水量测量不准确 滑块开始下滑和开始流水不同步 滑块停止下滑和停止流水不同步等四（60分）计算题.20、（1）t=3s Ds=16m （2） 5sAOBCMgNx（b）21、解：该同学的结论不正确。（2分）钢块在杆上运动时，对杆产生的摩擦力是滑动摩擦力，方向沿杆向右，该力对轴O同样有力矩作用。支架恰好不翻转的力矩平衡方程应该是（2分）式中，可解得，所以只要钢块沿杆滑行s1=0.75m到达B点，支架即翻转。（2分）另外，钢块沿杆滑行时，有，（2分）钢块在杆上最多能滑行的距离（2分）由于，所以当钢块滑到B点时T型支架就会翻转。（2分）22、解:（1）由图可知，物块被击穿后先向左做匀减速运动，速度为零后，又向右做匀加速运动，当速度等于2m/s以后随传送带一起匀速运动，所以传送带得速度方向向右，大小为2m/s.(3分)（2）由图可知， 牛顿第二定律得滑动摩擦力f=Ma，其中f=mN，N=Mg，所以物块与传送带的动摩擦系数 （3分）（3）由图可知，传送带与物块存在摩擦力的时间只有3s，传送带在这段时间内的位移s=vt=23=6m/s 所以物块对传送带所做的功为W=-fs=-46J=-24J （3分）物块相对于传送带通过的路程s=m =9m，所以转化为内能23、解：（1）（4分）上升时间 上升高度判断当速度达到350m/s时，下落高度 ，此时离地高度为h+h上h下=7000+20006125=28752000m，所以一次上下创造的完全失重的时间为55s （2）（4分)当飞机在离地4500m2875m，所以飞机仍在完全失重状态，飞机自由下落的高度 推力-（3）（4分）为了节约能量，那么让飞机在2000m是速度正好为350m/s,所以此时最大离地高度为2000+h下=8125m,故飞机拉起的高度为8125-h上=6125m,即比原来提前h=7000-6125=875m拉起，飞机节省的能量就是在这875m中克服重力和阻力做的功之和（因为在这个过程飞机是匀速的，动能没有改变）24. 解：（1）设水平细绳张力大小为TA，竖直细绳张力大小为TB。以OO转轴，线轮处于力矩平衡状态，有TAr=TBR （1分） 又 TB=mBg （1分）（1分）由于物体A静止，它所受到的静摩擦力大小为fA=TA=15N （1分）（2）对整个系统，由动能定理（2分）由于，所以有，（2分）可解得（2分）（3）由于B所受的重力不变，A所受的摩擦力不变，所以A、B均做匀加速直线运动。由（2）可得B落地时的速度为（1分）故B运动的平均速度为（1分）（2分）