1、 物理试卷 一、单选题:共 10 题,每题 4 分,总计 40 分,每题只有一个选项最符合题意. 1 . 据统计,现在围绕地球运行的卫星有 1000 多颗,若这些卫星都做圆周运动,地 球表面的重力加速度大小为 g,对于这些卫星,下列说法正确的是(ꢀꢀ) A.轨道半径越大,卫星做圆周运动的向心加速度越大 B.轨道半径越大,卫星做圆周运动的角速度越大 C.轨道半径越大,卫星做圆周运动的线速度越大 D.轨道半径越大,卫星做圆周运动的周期越大 2 . 短道速滑接力赛上,“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面,并且开 始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更
2、大的速度向前冲出,如 图所示。在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面在水平方向上的相互作用,下列 说法正确的是(ꢀꢀ) A.甲对乙的冲量大小等于乙对甲的冲量大小 B.甲的机械能守恒,乙的机械能不守恒 C.甲的动量变化量大于乙的动量变化量 D.甲乙组成的系统动量守恒、机械能守恒 3 . 如图所示,物体由静止开始分别沿Ⅰ和Ⅱ不同的斜面由顶端 A 至底端 B,物体与两 种斜面间的动摩擦因数相同,且不计路径Ⅱ中转折处的能量损失,以下说法正确的 是(ꢀꢀ) A.沿Ⅰ斜面由顶端 A 至底端 B 时的动能大 B.沿Ⅱ斜面由顶端 A 至底端 B 时的动能大 C.沿Ⅰ斜面由
3、顶端 A 至底端 B 时重力的功率大 D.沿Ⅱ斜面由顶端 A 至底端 B 时重力的功率大 4 . 如图所示,从距秤盘 80 cm 高度把 1000 粒的豆粒连续均匀地倒在秤盘上,持续 作用时间为 1s,豆粒弹起时竖直方向的速度变为碰前的一半。若每个 豆粒只与秤盘碰撞一次,且碰撞时间极短(在豆粒与秤盘碰撞极短时 间内,碰撞力远大于豆粒受到的重力),已知 1000 粒的豆粒的总质 量为 100g。则在碰撞过程中秤盘受到的压力大小约为(ꢀꢀ) A.0.2N B.0.6N C.1.0N D.1.6N 5 . 从计时起点开始,汽车在平直的公路上以额定功率保持最大速度 v 做匀速
4、直线运 动,t1 时刻汽车受到的阻力变为原来的 2 倍。在计时开始到再次达到稳定速度的 过程中,则汽车的 v—t 图像可能为(ꢀꢀ) A. B. C. D. 6 . 光滑水平面上放置一表面光滑的半球体,小球从半球体的最高点由静止开始下 滑,在小球滑落至水平面的过程中(ꢀꢀ) A.小球的机械能守恒 B.小球一直沿半球体表面下滑 C.小球和半球体组成的系统水平方向动量守恒 D.小球在水平方向的速度一直增大 7 . 如图所示,两个质量均为 m 的小滑块 P、Q 通过铰链用长 为 L 的刚性轻杆连接,P 套在固定的竖直光滑杆上,Q 放在光 L 滑水平地面上
5、轻杆与竖直方向夹角 =30°。原长为 的轻弹簧水平放置,右端与 Q 2 相连,左端固定在竖直杆 O 点上。P 由静止释放,下降到最低点时 变为 60°。整个 运动过程中,P、Q 始终在同一竖直平面内,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重 力加速度为 g。则 P 下降过程中(ꢀꢀ) A.P、Q 组成的系统机械能守恒 B.弹簧弹性势能最大值为 -1mgL 3 2 C.P、Q 的速度满足vP tana = vQ D.P 达到最大动能时,P 对杆的弹力等于 0 8 . 已知篮球在空气中运动时所受空气阻力与速度大小成正比。篮球与地面碰撞后以 大小为 v0 的速度竖直弹起后到再次
6、与地面碰撞的过程中,以 v 表示篮球的速度,
t 表示篮球运动的时间,Ek 表示篮球的动能,h 表示篮球的高度,则下列图像可能
正确的是(ꢀꢀ)
A.
B.
C.
D.
9
. 如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连。弹簧处于自
然长度时物块位于 O 点(图中未标出)。物块的质量为 m,AB = a,物块与桌面
间的动摩擦因数为 μ。现用水平向右的力将物块从 O 点拉至 A 点,拉力做的功为
W。撤去拉力后物块由静止向左运动,经 O 点到达 B 点时速度为零。重力加速度
为 g。 则上述过程中( )
A.OA=OB
B.OA 7、 O 点时,速度最大
3
D.物块在 B 点时,弹簧的弹性势能小于W - mmga
2
1
0.如图所示,弹性绳一端系于 A 点,绕过固定在 B 处的光滑小滑轮,另一端与套在
粗糙竖直固定杆 M 处的小球相连,此时 ABM 在同一水平线上,弹性绳原长恰好
等于 AB 间距。小球从 M 点由静止释放,滑到 N 点时速度恰好为零,P 为 MN 的
中点,弹性绳始终遵循胡克定律,则此过程中小球(ꢀꢀ)
A.受到的 3 个力的作用
B.受到的摩擦力逐渐增大
C.在 P 点时重力的瞬时功率最大
D.在 MP 过程损失的机械能比在 PN 过程的大
二.非选择题:共 5 8、题,共 60 分.非选择题要求写出演算步骤,只写出最后答案的不能得
分,有数值计算时答案中必须标明单位。
1
1.(15 分)如图为某实验小组利用气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验装
置.将气垫导轨放在水平桌面上,细绳两端分别与托盘(含砝码)和滑块(含遮光
条)相连,滑块在托盘的牵引下运动.已知光电门固定在的气垫导轨上,遮光条的宽
度 d,托盘(含砝码)的质量为 M,滑块的质量为 m,重力加速度为 g。
(
1)下列实验操作步骤,正确顺序是
①
②
③
测出遮光条到光电门的距离 l
调节滑轮高度,使细绳与导轨平行
将气垫导轨放在水平桌面,将导轨调至水平
9、
④释放滑块,读出遮光条通过光电门的挡光时间 t
⑤打开气源,将滑块移至光电门右侧某适合的位置
(
(
2)遮光条通过光电门时的速度大小为
3)在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中,若系统要符合机械能守恒定律的
(用题中所给的字母表示)。
4)保持滑块和砝码质量不变,多次改变遮光条到光电门的距离 l,记录每次遮光条
(用题中所给的字母表示)。
结论,应满足的关系式为
(
1
t 2
的遮光时间 t 及对应的 ,数据见下表
l(/ ´10-1 m) 1.00
2.00 3.00
4.00
5.00
t / ms
1
11.79 8.16 6.71
5 10、77 5.14
(
/ ´104 s-2) 0.72
1.50
2.22 3.00
3
.78
t
2
1
请根据表中的数据,在方格纸上作出 -l 图像
。
t
2
1
5)某同学根据“ -l 图像是一条过原点的直线”得出了“系统机械能守恒”的结论。你
(
t
2
是否同意他的观点?请简要说明由
。
1
2.(8 分)如图所示,两个滑块 A、B 静置于同一光滑水平直轨道上。A 的质量为
m,现给滑块 A 向右的初速度 v0,一段时间后 A 与 B 发生碰撞,碰后 A、B 分别以
1
8
3
v0 , v0 的速度向右运动。求:
11、
4
(
(
1)(4 分)B 的质量;
2)(4 分)碰撞过程中 A 对 B 的冲量的大小。
1
3.(8 分)如图所示,在竖直平面内有光滑轨道 ABCD,其中 AB 是竖直轨道,CD
是水平轨道,AB 与 BC 相切于 B 点,BC 与 CD 相切于 C 点。一根长为2R 的轻杆两端
分别固定着两个质量均为 m 的相同小球 P、Q(视为质点),将轻杆锁定在图示位置,
并使 Q 与 B 等高。现解除锁定释放轻杆,轻杆将沿轨道下滑,重力加速度为 g。求:
(
(
1)(4 分)P 球到达 C 点时的速度大小;
2)(4 分)P 球到达 B 点时的速度大小。
12、
1
3
4.(13 分)如图所示,水平传送带足够长,顺时针运动的速度 v=4m/s,与倾角为
7°的斜面的底端 P 平滑连接,将一质量 m=2kg 的小物块从 A 点静止释放。已知 A、
P 的距离 L=9m,物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为m1 = 0.5、 2 = 0.1,取重
力加速度 g =10m/s2 ,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求物
块:
(
(
(
1)(4 分)第 1 次滑过 P 点时的速度大小v1 ;
2)(4 分)第 1 次在传送带上往返运动的时间 t;
3)(5 分)从释放到最终停止运动,与斜面间摩擦产生的热量 Q。
13、
1
5.(16 分)如图所示的装置中,光滑水平杆固定在竖直转轴上,小圆环 A 和轻弹簧
套在杆上,弹簧两端分别固定于竖直转轴和环 A,细线穿过小孔 O,两端分别与环 A
和小球 B 连接,线与水平杆平行,环 A 的质量为 m,小球 B 的质量为 2m。现使整个
装置绕竖直轴以角速度 ω 匀速转动,细线与竖直方向的夹角为 37°。缓慢加速后使整
个装置以角速度 2ω 匀速转动,细线与竖直方向的夹角为 53°,此时弹簧弹力与角速度
为 ω 时大小相等,已知重力加速度 g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(
(
(
1)(5 分)装置转动的角速度为 ω 14、时,细线 OB 的长度 s;
2)(5 分)装置转动的角速度为 2ω 时,弹簧的弹力大小 F;
3)(5 分)装置转动的角速度由 ω 增至 2ω 过程中,细线对小球 B 做的功 W。
物理参考答案
1
1
.D
2.A
3.C
4.B
5.A
6.C
7. B 8.D
9.D
10.B
d
t
ö2
1
æ
d
1. (1) ③⑤②①④ (2)
(3) mgl = (M + m)ç
÷
2
è t ø
(
(
4)
2
mg
5)不同意,图线的斜率近似等于 (
)
才能得出该结论
M + m d
2
7
7
15、8
1
2.(1) m ;(2) mv0
6
mv = mv + m v
B
【
详解】① 根据动量守恒定律可得
(2 分)
0
A
B
7
mB =
m
解得
(2 分)
6
②根据动量定理可得
I = Dp = m v
(
2 分)
B
B
B
7
解得I = mv
(
2 分)
0
8
3
2gR
1
3.(1)2 gR ;(2)
2
【
详解】(1)由机械能守恒定律得
1
4
mgR = ´2mv2
(
2 分)
2
解得
v = 2 gR
(2 分)
(
2)当 P 球到达 B 点时杆与水 16、平面的角度为
R
1
2
sinq =
=
2
R
解得
q
= 30o
(1 分)
当 P 球到达 B 点时有
vQ cos30o = vP cos 60o
(
1 分)
P、Q 系统机械能守恒
1
1
2
3
mgR = mvP2
+
mvQ2
(
1 分)
2
解得
3
2gR
vP =
(1 分)
2
1
4.(1)6m/s;(2)12.5s;(3)88J
【
详解】(1)由动能定理得
1
(mg sin 37° - m1mg cos37°)L = mv1
2
- 0
(
2 分)
17、
2
解得
v1 = 6m / s
(
2 分)
(
2)由牛顿第二定律得
m2
mg = ma
(
1 分)
物块与传送带共速时,由速度公式得
解得
-
v = v1 - at1
t1 =10s
(
1 分)
匀速运动阶段的时间为
v
2
1
v
2
-
(1 分)
2a 2a =
t2
=
2.5s
v
第 1 次在传送带上往返运动的时间
t = t + t =12.5s
(1 分)
1
2
(
3)由分析可知,物块第一次离开传送带以后,每次再到达传送带和离开传送带的速度大
小相等,物块最终停止在 P 点,则根据能 18、量守恒有
1
Q = m mg cos 37°´ L + mv2
(3 分)
1
2
解得Q = 88J
(2 分)
5
4w
g
199mg
2
1
5.(1)
;(2)2mg;(3)
2
144w
2
【
详解】(1)当装置转动的角速度为 ω 时,对小球 B 分析得
T1 cos37° = 2mg
(
(
2 分)
T1 sin 37° = 2mw2ssin 37°
2 分)
解得
5
4w
g
s =
(1 分)
2
(
2)装置转动的角速度为 2ω 时,设 OB 的长度为 s',则对小球 B 得
T2 c 19、os53° = 2mg
T2 sin 53° 2m 2
=
( w)2 s'sin 53°
5
2w
g
s' =
(2 分)
1
2
设细线长度为 L,则装置转动的角速度为 ω 时对圆环 A 满足
T1 - F = mw (L - s)
装置转动的角速度为 2ω 时,对圆环 A 有
2
(1 分)
T2 + F = m(2w)2 (L - s')
(1 分)
解得
F = 2mg
(1 分)
(
3)装置转动的角速度由 ω 增至 2ω 过程中,对小球 B 得重力势能变化量为
ΔEp = 2mg(scos37° - s'cos53°)
(
2 分)
动能变化量为
1
D
Ek = ×2m éë(2ws'sin 53°)2 - (wssin 37°)2 ù
(2 分)
û
2
解得细线对小球 B 做的功为
1
99mg
2
W = DE + DE =
(2 分)
p
k
144w
2
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