厦门市双十中学物理力学综合练习.doc

厦门市双十中学物理力学综合练习（1）
班级__________姓名_________座号__________
一、选择题
1．为了航天员的生存，环绕地球飞行的航天飞机内密封着地球表面大气成分的混合气体，针对舱内的封闭气体，下列说法中正确的是（ ）
A．气体不受重力 B．气体受重力
C．气体对舱壁无压力 D．气体对舱壁有压力
2．热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象．所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把流散的能量重新收集、利用．下列关于能量耗散的说法中正确的是（ ）
A．能量耗散说明能量不守恒B．能量耗散不符合热力学第二定律
C．能量耗散过程中能量仍守恒D．能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程具有的方向性
3．已知铜的摩尔质量为M（kg/mol），铜的密度为（kg/m3 ），阿伏加德罗常数为N（mol-1）．下列判断错误的是（ ）
A. 1 kg铜所含的原子数为N/M B. 1 m3铜所含的原子数为MN/
C. 1个铜原子的质量为M/N（kg） D. 1个铜原子的体积为M/N（m3 ）

O
A
4．如图所示，一轻质弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子，物体在同一条竖直直线上的A、B间做简谐振动，O为平衡位置，C为AO的中点，已知OC=h，振子的周期为T，某时刻物体恰经过C点并向上运动，则从此时刻开始的半个周期时间内下列不可能的是
A．重力做功2mgh B．重力的冲量大小为mgT/2
C．回复力做功为零 D．回复力的冲量为零
A
y
B
C
D
E
F
x/m
O
5、一位于坐标原点的波源（可视为质点）在介质中振动1.5个周期形成的简谐横波如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A.波源开始振动时是由平衡位置向上运动的
B.波源开始振动时是由平衡位置向下运动的
C.图中质点B与质点E此刻的运动方向相反
D.图中质点A与质点B某一时刻运动方向可能相同
6．如图所示，质量为M的长平板车放在光滑的倾角为a 的斜面上，车上站着一质量为m的人，若要平板车静止在斜面上，车上的人必须（ 　）

　　A．匀速向下奔跑
　　B．以加速度向下加速奔跑
　　C．以加速度向上加速奔跑
D．以加速度向下加速奔跑
A
B
v
s
7．如图所示，水平传送带长为s，以速度v始终保持匀速运动，把质量为m的货物放到A点，货物与皮带间的动摩擦因素为μ。当货物从A点运动到B点的过程中，摩擦力对货物做的功可能是（ ）
A、等于 B、小于 C、大于 D、小于
a
y/cm
b
-1
2
1
x/cm
O
-2
8．一列沿x轴正向传播的简谐横波，其振幅为2cm，波速为30cm/s，在传播过程中，介质中相距30cm的两质点a、b，某时刻均在x轴上方距离x轴1cm的位置，此时两质点运动方向相反，如图所示。则下列说法正确的是 （ ）
A．从此时刻起，经过1秒钟a质点运动到b位置处
B．此时a、b两质点加速度大小相等，方向相反
C．b质点可能比a质点先回到平衡位置
D．a质点速度最大时，b质点速度为0
9．在水平地面上叠放着两个质量相同的长方体物块A、B，水平力F作用在物块B上，物块A、B保持相对静止，一起向右做匀加速直线运动，则以下说法正确的是
A
A． A、B两物体在相同时间内受到的合外力的冲量相同
F
B
B． B与水平面的动摩擦因数一定为零
C． A受到的静摩擦力不做功
D．力F所做的功一定等于A、B 两物体动能的变化量
B
A
0
t/s
v/ms-1
1
2
1
2
10．长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=2kg的另一物体B以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板A的表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图所示,则下列说法正确的是（ ） 
v0
A
B
A.木板获得的动能为1J
B.系统损失的机械能为2J
C.木板A的最小长度为1m
D. A、B间的动摩擦因数为0.1
11机车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动，所受的阻力始终不变，在此过程中，下列说法正确的是
A．机车输出功率逐渐增大
B．机车输出功率不变
C．在任意两相等时间内，机车动能变化相等
D．在任意两相等时间内，机车动量变化大小相等

12.为估算池中睡莲叶面承受出滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台,测得1小时内杯中水上升了45 mm.查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12 m/s.据此估算该压强约为(设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×103 kg/m3)
A.0.15 Pa B.0.54 Pa C.1.5 Pa D.5.4 Pa
二、实验题
13．一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t = 3s时的波形图，图乙是波上x＝2m处质点的振动图线．则该横波的速度为 m/s，传播方向为 ．

H
S
A
B
C
N
L
α
D
β
14．用如图所示装置来验证动量守恒定律，质量为的钢球B放在小支柱N上，球心离地面高度为H；质量为的钢球A用细线拴好悬挂于O点，当细线被拉直时O点到球心的距离为L，且细线与竖直线之间夹角α；球A由静止释放，摆到最低点时恰与球B发生正碰，碰撞后，A球把轻质指示针C推移到与竖直夹角为β处，B球落到地面上，地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D，用来记录球B的落点。
（1）为了保证球A把球B弹出后能继续向前摆动，应该满足的关系是
（2）用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后两球A、B的动量（设两球A、B碰前的动量分别为、；碰后动量分别为、），则= ；= ；= ；=
三、计算题
15．如图所示，球A无初速地沿光滑圆弧滑下至最低点C后，又沿水平轨道前进至D与质量、大小完全相同的球B发生动能没有损失的碰撞，碰撞后两球交换速度．B球用长L的细线悬于O点，恰与水平地面切于D点．A球与水平地面间摩擦系数m=0.1，已知球A初始高度h=2m，CD=1m，g取10m/s2．问：
（1）若悬线L=2m，A与B能碰几次?最后A球停在何处？
A
B
C
D
L
O
h
（2）若球B能绕悬点O在竖直平面内旋转，L满足什么条件时，A、B将只能碰两次？A球最终停于何处？

16．如图所示，光滑水平面上有一辆质量为=1kg的小车，小车的上表面有一个质量为=0.9kg的滑块，在滑块与小车的挡板间用轻弹簧相连接，滑块与小车上表面间的动摩擦因数为μ=0.2，整个系统一起以=10m/s的速度向右做匀速直线运动，此时弹簧长度恰好为原长．现在用一质量为=0.1kg的子弹，以=50m./s的速度向左射入滑块且不穿出，所用时间极短，当弹簧压缩到最短时，弹簧被锁定，测得此时弹簧的压缩量为=0.50m， g =10m/s2．求：
（1）子弹射入滑块后的瞬间，子弹与滑块共同速度的大小和方向；
（2）弹簧压缩到最短时，小车的速度和弹簧的弹性势能的大小．

17.如图所示为车站使用的水平传送带的模型，它的水平传送带的长度为L =8m，传送带的皮带轮的半径均为R =0.2m，传送带的上部距地面的高度为h = 0.45m，现有一个旅行包（视为质点）以速度=10m/s的初速度水平地滑上水平传送带.已知旅行包与皮带之间的动摩擦因数为μ=0.6.皮带轮与皮带之间始终不打滑.g取10m/s2.讨论下列问题:
（1）若传送带静止，旅行包滑到B点时，人若没有及时取下，旅行包将从B端滑落.则包的落地点距B端的水平距离为多少？
（2）设皮带轮顺时针匀速转动，若皮带轮的角速度ω1=40rad/s，旅行包落地点距B端的水平距离又为多少？
（3）设皮带轮以不同的角速度顺时针匀速转动，画出旅行包落地点距B端的水平距离s随皮带轮的角速度ω变化的图象.（要求写出分析过程）
s/m
O
ω/rad•s-1
A
B
h
L

18某兴趣小组设计了一种实验装置，用来研究碰撞问题，其模型如题25图所示不用完全相同的轻绳将N个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水平杆、球间有微小间隔，从左到右，球的编号依次为1、2、3……N，球的质量依次递减，每球质量与其相邻左球质量之比为k（k＜1.将1号球向左拉起，然后由静止释放，使其与2号球碰撞，2号球再与3号球碰撞……所有碰撞皆为无机械能损失的正碰.(不计空气阻力，忽略绳的伸长， g取10 m/s2)
(1)设与n+1号球碰撞前，n号球的速度为vn,求n+1号球碰撞后的速度.
(2)若N＝5,在1号球向左拉高h的情况下，要使5号球碰撞后升高16k(16 h小于绳长)问k值为多少？

参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
12
12
答案
BD
CD
B
D
ACD
D
ABD
C
A
ABCD
AD
A
11．1m/s，x轴负方向
12．（1）大于 （2） ， ， 0
13．（1）由功能关系， ①（2分）
=20m ②（1分）
=20 碰撞次数为20次（1分）
最后球停在C点 （1分）
（2）设刚好球B能做完整的圆周运动，并设其在最高点的速度为v1，在最低点的速度为v2
③ （2分）
④ （1分）
⑤ （2分）
联立③④⑤并代入数据，得L≤0.76m （1分）
再由②式得最后停在C点右侧20m的地方。 （1分）
14．⑴　子弹射入滑块后的共同速度大为v2，设向右为正方向，对子弹与滑块组成的系统应用动量守恒定律得
　　 mv1—mv0= （m+m0） v2 　　　 （4分）
v2= 4m/s，方向水平向右； （2分）
⑵子弹，滑块与小车，三者的共同速度为v3，当三者达到共同速度时弹簧压缩量最大，弹性势能最大．由动量守恒定律得
Ｍv1+（m+m0）v2 = （M+m+m0）v3　 （3分）
v3=7m/s，方向水平向右． （2分）
设最大弹性势能为防Ｅpmax对三个物体组成的系统应用能量守恒定律
　＋（m+m0）v22 = EPmax + （M+m+m0） v32+μ（m+m0）gd （3分）
EPmax= 8 J （2分）
15．⑴减速运动，到右端时速度：
m/s=2m/s （2分）
　包的落地点距B端的水平距离为
s=vt=v＝2×m＝0.6m （4分）
⑵由题意， 当ω1＝40 rad/s时 ，＞ （2分）
包的落地点距B端的水平距离为s1==Rωt＝＝2.4m （4分）
⑶当 时 即ω值的范围是ω≤10rad/s时，物体始终相对传送带滑动，结果同（1）。
如果物体始终被加速，则末速度满足：
，解得：，
只要即ω值的范围是70rad/s．水平位移始终为：

如果在以上二者之间，则（S和是正比关系）
综上，结果见图
（分析过程适当给分）
解： (1)设n号球质量为m,n+1，碰撞后的速度分别为取水平向右为正方向，据题意有n号球与n+1号球碰撞前的速度分别为vn、0、mn+1
根据动量守恒，有 (1)
根据机械能守恒，有= (2)
由（1）、(2)得
设n+1号球与n2号球碰前的速度为En+1
据题意有vn-1=
得vn-1== (3)
（2）设1号球摆至最低点时的速度为v1,由机械能守恒定律有
(4)
v1= (5)
同理可求，5号球碰后瞬间的速度
(6)
由(3)式得 (7)
N=n=5时，v5= (8)
由(5)、(6)、(8)三式得
k= （9）
（3）设绳长为l,每个球在最低点时，细绳对球的拉力为F,由牛顿第二定律有
(10)
则 (11)
（11）式中Ekn为n号球在最低点的动能
由题意1号球的重力最大，又由机械能守恒可知1号球在最低点碰前的动能也最大，根据（11）式可判断在1号球碰前瞬间悬挂1号球细绳的张力最大，故悬挂1号球的绳最容易断.