高一物理力学试题-难 8页

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  • 2021-05-26 发布

高一物理力学试题-难

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真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 高一物理力学试题 考试时间:120 分钟 满分 160 分 一、本题共 15 小题,每小题 4 分,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确. 1. 图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片。该照片经过放大后分析 出,在曝光时间内,子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的 1%~2%。已知子弹 飞行速度约为 500m/s,因此可估算出这幅照片的曝光时间最接近 A.10-3s B.10-6s C.10-9s D.10-12s 2.如图所示,在高为 H 的台阶上,以初速度 0v 抛出一质量为 m 的小石子,不计空气阻力,当小石子落到 距抛出点的垂直高度为 h 的台阶上时,小石子动能的增量为 A. mgh B. 2 2 1 mvmgh  C. mghmgH  D. 2 2 1 mv 3. 有四名运动员在标准的田径场进行 800 米跑步竞赛,图中插小 旗 处 是 他 们 各自的起跑位置,他们都顺利地按规则要求完成了比赛,下列说法正确 的是 A.他们跑完的路程相同 B.他们跑完的位移相同 C.他们跑完的圈数相同 D.他们到达的终点可以相同 4.如图所示,一同学沿一直线行走,现用频闪照 相 记 录了他行走中 9 个位置的图片,观察图片,能大致 反 映 该同学运动情况的速度—时间图象是 5.下列实例属于超重现象的是 A.汽车驶过拱形桥顶端 B.荡秋千的小孩通过最低点 C.跳水运动员被跳板弹起,离开跳板向上运动 D.火箭点火后加速升空 6.如图所示,物体 A 靠在竖直墙面上,在力 F 作用下,A、B 保持静止。物体 B 的受力个数 为: A.2 B.3 C.4 D.5 7.如图所示,PQS 是固定于竖直平面内的光滑的 1 4 圆周轨道,圆心 O 在 S 的正上方。在 O 和 P 两点各有一质量为 m 的小物块 a 和 b,从同一时刻开始,a 自由下落,b 沿圆弧下滑。以下说法正确 的是 A.a 比 b 先到达 S,它们在 S 点的动能相等 P Q S O 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 B.a、b 同时到达 S,它们在 S 点的速度不同 C.a 比 b 先到达 S,它们在 S 点的速度相同 D.b 比 a 先到达 S,它们在 S 点的动能相等 8.如图所示,光滑轨道 MO 和 ON 底端对接且 ON=2MO,M、N 两点高度相同。小球自 M 点从静止自由滚下,忽略小 球经过 O 点时的机械能损失,以 v 、 s 、 a 、 kE 分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小。 下列图象中能正确反映小球自 M 点到 N 点运动过程的是 9.一辆汽车 以恒定的功 率,由静止 出发沿平直的公路行驶。经 4min 的时间行驶了 1800m,则能描述汽车运 动的 v-t 图 象是图中的 10.不久前欧洲天文学家发现了一颗可能适合人类居住的行星,命名为“格利斯 581c”。该行星的质量是地球的 5 倍,直径是地球的 1.5 倍。设想在该行星表面附近绕行星沿圆轨道运行的人造卫星的动能为 k1E ,在地球表面 附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为 k2E ,则 k1 k2 E E 为 A.0.13 B.0.3 C.3.33 D.7.5 11.甲乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向作直线运动,t=0 时刻同时经过公路旁的同一个路标。在描述两车 运动的 v-t 图中(如图),直线 a、b 分别描述了甲乙两车在 0-20 s 的运动情况。关于两车之间的位置和位移关 系,下列说法正确的是 A.在 0-10 s 内两车逐渐靠近 B.在 10-20 s 内两车逐渐远离 C.在 5-15 s 内两车的位移相等 D.在 t=10 s 时两车在公路上相遇 12.如图所示,在倾角为 300 的足够长的斜面上有一质量为 m 的物体,它受 到沿斜面方向的力 F 的作用。力 F 可按图(a)、(b)(c)、(d)所示的四种方式随时间变化(图中纵坐标是 F 与 mg 的比值, 力沿斜面向上为正)。 0 5 10 10 15 20 5 t/s v/(m/s) b(乙) a(甲) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 已知此物体在 t=0 时速度为零,若用 v1、v2 、v3 、v4 分别表示上述四种受力情况下物体在 3 秒末的速率,则这 四个速率中最大的是( ) A.v1 B.v2 C.v3 D.v4 13.如图所示,光滑水平面上放置质量分别为 m 和 2m 的四个 木块,其中两 个质量为 m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最 大 静 摩 擦 力 是μmg。现用水平拉力 F 拉其中一个质量为 2 m 的木块,使 四 个 木 块 以 同一加速度运动,则轻绳对 m 的最大拉力为 A. 5 mg3 B. 4 mg3 C. 2 mg3 D. mg3 14.10 个同样的木块紧靠着放在水平地面上,每个木块的质量 m=0.4kg,长 L=0.5m,它们与地面之间的动 摩擦因数均为μ2=0.1,在左方第一个木块的左端放一质量 M=1.0kg 的铅块,它与木块之间的动摩擦系 数μ1=0.2,如图,现突然给铅块一向右的初速度 v0=5.0m/s,使其在木块上滑行,则铅块开始带动木块 运动时铅块的速度为(铅块可看成质点): A. 11 m/s B. 10 m/s C.3.0m/s D. 7 m/s 15.如图所示,用相同材料做成的质量分别为 m1、m2 的两个 物体中间用一轻弹簧连接。在下列四种情 况下,相同的拉 力 F 均作用在 m1 上,使 m1、m2 作加速 运动:①拉力水 平,m1、m2 在光滑的水平面上加速运动。 ②拉力水平, m1、m2 在粗糙的水平面上加速运动。③ 拉力平行于倾 角为θ的斜面,m1、m2 沿光滑的斜面向上加速运动。④拉力平行于倾角为θ的斜面,m1、m2 沿粗糙的斜面向 上加速运动。以 △ l1、 △ l2、 △ l3、 △ l4 依次表示弹簧在四种情况下的伸长量,则有 A. △ l2> △ l1 B. △ l4> △ l3 C.. △ l1> △ l3 D. △ l2= △ l4 二.填空题(每题 8 分共 16 分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 17.在“验证牛顿第二定律”的实验中,实验装置如图甲所示.有一位同学通过实验测量作出了图乙中的 A 图 线, 另一位同学实验测出了如图丙中的 B 图线.试分析 ①A 图线不通过坐标原点的原因是 ; ②A 图线上部弯曲的原因是 ; ③B 图线在纵轴上有截距的原因是 . 三、计算与论证。本题共 6 小题,共 84 分。按题目要求做答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要 v0 mM ③ 2m 1m F θ ④ 2m 1m F θ 2m 1m F① 2m 1m F② 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。 18.(8 分)固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力 F 作用下向上 运动,推力 F 和小环速度 v 随时间变化规律如图所示,取重力加速度 g=10m/s2。求: (1)小环的质量 m; (2)细杆与地面间的倾角 。 19.(15 分)如图所示,物体从光滑 斜面上的 A 点由静止开始下滑,经过 B 点后进入水平面(设经过 B 点前后速度大小不变),最后停在 C 点。每隔 0.2 秒钟通过速度传 感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据。(重力加速 度 g=10m/s2)求: (1)斜面的倾角; (2)物体与水平面之间的动摩擦因数; (3)t=0.6s 时的瞬时速度 v。 20.(12 分)直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火,悬挂着 m=500kg 空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1=4 50。直升机取水后飞往火场,加速度沿水平方向,大小稳定在 a=1.5 m/s2 时,悬索与竖直方向的夹角θ2=140。 如果空气阻力大小不变,且忽略悬索的质量,试求水箱中水的质量M。(取重力加速度 g=10 m/s2;sin140=0.242; cos 140=0.970) 21.(15 分)如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形 轨道的半径为 R。一质量为 m 的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形 轨道运动。要求物块能通过圆形轨道的最高点,且在该最高点与轨道间的压力不能超 过 5mg(g 为重力加速度)。求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度 h 的取值范围。 22.(16 分)倾斜雪道的长为 25 m,顶端高为 15 m,下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接,如图 所示。一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度 v0=8 m/s 飞出,在落到倾斜雪道上时,运动员靠改变姿势进 行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起。除缓冲外运动员可视为质点,过渡轨道光滑,其长度可忽略。设 滑雪板与雪道的动摩擦因数μ=0.2,求运动员在水平雪道上滑行的距离(取 g=10 m/s2) F/N v/ms-1 5.5 1 F 5  0 2 4 6 t/s 0 2 4 6 t/s A  B C t(s) 0.0 0.2 0.4  1.2 1.4  v(m/s) 0.0 1.0 2.0  1.1 0.7  15 m 25 m h m R 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 参考答案及评分标准 一、本题共 15 小题,每小题 4 分,共 60 分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的 小题有多个选项正确.全部选对的得 4 分,选不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分. 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 B A AD C BD C A A C C C C B C D 二.填空题(每题 8 分共 16 分) 16. 解答: (1)由 2aTs  ,用逐差法: 2 2 2 m/s97.4 02.09 10)12.132.148.173.190.108.2(     a 要求保留两位有效数字,所以, 2m/s0.5a (有效数字位数不对的给 1 分) ┄┄┄3 分 (2)从 b 段纸带上的数据可以看出,在相同的时间间隔(0.02s)内的位移,直到 D4~D5 段还在增加(之前一直 加速),而从 D5~D6 段开始减小(之后开始减速)所以,小车运动的最大速度可能出现在 D4~D5 段。 ┄┄┄2 分 (3)当小车的加速度是 2.5 m/s2 时,对整体由牛顿第二定律: 1)(sin amMfgmgM 车重车重   ① 当小车的加速度是-5 m/s2 时,对小车由牛顿第二定律: 2sin amfgm 车车   ② 代入数据联立①②解出: 1:1 车 重 m M ┄┄┄3 分 点评:本题考查考生对有效数字的认识,对实验数据的处理、数字运算、实验误差的处理,考查推理能力和实验 探究能力。 17. 解答:①没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够;(答对一点也给 2 分) ┄┄┄2 分 ②未满足拉车的钩码质量 m 远小于小车的质量 M; ┄┄┄3 分 ③在平衡摩擦力时,长木板的倾角过大,小车重力沿斜面向下的分力大于摩擦力,使尚未对小车施加拉力时,小 车已有加速度.(答对平衡摩擦力过度的也给 3 分) ┄┄┄3 分 点评:本题的难点是第②问,这是一个连接体的问题,令钩码对小车的拉力为 F ,共同的加速度为 a ,由牛顿 第二定律,对钩码: maFmg  ,对小车: MaF  ,联立解出 mM mga  , mM  时,近似有: M mga  ,当拉力 F 越来越大,也即 m 越来越大时,实际加速度 mM mga  , 与理想值: M mga  相比,越来越偏小,导致 A 图线上部向下弯曲。 三、计算与论证。本题共 6 小题,共 84 分。按题目要求做答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演 算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 18.(8 分) 解答:由 tv  图得前 2s 内: 5.02 010  t vva t m/s2, ┄┄┄2 分 根据牛顿第二定律,前 2s 有:F1-mg sin=ma, ┄┄┄2 分 2s 后有:F2=mg sin, ┄┄┄2 分 由图中数据:F1 =5.5N,F2 =5N, 代入数据可解得:m=1kg,┄┄┄1 分 =30。┄┄┄1 分 点评:本题要求将运动情景和两个图像相结合,注意区分前 2s 和 2s 后运动情景和两个图像的对应关系。 19.(15 分) 解答:(1)由前三列数据可知物体在斜面上匀加速下滑时的加速度为: a1=v t =5m/s2 ┄2 分 由牛顿第二定律:mg sin =ma1 ┄1 分 可得:=30 ┄1 分 (2)由后二列数据可知物体在水平面上匀减速滑行时的加速度大小为: a2=v t =2m/s2 ┄2 分 由牛顿第二定律:mg=ma2 ┄1 分 可得:=0.2 ┄1 分 (3)令物体从光滑斜面上的 A 点由静止开始下滑,经 t 秒到达 B 点,此时速率为 Bv 由 atvvt  0 ,对斜面上的加速运动: tvB 5 ① ┄┄┄1 分 对平面上的减速运动到 1.4s 的过程: )4.1(27.0 tvB  ② ┄┄┄1 分 联立①②解出: s5.0t ┄┄┄1 分 m/s5.2Bv ┄┄┄2 分 0.5s 后,物体在水平面上减速运动,t=0.6s 时, m/s3.21.025.2 v ┄┄┄2 分 点评:本题的难点在第(3)问,要判断 t=0.6s 时,物体是在斜面上还是在平面上运动,即判断物体在斜面上的 运动时间,从而确定如何算 t=0.6s 时的瞬时速度 v 20.(12 分) 解答:直升机沿水平方向匀速飞往水源取水的过程,对空箱令绳的拉力为T ,空气阻力为 f ,由于平衡,在水 平方向: fT 1sin ┄┄2 分 在竖直方向: mgT 1cos ┄┄2 分 所以: mgf  ┄┄2 分 直升机取水后飞往火场的过程,对空箱和水,令绳的拉力为T,由牛顿第二定律, 在水平方向: 5.1)(14sin 0  mMfT ┄┄┄2 分 竖直方向由于平衡: gmMT )(14cos 0  ┄┄┄2 分 代入数据联立以上方程解出: kg4500M ┄┄┄2 分 点评:本题两个运动过程都是用正交分解法,要注意审题,飞机取水做匀速直线运动,当然两个方向都是列平衡 方程,而送水的过程在水平方向做匀加速直线运动,当然水平方向列牛顿第二定律,而竖直方向还是列平衡方程。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 21.(15 分) 解:10 物块恰好能通过最高点时,令速度为 1v ,物块下落高度为 1h 由牛顿第二定律: R vmmg 2 1 ; ┄┄┄1 分 ∴ gRv 1 ;┄┄┄2 分 从静止滑下到最高点的过程,由机械能守恒定律: 2 11 2 12 mvRmgmgh  ┄┄┄1 分 ∴ Rh 2 5 1  ┄┄┄2 分 20 物块对最高点的压力为 mg5 时,令速度为 2v ,物块下落高度为 2h , 由牛顿第二定律: R vmmgmg 2 25  ┄┄┄1 分 ∴ gRv 62  ;┄┄┄2 分 从静止滑下到最高点的过程,由机械能守恒定律: 2 22 2 12 mvRmgmgh  ┄┄┄1 分 ∴ Rh 52  ┄┄┄2 分 ∴ h 的取值范围: RhR 52 5  ┄┄┄2 分 22.(16 分) 解:10 令运动员飞行t 秒落在倾斜雪道上 水平位移: tvx 0 ┄1 分 竖直位移: tvy y 2  ┄1 分 由 20 15 2tan 0  v v x y y ┄1 分 所以: m/s12824 3 yv ┄1 分 此时沿斜面向下的分速度 m/s6.132.74.66.0128.08sincos01   yvvv ┄2 分 由 gtv y  ,∴飞行时间: s2.1 g vt y , ┄1 分 水平位移: m6.92.18 x ┄1 分 竖直位移: m2.72.12 12 y ┄1 分 落地点跟坡顶的距离, m1222 1  yxS ┄1 分 剩余坡道长 m1312252 S ┄1 分 20 在坡道的加速度: 2m/s4.4)2.08.06.0(10cossin  m mgmga  ┄1 分 到坡底的速度: 134.426.132 2 2 2 1 2 2  asvv ∴ m/s3.172 v ┄2 分 y xO θ 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 30 在水平面上令滑行的距离 xS ,由动能定理 2 22 1 mvSmg x  : ┄1 分 m84.742.020 36.299 2 2 2  g vS x ┄2 分 23.(18 分) 解:(1)棒第一次与地面碰撞弹起上升过程,由牛顿第二定律: mamgkmgf  )1( ┄2 分 所以: )1(  kga ┄2 分 (2)整体自由下落的过程由机械能守恒: 2 122 12 mvmgH  ┄1 分 落地时的速度: gHv 21  ┄1 分 反弹离地时的速度: gHv 21  ┄1 分 对棒上升过程由牛顿第二定律:: 2mamgkmg  ┄1 分 所以: )1(2 kga  ┄1 分 令棒第一次上升的高度为 1h ,则: 0)1(222 112 2 2 2 3  hkggHhavv ┄1 分 所以: k Hh  11 ┄1 分 从绳断到棒第二次触地棒运动的路程: )1( 22 1  k HHhHS ┄1 分 (3)令全 过程环相对棒 下滑的距离为 l ,则全 过程系统损失 的机械能等于 摩擦力做功发 的热: kmglmglmgHWQ  2 ┄2 分 所以: 1 2;)1(2  k HllkH ┄2 分 所以,摩擦力对环及棒做的总功(即发的热)为: 1 2   k HkmgkmglW总 ┄2 分 环 棒