高一物理力学试题-难 8页

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