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2023年高二物理第二學(xué)期期末模擬試卷及答案(七)
一.選擇題(共12小題,每小題4分,共48分,1?7小題只有一個(gè)
選項(xiàng)符合題目要求,8?12小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)
的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得。分)
1.物體甲的速度與時(shí)間圖象和物體乙的位移與時(shí)間圖象分別如圖所
示,則這兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況是()
A.甲在整個(gè)t=4s時(shí)間內(nèi)有來(lái)回運(yùn)動(dòng),它通過(guò)的總路程為12m
B.甲在整個(gè)t=4s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變,通過(guò)的總位移大小為6
m
C.乙在整個(gè)t=4s時(shí)間內(nèi)有來(lái)回運(yùn)動(dòng),它通過(guò)的總路程為12m
D.乙在整個(gè)t=4s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變,通過(guò)的總位移大小為6
m
2.一物體豎直向下勻加速運(yùn)動(dòng)一段距離,對(duì)于這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程,下列
說(shuō)法正確的是()
A.物體的機(jī)械能一定增加
B.物體的機(jī)械能一定減少
C.相同時(shí)間內(nèi),物體動(dòng)量的增量一定相等
D.相同時(shí)間內(nèi),物體動(dòng)能的增量一定相等
3.如圖所示,一內(nèi)壁光滑、質(zhì)量為m、半徑為r的環(huán)形細(xì)圓管,用
硬桿豎直固定在天花板上.有一質(zhì)量為m的水球(可看作質(zhì)點(diǎn))在
圓管中運(yùn)動(dòng).水球以速率V。經(jīng)過(guò)圓管最低點(diǎn)時(shí)一,桿對(duì)圓管的作用力
A.m-B.mg+mZo~.C.2mg+mz~lD.2mg-mz~l
4.如圖所示,質(zhì)量為0.5kg的小球在距離車(chē)底面高20m處以一定的
初速度向左平拋,落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右勻速行駛的
敞篷小車(chē)中,車(chē)底涂有一層油泥,車(chē)與油泥的總質(zhì)量為4kg,設(shè)小球
在落到車(chē)底前瞬間速度是25m/s,則當(dāng)小球與小車(chē)相對(duì)靜止時(shí),小車(chē)
的速度是()
A.5m/sB.4m/sC.8.5m/sD.9.5m/s
5.如圖所示,A、B兩球質(zhì)量相等,光滑斜面的傾角為Pi、P2、P3,
圖甲中,A、B兩球用輕質(zhì)彈簧相連,圖乙中,A、B兩球用輕質(zhì)桿相
連,系統(tǒng)靜止時(shí),擋板C與斜面垂直,彈簧、輕桿均與斜面平行,則
在突然撤去擋板的瞬間有()
A.兩圖中兩球的加速度均為gsine
B.兩圖中A球的加速度均為零
C.圖乙中輕桿的作用力一定不為零
D.圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍
6.如圖所示為質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖,且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到
D點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E
點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是()
A.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)C點(diǎn)的速率比D點(diǎn)的大
B.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的加速度方向與速度方向的夾角小于90°
C.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的加速度比B點(diǎn)的大
D.質(zhì)點(diǎn)從B到E的過(guò)程中加速度方向與速度方向的夾角先增大后減
小
7.如圖所示,發(fā)射同步衛(wèi)星的一種程序是:先讓衛(wèi)星進(jìn)入一個(gè)近地
的圓軌道,然后在P點(diǎn)點(diǎn)火加速,進(jìn)入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道(該橢圓軌道
的近地點(diǎn)為近地軌道上的P,遠(yuǎn)地點(diǎn)為同步軌道上的Q),到達(dá)遠(yuǎn)地
點(diǎn)時(shí)再次自動(dòng)點(diǎn)火加速,進(jìn)入同步軌道.設(shè)衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行
的速率為V],在P點(diǎn)短時(shí)間加速后的速率為V2,沿轉(zhuǎn)移軌道剛到達(dá)遠(yuǎn)
地點(diǎn)Q時(shí)的速率為v3,在Q點(diǎn)短時(shí)間加速后進(jìn)入同步軌道后的速率
為V4,則四個(gè)速率的大小排列正確的是()
口J\\
)
f\Wi/
''、、、______J
A.V1>V2>V3>V4B.V2>V1>V3>V4C.V1>V2>V4>V3D.V2
>V1>V4>V3
8.如圖所示,從傾角為e的足夠長(zhǎng)的斜面頂端P以速度Vo拋出一個(gè)
小球,落在斜面上某處Q點(diǎn),小球落在斜面上的速度與斜面的夾角
為a,若把初速度變?yōu)?v°,則以下說(shuō)法正確的是()
A.小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
B.夾角a將變大
C.PQ間距一定大于原來(lái)間距的3倍
D.夾角a與初速度大小有關(guān)
9.一質(zhì)量為m的物體做平拋運(yùn)動(dòng),在兩個(gè)不同時(shí)刻的速度大小分別
為VI、V2,時(shí)間間隔為△3不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,則關(guān)于
△t時(shí)間內(nèi)發(fā)生的變化,以下說(shuō)法正確的是()
A.速度變化大小為gZ\t,方向豎直向下
B.動(dòng)量變化量大小為△P=m(V2-V1),方向豎直向下
C.動(dòng)量變化量大小為△P=mg^t,方向豎直向下
2
D.動(dòng)能變化為△Ek=3m(v2-V?)
10.如圖所示,帶有光滑豎直桿的三角形斜劈固定在水平地面上,放
置于斜劈上的光滑小球與套在豎直桿上的小滑塊用輕繩連接,開(kāi)始時(shí)
輕繩與斜劈平行.現(xiàn)給小滑塊施加一個(gè)豎直向上的拉力,使小滑塊沿
桿緩慢上升,整個(gè)過(guò)程中小球始終未脫離斜劈,則有()
A.小球?qū)π迸膲毫ο葴p小后增大
B.輕繩對(duì)小球的拉力逐漸增大
C.豎直桿對(duì)小滑塊的彈力先增大后減小
D.對(duì)小滑塊施加的豎直向上的拉力逐漸增大
11.如圖所示,一水平方向足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速度vi沿順時(shí)
針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng),一物體以水平速度V2從右端滑上傳送帶后,經(jīng)過(guò)一段
時(shí)間又返回光滑水平面,此時(shí)速率為V2',則下列說(shuō)法正確的是
()
-?為5-———
1^\77777777777777~
____________W
Z
A.若V1VV2,貝V2=V1B.若V1>V2,貝IjV2'=V2
C.不管V2多大,總有V2'=V2D.只有V1=V2時(shí),才有V2'=V2
12.如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)硬桿A一端固定小球B,另一端固定在
水平轉(zhuǎn)軸0上,現(xiàn)使輕桿A繞轉(zhuǎn)軸0在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),輕桿A
與豎直方向夾角a從0°增加到180。的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是
)
B
A.小球B受到的合力的方向始終沿著輕桿A指向軸0
B.當(dāng)a=90。時(shí)小球B受到輕桿A的作用力方向豎直向上
C.輕桿A對(duì)小球B做負(fù)功
D.小球B重力做功的功率不斷增大
二.填空題(共2小題,每小題10分,共20分)
13.(10分)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證"動(dòng)能定理〃,他們?cè)趯?shí)驗(yàn)
室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的
學(xué)生電源、導(dǎo)線(xiàn)、復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙、刻度尺.當(dāng)滑塊連
接上紙帶,用細(xì)線(xiàn)通過(guò)滑輪掛上空的小沙桶時(shí),釋放小桶,滑塊處于
靜止?fàn)顟B(tài).若你是小組中的一位成員,要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn),貝IJ:
(1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有.
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本
相等,沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足的實(shí)驗(yàn)條件是,實(shí)驗(yàn)時(shí)首先
要做的步驟是.
(3)在(2)的基礎(chǔ)上,某同學(xué)用天平稱(chēng)量滑塊的質(zhì)量M.往沙桶中
裝入適量的細(xì)沙,用天平稱(chēng)出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m.讓沙桶帶動(dòng)
滑塊加速運(yùn)動(dòng),用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況,在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的
紙帶上取兩點(diǎn),測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小V1與V2(V1
<v2).則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為(用題中的字
母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量).
打點(diǎn)時(shí)時(shí)器多塊
細(xì)簪渭曾
紙帶-V—
長(zhǎng)木"水平事驗(yàn)臺(tái)一II*
小沙桶
14.(10分)用如圖1實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證rm、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.m2
從高處由靜止開(kāi)始下落,mi上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶
上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中
獲取的一條紙帶:0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)
點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示.已知mi=50g、rri2=150g,
則(g取10m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
圖1圖3
\0123456M&:OB~\
《心…斗一..........(
313021.60~~2540~
圖2
(1)在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v=m/s;
(2)在打點(diǎn)。?5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△£?=J,系統(tǒng)勢(shì)能的
減少量J,由此得出的結(jié)論是;
(3)若某同學(xué)作出與/2-h圖象如圖3,則當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g=
m/s2.
三.論述、計(jì)算題(本題共2小題,共32分.解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字
說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫(xiě)出最后答案不能得分,有數(shù)值計(jì)
算的題,答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)
15.(15分)在光滑水平面上靜置有質(zhì)量均為m的木板AB和滑塊
CD,木板AB上表面粗糙.動(dòng)摩擦因數(shù)為小滑塊CD上表面是光滑
的卷圓弧,其始端D點(diǎn)切線(xiàn)水平且在木板AB上表面內(nèi),它們緊靠在
一起,如圖所示.一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊P,質(zhì)量也為m,從木板AB
的右端以初速度V?;夏景錋B,過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度為萼,又滑上滑塊CD,
最終恰好能滑到滑塊CD圓弧的最高點(diǎn)C處,求:
(1)物塊滑到B處時(shí)木板的速度VAB;
(2)木板的長(zhǎng)度L;
(3)滑塊CD圓弧的半徑R.
16.(17分)如圖所示,為一傳送裝置,其中AB段粗糙,AB段長(zhǎng)
為L(zhǎng)=0.2m,動(dòng)摩擦因數(shù)|i=0.6,BC、DEN段均可視為光滑,且BC的
始、末端均水平,具有h=0.1m的高度差,DEN是半徑為r=0.4m的半
圓形軌道,其直徑DN沿豎直方向,C位于DN豎直線(xiàn)上,CD間的距
離恰能讓小球自由通過(guò).在左端豎直墻上固定一輕質(zhì)彈簧,現(xiàn)有一可
視為質(zhì)點(diǎn)的小球,小球質(zhì)量m=O.2kg,壓縮輕質(zhì)彈簧至A點(diǎn)后由靜止
釋放(小球和彈簧不粘連),小球剛好能沿DEN軌道滑下.求:
(1)小球剛好能通過(guò)D點(diǎn)時(shí)速度的大小;
(2)小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度的大小及受到軌道的支持力的大小;
(3)壓縮的彈簧所具有的彈性勢(shì)能.
參考答案與試題解析
一.選擇題(共12小題,每小題4分,共48分,1?7小題只有一個(gè)
選項(xiàng)符合題目要求,8?12小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)
的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得。分)
1.物體甲的速度與時(shí)間圖象和物體乙的位移與時(shí)間圖象分別如圖所
A.甲在整個(gè)t=4s時(shí)間內(nèi)有來(lái)回運(yùn)動(dòng),它通過(guò)的總路程為12m
B.甲在整個(gè)t=4s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變,通過(guò)的總位移大小為6
m
C.乙在整個(gè)t=4s時(shí)間內(nèi)有來(lái)回運(yùn)動(dòng),它通過(guò)的總路程為12m
D.乙在整個(gè)t=4s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變,通過(guò)的總位移大小為6
m
【考點(diǎn)】II:勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的圖像.
【分析】v-t圖象的斜率表示加速度,與t軸包圍的面積表示位移大
??;x-t圖象的斜率表示速度,面積無(wú)意義.
【解答】解:A、甲在前2s內(nèi)向負(fù)方向做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),后2s內(nèi)
向正方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),即4s時(shí)間內(nèi)有往返運(yùn)動(dòng),它通過(guò)的總
路程為兩個(gè)三角形的面積,為:s=2xgx2X3)=6m,總位移為0,
故AB錯(cuò)誤;
C、x-t圖象的斜率表示速度,可知,乙在整個(gè)t=4s時(shí)間內(nèi)一直沿正
向運(yùn)動(dòng),乙在4s時(shí)間內(nèi)從-3m運(yùn)動(dòng)到+3m位置,故位移大小為6m,
路程也為6m,故C錯(cuò)誤,D正確;
故選:D
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了x-t圖象與v-t圖象的區(qū)別,明確斜率、與t
軸包圍的面積的含義,基礎(chǔ)題.
2.一物體豎直向下勻加速運(yùn)動(dòng)一段距離,對(duì)于這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程,下列
說(shuō)法正確的是()
A.物體的機(jī)械能一定增加
B.物體的機(jī)械能一定減少
C.相同時(shí)間內(nèi),物體動(dòng)量的增量一定相等
D.相同時(shí)間內(nèi),物體動(dòng)能的增量一定相等
【考點(diǎn)】52:動(dòng)量定理;6C:機(jī)械能守恒定律.
【分析】重力勢(shì)能的變化量等于重力對(duì)物體做的功.只有重力對(duì)物體
做功,物體的機(jī)械能才守恒.根據(jù)動(dòng)能定理研究動(dòng)能的變化量.根據(jù)
動(dòng)能的變化量與重力的變化量之和求解機(jī)械能的變化量.
【解答】解:物體豎直向下做勻加速運(yùn)動(dòng),有兩種可能的情況:1.加
速度大于重力加速度,物體受到重力和向下的力的作用;2.加速度
小于重力加速度,說(shuō)明物體受到向上的、小于重力的作用力.
A、若物體的加速度小于重力加速度,說(shuō)明物體受到向上的、小
于重力的作用力,該力對(duì)物體做負(fù)功,物體的機(jī)械能減少.故A錯(cuò)誤.
B、若物體的加速度大于g,說(shuō)明除重力做功之外,還有其他力
對(duì)物體做功,物體的機(jī)械能應(yīng)增加.故B錯(cuò)誤.
C、物體做勻加速運(yùn)動(dòng),則物體受到的合外力不變,根據(jù)沖量的
公式:l=Ft,相同時(shí)間內(nèi)物體受到的沖量一定相等;根據(jù)動(dòng)量定理,
物體動(dòng)量的增量一定相等.故C正確.
D、由C的分析,物體受到的合外力不變,相同時(shí)間內(nèi)物體動(dòng)量
的增量一定相等.則物體動(dòng)能的增加量:△Ek^m君母mvf
Io21z、1
=yin(v2-v1)^-in(v2-v1)(v2+vj)=ymAv(v2+vj),顯然,隨時(shí)間的
變化,V2+V1是變化的,即動(dòng)量變化相等的情況下,動(dòng)能的變化是不
同的.故D錯(cuò)誤.
故選:C.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查分析功能關(guān)系的能力.幾對(duì)功能關(guān)系要理解記牢:
重力做功與重力勢(shì)能變化有關(guān),合力做功與動(dòng)能變化有關(guān),除重力和
彈力以外的力做功與機(jī)械能變化有關(guān).
3.如圖所示,一內(nèi)壁光滑、質(zhì)量為m、半徑為r的環(huán)形細(xì)圓管,用
硬桿豎直固定在天花板上.有一質(zhì)量為m的水球(可看作質(zhì)點(diǎn))在
圓管中運(yùn)動(dòng).水球以速率V。經(jīng)過(guò)圓管最低點(diǎn)時(shí),桿對(duì)圓管的作用力
大小為()
Vo%
C.2mg+m~D.2mg-m~
【考點(diǎn)】4A:向心力.
【分析】先以球?yàn)檠芯繉?duì)象,根據(jù)牛頓第二定律求出管壁對(duì)小球的作
用力.再以圓環(huán)為研究對(duì)象,求解桿對(duì)圓管的作用力大小.
【解答】解:以球?yàn)檠芯繉?duì)象,根據(jù)牛頓第二定律得,N-mg=m
2
O
解得N=mg+m
由牛頓第三定律知:球?qū)A環(huán)的作用力大小N,=N=mg+m
下.
再以圓環(huán)為研究對(duì)象,由平衡條件可得:桿對(duì)圓管的作用力大小
2
,vo
F=mg+N=2mg+m~.
故選:C.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了牛頓第二定律和平衡條件的綜合,知道小球在最
低點(diǎn)向心力的來(lái)源是解決本題的關(guān)鍵.
4.如圖所示,質(zhì)量為0.5kg的小球在距離車(chē)底面高20m處以一定的
初速度向左平拋,落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右勻速行駛的
敞篷小車(chē)中,車(chē)底涂有一層油泥,車(chē)與油泥的總質(zhì)量為4kg,設(shè)小球
在落到車(chē)底前瞬間速度是25m/s,則當(dāng)小球與小車(chē)相對(duì)靜止時(shí),小車(chē)
的速度是()
A.5m/sB.4m/sC.8.5m/sD.9.5m/s
【考點(diǎn)】52:動(dòng)量定理;43:平拋運(yùn)動(dòng).
【分析】根據(jù)動(dòng)能定理求出小球在落到車(chē)底前瞬間的水平速度,小球
和車(chē)作用過(guò)程中,水平方向動(dòng)量守恒,根據(jù)動(dòng)量守恒定律列式即可求
解.
【解答】解:小球拋出后做平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理得:
,_1212
mgn=yinv下皿。
解得:
v0=15m/s
小球和車(chē)作用過(guò)程中,水平方向動(dòng)量守恒,則有:
-mvo+MV=(M+m)v'
解得:v'=5m/s
故選A
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了動(dòng)能定理及動(dòng)量守恒定律的直接應(yīng)用,難度
不大,屬于基礎(chǔ)題.
5.如圖所示,A、B兩球質(zhì)量相等,光滑斜面的傾角為Pi、P2、P3,
圖甲中,A、B兩球用輕質(zhì)彈簧相連,圖乙中,A、B兩球用輕質(zhì)桿相
連,系統(tǒng)靜止時(shí),擋板C與斜面垂直,彈簧、輕桿均與斜面平行,則
在突然撤去擋板的瞬間有()
B.兩圖中A球的加速度均為零
C.圖乙中輕桿的作用力一定不為零
D.圖甲中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍
【考點(diǎn)】37:牛頓第二定律;29:物體的彈性和彈力.
【分析】根據(jù)突然撤去擋板的瞬間彈簧彈力不能突變,桿的彈力會(huì)突
變,分析撤去擋板的瞬間,圖甲和圖乙中AB所受合外力,即可得到
各自的加速度.
【解答】解:撤去擋板前,擋板對(duì)B球的彈力大小為2mgsin&因突
然撤去擋板的瞬間彈簧彈力不能突變,而桿的彈力會(huì)突變,所以撤去
擋板瞬間,圖甲中A球所受合力仍為零,加速度為零,B球所受合力
為2mgsme,加速度為2gsinE
圖乙中,撤去擋板瞬間,A、B的加速度相同,設(shè)為a.以整體為研究
對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律得:2mgsin0=2ma,得a=gsin0.設(shè)圖乙中
輕桿的作用力為T(mén).再以B為研究對(duì)象,由牛頓第二定律得:
mgsinG+T=ma,解得T=0,即圖乙中輕桿的作用力一定為零,故圖甲
中B球的加速度是圖乙中B球加速度的2倍;故ABC錯(cuò)誤,D正確;
故選:D
【點(diǎn)評(píng)】本題考查牛頓第二定律的應(yīng)用,要注意明確彈簧的彈力不能
突變,而桿的彈力瞬間發(fā)生變化;同時(shí)注意明確整體法與隔離法的正
確應(yīng)用.
6.如圖所示為質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖,且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到
D點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E
點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是()
A.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)C點(diǎn)的速率比D點(diǎn)的大
B.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的加速度方向與速度方向的夾角小于90°
C.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的加速度比B點(diǎn)的大
D.質(zhì)點(diǎn)從B到E的過(guò)程中加速度方向與速度方向的夾角先增大后減
小
【考點(diǎn)】41:曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng).
【分析】物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件是合力與速度不在同一條直線(xiàn)上,速
度的方向與該點(diǎn)曲線(xiàn)的切線(xiàn)方向相同;由牛頓第二定律可以判斷加速
度的方向.由動(dòng)能定理判斷速度的大小關(guān)系.
【解答】解:A、由題意,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向
恰好互相垂直,速度沿D點(diǎn)軌跡的切線(xiàn)方向,則知加速度方向向上,
合外力也向上,質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),合外力恒定不變,質(zhì)點(diǎn)由C
到D過(guò)程中,合外力做負(fù)功,由動(dòng)能定理可得,C點(diǎn)的速度比D點(diǎn)速
度大,故A正確;
B、由A的分析可知,A點(diǎn)處的受力方向與速度方向夾角大于90度;
故B錯(cuò)誤;
C、質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則有加速度不變,所以質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)
的加速度與B點(diǎn)相同,故C錯(cuò)誤;
D、點(diǎn)從B到E的過(guò)程中加速度方向與速度方向的夾角一直減小,故
D錯(cuò)誤;
故選:A.
【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是對(duì)質(zhì)點(diǎn)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件的考查,掌握了做曲線(xiàn)
運(yùn)動(dòng)的條件,本題基本上就可以解決了.
7.如圖所示,發(fā)射同步衛(wèi)星的一種程序是:先讓衛(wèi)星進(jìn)入一個(gè)近地
的圓軌道,然后在P點(diǎn)點(diǎn)火加速,進(jìn)入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道(該橢圓軌道
的近地點(diǎn)為近地軌道上的P,遠(yuǎn)地點(diǎn)為同步軌道上的Q),到達(dá)遠(yuǎn)地
點(diǎn)時(shí)再次自動(dòng)點(diǎn)火加速,進(jìn)入同步軌道.設(shè)衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行
的速率為V1,在P點(diǎn)短時(shí)間加速后的速率為V2,沿轉(zhuǎn)移軌道剛到達(dá)遠(yuǎn)
地點(diǎn)Q時(shí)的速率為v3,在Q點(diǎn)短時(shí)間加速后進(jìn)入同步軌道后的速率
為V4,則四個(gè)速率的大小排列正確的是()
A.Vi>V2>V3>V4B.V2>V1>V3>V4C.Vi>V2>V4>V3D.V2
>V1>V4>V3
【考點(diǎn)】4H:人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系.
【分析】在圓軌道上運(yùn)動(dòng),根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力,得出線(xiàn)速度與
軌道半徑的關(guān)系,從而比較出速度的大小.在近地圓軌道加速,做離
心運(yùn)動(dòng)而做橢圓運(yùn)動(dòng),在遠(yuǎn)地點(diǎn),需再次加速,使得萬(wàn)有引力等于向
心力,進(jìn)入同步軌道.根據(jù)變軌的原理比較速度的大小.
【解答】解:衛(wèi)星從近地圓軌道上的P點(diǎn)需加速,使得萬(wàn)有引力小于
向心力,進(jìn)入橢圓轉(zhuǎn)移軌道.
所以在衛(wèi)星在近地圓軌道上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度小于在橢圓轉(zhuǎn)移軌道
上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速度.Vi<V2,
沿轉(zhuǎn)移軌道剛到達(dá)Q點(diǎn)速率為V3,在Q點(diǎn)點(diǎn)火加速之后進(jìn)入圓軌道,
速率為V4,所以在衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度小于在圓軌
道上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的速度,即V3VV4,
根據(jù)嗯
r
得,V零,知同步軌道的半徑大于近地軌道的半徑,則V1>V4.
綜上可知V2>V1>V4>V3
故選:D
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道變軌的原理,以及掌握萬(wàn)有引力提供向
心力,并能靈活運(yùn)用.
8.如圖所示,從傾角為e的足夠長(zhǎng)的斜面頂端P以速度V。拋出一個(gè)
小球,落在斜面上某處Q點(diǎn),小球落在斜面上的速度與斜面的夾角
為a,若把初速度變?yōu)?v0,則以下說(shuō)法正確的是()
A.小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
B.夾角a將變大
C.PQ間距一定大于原來(lái)間距的3倍
D.夾角a與初速度大小有關(guān)
【考點(diǎn)】43:平拋運(yùn)動(dòng).
【分析】小球落在斜面上,根據(jù)豎直位移與水平位移的關(guān)系求出小球
在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,從而得出PQ間的變化.結(jié)合速度方向與水平方
向夾角正切值和位移與水平方向夾角正切值的關(guān)系,判斷夾角與初速
度的關(guān)系.
12
【解答】解:A、根據(jù){-8=2".=gt得,小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
vot2v0
2v0tan9
t=―g一,若初速度增大為原來(lái)的2倍,則小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,故A正確.
B、平拋運(yùn)動(dòng)在某時(shí)刻速度方向與水平方向夾角的正切值是位移與水
平方向夾角正切值的2倍,因?yàn)槲灰品较虿蛔?,則速度方向不變,可
知夾角a不變,與初速度無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤.
v2
02vntan?
C、PQ的間距s=云于二g\se,初速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則間距
變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,故C正確.
故選:AC.
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)
動(dòng)規(guī)律,知道某時(shí)刻速度方向與水平方向夾角正切值是位移與水平方
向夾角正切值的2倍這一結(jié)論.
9.一質(zhì)量為m的物體做平拋運(yùn)動(dòng),在兩個(gè)不同時(shí)刻的速度大小分別
為Vi、V2,時(shí)間間隔為At,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,則關(guān)于
△t時(shí)間內(nèi)發(fā)生的變化,以下說(shuō)法正確的是()
A.速度變化大小為gZ\t,方向豎直向下
B.動(dòng)量變化量大小為aPum(V2-V1),方向豎直向下
C.動(dòng)量變化量大小為△P=mg^t,方向豎直向下
22
D.動(dòng)能變化為△£!<='%!(v2-V1)
【考點(diǎn)】53:動(dòng)量守恒定律.
【分析】平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),加速度為g,由△v=gat求速
度的變化量.由動(dòng)量定理求動(dòng)量的變化量.根據(jù)動(dòng)能的概念求動(dòng)能的
變化量.
【解答】解:A、平拋運(yùn)動(dòng)的加速度為g,所以速度變化量△v=a?ZSt=g?
△t,方向豎直向下.故A正確;
B、動(dòng)量是矢量,應(yīng)根據(jù)平行四邊形定則求動(dòng)量變化量大小,根據(jù)數(shù)
學(xué)知識(shí)知,△P=m^v>m(V2-V1),方向豎直向下,故B錯(cuò)誤;
C、由動(dòng)量定理得:動(dòng)量變化量大小為△P=mgat,方向豎直向下.故
C正確;
D、物體的質(zhì)量為m,初速度大小為vi,末速度大小為V2,則動(dòng)能變
22
^^△Ek=7mv2-(v2-v?),故D正確.
故選:ACD
【點(diǎn)評(píng)】解決本題時(shí)要明確平拋運(yùn)動(dòng)的加速度為g,動(dòng)量是矢量,應(yīng)
根據(jù)平行四邊形定則或動(dòng)量定理求動(dòng)量變化量大小.
10.如圖所示,帶有光滑豎直桿的三角形斜劈固定在水平地面上,放
置于斜劈上的光滑小球與套在豎直桿上的小滑塊用輕繩連接,開(kāi)始時(shí)
輕繩與斜劈平行.現(xiàn)給小滑塊施加一個(gè)豎直向上的拉力,使小滑塊沿
桿緩慢上升,整個(gè)過(guò)程中小球始終未脫離斜劈,則有()
A.小球?qū)π迸膲毫ο葴p小后增大
B.輕繩對(duì)小球的拉力逐漸增大
C.豎直桿對(duì)小滑塊的彈力先增大后減小
D,對(duì)小滑塊施加的豎直向上的拉力逐漸增大
【考點(diǎn)】2H:共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用;2G:力的合成與分解的
運(yùn)用.
【分析】先對(duì)小球受力分析,受重力、支持力和細(xì)線(xiàn)的拉力,其中支
持力的方向不變,拉力方向改變,根據(jù)平衡條件并結(jié)合圖示法分析支
持力和拉力的變化情況;然后對(duì)球和滑塊整體分析,根據(jù)平衡條件列
式分析.
【解答】解:AB、對(duì)小球受力分析,受重力、支持力和細(xì)線(xiàn)的拉力,
如圖所示:
根據(jù)平衡條件可知,細(xì)線(xiàn)的拉力T增加,支持力N減小,根據(jù)牛頓第
三定律,球?qū)π泵娴膲毫σ矞p??;
故A錯(cuò)誤,B正確;
CD、對(duì)球和滑塊整體分析,受重力、斜面的支持力N,桿的支持力NT
拉力F,如圖所示:
根據(jù)平衡條件,有:
水平方向:Nz=Nsin0
豎直方向:F+Ncos0=G
由于N減小,故M減小,F(xiàn)增加;
故C錯(cuò)誤,D正確;
故選:BD
【點(diǎn)評(píng)】本題考查共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用,關(guān)鍵是正確選擇采用整體
法和隔離法,靈活地選擇研究對(duì)象,然后根據(jù)平衡條件并結(jié)合圖示法
和正交分解法分析即可.
通常在分析外力對(duì)系統(tǒng)作用時(shí)一,用整體法;在分析系統(tǒng)內(nèi)各物體之間
的相互作用時(shí),用隔離法.有時(shí)在解答一個(gè)問(wèn)題時(shí)要多次選取研究對(duì)
象,需要整體法與隔離法交叉使用.
11.如圖所示,一水平方向足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定的速度V1沿順時(shí)
針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng),一物體以水平速度V2從右端滑上傳送帶后,經(jīng)過(guò)一段
時(shí)間又返回光滑水平面,此時(shí)速率為V/,則下列說(shuō)法正確的是
()
—?V\---
//////////////
A.若V1<V2,則V2'=V1B.若V1>V2,則V2'=V2
C.不管V2多大,總有V2'=V2D.只有V1=V2時(shí),才有V2'=V2
【考點(diǎn)】37:牛頓第二定律;1E:勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)
系.
【分析】物體由于慣性沖上皮帶后,受到向右的滑動(dòng)摩擦力,減速向
左滑行,之后依然受到向右的滑動(dòng)摩擦力,會(huì)繼續(xù)向右加速,然后分
V]大于、等于、小于V2三種情況分析.
【解答】解:由于傳送帶足夠長(zhǎng),物體減速向左滑行,直到速度減為
零,然后物體會(huì)在滑動(dòng)摩擦力的作用下向右加速,分三種情況討論:
①如果Vi>V2,物體會(huì)一直加速,當(dāng)速度大小增大到等于V2時(shí)一,物體
Z
恰好離開(kāi)傳送帶,有V2=V2;
②如果V1=V2,物體同樣會(huì)一直加速,當(dāng)速度大小增大到等于V2時(shí)、
物體恰好離開(kāi)傳送帶,有V\=V2;
③如果V1<V2,物體會(huì)先在滑動(dòng)摩擦力的作用下加速,當(dāng)速度增大到
等于傳送帶速度時(shí),物體還在傳送帶上,之后不受摩擦力,故物體與
Z
傳送帶一起向右勻速運(yùn)動(dòng),有V2=V1;
故選AB.
【點(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是對(duì)于物體返回的過(guò)程分析,物體可能一直加速,
也有可能先加速后勻速運(yùn)動(dòng).
12.如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)硬桿A一端固定小球B,另一端固定在
水平轉(zhuǎn)軸0上,現(xiàn)使輕桿A繞轉(zhuǎn)軸0在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),輕桿A
與豎直方向夾角a從0°增加到180。的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是
A.小球B受到的合力的方向始終沿著輕桿A指向軸0
B.當(dāng)a=90。時(shí)小球B受到輕桿A的作用力方向豎直向上
C.輕桿A對(duì)小球B做負(fù)功
D.小球B重力做功的功率不斷增大
【考點(diǎn)】4A:向心力;63:功率、平均功率和瞬時(shí)功率;66:動(dòng)能定
理的應(yīng)用.
【分析】小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由合力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,根據(jù)
合力的方向確定輕桿對(duì)球B的作用力方向,根據(jù)功能關(guān)系分析輕桿A
對(duì)B球的做功情況.重力瞬時(shí)功率P=mgvcos6,8為mg與v之間的
夾角.根據(jù)這些知識(shí)分析.
【解答】解:A、小球B做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由合力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向
心力,始終指向圓心,所以小球B受到的合力的方向始終沿著輕桿A
指向軸0,故A正確.
B、當(dāng)a=90。時(shí)桿水平,此時(shí)輕桿A對(duì)小球B有水平向左的拉力,該
拉力提供小球B的向心力,豎直方向上輕桿A對(duì)小球B的支持力與
重力相平衡,所以輕桿對(duì)小球的作用力方向斜向左上方,則小球B受
到輕桿A的作用力方向斜向右下方,故B錯(cuò)誤.
C、輕桿A與豎直方向夾角a從0。增力口至I」180。的過(guò)程中,小球B的動(dòng)
能變化量,重力勢(shì)能減小,則球B的機(jī)械能減小,由功能原理知,輕
桿A對(duì)小球B做負(fù)功.故C正確.
D、重力瞬時(shí)功率P=mgvcos8=mgVy,Vy是豎直分速度,Vy先增大后減
小,故重力對(duì)B做功的功率先增大后減小,故D錯(cuò)誤.
故選:AC
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道桿子與繩子的區(qū)別,知道桿子對(duì)球的作
用力不一定沿桿.會(huì)運(yùn)用功能原理判斷桿子做功情況.
二.填空題(共2小題,每小題10分,共20分)
13.(10分)(2017春?黃陵縣校級(jí)期末)某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲
驗(yàn)證”動(dòng)能定理〃,他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他
們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線(xiàn)、復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、小木
塊、細(xì)沙、刻度尺.當(dāng)滑塊連接上紙帶,用細(xì)線(xiàn)通過(guò)滑輪掛上空的小
沙桶時(shí),釋放小桶,滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài).若你是小組中的一位成員,
要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn),貝I」:
(1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有天平.
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本
相等,沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足的實(shí)驗(yàn)條件是沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)
小于滑塊的質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是平衡摩擦力.
(3)在(2)的基礎(chǔ)上,某同學(xué)用天平稱(chēng)量滑塊的質(zhì)量M.往沙桶中
裝入適量的細(xì)沙,用天平稱(chēng)出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量m.讓沙桶帶動(dòng)
滑塊加速運(yùn)動(dòng),用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況,在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的
紙帶上取兩點(diǎn),測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小V1與V2(V1
<v2).則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為mgLSlVh/-[MVI2
(用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量).
紙帶打圾器J塊細(xì)等胃
小沙桶
【考點(diǎn)】MJ:探究功與速度變化的關(guān)系.
【分析】(1)該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證拉力做的功與滑塊動(dòng)能的變化是否相等,
從而驗(yàn)證動(dòng)能定理.根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理來(lái)分析需要的器材;
(2)實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力,使滑塊受到的合力等于沙和沙桶的重力;
只有在滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和沙桶總質(zhì)量的情況下,才可近似認(rèn)為滑塊
受到的拉力等于沙和沙桶的重力.
(3)將滑塊的瞬時(shí)速度,代入動(dòng)能定理表達(dá)式即可正確解題.
【解答】解:(1)在實(shí)驗(yàn)中,需要測(cè)量滑塊、沙和沙桶的質(zhì)量,所
以還需要天平.
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本
相等,需要保證沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量,即M>>m,
實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要平衡滑塊受到的摩擦力.
(3)由動(dòng)能定理得:W=AEK,拉力做的功:W=mgL,
22
則實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:mgL=1Mv2-|MV1;
故答案為:(1)天平,(2)沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量,
平衡摩擦力;⑶mgL=*Mv22-
【點(diǎn)評(píng)】該題考查了力學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作和數(shù)據(jù)處理,正確解答這些
問(wèn)題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理,提高應(yīng)用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的
能力.
14.(10分)(2016?杭州模擬)用如圖1實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證mi、m2組
成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.m2從高處由靜止開(kāi)始下落,mi上拖著的紙帶
打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定
律.圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每
相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2
所示.已知mi=50g、m2=150g,則(g取lOm/s2,結(jié)果保留兩位有效
數(shù)字)
圖2
(1)在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度丫=2.4m/s;
(2)在打點(diǎn)0?5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量0.576J,系統(tǒng)勢(shì)能
的減少量0.600J,由此得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍
內(nèi),系統(tǒng)機(jī)械能守恒;
(3)若某同學(xué)作出看/2-h圖象如圖3,則當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g=
9.7m/s2.
【考點(diǎn)】MD:驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.
【分析】根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出計(jì)
數(shù)點(diǎn)5的瞬時(shí)速度,從而得出動(dòng)能的增加量,結(jié)合下降的高度求出重
力勢(shì)能的減小量.
根據(jù)機(jī)械能守恒得出看/2-h的關(guān)系式,結(jié)合圖線(xiàn)的斜率求出當(dāng)?shù)氐?/p>
重力加速度.
【解答】解:(1)在紙帶上打下記數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度
?_x46(21.60+26.40)X10-2,「
v-斤二-------6^-------^=2.4m/s.
(2)則打點(diǎn)0?5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△
EK=/(叫+n>2)/弓)。2X2.42=0.576J.
系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量△EP=(m2-mi)gh=0.1X10X(0.216+0.384)
=0.600J,
在誤差允許的范圍內(nèi),系統(tǒng)機(jī)械能守恒.
1n
(3)根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得,(m2-in1)gh=y(in1+in2)v,解得
12Iri2-Iril,
ID2F15.82
圖線(xiàn)的斜率k=^y§=r2o-,
解得g=9.7m/s2.
故答案為:(1)2.4;
(2)0.576,0.600,在誤差允許的范圍內(nèi),系統(tǒng)機(jī)械能守恒.
(3)9.7.
【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法,會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)
速度,從而得出系統(tǒng)機(jī)械能的增加量,以及通過(guò)下降的高度求出系統(tǒng)
重力勢(shì)能的減小量.
三.論述、計(jì)算題(本題共2小題,共32分.解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字
說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫(xiě)出最后答案不能得分,有數(shù)值計(jì)
算的題,答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)
15.(15分)(2017春?瓦房店市校級(jí)期末)在光滑水平面上靜置有
質(zhì)量均為m的木板AB和滑塊CD,木板AB上表面粗糙.動(dòng)摩擦因數(shù)
為山滑塊CD上表面是光滑的!圓弧,其始端D點(diǎn)切線(xiàn)水平且在木
板AB上表面內(nèi),它們緊靠在一起,如圖所示.一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊
P,質(zhì)量也為m,從木板AB的右端以初
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