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2021-2022高二物理下学期新教材暑假作业6力学综合测试
2021-2022高二物理下学期新教材暑假作业6力学综合测试
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6力学综合测试一、选择题:第1~10题为单选题,第11~14题为多选题。1.日常生活、生产中,常常需要将物体水平移动。一重量为G的物体与水平面间动摩擦因数为0.75,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力,则要使该物体沿该水平面做匀速直线运动的最小拉力为( )A.0.75GB.0.6GC.0.5GD.0.3G2.小明在一匀速上升的电梯内,观察到电梯顶部有一螺丝因松动而掉落,已知电梯顶部离电梯地板的高度为2.45m,电梯匀速上升的速度大小为2m/s,不考虑空气阻力的影响,g取10m/s2,则螺丝从电梯顶部掉落到地板上的时间为( )A.0.48sB.0.7sC.1.12sD.0.32s3.一个大理石球固定在水平地面上,一只小蚂蚁正缓慢从图中A点沿圆弧爬向最高点B点,在此过程中( )A.大理石球对小蚂蚁的支持力将变大B.大理石球对小蚂蚁的摩擦力将变大C.大理石球对小蚂蚁的合力将变大D.大理石球对地面的压力将变大4.2021年8月,我国16岁的滑板选手曾文惠成为第一位进入奥运会滑板决赛的中国运动员。曾文惠在某次训练中从滑板上跳起经过一段时间又落到滑板上,若其重心轨迹如图中实线所示,轨迹上有a、b、c三点,且a、c在同一水平线上,b为最高点,不计空气阻力,将曾文惠视为质点,则曾文惠在空中运动过程中( )A.做匀变速曲线运动B.先超重后失重C.在最高点时速度为零D.从a到b与从b到c的过程中速度的变化量不同5.如图所示,若船用缆绳固定,人恰好可以从船头跳上岸;撤去缆绳,人仍然恰好可以从船头跳上岸。已知两次从离开船到跳上岸所用时间相等,人的质量为60kg,船的质量为120kg,不计水和空气阻力,忽略人竖直方向的运动,则两次人消耗的能量之比为( )A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.2∶3\n6.如图甲所示,用一轻质绳拴着一质量为m的小球,在竖直平面内做圆周运动(不计一切阻力),小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T,小球在最高点的速度大小为v,其T-v2图像如图乙所示,则( )A.轻质绳长为B.当地的重力加速度为C.当时,轻质绳的拉力大小为D.当时,小球受到的弹力大于重力7.北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,中国始终秉持和践行“中国的北斗,世界的北斗”的发展理念,服务“一带一路”建设发展,积极推进北斗系统国际合作。北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星(GEO,绕行周期24小时)、倾斜地球同步轨道卫星(IGSO,绕行周期24小时)和中圆地球轨道卫星(MEO,绕行周期12小时)组成。下列关于以上三类北斗卫星的说法正确的是( )A.MEO卫星运行的线速度最大,且大于第一宇宙速度B.GEO卫星与IGSO卫星运行周期相同,所以线速度也相同C.GEO卫星的向心加速度大于MEO卫星的向心加速度D.IGSO卫星的轨道半径是MEO卫星轨道半径的倍8.高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳(质量忽略不计)的一端系在双脚上,另一端固定在高处的跳台上,运动员无初速地从跳台上落下。若不计空气阻力,则( )A.弹性绳开始伸直时,运动员的速度最大B.从弹性绳开始伸直到最低点的过程中,运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和不断增大C.整个下落过程中,重力对运动员的冲量与弹性绳弹力对运动员的冲量相同D.整个下落过程中,重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功\n9.迪斯科转盘是游乐场内常见的娱乐设施,当转盘转速增大时,盘上的人容易滑动起来,因其有惊无险受到许多游客喜爱。如图所示是转盘示意图,转盘可绕转轴转动,转轴与水平方向成θ角。某段时间内,转盘垂直转轴且绕轴匀速转动。某时刻,三位游客(均可视为质点)在圆盘上的位置如图所示,小张恰坐在圆盘中心处,小王和小李分别坐在离转轴相等距离位置。如果游客均相对转盘保持静止,则下列说法正确的是( )A.若小张的质量为m,则他对圆盘的压力可表示为mgcosθB.小王此时有沿圆盘向下滑的趋势,所以一定受到沿斜面向上的摩擦力C.小李从此位置随圆盘转过一整圈的过程中机械能守恒D.如果转盘转速加快,小王和小李有可能滑动,但小张一定不会滑动10.一汽车在平直公路上以20kW的功率行驶,t1时刻驶入另一段阻力恒定的平直公路,其v-t图象如图所示,已知汽车的质量为2×103kg。下列说法中错误的是( )A.t1前汽车受到的阻力大小为2×103NB.t1后汽车受到的阻力大小为2×103NC.t1时刻汽车加速度大小突然变为1m/s2D.t1~t2时间内汽车的平均速度小于7.5m/s211.冰壶比赛是北京冬奥会的比赛项目之一,运动员把冰壶沿水平冰面投出,冰壶仅在摩擦力作用下自由滑行,比赛过程中可在冰壶运动前方用毛刷来回擦扫冰面,减少冰面的动摩擦因数以调节冰壶的滑行距离。某场比赛中,一运动员以v0的速度投掷冰壶,冰壶和冰面的动摩擦因数为μ,冰壶能在冰面上滑行s的距离,若在冰壶速度减为时开始持续擦扫冰面,则冰壶能再滑行的距离。冰壶的运动可视为直线运动,已知重力加速度为g,则擦扫后冰壶与冰面的动摩擦因数μ'为( )A.B.C.D.\n12.2021年5月15日“祝融号”火星车成功软着陆火星表面,是我国航天事业发展中具有里程碑意义的进展。此前我国“玉兔2号”月球车首次实现月球背面软着陆,若“祝融号”的质量是“玉兔2号”的K倍,火星的质量是月球的N倍,火星的半径是月球的P倍,火星与月球均视为球体,则( )A.火星的平均密度是月球的倍B.火星对“祝融号”引力的大小是月球对“玉兔2号”引力的倍C.火星的第一宇宙速度是月球的倍D.火星的重力加速度大小是月球表面的倍13.如图所示,a、b两点在同一竖直线上,现同时分别在a、b两点抛出两个小球甲、乙,甲球的速度大小为v甲,方向水平向右,乙球的速度大小为v乙,方向与水平方向的夹角为60°斜向右上方,两球在c点(未画出)相碰。已知碰前瞬间乙球速度方向水平,则下列判断正确的是( )A.a、c两点竖直方向的距离大于b、c两点竖直方向的距离B.甲,乙两球相碰前瞬间甲球的速率与乙球速率相等C.甲、乙两球自抛出至相碰前瞬间速度变化相等D.甲、乙两球抛出时的速度大小v甲与v乙之比为1∶214.如图1所示,轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m可视为质点的小球,从离弹簧上端高为x0处由静止下落,接触弹簧后继续向下运动。若以小球开始下落的位置为坐标原点,沿竖直向下建立坐标轴Ox,作出小球的加速度a随小球位置坐标x的变化关系如图2所示,弹簧被压缩至最低点时小球所在位置坐标为x2,不计空气阻力,重力加速度为g。以下判断正确的是( )A.弹簧的劲度系数B.弹簧的劲度系数C.x2=2x1-x0D.二、解答题\n15.用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始下落。(1)关于本实验,下列说法正确的是______(填字母代号)。A.应选择质量大、体积小的重物进行实验B.释放纸带之前,纸带必须处于竖直状态C.先释放纸带,后接通电源(2)实验中,得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O(O点与下一点的间距接近2mm)的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从打О点到B点的过程中,重物的重力势能变化量ΔEp=______,动能变化量ΔEk=________。(用已知字母表示)(3)某同学用如图丙所示装置验证机械能守恒定律,将力传感器固定在天花板上,细线一端系着小球,一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放,到达最低点时力传感器显示的示数为F0。已知小球质量为m,当地重力加速度为g。在误差允许范围内,当满足关系式_______时,可验证机械能守恒。16.如图所示为一种叫“控子”的游戏:让小滑块从A点由静止释放,游戏者通过控制BD段上C点的位置来改变可控区域CD的长度,让滑块在可控区域内停止,停止的位置距离D点越近,成绩越高。已知轨道AB、BD可视为斜面,AB长0.5m,BD长2m,滑块在段加速下滑时加速度大小a1=4m/s2,在BC段加速下滑时加速度大小a2=1m/s2,在可控区域CD段减速时加速度大小a3=3m/s2,滑块在B点、C点前后速度大小不变,求:(1)滑块到达B点的速度大小;(2)游戏者得分最高时,可控区域的长度。17.如图所示,从A点以v0=4m/s的水平速度抛出一质量m=1kg\n的小物块(可视为质点),当小物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入固定的光滑圆弧轨道BC,经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在光滑水平面的长木板上,圆弧轨道C点切线水平。已知长木板的质量M=4kg,A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m,h=0.15m,R=0.75m,小物块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.5,g=10m/s2求:(1)抛出点到B点的水平位移的大小;(2)小物块滑动至C点时,对圆弧轨道C点的压力大小;(3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板。\n答案与解析1.【答案】B【解析】设物体沿水平面做匀速直线运动时拉力大小为F,拉力方向与水平方向夹角为,水平面对物体的支持力大小为,如图所示,由平衡条件有,,联立解得,由几何知识可知,当时,F有最小值,故选B。2.【答案】B【解析】电梯做匀速直线运动,以电梯为参考系,由,可得t=0.7s,故选B。3.【答案】A【解析】设蚂蚁质量为m,小蚂蚁受力分析如图所示,小蚂蚁缓慢爬行,处于动态平衡状态,由平衡条件可知:大理石球对小蚂蚁的支持力,大理石球对小蚂蚁的摩擦力,从A向B爬行过程中,逐渐减小,减小,增大,所以变大,变小,A正确,B错误;小蚂蚁缓慢爬行,处于动态平衡状态,大理石球对小蚂蚁的合力始终与小蚂蚁重力平衡,不变,C错误;将大理石球和小蚂蚁看成整体,大理石球对地面的压力始终等于两者重力之和,不变,D错误。4.【答案】A【解析】曾文惠在空中只受重力作用,运动过程中加速度不变,等于重力加速度g,方向竖直向下,做匀变速曲线运动且运动过程中处于失重状态,故A正确,B错误;在最高点速度不为0,有水平方向的速度,故C错误;根据斜抛运动的对称性,从a到b和b到c时间相同(竖直方向就是类竖直上抛上升和下落回到抛出点的过程),由,可知速度的变化量相同,故D错误。\n5.【答案】D【解析】假设缆绳固定时人跳出的速度为,则人消耗的能量,撤去缆绳后,人跳出的速度仍为,由动量守恒,人消耗的能量,代入数据可得,故选D。6.【答案】A【解析】设轻质绳长为R,由牛顿第二定律可知,小球在最高点满足,即,由图乙可知,,所以,,故A正确,B错误;当时,有,将g和R的值代入得,故C错误;当时,由,可得,故小球受到的拉力与重力相等,故D错误。7.【答案】D【解析】第一宇宙速度是环绕地球做圆周运动的物体的最大速度,所以MEO卫星运行的线速度不可能大于第一宇宙速度,故A错误;GEO卫星与IGSO卫星运行周期相同,所以线速度大小相同,故B错误;根据万有引力提供向心力得,得,,可知GEO卫星的轨道半径大于MEO卫星的轨道半径,则GEO卫星的向心加速度小于MEO卫星的向心加速度,故C错误;根据,得,可知IGSO卫星的轨道半径是MEO卫星轨道半径的倍,故D正确。8.【答案】D【解析】当弹性绳的弹力大小等于重力时,运动员的速度最大,A错误;由于运动员和弹性绳组成的系统,机械能守恒,即动能、重力势能与弹性绳的弹性势能之和保持不变,由于从弹性绳开始伸直到最低点的过程中,运动员的动能先增加后减小,因此重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增加,B错误;根据动量定理,由于初、末状态,动量均为零,因此重力对运动员的冲量与弹性绳弹力对运动员的冲量大小相等,方向相反,C\n错误;根据动能定理,由于初、末状态动能均为零,因此重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功,D正确。9.【答案】D【解析】对小张受力分析如图,可知若小张的质量为m,则他对圆盘的压力可表示为mgsinθ,故A错误;由于不清楚角速度的大小,无法判断小王此时所受的摩擦力的方向,故B错误;小李从此位置随圆盘转过一整圈线速度大小不变,动能不变,重力势能不断改变,所以机械能不守恒,故C错误;如果转盘转速加快,小王和小李所需的向心力发生改变,小王和小李有可能滑动,小张的转动半径为0,向心力为0,所以始终保持静止状态,故D正确。10.【答案】B【解析】由图可知,汽车在t1时刻前做匀速运动,阻力等于牵引力,则阻力大小,故A正确;由图可知,汽车在另一平直公路上最终还是匀速运动,速度大小为,阻力等于牵引力,则阻力大小,故B错误;在时刻,根据牛顿第二定律有,解得,则t1时刻汽车加速度大小突然变为,故C正确;假如t1~t2时间内,汽车做匀减速直线运动,则平均速度,由图可知,汽车做非匀减速直线运动,且在t1~t2时间内的位移小于做匀变速直线运动的位移,则平均速度小于,故D正确。故选B。11.【答案】AC【解析】未擦扫时,根据牛顿第二定律,根据速度位移关系,若在冰壶速度减为时开始持续擦扫冰面,减为之后,根据牛顿第二定律,根据速度位移关系,联立可解得,,故选AC。12.【答案】BC【解析】根据密度表达式,则,A错误;根据万有引力定律,,B正确;根据,可得第一宇\n宙速度的表达式,,C正确;根据,可得重力加速度的表达式,,D错误。13.【答案】CD【解析】两球在空中都做匀变速运动,自抛出至相碰前两球飞行时间相等,由,C正确;乙在竖直方向做匀减速运动,末速度为零,甲、乙竖直方向位移大小均可表示为,得两者相遇时竖直方向位移大小相等,故A错误;两球能相碰,则水平位移相等,得水平速度相等,即,所以与之比为1:2,故D正确;碰撞前甲、乙水平速度相等,竖直方向甲的速度不为零,故B错误。14.【答案】AD【解析】由图2可知,解得,故A正确,B错误;C小球落到弹簧上有初速度,从接触弹簧到最低点,以x1为分界点,上下压缩量不对称,即,,故C错误;从初始位置到最低点,由能量守恒可得,即,解得,故D正确。15.【答案】(1)AB (2) (3)【解析】(1)重物体积小,所受空气阻力小,质量越大,空气阻力引起的相对误差就越小,所以应选择质量大、体积小的重物进行实验,故A正确;为减小纸带与限位孔间的摩擦,释放纸带之前,纸带必须处于竖直状态,故B正确;由实验步骤可知,应先接通电源,当打点计时器工作稳定后,再释放纸带,故C错误。(2)由重力做功与重力势能的关系可知,从打O点到B点的过程中,重物的重力势能变化量,由平均速度解得打B点时重物的瞬时速度,该过程的动能增量,所以。(3)在最低点,由牛顿第二定律可得,解得,球\n由静止释放到达最低点过程中,若满足机械能守恒,则有,联立解得,解得。16.【解析】(1)设滑块在B点时速度大小为,则由运动学规律知代入数值解得。(2)滑块在C点进入可控区域,从B到C,由运动学规律知从C恰好到D,由运动学规律知联立并代入数值解得。17.【解析】(1)设物块从A到B运动时间为t,小物块由A到B竖直方向为自由落体运动,则有抛出点到B点水平方向为匀速直线运动,则AB水平位移为。(2)设物块到达C点速度为vC,则A到C由动能定理可得设在C点时轨道对物块支持力为FN,小物块在C点由牛顿第二定律可得解得FN≈47.3N由牛顿第三定律可得小物块对圆弧轨道C点的压力为F压=FN=47.3N。(3)物块滑上长木板后,物块与木板系统动量守恒,设物块与长木板共速时为v,则由动量守恒可得由能量守恒可得解得L=2.24m。
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高中 - 物理
发布时间:2022-07-09 19:54:04
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文章作者:随遇而安
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