精品解析：上海市上海中学东校2024-2025学年高一下学期期末物理试卷

上海中学东校2024学年度第二学期学期素质评估 高一物理B （满分：110分 时间：60分钟） 一、选择题（每小题只有一个正确答案，共40分。第1-10小题，每小题3分，第11-15小题，每小题4分。） 1. 功的数值有正、负，这表示（　　） A. 功是矢量，有方向性 B. 功有大小，正功大于负功 C. 功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功 D. 功的正、负与重力势能的正、负所代表的意义是相同的 2. 有关恒星，下列说法中正确的是（　　） A. 一颗恒星的寿命取决于它的形状 B. 质量大的恒星可用以燃烧的核燃料较多，因此它们的寿命比较长 C. 当恒星步入“老年时期”，恒星的核心将开始收缩，而其外层部分则开始膨胀就会成为一颗红色的巨星或超巨星 D. 巨星和超巨星可能爆炸成为超大巨星 3. 下列物体的运动，不能在牛顿力学框架下得到解释的是（　　） A. 中子星 B. 人造卫星 C. 飞行的鸟 D. 射出的子弹 4. 如图所示，在竖直平面内固定一个粗糙的半圆形细管，、为细管上的两点，点与圆心等高，点为细管最低点。一个小球从点匀速率滑到点。小球从点滑到点的过程中，关于小球，下列说法正确的是（　　） A. 合力做功为零 B. 重力做功功率一直增大 C. 机械能不变 D. 机械能增大 5. 下列表达式中可能表示功率的是（　　） A. B. C. D. 6. A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在以速度和朝相反方向飞行的飞行器中，且，地面上观察者认为走得最快和最慢的时钟分别是（　　） A. B和C B. A和C C. B和A D. C和A 7. 在飞机发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题，在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是（　　） A. 改变机翼的固有频率，使其与受迫振动的频率接近 B. 防止共振现象的产生 C. 使机翼更加牢固 D. 加大飞机的惯性 8. 主动降噪耳机会在耳机检测到噪音声波后（实线），发出一列新的波（虚线）进入耳朵以降低噪音，则新的波与噪音波（　　） A. 波速相同，波的图像如图a B. 波速相同，波的图像如图b C. 波速不同，波的图像如图a D. 波速不同，波的图像如图b 9. 质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车瞬时加速度的大小为（ ） A. B. C. D. 10. 如图为某一时刻波源在水槽中形成的水波，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的频率相同，振幅相同，则下列说法正确的是（　　） A. 在两波相遇的区域中不会产生干涉 B. 三点位移始终最大，等于两列波的振幅之和 C. d点的振动始终加强，a点的振动始终减弱 D. 从此刻再经过四分之一个周期，a、b、c、d四点的位移均为零 11. 如图所示为某物体沿一直线做简谐运动的图像，则下列说法中正确的是（　　） A. 和，合外力做功不相同、合外力的冲量相同 B. 和，合外力做功不相同、合外力冲量相同 C. 和，合外力做功相同、合外力的冲量也相同 D. 和，合外力做功相同、合外力的冲量不相同 12. 如图所示，长为的光滑水平面左端为竖直墙壁，右端与半径为的光滑圆弧轨道相切于点。一质量为的小球从圆弧轨道上离水平面高为h（）的A点由静止开始下滑，则小球第一次运动到墙壁点所需的时间为（　　） A. B. C. D. 13. 在发波水槽的底部放置一块玻璃板，将水槽分为分为不同深浅的两个部分A、B。一列水波从深水区A 入射到浅水区B时发生了折射的情况如图所示。图中实线表示 A 区域水波的波峰，波速为v1 ，频率为f1，与分界面的夹角为α。虚线表示B区域水波的波峰，波速为v2，频率为f2，与分界面的夹角为β。由图可推得（　　） A. f₁<f₂ B. v₁=v₂ C. D. 14. 如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6s时的波形图，波的周期T＞0.6s，则以下说法正确的是（　　） A. 在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置 B. 在t＝0.9s时，P点沿y轴正方向运动 C. t＝0s至t＝0.4s，P点经过的路程为4m D. 波的周期为2.4s 15. 如图所示，周期为T的弹簧振子的平衡位置O为坐标轴的原点建立O-x轴。小球相对平衡位置O的位移x与时间t的图像如图所示。设小球的加速度为a，动能为Ek，弹性势能为Ep，弹簧对小球做功功率的大小为P，能正确描述小球运动的图像是（　　） A. B. C. D. 二、综合题（共60分，16题17分，17题18分，18题25分） 用单摆测量重力加速度的大小 16. 实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。 （1）下列最合理装置是______。 A. B. C. D. （2）为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的有______。 A. 测量摆长时，应测量水平拉直后摆线长 B. 在摆球运动过程中，悬点尽量不要系得太紧 C. 摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大 D. 测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时 （3）某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。由于没有合适的摆球，于是他找到了一块鸡蛋大小、外形不规则的大理石块代替小球进行实验。如图1所示，实验过程中他先将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。然后利用刻度尺测出OM间细线的长度l作为摆长，利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后，他作出的图像如图2所示。该图像的斜率为______。 A. g B. C. D. （4）由此得出重力加速度的测量值为______。（取3.14，计算结果保留三位有效数字） （5）实验中，该同学测量摆长使用绳长，而非悬点到石块重心之间的距离，这对重力加速度测量结果的影响是：测量值______真实值。（填“>”、“=”、“<”） 青蛙捕食 17. 青蛙一种两栖类动物，主要以昆虫为食，通常采用潜伏式捕食、追逐式捕食和粘附式捕食等多种方式捕捉食物。 （1）如图甲，青蛙能快速伸出舌头，准确捕捉猎物。某次捕食时，其舌头伸出10cm，且在0.07s内就粘住猎物，估算该青蛙舌尖弹射的加速度大小约为______，其理由是将舌尖的运动简化为______运动。（结果保留两位小数） （2）跳跃是青蛙捕捉猎物的有效手段（重力加速度为g）。一只青蛙质量为m，由静止起从地面竖直向上跳起，经时间t其后腿与地面分离，分离时青蛙速度大小为v，则起跳过程中地面对青蛙作用力的冲量大小为______。 （3）青蛙在平静的水面上持续鸣叫引起水面持续振动，形成的水面波近似为简谐横波。如图乙，O处为波源，实线圆和虚线圆分别表示水面波相邻的波峰和波谷，其周期为T，在水面波的传播方向上的A点处有一片树叶停在水面。 ①若相邻实线圆与虚线圆的半径之差为L，水面波的传播速度大小为______。 ②树叶在时刻运动到平衡位置下方最低点，已知，则在时，树叶位于平衡位置的______。 A．上方，且速度在增大 B.上方，且速度在减小 C.下方，且速度在增大 D.下方，且速度在减小 建筑工地的力学之美 18. 建筑工地中有着物理力学的丰富应用，请回答下列有关问题： （1）承重墙中的“重”是指______。 A. 重力 B. 质量 C. 万有引力 D. 加速度 （2）建筑工地上有质量的重锤，可以用来打桩。起重机将重锤以恒定功率吊起，重锤加速度a和速度v的倒数图像如图。该恒定功率为______W，若将重锤吊起的高度为20m时，重锤达到了最大速度，所用时间为______s。 （3）（计算题）建筑工地上有质量的重锤，可以用来打桩。钢筋混凝土桩的质量，现把重锤升高，然后自由落下打击桩，混凝土桩经停止运动，碰撞过程是完全非弹性碰撞，求： ①分别求出重锤打到桩前后的瞬间的速度大小； ②碰撞后重锤和混凝土桩一起向下运动，混凝土桩在向下运动的过程中受到的平均阻力大小； ③打桩的效率（用于推进桩的能量与锤打击桩的能量之比）； ④若碰撞过程是弹性碰撞，其他条件不变，混凝土桩向下运动过程中受到的平均阻力大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 上海中学东校2024学年度第二学期学期素质评估 高一物理B （满分：110分 时间：60分钟） 一、选择题（每小题只有一个正确答案，共40分。第1-10小题，每小题3分，第11-15小题，每小题4分。） 1. 功的数值有正、负，这表示（　　） A. 功是矢量，有方向性 B. 功有大小，正功大于负功 C. 功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功 D. 功的正、负与重力势能的正、负所代表的意义是相同的 【答案】C 【解析】 【详解】A．功是标量，其正负仅表示做功的性质（力对物体做功或物体克服力做功），而非方向，故A错误； B．功有大小，功的正负不表示大小，例如-5J的功大于+3J的功，故B错误； C．功的正负是标量属性，正功表示外力对物体做功，负功表示物体克服外力做功，故C正确； D．重力势能的正负由参考点决定，而功的正负反映能量传递方向，两者意义不同，故D错误。 故选C 2. 有关恒星，下列说法中正确的是（　　） A. 一颗恒星的寿命取决于它的形状 B. 质量大的恒星可用以燃烧的核燃料较多，因此它们的寿命比较长 C. 当恒星步入“老年时期”，恒星的核心将开始收缩，而其外层部分则开始膨胀就会成为一颗红色的巨星或超巨星 D. 巨星和超巨星可能爆炸成为超大巨星 【答案】C 【解析】 【详解】A．恒星的寿命取决于质量而非形状，质量越大寿命越短，故A错误； B．质量大的恒星核反应剧烈，燃料消耗更快，寿命更短，故B错误； C．老年恒星核心收缩、外层膨胀形成红巨星或超巨星，符合恒星演化规律，故C正确； D．巨星和超巨星爆炸形成的是超新星，而非“超大巨星”，故D错误。 故选C。 3. 下列物体的运动，不能在牛顿力学框架下得到解释的是（　　） A. 中子星 B. 人造卫星 C. 飞行的鸟 D. 射出的子弹 【答案】A 【解析】 【详解】牛顿力学适用于宏观、低速运动物体，对微观、高速运动的粒子与中子星等大质量、高密度天体周边的物理现象不适应，可知，即中子星不能在牛顿力学框架下得到解释。 故选A。 4. 如图所示，在竖直平面内固定一个粗糙的半圆形细管，、为细管上的两点，点与圆心等高，点为细管最低点。一个小球从点匀速率滑到点。小球从点滑到点的过程中，关于小球，下列说法正确的是（　　） A. 合力做功为零 B. 重力做功功率一直增大 C. 机械能不变 D. 机械能增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．小球从A点滑到B点的过程中，做匀速圆周运动，小球的动能不变，根据动能定理可知，合力做功为零，A正确； B．根据公式可得，重力的功率 由于速度方向与竖直方向的夹角逐渐增大，则逐渐减小，小球的重力和速度均不变，故重力做功的功率一直减小，B错误； CD．整个过程中小球的动能不变，重力势能减小，则小球的机械能减小，CD错误。 故选A。 5. 下列表达式中可能表示功率的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据自由落体表达式可得， 可知，表示速度，表示时间，由表达式可知 A．表示质量与速度相乘，不是功率，故A不符合题意； B．表示质量与时间相乘，不是功率，故B不符合题意； C．表示力与速度相乘，是功率，故C符合题意； D．表示力与速度的比值，不是功率，故D不符合题意。 故选C。 6. A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在以速度和朝相反方向飞行的飞行器中，且，地面上观察者认为走得最快和最慢的时钟分别是（　　） A. B和C B. A和C C. B和A D. C和A 【答案】B 【解析】 【详解】根据狭义相对论的时间膨胀公式得，A钟静止于地面（速度），其时间进程最快，因为分母为1，；B钟和C钟的速度分别为和，且。速度越大，分母越小，越大，表明时间进程越慢。因此，C钟速度最大，走得最慢。 故选B。 7. 在飞机发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题，在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是（　　） A. 改变机翼的固有频率，使其与受迫振动的频率接近 B. 防止共振现象的产生 C. 使机翼更加牢固 D. 加大飞机的惯性 【答案】B 【解析】 【详解】飞机的机翼（翅膀）很快就抖动起来，而且越抖越厉害，是因为驱动力的频率接近机翼的固有频率发生共振，在飞机机翼前安装配重杆，可以改变机翼的固有频率，使驱动力的频率偏离固有频率，防止共振现象产生。 故选B。 8. 主动降噪耳机会在耳机检测到噪音声波后（实线），发出一列新的波（虚线）进入耳朵以降低噪音，则新的波与噪音波（　　） A. 波速相同，波的图像如图a B. 波速相同，波的图像如图b C. 波速不同，波的图像如图a D. 波速不同，波的图像如图b 【答案】B 【解析】 【详解】两种声波都在相同的介质中传播，则波速相等；两种波叠加后噪音消失，可知波的图像如图b。 故选B。 9. 质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车瞬时加速度的大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】当汽车达到最大速度时，做匀速运动，牵引力F与摩擦力f相等；则有 可得摩擦阻力为 当汽车的车速为时，汽车牵引力为 根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 故选A。 10. 如图为某一时刻波源在水槽中形成的水波，其中实线表示波峰，虚线表示波谷，已知两列波的频率相同，振幅相同，则下列说法正确的是（　　） A. 在两波相遇的区域中不会产生干涉 B. 三点位移始终最大，等于两列波的振幅之和 C. d点的振动始终加强，a点的振动始终减弱 D. 从此刻再经过四分之一个周期，a、b、c、d四点的位移均为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．在同一介质中波速相同，因为两列波的频率相同，所以波长一定相同，在两波相遇的区域会发生干涉，故A错误； B．此刻a、c、d三点位移最大，等于两列波的振幅之和，在这些点两列波引起的振动总是相互加强的，质点的振幅最大，但位移是时刻在变化，不是始终最大，故B错误； C．在d点是两列波波峰和波峰相遇点，两列波引起的振动总是相互加强的，a点是两列波波谷和波谷相遇点，两列波引起的振动也总是相互加强的，故C错误； D．从此刻再经过四分之一个周期，a、b、c、d四点的位移均为零，此时刻四点处于平衡位置，故D正确。 故选D。 11. 如图所示为某物体沿一直线做简谐运动的图像，则下列说法中正确的是（　　） A. 和，合外力做功不相同、合外力的冲量相同 B. 和，合外力做功不相同、合外力的冲量相同 C. 和，合外力做功相同、合外力的冲量也相同 D. 和，合外力做功相同、合外力的冲量不相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．设最大速度大小为，则内动能的变化量为，动量变化量为，内动能变化量为，动量变化量为，根据动能定理可知这两段时间内合力做功不相同，根据动量定理知合力的冲量不相同，故A错误； B．内动能变化量为 动量变化量为，结合上述和相比，合外力做功不相同、合外力的冲量相同，故B正确； C．内动能变化量为 动量变化量为 结合上述和相比，合外力做功不相同、合外力的冲量相同，故C错误； D．结合上述可知和内动能变化量均为0，动量变化量均为0，根据动能定理和动量定理得知合力的功和冲量都相同，故D错误。 故选B。 12. 如图所示，长为的光滑水平面左端为竖直墙壁，右端与半径为的光滑圆弧轨道相切于点。一质量为的小球从圆弧轨道上离水平面高为h（）的A点由静止开始下滑，则小球第一次运动到墙壁点所需的时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】从，根据动能定理 解得 到的时间 ，可知小球在光滑圆弧上的运动为单摆运动，单摆的周期为 到时间为四分之一周期 所以小球的运动周期为 故选A。 13. 在发波水槽的底部放置一块玻璃板，将水槽分为分为不同深浅的两个部分A、B。一列水波从深水区A 入射到浅水区B时发生了折射的情况如图所示。图中实线表示 A 区域水波的波峰，波速为v1 ，频率为f1，与分界面的夹角为α。虚线表示B区域水波的波峰，波速为v2，频率为f2，与分界面的夹角为β。由图可推得（　　） A. f₁<f₂ B. v₁=v₂ C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设AB界面处相邻两波峰之间的距离为L，则 因为，折射不改变波的频率，即 根据 可得 故选D。 14. 如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6s时的波形图，波的周期T＞0.6s，则以下说法正确的是（　　） A. 在t＝0.5s时，Q点到达波峰位置 B. 在t＝0.9s时，P点沿y轴正方向运动 C. t＝0s至t＝0.4s，P点经过的路程为4m D. 波的周期为2.4s 【答案】A 【解析】 【详解】A．该波的波速v，当时，波由实物图向左移动了，则点波形为10m处的波形，故点到达波峰位置，故A正确； B．在t＝0.9s时，即虚线波向左平移，波形平移距离，即虚线波上P点右方平衡位置为处传到该点，则是P点向y轴负方向运动，故B错误； C．从至，时间间隔，P点振动了半个周期，其通过的路程，故C错误； D．因T＞0.6s，在t＝0.6s内波传播的距离为，由图可知波长为，故在t＝0.6s内波传播的距离小于一个波长，则有t＝0.6s，故T＝0.8s，故D错误； 故选A。 15. 如图所示，周期为T的弹簧振子的平衡位置O为坐标轴的原点建立O-x轴。小球相对平衡位置O的位移x与时间t的图像如图所示。设小球的加速度为a，动能为Ek，弹性势能为Ep，弹簧对小球做功功率的大小为P，能正确描述小球运动的图像是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AC．由图可知，t=0时刻小球处于平衡位置，且向负方向运动，此时小球的加速度为零，弹簧的弹性势能为零，故AC错误； B．t=0时刻小球处于平衡位置，速度最大，动能最大，时刻，小球到达负的最大位移处，速度为零，动能为零，时刻，小球回到平衡位置，速度最大，动能最大，故B错误； D．t=0时刻小球处于平衡位置，速度最大，弹力为零，功率为零，时刻，小球到达负的最大位移处，速度为零，弹力最大，功率为零，即0~功率先增大后减小，时刻，小球回到平衡位置，速度最大，弹力为零，功率为零，即~功率先增大后减小，故D正确。 故选D。 二、综合题（共60分，16题17分，17题18分，18题25分） 用单摆测量重力加速度的大小 16. 实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。 （1）下列最合理的装置是______。 A. B. C. D. （2）为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的有______。 A. 测量摆长时，应测量水平拉直后的摆线长 B. 在摆球运动过程中，悬点尽量不要系得太紧 C. 摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大 D. 测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时 （3）某同学课后尝试在家里做用单摆测量重力加速度的实验。由于没有合适的摆球，于是他找到了一块鸡蛋大小、外形不规则的大理石块代替小球进行实验。如图1所示，实验过程中他先将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点。然后利用刻度尺测出OM间细线的长度l作为摆长，利用手机的秒表功能测出石块做简谐运动的周期T。在测出几组不同摆长l对应的周期T的数值后，他作出的图像如图2所示。该图像的斜率为______。 A. g B. C. D. （4）由此得出重力加速度的测量值为______。（取3.14，计算结果保留三位有效数字） （5）实验中，该同学测量摆长使用绳长，而非悬点到石块重心之间的距离，这对重力加速度测量结果的影响是：测量值______真实值。（填“>”、“=”、“<”） 【答案】（1）D （2）C （3）C （4）9.86 （5）= 【解析】 【小问1详解】 制作单摆时应该用铁夹夹住细线，摆线用非弹性细丝线，摆球用体积小质量较大的铁球，故选D； 【小问2详解】 A．测量摆长时，应测量竖直拉直后的摆线长，选项A错误； B．在摆球运动过程中，悬点尽量要系得紧些，选项B错误； C．摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大，一般粗超过5°，否则就不是简谐振动，选项C正确； D．测量周期时，应该从摆球运动到最低点时开始计时，选项D错误。 故选C。 【小问3详解】 设石块重心与悬点之间距离∆l，则根据 可得 则 故选C； 【小问4详解】 根据 解得g=9.86m/s2 【小问5详解】 由以上分析可知，实验中，该同学测量摆长使用绳长，而非悬点到石块重心之间的距离，若用图像处理数据不影响图像的斜率，则这对重力加速度测量结果的影响是：测量值等于真实值。 青蛙捕食 17. 青蛙是一种两栖类动物，主要以昆虫为食，通常采用潜伏式捕食、追逐式捕食和粘附式捕食等多种方式捕捉食物。 （1）如图甲，青蛙能快速伸出舌头，准确捕捉猎物。某次捕食时，其舌头伸出10cm，且在0.07s内就粘住猎物，估算该青蛙舌尖弹射的加速度大小约为______，其理由是将舌尖的运动简化为______运动。（结果保留两位小数） （2）跳跃是青蛙捕捉猎物的有效手段（重力加速度为g）。一只青蛙质量为m，由静止起从地面竖直向上跳起，经时间t其后腿与地面分离，分离时青蛙速度大小为v，则起跳过程中地面对青蛙作用力的冲量大小为______。 （3）青蛙在平静的水面上持续鸣叫引起水面持续振动，形成的水面波近似为简谐横波。如图乙，O处为波源，实线圆和虚线圆分别表示水面波相邻的波峰和波谷，其周期为T，在水面波的传播方向上的A点处有一片树叶停在水面。 ①若相邻实线圆与虚线圆的半径之差为L，水面波的传播速度大小为______。 ②树叶在时刻运动到平衡位置下方最低点，已知，则在时，树叶位于平衡位置的______。 A．上方，且速度在增大 B.上方，且速度在减小 C.下方，且速度在增大 D.下方，且速度在减小 【答案】（1） ①. 40.82 ②. 初速度为零的匀加速直线 （2） （3） ①. ②. A 【解析】 【小问1详解】 [1]根据 解得 [2]其理由是将舌尖的运动简化为初速为零的匀加速直线运动。 【小问2详解】 向上为正，由动量定理可得 起跳过程中地面对青蛙作用力的冲量大小为 【小问3详解】 [1]若相邻实线圆与虚线圆的半径之差为L，可知波长为2L，则水面波的传播速度大小为 [2]由图可知，树叶的起振方向为向上，所以在t=t1时刻运动到平衡位置下方最低点，已知0.5T＜t1＜0.75T，则t1非常接近0.75T，在t=2t1时，非常接近1.5T，所以树叶此时将向下振动至平衡位置，即树叶位于平衡位置的上方，且速度在增大。 故选A。 建筑工地的力学之美 18. 建筑工地中有着物理力学的丰富应用，请回答下列有关问题： （1）承重墙中的“重”是指______。 A. 重力 B. 质量 C. 万有引力 D. 加速度 （2）建筑工地上有质量的重锤，可以用来打桩。起重机将重锤以恒定功率吊起，重锤加速度a和速度v的倒数图像如图。该恒定功率为______W，若将重锤吊起的高度为20m时，重锤达到了最大速度，所用时间为______s。 （3）（计算题）建筑工地上有质量的重锤，可以用来打桩。钢筋混凝土桩的质量，现把重锤升高，然后自由落下打击桩，混凝土桩经停止运动，碰撞过程是完全非弹性碰撞，求： ①分别求出重锤打到桩前后的瞬间的速度大小； ②碰撞后重锤和混凝土桩一起向下运动，混凝土桩在向下运动的过程中受到的平均阻力大小； ③打桩的效率（用于推进桩的能量与锤打击桩的能量之比）； ④若碰撞过程是弹性碰撞，其他条件不变，混凝土桩向下运动过程中受到的平均阻力大小。 【答案】（1）A （2） ①. ②. 10.1 （3）①；②；③；④ 【解析】 【小问1详解】 承重墙中的“重”是指重力，故选A； 【小问2详解】 [1]由图像可知，当速度为2m/s时，加速度为零，拉力等于重力，所以功率为P=Fv=Gv=mgv=1.0×104×10×2W=2×105W [2]以恒定功率吊起时，速度变大，拉力变小，加速度变小，所以当加速度为零时，速度达到最大，结合图像，最大速度为2m/s。由能量关系 解得t=10.1s 【小问3详解】 ①根据动能定理mgh=mv2 解得重锤与土桩撞击前的速度为v=10m/s 再根据碰撞时，取向下为正方向，动量守恒mv=（M+m）v1 v1=3.3m/s 取向下为正方向，由动量定理（f-Mg-mg）Δt=（M+m）v1 解得f=4×105N ②用于推进桩的能量 解得E1=×106J 锤打击桩的能量E2=mv2 解得E1=×106J 打桩的效率 ③若碰撞过程是弹性碰撞，其他条件不变，取向下为正方向，则有动量守恒mv=Mv2+mv3 能量守恒 解得 取向下为正方向，由动量定理（f′-Mg）Δt=Mv2 解得f′=3.33×105N 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$