内容正文:
2023级高三上学期第二次大单元考试
物理试题
考试时间:100分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题
1. 如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图,若已知飞船质量为,其推进器的平均推力为F。在飞船与空间站对接后,在推进器工作时测出飞船和空间站一起运动的加速度为a,则空间站的质量为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对整体,根据牛顿第二定律
解得
故选A。
2. 2025年7月,我国自主研发吨级以上电动垂直起降无人机,首次实现远海石油平台物资运输飞行。如图所示为该无人机正在降落。以下说法正确的是( )
A. 研究起落架收放、倒飞等特技工作时,无人机可以被看作质点
B. 在载货的前后,无人机重心位置始终保持不变
C. 在匀速飞行过程中,无人机所受的重力与空气对它的作用力平衡
D. 在滑行的过程中,地面对无人机的摩擦力大于无人机对地面的摩擦力
【答案】C
【解析】
【详解】A.研究起落架收放、飞机倒飞等特技工作时,起落架为飞机的一部分,飞机不能视为质点,故A错误;
B.在载货的前后,无人机重心位置先降低后升高,故B错误;
C.飞机在匀速飞行时,受力平衡,即重力与空气作用力平衡,故C正确;
D.由牛顿第三定律,可得地面对无人机的摩擦力大小等于无人机对地面的摩擦力,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,在斜面底端斜向上抛出一个小球,小球落到斜面上时速度刚好沿水平方向,不计小球大小,不计空气阻力,小球从抛出到落到斜面上运动过程中的水平位移x、竖直位移y、水平速度、竖直速度分别随时间t变化规律正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB.小球水平方向做匀速直线运动,水平速度不变,水平位移为,故AB错误;
C.竖直方向做匀变速直线运动,可得
图像为开口向下的抛物线,故C正确;
D.竖直方向做匀减速直线运动至末速度为零,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,汽车转弯时,四个车轮的轮轴延长线交于同一点。已知四个车轮的规格完全相同,且转弯时车轮不打滑,则汽车转弯时,四个车轮的( )
A. 轮轴绕点运动的线速度大小相等 B. 轮轴绕点运动的角速度大小相等
C. 边缘绕轮轴转动的线速度大小相等 D. 边缘绕轮轴转动的角速度大小相等
【答案】B
【解析】
【详解】AB.汽车转弯时,四个车轮轮轴绕点做圆周运动,属于同轴转动,同轴转动的各点角速度大小相等,四个车轮轮轴绕点运动的半径不同,根据,角速度相等时,半径不同则线速度大小不相等, A错误,B正确;
C.由于四个车轮规格完全相同且不打滑,但它们绕点运动的半径不同,线速度不同,所以边缘绕轮轴转动的线速度大小不相等,故 C错误;
D.根据这里是车轮边缘相对轮轴的线速度,线速度不同,半径相同车轮规格相同,所以边缘绕轮轴转动的角速度大小不相等, 故D错误。
故选B。
5. 如图所示的圆锥筒开口向上,为圆锥筒的顶点,O点为底面圆的圆心,圆锥筒的母线与水平面的夹角为。一可视为质点、质量为kg的物体放在圆锥筒内壁,给物体一沿内壁向下的初速度,物体刚好匀速下滑。将物体放在距离点m处,现让圆锥筒绕中心轴线以角速度ω匀速转动,物体随圆锥筒做圆周运动且始终相对圆锥筒静止。假设物体与圆锥筒间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,,则下列说法正确的是( )
A. 物体与圆锥筒间的动摩擦因数为0.5 B. 当rad/s时,物体只受重力和支持力的作用
C. 当rad/s时,物体所受的摩擦力大小为3N D. 当rad/s时,物体恰好不沿圆锥筒内壁上滑
【答案】B
【解析】
【详解】A.物体沿圆锥筒内壁下滑时,物体受重力、支持力和沿圆锥筒内壁向上的滑动摩擦力,由力的平衡条件得,
又
解得,A错误;
B.当圆锥筒做匀速圆周运动,物体只受重力和支持力作用时,有
又
代入数据解得rad/s,B正确;
C.rad/s时,圆锥筒的角速度大于,物体有沿圆锥筒内壁向上滑动的趋势,则物体所受的静摩擦力沿内壁向下,竖直方向上有
水平方向上有
代入数据解得N,C错误;
D.当物体开始沿圆锥筒内壁上滑时,物体与圆锥筒内壁的摩擦力达到最大静摩擦力,竖直方向上有
水平方向上有
又
解得rad/s,D错误。
故选B。
6. 2025年8月4日,中国在海南商业航天发射场,成功将卫星互联网低轨07组(搭载9颗功能不同的卫星)发射升空。此次卫星的运动高度为900公里左右,轨道平面倾角为50°左右。以下说法正确的是( )
A. 07组在发射升空过程中,重力加速度随高度而减小
B. 07组在轨稳定运行时,线速度的大小约为8.0×103m/s
C. 9颗卫星若运行的高度相同,则线速度也相同
D. 9颗卫星若运行的高度相同,则机械能一定相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.卫星发射升空过程中,重力加速度的大小,随着高度增大,重力加速度减小,故A正确;
B.卫星运动的高度为900km,做匀速圆周运动,由
其线速度的大小,故B错误;
C.卫星运动的线速度是矢量,运动过程中速度的方向时刻沿轨迹圆的切线方向,则速度方向变化,线速度不相同,故C错误;
D.不同功能的卫星不能保证所有卫星的质量相同,故运行的高度相同时机械能不一定相同,故D错误。
故选A。
7. 一种新车从研发到正式上路,要经过各种各样的测试,其中一种是在专用道上进行起步过程测试,通过车上装载的传感器记录了起步过程速度随时间变化规律图像,如图所示,其中除5~55s时间段图像为曲线外,其余时间段图像均为直线,5s后发动机的输出功率保持不变。该车总质量为所受到的阻力恒为2.0×103N,则下列说法正确的是( )
A. 该车的最大速度为50m/s
B. 该车起步过程的加速度一直改变
C. 该车的额定功率为
D. 前55s内通过的位移大小为2200m
【答案】C
【解析】
【详解】AC.该车匀加速阶段,根据牛顿第二定律
根据题图可知
解得N
该车的额定功率为
当速度最大时,有
解得,故A错误,C正确;
B.汽车起步时先做匀加速运动,然后做加速度减小的加速运动,故B错误;
D.匀加速阶段汽车位移为图像中0~5s内图线与坐标轴所围面积,即
汽车在5~55s内以额定功率行驶,由动能定理可得
解得
所以该车前55s内通过的位移大小为,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,一木块静止在光滑水平面上,一可视为质点的子弹从左侧以速度击中木块,最终和木块相对静止。从子弹刚击中木块到和木块相对静止的过程中,子弹的位移是木块位移的倍,子弹与木块的相互作用力的大小不变。则子弹与木块相互作用产生的内能是木块动能增量的( )
A. 倍 B. 倍
C. 倍 D. 倍
【答案】A
【解析】
【详解】设子弹与木块之间的摩擦力为,木块的位移为,则子弹的位移为;根据功的表达式可以得出子弹克服摩擦力所做的功为
对木块,已知木块运动的位移,根据动能定理可得木块动能的增加量为
产生的热量
可得因摩擦而产生的内能是木块动能增量的倍。
故选A。
二、多选题
9. “飞行魔毯”安装了架相同的无人机,一次飞行中,“飞行魔毯”从静止开始保持额定功率竖直向上起飞,经过时间上升高度时达到最大速度。已知每架无人机的额定功率均为,“飞行魔毯”加上飞行员的总质量为,“飞行魔毯”竖直上升过程中所受的空气阻力恒为,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. “飞行魔毯”从静止至速度达到最大的过程中,空气阻力做的功为fh
B. “飞行魔毯”的最大速度
C. “飞行魔毯”从静止至速度达到最大的过程中,加速度逐渐减小
D. “飞行魔毯”从静止至速度达到最大的过程中满足关系式
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.空气阻力的方向与位移的方向相反,因此空气阻力做的功为,题目中未体现负号,A错误;
B.当“飞行魔毯”达到最大速度时,牵引力与总阻力平衡,即
解得,B正确;
C.牵引力
随着速度增大,牵引力减小,物体的加速度
则加速度逐渐减小,C正确;
D.对“飞行魔毯”从静止至速度达到最大的过程中,根据动能定理可得
可得,D正确。
故选BCD。
10. 如图甲所示,一运动员在练习投冰壶,开始时冰壶静止在发壶区固定位置,运动员对冰壶施加一个水平推力,作用一段时间后撤去。若运动员施加的水平推力第一次为F₁,第二次为 F₂,两次冰壶恰好能停在冰面上的同一位置,两次冰壶运动的动能Eₖ随位移x 的变化图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. F₁ 做的功等于 F₂ 做的功
B. F₁ 的平均功率等于 F₂ 的平均功率
C. F₁ 的冲量大于 F₂ 的冲量
D. 两次运动中摩擦力的冲量相等
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据动能定理 可知,图线的斜率等于冰壶所受的合外力,冰壶的最大动能对应撤去水平推力的时刻,撤去推力后两图线的斜率相同,即摩擦力相同,撤去推力前第一次图线的斜率小,可知 F₁ 小于F₂,由两次运动的整个过程动能变化量均为零,可知合外力做功为零,即F₁、F₂做的功等于整个过程克服摩擦力做的功,而摩擦力大小及冰壶的位移均相同,故F₁、F₂ 做的功相等,A项正确;
B.由图乙可知撤去F₁ 时冰壶的动能小,即最大速度小,加速过程的平均速度小,由平均功率 可知,F₁ 的平均功率小于 F₂ 的平均功率,B项错误;
CD.两次冰壶的整个运动过程动量变化量为零,即合外力冲量等于零,所以 F₁、F₂的冲量大小等于摩擦力的冲量大小,因两次运动的位移相同,而第一次撤去外力时冰壶的速度小,可知第一次运动的时间大于第二次运动的时间,故第一次运动中摩擦力的冲量大于第二次运动中摩擦力的冲量,即F₁ 的冲量大于F₂ 的冲量,C项正确,D项错误。
故选AC。
11. 如图所示,小车静止在光滑水平面上,站在车上的人以对车相同的位置和速度,将右边筐中的球一个一个地投入左边的筐中。假设球入筐的位置相同且入筐后即静止,忽略空气阻力,则在投球过程中( )
A. 小车始终未动
B. 人、车和球组成的系统动量守恒
C. 每个球在空中运动期间小车将向右移动相同距离
D. 球全部落入左框后,小车将静止不动
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.在投球过程中,人、车和球系统所受的合外力不为零,虽然系统动量不守恒,但水平方向不受外力,系统水平动量守恒,篮球有水平向左的动量,则人和车系统获得水平向右的动量,所以人和车系统所受的合外力不为零,车在人的作用力作用下右移,故AB错误;
C.设一个球的质量为,人、车和剩余球的质量为,人扔球时到篮筐的水平距离为,根据水平方向动量守恒
则
又
解得,故C正确;
D.当球全部投入左边的框中时,根据系统水平方向动量守恒知,系统总动量为零,则小车的速度为零,故D正确。
故选CD。
12. 如图,弹簧左端固定,将圆管弯成圆弧轨道分别与水平轨道相切于M、N点,质量为M=4kg的小球B静止在水平轨道上,将质量为m=2kg的小球A压缩弹簧后由静止释放,小球能从M点进入圆弧轨道,通过轨道的最高点P时恰好与圆管无弹力作用,之后从N点返回水平轨道,水平轨道足够长,两球间的碰撞为弹性碰撞,已知两球的大小相同且半径很小,圆弧轨道半径R=0.1m,不计一切摩擦和空气阻力,g取10m/s²。则( )
A. 释放小球 A 时弹簧内储存的弹性势能为10J
B. 两小球第一次碰撞后速度大小之比为1:2
C. A小球再次返回轨道运动时与内轨道无弹力
D. 两小球至多能发生2次碰撞
【答案】BC
【解析】
【详解】A.小球在最高点P时恰好与圆管无弹力作用,有
代入数据解得
释放小球A时弹簧内储存的弹性势能为
A错误;
B.小球A与B碰前的速度
以水平向右为正方向,则AB碰撞过程根据动量守恒有mv0=mv1+Mv2
机械能守恒有
代入数据联立解得
即两小球第一次碰撞后速度大小之比为1:2,B正确;
C.A小球再次返回轨道运动时能上升的高度为h,则
解得,可知小球不能越过与圆心等高的位置,则与内轨道无弹力,C正确;
D.小球A返回到水平面时的速度大小仍为,因小于小球B的速度,则两球不可能再发生第二次碰撞,D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题
13. 某实验小组的同学用如图所示的装置做“探究碰撞过程中的动量守恒”实验。曲面轨道与水平桌面平滑连接于O点,小物块从曲面轨道上的某一点由静止释放,测得小物块在水平桌面上滑行的距离为。将另一个材质相同、质量不同的小物块放到O点,再次将小物块从曲面轨道上由静止释放,最终小物块、在水平桌面上滑行的距离分别为。
(1)下列操作或要求必需的是______。
A. 小物块两次释放的位置相同 B. 曲面轨道必须是光滑的
C. 测量小物块、的质量 D. 小物块、的质量满足
(2)当满足________时,可以认为小物块、发生的是弹性碰撞;
(3)某次实验时选择两个质量相等的小物块、进行实验,在O点碰撞后它们粘在一起在水平桌面上滑行,滑行的距离为。若小物块、碰撞的过程中动量守恒,则关系式________成立(用中的物理量表示)。
【答案】(1)ACD (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.根据实验原理可知,实验中需要小物块两次均从曲面轨道上的同一位置由静止释放,以保证它经过点时的速度相同,故A正确;
B.实验中不需要保证曲面轨道光滑,故B错误;
C.动量守恒定律的关系式涉及物体的质量,所以需要测量小物块、的质量,故C正确;
D.为了防止碰撞后小物块反弹,因此小物块、的质量需要满足,故D正确。
故选ACD。
【小问2详解】
物块、材质相同,故两物块与桌面的动摩擦因数相同,故两物块滑行时的加速度相同。设单独释放小物块时,设其经过点时的速度为,根据匀变速直线运动的规律有
设小物块、在点碰撞后瞬间的速度分别为、,则有,
碰撞过程,由动量守恒定律可得
整理可得
若小物块、发生弹性碰撞,则由机械能守恒定律可得
整理可得
联立解得
【小问3详解】
小物块在点碰撞后瞬间的速度为,碰撞过程中动量守恒,则有
根据运动学公式
联立解得
14. 某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。
(1)利用图甲Ⅰ装置进行实验,要平衡小车受到的阻力。
①平衡阻力的方法是:调整轨道的倾斜度,使小车___________。(选填正确答案标号)
A.能在轨道上保持静止
B.受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
C.不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
②该组同学得到了如图甲Ⅱ所示的一条纸带,相邻两计数点间还有四个点未画出,纸带的加速度大小为___m/s2计算结果保留三位有效数字。
(2)利用图乙装置进行实验,箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器,将物体置于力传感器上,箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度a,并将数据实时传送到计算机。
①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和a随时间t变化的散点图,以竖直向上为正方向。时,物体处于___________(选填“超重”或“失重”)状态;以为横轴、a为纵轴,根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线a。
②若将物体质量减小一半,重新进行实验,其图像为图丁中的图线___________。(选填“b”“c”或“d”)
【答案】(1) ①. C ②. 1.72
(2) ①. 失重 ②. b
【解析】
【小问1详解】
[1]平衡阻力需要调整轨道的倾斜度,使小车不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动。
故选C。
[2]由于相邻两计数点间还有四个点未画出,则计数点间的周期为0.1s,则有
解得
【小问2详解】
[1]由于以竖直向上为正方向,结合题图可知,当时,加速度方向为竖直向下,所以物体处于失重状态。
[2]对物体,由牛顿第二定律有
整理有
可知图像的斜率为,故将物体质量减小一半,图像斜率变大,纵轴截距不变,其图像为图丁中的b。
四、解答题
15. 2025年亚洲皮划艇静水锦标赛中,中国队获得冠军。如图,皮划艇在第一次划桨过程由静止开始做匀加速直线运动,经时间t=0.5s,速度大小v=2m/s。在此过程中:
(1)求皮划艇加速度a的大小;
(2)已知运动员与皮划艇的总质量m=200kg,划桨的水平推力F=1000N,求皮划艇受到阻力f的大小和推力做的功W。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
第一次划桨过程中,皮划艇的加速度大小为
【小问2详解】
根据牛顿第二定律可得
解得
第一次划桨过程中,皮划艇的位移大小为
推力做的功为
联立,解得
16. 如图,游戏轨道由水平光滑直轨道MN和两个外切的半径为R的四分之一光滑细圆管轨道NPQ组成(管的直径可忽略不计),NP与MN相切,在圆管轨道的N点下表面和Q点的上表面装有微型压力传感器(图中没有画出),可视为质点、质量为m的光滑小球在恒力F=mg作用下从M点由静止出发,到N点时传感器的读数为6mg,此时撤去恒力F,小球继续沿着圆管轨道运动到Q点后水平抛出,已知重力加速度大小为g,求:
(1)小球从M点运动到N点的时间t;
(2)小球从Q点水平抛出后,落地点与N点的距离s;
(3)若增加M点到N点的距离,要求Q点处传感器的读数至少为3mg,恒力F做功W的取值范围。
【答案】(1)
(2)4R (3)
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律,在MN段,小球的加速度大小
在圆轨道的N点,根据牛顿第二定律可得
结合牛顿第三定律可知
根据匀变速直线运动的规律
联立解得
【小问2详解】
设小球在Q点速度为v,从N点到Q点,根据动能定理,则有
从抛出到落地,竖直方向则有
落地点与N点的距离
解得
【小问3详解】
设小球在Q点的速度为,根据牛顿第二定律则有,其中
从M到Q,根据动能定理可得
解得
17. 如图所示,水平传送带AB长L=2.9m,质量为M=1kg的木块随传送带一起以v=2m/s的速度向右匀速运动(传送带的传送速度恒定),木块与传送带间的动摩擦因数当木块运动至最右端A点时,一颗子弹以水平向左的速度正对射入木块并穿出,穿出速度木块被子弹击穿时的速度大小v'=3.0m/s,设子弹射穿木块的时间极短,且不计木块质量变化,重力加速度大小求:
(1)子弹的质量;
(2)木块在被子弹击穿后向左运动距B点的最小距离;
(3)从子弹射中木块到木块相对传送带静止的过程中,子弹、木块和传送带这一系统由于摩擦产生的内能。
【答案】(1)
(2)
(3)885J
【解析】
【小问1详解】
取水平向左为正方向,根据动量守恒定律
代入数据解得
【小问2详解】
木块在被子弹击穿后,运动的加速度
减速到零过程运动位移
向左运动距B点的最小距离
【小问3详解】
子弹击穿木块过程中产生的热能为
木块向左减速运动过程中相对传送带的位移为
产生的热能为10.5J
减速到零后,木块再向右加速运动,时间为
向右移动的位移为
木块向右加速运动过程中相对传送带的位移为
产生的热能为=2J
从子弹射中木块到木块相对传送带静止的过程中,子弹、木块和传送带这一系统产生的热能是Q=Q1+Q2+Q3=872.5J+10.5J+2J=885J
18. 如图所示,质量为的小球用长为的细线悬于点,点离地高度为。细线能承受的最大拉力为,重力加速度为。求:
(1)将小球拉至如图所示的位置,由静止释放小球,小球运动到最低点时细线刚好拉断,则小球落地点离点的水平距离为多少;
(2)若悬线长改为L,让小球做圆锥摆运动,改变小球做圆周运动的角速度,使小球做圆锥摆运动时细线刚好拉断,求:
①细线刚断时小球的速度大小;
②细线断后小球落地点离O点的水平距离为多少。
【答案】(1)
(2)①;②
【解析】
【小问1详解】
小球在最低点时,根据牛顿第二定律有
解得
细线断后,小球做平抛运动,设在空中运动时间为,根据平抛运动规律,在竖直方向上有
则小球落地后离点的水平距离为v0t0
代入数据解得
【小问2详解】
①小球做圆锥摆运动,设细线与竖直方向的夹角为,根据几何关系,可得小球做圆周运动的半径为
小球在竖直方向上受力平衡得
因为细线刚好被拉断,则有
联立解得
根据三角函数知识可得
可得小球做圆周运动的半径为
设小球做匀速圆周运动的速度为,对小球受力分析可知所受合外力提供向心力,根据牛顿第二定律有
解得
②细线断后,小球做平抛运动,根据平抛运动规律有,
联立解得小球的水平位移为
根据勾股定理得小球落地点离点的水平距离为
解得
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2023级高三上学期第二次大单元考试
物理试题
考试时间:100分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题
1. 如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图,若已知飞船质量为,其推进器的平均推力为F。在飞船与空间站对接后,在推进器工作时测出飞船和空间站一起运动的加速度为a,则空间站的质量为( )
A. B.
C. D.
2. 2025年7月,我国自主研发吨级以上电动垂直起降无人机,首次实现远海石油平台物资运输飞行。如图所示为该无人机正在降落。以下说法正确的是( )
A. 研究起落架收放、倒飞等特技工作时,无人机可以被看作质点
B. 在载货的前后,无人机重心位置始终保持不变
C. 在匀速飞行过程中,无人机所受的重力与空气对它的作用力平衡
D. 在滑行的过程中,地面对无人机的摩擦力大于无人机对地面的摩擦力
3. 如图所示,在斜面底端斜向上抛出一个小球,小球落到斜面上时速度刚好沿水平方向,不计小球大小,不计空气阻力,小球从抛出到落到斜面上运动过程中的水平位移x、竖直位移y、水平速度、竖直速度分别随时间t变化规律正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,汽车转弯时,四个车轮的轮轴延长线交于同一点。已知四个车轮的规格完全相同,且转弯时车轮不打滑,则汽车转弯时,四个车轮的( )
A. 轮轴绕点运动的线速度大小相等 B. 轮轴绕点运动的角速度大小相等
C. 边缘绕轮轴转动的线速度大小相等 D. 边缘绕轮轴转动的角速度大小相等
5. 如图所示的圆锥筒开口向上,为圆锥筒的顶点,O点为底面圆的圆心,圆锥筒的母线与水平面的夹角为。一可视为质点、质量为kg的物体放在圆锥筒内壁,给物体一沿内壁向下的初速度,物体刚好匀速下滑。将物体放在距离点m处,现让圆锥筒绕中心轴线以角速度ω匀速转动,物体随圆锥筒做圆周运动且始终相对圆锥筒静止。假设物体与圆锥筒间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,,则下列说法正确的是( )
A. 物体与圆锥筒间的动摩擦因数为0.5 B. 当rad/s时,物体只受重力和支持力的作用
C. 当rad/s时,物体所受的摩擦力大小为3N D. 当rad/s时,物体恰好不沿圆锥筒内壁上滑
6. 2025年8月4日,中国在海南商业航天发射场,成功将卫星互联网低轨07组(搭载9颗功能不同的卫星)发射升空。此次卫星的运动高度为900公里左右,轨道平面倾角为50°左右。以下说法正确的是( )
A. 07组在发射升空过程中,重力加速度随高度而减小
B. 07组在轨稳定运行时,线速度的大小约为8.0×103m/s
C. 9颗卫星若运行的高度相同,则线速度也相同
D. 9颗卫星若运行的高度相同,则机械能一定相同
7. 一种新车从研发到正式上路,要经过各种各样的测试,其中一种是在专用道上进行起步过程测试,通过车上装载的传感器记录了起步过程速度随时间变化规律图像,如图所示,其中除5~55s时间段图像为曲线外,其余时间段图像均为直线,5s后发动机的输出功率保持不变。该车总质量为所受到的阻力恒为2.0×103N,则下列说法正确的是( )
A. 该车的最大速度为50m/s
B. 该车起步过程的加速度一直改变
C. 该车的额定功率为
D. 前55s内通过的位移大小为2200m
8. 如图所示,一木块静止在光滑水平面上,一可视为质点的子弹从左侧以速度击中木块,最终和木块相对静止。从子弹刚击中木块到和木块相对静止的过程中,子弹的位移是木块位移的倍,子弹与木块的相互作用力的大小不变。则子弹与木块相互作用产生的内能是木块动能增量的( )
A. 倍 B. 倍
C. 倍 D. 倍
二、多选题
9. “飞行魔毯”安装了架相同的无人机,一次飞行中,“飞行魔毯”从静止开始保持额定功率竖直向上起飞,经过时间上升高度时达到最大速度。已知每架无人机的额定功率均为,“飞行魔毯”加上飞行员的总质量为,“飞行魔毯”竖直上升过程中所受的空气阻力恒为,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. “飞行魔毯”从静止至速度达到最大的过程中,空气阻力做的功为fh
B. “飞行魔毯”的最大速度
C. “飞行魔毯”从静止至速度达到最大的过程中,加速度逐渐减小
D. “飞行魔毯”从静止至速度达到最大的过程中满足关系式
10. 如图甲所示,一运动员在练习投冰壶,开始时冰壶静止在发壶区固定位置,运动员对冰壶施加一个水平推力,作用一段时间后撤去。若运动员施加的水平推力第一次为F₁,第二次为 F₂,两次冰壶恰好能停在冰面上的同一位置,两次冰壶运动的动能Eₖ随位移x 的变化图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. F₁ 做的功等于 F₂ 做的功
B. F₁ 的平均功率等于 F₂ 的平均功率
C. F₁ 的冲量大于 F₂ 的冲量
D. 两次运动中摩擦力的冲量相等
11. 如图所示,小车静止在光滑水平面上,站在车上的人以对车相同的位置和速度,将右边筐中的球一个一个地投入左边的筐中。假设球入筐的位置相同且入筐后即静止,忽略空气阻力,则在投球过程中( )
A. 小车始终未动
B. 人、车和球组成的系统动量守恒
C. 每个球在空中运动期间小车将向右移动相同距离
D. 球全部落入左框后,小车将静止不动
12. 如图,弹簧左端固定,将圆管弯成圆弧轨道分别与水平轨道相切于M、N点,质量为M=4kg的小球B静止在水平轨道上,将质量为m=2kg的小球A压缩弹簧后由静止释放,小球能从M点进入圆弧轨道,通过轨道的最高点P时恰好与圆管无弹力作用,之后从N点返回水平轨道,水平轨道足够长,两球间的碰撞为弹性碰撞,已知两球的大小相同且半径很小,圆弧轨道半径R=0.1m,不计一切摩擦和空气阻力,g取10m/s²。则( )
A. 释放小球 A 时弹簧内储存的弹性势能为10J
B. 两小球第一次碰撞后速度大小之比为1:2
C. A小球再次返回轨道运动时与内轨道无弹力
D. 两小球至多能发生2次碰撞
第Ⅱ卷(非选择题)
三、实验题
13. 某实验小组的同学用如图所示的装置做“探究碰撞过程中的动量守恒”实验。曲面轨道与水平桌面平滑连接于O点,小物块从曲面轨道上的某一点由静止释放,测得小物块在水平桌面上滑行的距离为。将另一个材质相同、质量不同的小物块放到O点,再次将小物块从曲面轨道上由静止释放,最终小物块、在水平桌面上滑行的距离分别为。
(1)下列操作或要求必需的是______。
A. 小物块两次释放的位置相同 B. 曲面轨道必须是光滑的
C. 测量小物块、的质量 D. 小物块、的质量满足
(2)当满足________时,可以认为小物块、发生的是弹性碰撞;
(3)某次实验时选择两个质量相等的小物块、进行实验,在O点碰撞后它们粘在一起在水平桌面上滑行,滑行的距离为。若小物块、碰撞的过程中动量守恒,则关系式________成立(用中的物理量表示)。
14. 某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。
(1)利用图甲Ⅰ装置进行实验,要平衡小车受到的阻力。
①平衡阻力的方法是:调整轨道的倾斜度,使小车___________。(选填正确答案标号)
A.能在轨道上保持静止
B.受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
C.不受牵引时,能拖动纸带沿轨道做匀速运动
②该组同学得到了如图甲Ⅱ所示的一条纸带,相邻两计数点间还有四个点未画出,纸带的加速度大小为___m/s2计算结果保留三位有效数字。
(2)利用图乙装置进行实验,箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器,将物体置于力传感器上,箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度a,并将数据实时传送到计算机。
①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和a随时间t变化的散点图,以竖直向上为正方向。时,物体处于___________(选填“超重”或“失重”)状态;以为横轴、a为纵轴,根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线a。
②若将物体质量减小一半,重新进行实验,其图像为图丁中的图线___________。(选填“b”“c”或“d”)
四、解答题
15. 2025年亚洲皮划艇静水锦标赛中,中国队获得冠军。如图,皮划艇在第一次划桨过程由静止开始做匀加速直线运动,经时间t=0.5s,速度大小v=2m/s。在此过程中:
(1)求皮划艇加速度a的大小;
(2)已知运动员与皮划艇的总质量m=200kg,划桨的水平推力F=1000N,求皮划艇受到阻力f的大小和推力做的功W。
16. 如图,游戏轨道由水平光滑直轨道MN和两个外切的半径为R的四分之一光滑细圆管轨道NPQ组成(管的直径可忽略不计),NP与MN相切,在圆管轨道的N点下表面和Q点的上表面装有微型压力传感器(图中没有画出),可视为质点、质量为m的光滑小球在恒力F=mg作用下从M点由静止出发,到N点时传感器的读数为6mg,此时撤去恒力F,小球继续沿着圆管轨道运动到Q点后水平抛出,已知重力加速度大小为g,求:
(1)小球从M点运动到N点的时间t;
(2)小球从Q点水平抛出后,落地点与N点的距离s;
(3)若增加M点到N点的距离,要求Q点处传感器的读数至少为3mg,恒力F做功W的取值范围。
17. 如图所示,水平传送带AB长L=2.9m,质量为M=1kg的木块随传送带一起以v=2m/s的速度向右匀速运动(传送带的传送速度恒定),木块与传送带间的动摩擦因数当木块运动至最右端A点时,一颗子弹以水平向左的速度正对射入木块并穿出,穿出速度木块被子弹击穿时的速度大小v'=3.0m/s,设子弹射穿木块的时间极短,且不计木块质量变化,重力加速度大小求:
(1)子弹的质量;
(2)木块在被子弹击穿后向左运动距B点的最小距离;
(3)从子弹射中木块到木块相对传送带静止的过程中,子弹、木块和传送带这一系统由于摩擦产生的内能。
18. 如图所示,质量为的小球用长为的细线悬于点,点离地高度为。细线能承受的最大拉力为,重力加速度为。求:
(1)将小球拉至如图所示的位置,由静止释放小球,小球运动到最低点时细线刚好拉断,则小球落地点离点的水平距离为多少;
(2)若悬线长改为L,让小球做圆锥摆运动,改变小球做圆周运动的角速度,使小球做圆锥摆运动时细线刚好拉断,求:
①细线刚断时小球的速度大小;
②细线断后小球落地点离O点的水平距离为多少。
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