1、物理科目试题一、单选题(每小题5分,共40分)1. 如图所示,在同一竖直平面内,小球a、b从高度不同的两点分别以初速度va和vb沿水平向抛出,经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力,下列关系正确的是()A. tatb,vavbB. tatb,vavbC. tatb,vavbD. tatb,vavb【答案】A【解析】【详解】平抛运动的运动时间是由竖直的高度决定的,由于a的高度比b的大,所以由于ab的水平的位移相等,而tatb,所以故选A。2. 下列关于离心现象的说法正确的是( )A. 当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B. 匀速圆周运动的物体,当它所受的一切
2、力都消失时,它将做背离圆心的圆周运动C. 做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都消失时,它将沿切线做直线运动D. 做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都消失时,它将做曲线运动【答案】C【解析】【详解】A、离心力是不存在的,因为它没有施力物体.所以物体不会受到离心力,故A错误.BCD、惯性:当物体不受力或受到的合外力为零时,物体保持静止或匀速直线运动状态.所以做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都消失时,因为惯性,物体继续保持该速度做匀速直线运动.故BD错误,C正确.3. 如图所示一皮带轮传动装置,右轮半径为r,a是它边缘上的一点。左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮半径为2r,b点在小轮
3、上,到小轮中心距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中,皮带不打滑,则()A. a点与b点的线速度大小相等B. a点与b点的角速度大小相等C. a点与c点线速度大小相等D. a点与b点的向心加速度大小相等【答案】C【解析】【详解】C由于皮带不打滑,a点与c点由一根皮带连接,因此a点与c点的线速度大小相等,C正确;Ab、c在同一个滑轮上,角速度相等,根据可知因此A错误;B根据可知即B错误;D向心加速度代入数据可知D错误。故选C。4. 关于功的下列几种说法中,正确的是()A. 人托着一个物体沿水平方向匀速前进,人对物体做了功B. 人托着一个物体沿水平方向加速前进,人对物体做了
4、功C. 力和位移都是矢量,功也一定是矢量D. 因为功有正功和负功的区别,所以功是矢量【答案】B【解析】【详解】A人托着一个物体沿水平方向匀速前进时,人对物体只有支持力,垂直于运动方向不做功,A错误;B若加速前进,则人对物体的摩擦力对物体做功,B正确;CD功虽有正功和负功之分,但功是标量,选项CD均错。故选B。5. 物体从某一高度处自由下落,落到直立于地面的轻弹簧上,在A点物体开始与弹簧接触,到B点物体的速度为零,物体从A下落到B的过程中,不计空气阻力,下列说法中正确的是( )A. 物体的机械能守恒B. 物体的重力势能和动能之和一直减小C. 物体的动能是先变小后变大D. 物体在B点的速度为零,处
5、于平衡状态【答案】B【解析】【详解】AB物体从A下落到B的过程中,因为物体与弹簧组成的系统机械能守恒,弹簧的弹性势能增大,所以物体机械能减小,即物体重力势能与动能之和减小,机械能不守恒,A错误B正确C在到达弹力与重力相等之前,物体合力向下,向下加速,当弹力与重力相等,合力为零,加速度为零,速度达到最大,之后弹力大于重力,合力向上,物体减速,所以物体动能先增大后减小,C错误D结合C的分析,物体在B点速度为零,弹力大于重力,合力向上,不是平衡状态,D错误6. 如图所示,无人机在空中加速上升时,不断增加的能量是()A. 动能B. 动能、重力势能C. 重力势能、机械能D. 动能、重力势能、机械能【答案
6、】D【解析】【详解】无人机加速上升,所以动能增加。高度不断增加,所以重力势能不断增加,所以无人机机械能不断增加,所以选项D正确,ABC错误。故选D。7. 下列关于机械能守恒的说法中正确的是( )A. 做匀速运动物体,其机械能一定守恒B. 物体只受重力,机械能才守恒C. 做匀速圆周运动的物体,其机械能一定守恒D. 除重力做功外,其他力不做功,物体的机械能一定守恒【答案】D【解析】【详解】A、做匀速运动的物体,其机械能不一定守恒,如在空中匀速下降的降落伞,机械能减小,故A错误;B、机械能守恒定律的条件是只有重力或弹力做功,故B错误;C、做匀速圆周运动的物体,其机械能不一定守恒,如在竖直平面内做匀速
7、圆周运动的物体机械能不守恒,故C错误;D、除重力做功外,其他力不做功,物体的机械能一定守恒,故D正确;8. 全球受“新冠”疫情的影响,能源市场需求减少,国际原油价格一路走低。下列关于能量和能源说法正确的是 ()A. 由于自然界的能量守恒,所以不需要节约能源B. 在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少C. 能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性D. 人类在不断地开发和利用新能源,所以能量可以被创造【答案】B【解析】【详解】AC在自发状态下,能量传递具有方向性,AC错误;B根据能量守恒,在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少,正确;D人类可以不断地开发和利用新能源,但是能量不可以被创造,错误;
8、故选二、多选题 (每小题5分,共20分)9. 一小船在静水中的速度为8m/s,要渡过宽为80m、水流速度为6m/s的河流,下列说法正确的是()A. 小船渡河的最短时间为8sB. 小船渡河的最短时间为10sC. 若小船在静水中的速度增大,则小船渡河的最短路程不变D. 若小船在静水中的速度比水流速度小,则小船渡河的最短路程不变【答案】BC【解析】【详解】AB当船头指向正对岸时渡河时间最短,且最短时间为 B正确,A错误;C由于船速大于水流的速度,因此小船渡河的最短路程是到达正对岸,若小船在静水中的速度增大,则小船渡河的最短路程不变,C正确;D若小船在静水中的速度比水流速度小,则小船不能到达正对岸,因
9、此渡河的最短路程改变,D错误。故选BC。10. 在铁路转弯处,往往使外轨略高于内轨,这是为了()A. 减轻火车轮子对外轨的挤压B. 减轻火车轮子对内轨的挤压C. 使火车车身倾斜,利用重力和支持力的合力提供转弯所需向心力D. 限制火车向外脱轨【答案】ACD【解析】【详解】火车轨道在转弯处,外轨略高于内轨,是为了使车身倾斜,利用重力和支持力的合力提供转弯的向心力,这样可以减少转弯时对外轨的挤压,保护铁路,限制火车向外脱轨。故选ACD。11. 关于功率,下列说法中正确的是()A. 做功越多,用的时间越少,功率一定越大B. 功率是说明做功多少的物理量C. 功率是说明力做功快慢的物理量D. 力做功越少,
10、功率一定小【答案】AC【解析】【详解】AD根据功率定义式可知做的功越多,用的时间越少,功率一定越大;力做功越少,功率不一定小,故A正确,D错误;BC功率是表示做功快慢的物理量,故B错误,C正确。故选AC。12. 将一小球从光滑轨道最高点A由静止释放沿轨道滑下经轨道末端B点后做平抛运动过C点如图,轨道AB与小球平抛运动的轨迹BC形状完全相同即绕过B点垂直纸面的轴,旋转可与轨道BC完全重合,忽略空气阻力,小球从A到C的运动过程中,下列说法正确的是A. 小球沿轨道运动与做平抛运动两个过程机械能守恒B. 小球沿轨道运动与做平抛运动两过程动能增量相等C. 小球沿轨道运动与做平抛运动的水平分速度相等D.
11、小球沿轨道运动与做平抛运动所用时间相等【答案】AB【解析】【详解】从A到B的过程中,只有重力做功,做平抛运动的过程中也是只有重力做功,两种情况下机械能都守恒,故A正确;从A到B的过程中,只有重力做功,动能的增加量:,可知小球沿轨道运动与做平抛运动两过程动能增量相等,故B正确;小球沿轨道运动时,速度逐渐增大,沿水平方向的分速度也逐渐增大;做平抛运动的水平分速度保持不变,所以二者不相等,故C错误;两种情况下小球沿水平方向的位移是相等的,而二者沿水平方向的分速度不相等,所以运动的时间一定不相同,故D错误所以AB正确,CD错误第II卷(非选择题)三、实验题(共10分)13. 某同学做“验证机械能守恒定
12、律”实验如图所示,采用重物自由下落的方法:(1)实验中,下面哪些测量工具是必需的?_;A、天平 B、直流电源C、刻度尺D、秒表(2)实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,所用重物的质量为,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,把第一点记作0,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A、B、C、D到0点的距离分别为62.99cm,70.18cm,77.76cm,85.73cm,根据以上的数据,可知重物由0点运动到C点时,动能的增加量等于7.57J,重力势能的减小量等于_J,动能的增加量_重力势能的减小量(填“”、“”或“”)(计算结果
13、保留三位有效数字),该同学的实验结果能否验证机械能守恒定律_ 。(填“能”或“不能 ”) 【答案】 (1). C (2). 7.62 (3). (4). 能【解析】【详解】(1) 1A本实验需要验证的方程是,知,不需要测量重物的质量,因此不需要天平故A错误;B打点计时器需要用的是交流电源,故B错误;C需要用刻度尺测量距离,故C正确;D打点计时器利用打点能计时,因此不需要秒表,故D错误。故选C。(2) 2 重力势能的减小量等于 3动能的增加量小于重力势能的减小量。4由于在误差允许的范围内,动能的增加量等于重力势能的减小量,该同学的实验结果能验证机械能守恒定律。四、解答题(每小题10分,共30分)
14、14. 把一小球从离地面高h5m处,以v010m/s的初速度水平抛出,不计空气阻力(g10m/s2),求:(1)小球在空中飞行的时间;(2)小球落地点离抛出点的水平距离;(3)小球落地时的速度。【答案】(1)1s;(2)10m;(3)14.1m/s,速度方向与水平方向的夹角为45【解析】【详解】(1)根据hgt2小球飞行的时间t1s(2)落地点离抛出点的水平距离为xv0t101m10m(3)小球落地时的竖直分速度为vygt10m/s则小球落地时的速度大小为v141m/s设落地时速度方向与水平方向的夹角为,则tan1解得4515. 一辆质量为 1 000 kg 的汽车,在半径为 50 m 的水平
15、圆形跑道上以速率为 15m/s 做圆周运动,已知汽车与地面的最大静摩擦力为车重的 0.7 倍,g 取 10 m/s2求:(1)汽车的角速度;(2)汽车需要的向心力;(3)要使汽车不打滑,则其速度最大不能超过多少【答案】(1)0.3rad/s(2)F向m4500N(3)vm100m/s【解析】【详解】(1)由v=r可得,角速度为 ;(2)汽车需要的向心力的大小为:;(3)汽车作圆周运动的向心力由车与地面的之间静摩擦力提供随车速的增加,需要的向心力增大,静摩擦力随着一直增大到最大值为止由牛顿第二定律得:联立解得,汽车过弯道的允许的最大速度为:.16. 如图所示,用10N的力F使一个质量为1kg物体
16、由静止开始沿水平地面移动了3m,使从A点到达B点(图中未标出),力F跟物体前进的方向的夹角为=37,物体与地面间的动摩因数为=0.5,g取10m/s,sin37=0.6,cos37=0.8,求:(1)拉力F对物体做功W的大小;(2)最后物体获得的动能Ek;(3)到达B点时拉力F的瞬时功率。【答案】(1) 24J;(2) 18J ;(3)48W。【解析】【详解】(1)拉力F物体做功W大小为:W=Fxcos=1030.8 J=24J(2) 摩擦力的大小为:f=FN=(mg-Fsin)=0.5(10-100.6)N=2N由动能定理得:Ek=W-fx=18J(3)则最后的速度为v,则有:解得:v=6m
17、/s拉力的瞬时功率为:P=Fcos37v=48W附加题17. 如图所示,半径R=0.5 m的光滑圆弧轨道的左端A与圆心O等高,B为圆弧轨道的最低点,圆弧轨道的右端C与一倾角=37的粗糙斜面相切。一质量m=1kg的小滑块从A点正上方h=1 m处的P点由静止自由下落。已知滑块与粗糙斜面间的动摩擦因数=0.5,sin37=0.6,cos37=0.8,重力加速度g=10 m/s2。(1)求滑块第一次运动到B点时对轨道的压力。(2)求滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离。(3)通过计算判断滑块从斜面上返回后能否滑出A点。【答案】(1)70N; (2)1.4m; (3)能滑出A【解析】【详解】(1)滑块从P到B的运动过程只有重力做功,故机械能守恒,则有那么,对滑块在B点应用牛顿第二定律可得,轨道对滑块的支持力竖直向上,且故由牛顿第三定律可得:滑块第一次运动到B点时对轨道的压力为,方向竖直向下。(2)设滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离为L,滑块运动过程只有重力、摩擦力做功,故由动能定理可得所以(3)对滑块从P到第二次经过B点的运动过程应用动能定理可得所以,由滑块在光滑圆弧上运动机械能守恒可知:滑块从斜面上返回后能滑出A点。【点睛】经典力学问题一般先对物体进行受力分析,求得合外力及运动过程做功情况,然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。