1、物理试题一。选择题：（每小题4分，共48分，其中第1-8题，每题仅有一个选项正确，第9-12题，每题有多个选项正确）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. 下列说法正确的是（ ）A. 质量一定的物体，若动量发生
2、变化，则动能一定变化B. 质量一定的物体若动能发生变化，则动量一定变化C. 做匀速圆周运动的物体，其动能和动量都保持不变D. 一个力对物体有冲量，则该力一定会对物体做功【答案】B【解析】【详解】AB质量一定的物体，若动量发生变化，则可能是速度大小变化，也可能是速度方向变化，因此动能不一定变化。若动能发生变化，则速度的大小一定发生变化，因此动量一定变化，A错误，B正确。C做匀速圆周运动的物体，速度的大小不变，但速度的方向时刻在变化，因此物体的动能不变，但动量时刻在变化，C错误。D一个力对物体有了冲量，则物体的速度可能只有方向改变，如匀速圆周运动，此时该力对物体不做功，D错误。故选B。3. 中国研
3、制的嫦娥四号探测器实现在月球背面软陆。嫦娥四号探测器到达月球引力范围时，通过变轨先进入绕月圆轨道，再经变轨，进入椭圆轨道，其中A、B两点分别为近月点和远月点，如图所示，已知月球表面重力加速度为g，月球半径为R，引力常量为G，绕月圆轨道半径为r，忽略地球引力的影响，则嫦娥四号探测器从A点飞到B点所用的时间为（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】根据万有引力提供向心力得据开普勒第三定律得解得嫦娥四号沿椭圆轨道的周期为故嫦娥四号从A点飞到B点所需时间为故选D4. 如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的
4、正压力为2mg，重力加速度大小为g质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为（ ）A. mgRB. mgRC. mgRD. mgR【答案】C【解析】试题分析：据题意，质点在位置P是具有的重力势能为：；当质点沿着曲面下滑到位置Q时具有的动能为：，此时质点对轨道压力为：，由能量守恒定律得到：，故选项C正确考点：能量守恒定律、圆周运动【名师点睛】本题分析的关键是找出质点在初始位置是的机械能和在末位置时的机械能，两个位置机械能只差就等于摩擦力做的功的大小即；但在球末位置时的动能时需要用到圆周运动规律，由此式可以求出在末位置的速度，也就可以求解此位置的动能大小了5. 灌浆机可以将涂料以速度v持续喷在墙
5、壁上，涂料打在墙壁上后完全附着在墙壁上。涂料的密度为，墙壁上涂料厚度每秒增加u，不计涂料重力的作用，则喷涂料对墙产生的压强为（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】ABCD.设墙壁的面积为S，在时间t内所喷涂料的质量为对涂料，由动量定理得结合压强公式得ABD错误，C正确。故选C。6. 如图所示，竖直固定的半径为R的光滑圆形轨道内，一可视为质点的小球顺时针运动通过轨道最低点P时，对轨道的压力大小为5mg，已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法中正确的（）A. 小球通过P点时的速度大小为B. 小球能运动到与圆心等高的Q点，且在Q点的加速度为2gC. 小球从P向Q运动的过程中对轨道
6、的压力一直减小D. 小球能沿轨道做完整的圆周运动【答案】C【解析】【详解】A通过轨道最低点P时，根据解得A错误；D小球恰能通过最高点的最小速度解得根据动能定理得要使小球过最高点时小球在最低点的速度而最低点的速度可知小球不能沿轨道做完整的圆周运动，D错误；B根据动能定理知解得小球恰能运动到与圆心等高的Q点，Q点处速度变为零，此时向心加速度为零，轨道对小球没有作用力，小球只受重力，加速度为g，B错误；C因为小球在轨道的最低点时对轨道的压力最大，而到达Q点处速度变为零，此时向心加速度为零，轨道对小球没有作用力，所以小球从P向Q运动的过程中对轨道的压力一直减小，C正确。故选C。7. 如图所示，光滑的水
7、平面上，子弹以速度v0射入木块，最后留在木块中随木块一起匀速运动，子弹所受阻力恒定不变，下列说法正确的是（）A. 子弹和木块系统动量守恒，机械能守恒B. 子弹对木块所做的功小于子弹克服木块阻力所做的功C. 子弹减少的动能等于木块增加的动能D. 子弹速度的减少一定等于木块速度的增加【答案】B【解析】【详解】A水平面光滑，子弹击中木块过程系统所受合外力为零，系统动量守恒，因为存在阻力做功，产热，故机械能减小，故A错误；B子弹射入木块的过程中，子弹克服阻力做功等于产生的内能和木块的动能增量之和，子弹对木块所做的功等于木块动能增量，故子弹对木块所做的功小于子弹克服木块阻力所做的功，故B正确；C子弹克服
8、阻力做功等于子弹减少的动能大于木块增加的动能，故C错误；D子弹速度的减少不一定等于木块速度的增加，因为质量关系不确定，故D错误。故选B。8. 烟花爆竹中的“二踢脚”双响爆竹在地面点燃炸响后直飞升空，在高空再炸响一声。设质量为m的“二踢脚”在地面炸响后不考虑质量变化获得初速度，竖直升空到速度为零时再次炸响，分裂成质量之比为2：1的两块，小块碎片获得水平速度v。已知当地的重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A. “二踢脚”上升的高度为B. 高空再次炸响后，大块碎片获得的速度为2vC. 高空分裂后，大块碎片先落地D. 落地后，两块碎片之间的距离为【答案】D【解析】【详解】A该爆竹爆炸后
9、做竖直上抛运动，故解得上升的高度为A错误；B高空再次炸响后，水平方向上动量守恒，设小块碎片质量为m，则大块碎片质量为2m，根据动量守恒定律可得解得负号表示速度与小块碎片的速度方向相反，B错误；C高空分裂后，两碎片都是做平抛运动，由于下落的高度相同，所以运动时间相同，即同时落地，C错误；D两碎块在水平方向上做匀速直线运动，故落地距离为在竖直方向上做自由落体运动，故联立解得D正确。故选D。9. 如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零。小球下降阶段下列说法中正确的是
10、：（）A. 在B位置小球动能最大B. 在C位置小球动能最大C. 从AC位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加D. 从AD位置小球重力势能减少等于弹簧弹性势能的增加【答案】BCD【解析】【详解】AB小球从B至C过程，重力大于弹力，合力向下，小球加速运动；C到D，重力小于弹力，合力向上，小球减速运动，故在C点动能最大，选项A错误，B正确；C小球下降过程中，重力和弹簧弹力做功，小球和弹簧系统机械能守恒；从AC位置小球重力势能的减少等于动能增加量和弹性势能增加量之和，选项C正确；D小球下降过程中，重力和弹簧弹力做功，小球和弹簧系统机械能守恒；从AD位置，动能变化量为零，故小球重力势能的减小等于弹性势
11、能的增加，D正确。故选BCD。10. 汽车以速度v0沿平直的水平面向右匀速运动，通过定滑轮（不计滑轮的不质量和摩擦）把质量为M的重物向上提起，某时刻汽车后面的绳子与水平方向的夹角为，如图所示则下列说法正确的是（）A. 此时重物的速度大小为vv0sinB. 重物上升的速度越来越小C. 由于汽车做匀速运动，所以重物也是匀速上升D. 绳子中的拉力大于重物的重力【答案】AD【解析】【详解】A此时汽车的速度分解如图重物的速度是沿绳子方向的速度，其大小为故A正确；BC汽车向右运动过程中，逐渐减小，逐渐增大，所以重物的速度越来越大，重物做加速运动，故BC错误；D由牛顿第二定律可知，绳子中的拉力大于重物的重力
12、，故D正确。故选AD11. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前4s内做匀加速直线运动，4s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图象如图所示。已知汽车的质量m=1.5103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，不计空气阻力，g取10m/s2，则（）A. 汽车在前4s内的牵引力为4103NB. 汽车的额定功率为36kWC. 汽车的最大速度为20m/sD. 前4s内汽车克服地面阻力做功2.4104J【答案】BD【解析】【详解】A根据v-t图象，可知，汽车在前4s内做匀加速度直线运动，加速度汽车水平方向受阻力f和牵引力F作用，根据牛顿第二定律因为阻力可得故A错误；B4s时汽车功率达到额
13、定功率，根据可知故B正确；C当牵引力等于阻力时，汽车速度最大，所以故C错误；D根据v-t图象，可知，前4s内汽车走过的位移阻力做功汽车克服地面阻力做功2.4104J，故D正确。故选BD。12. 如图所示，一半球形凹槽固定在水平桌面上，凹槽的直径ap水平，点b、c、d、e、f位于同一竖直面内，并将半圆周六等分。现将同一个小球（可视为质点）以不同的初速度从a点向右水平抛出，分别落到凹槽的b、c、d、e、f点上，不计空气阻力，则（）A. 小球到达圆周c、e两点时重力的瞬时功率相同B. 小球从开始运动到落到圆周b、f两点的过程，动量的变化量相同C. 到达圆周c、e两点的小球初速度之比为1：2D. 小球
14、到达圆周e点时，速度方向可能与凹槽该处切面垂直【答案】AB【解析】【详解】A由公式可知，由于c、e两点与抛出点的高度相同，则到达两点竖直方向的相同，由功率可知，小球到达圆周c、e两点时重力的瞬时功率相同，故A正确；B由公式可知由于b、f两点离抛出点的高度相同，则时间相等，由动量定理得则小球从开始运动到落到圆周b、f两点的过程，动量的变化量相同，故B正确；C过c与e分别做ap的垂线，交ap分别与M点与N点，如图则所以，由于c、e两点与抛出点的高度相同，由可知二者运动的时间是相等的，由水平方向的位移为可得到达圆周c、e两点的小球初速度之比为1：3，故C错误；D球落到e点时，若速度方向与该处凹槽切面
15、垂直则速度方向为Oe，O点应为aM的中点，显然不是，故D错误。故选AB。二。实验题：（每空2分，共14分）13. 用如图甲所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点；图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点未标出，交流电的频率为50Hz，计数点间的距离如图中所示。已知m1=60g，m2=180g，则（结果均保留2位有效数字）(1)在打点0到5过程中系统动能的增加量Ek=_J，系统势能的减少量Ek=_J（g取9.8m/s2）(2)若v表示纸带上某点瞬时速度，h表示该点到O点距离，某同学经过多次
16、实验作出v2h图像如图丙所示，则当地的实际重力加速度g=_m/s2.【答案】 (1). (2). (3). 【解析】【详解】(1)12根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为在过程中系统动能的增量系统重力势能的减小量等于物体重力做功，故(2)3根据动能定理可知，重力做的功等于系统动能的增加量，即可知图线的斜率所以14. 某同学用如图所示的实验装置验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞后的动量关系。实验中用天平测量两个小球的质量m1，m2（m1m2），图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静
17、止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2置于轨道末端的醒心水平部分，再将入射球m1从斜轨S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复，分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N。测量平抛射程OM、ON，不计空气阻力的影响。(1)实验中选取的两个小球的半径应_（填“相等”或“不相等”）；(2)若两球相碰前后动量守恒，其表达式可表示为_（用所测物理量的字母表示）；其中小球与斜面存在摩擦阻力，是否影响实验结果的验证？_（填“影响”或“不影响”）；(3)经测定，m1=35g，m2=25g，小球m1从斜轨S位置静止释放，不碰撞小球两时落地点的位置P距O点的距离OP=60
18、cm，在实验中仅更换两个小球的材质，质量不变，那么小球m1从斜轨S位置静止释放后与水平轨道未端的小球m2碰撞，若两球相碰过程没有机械能损失，则碰后小球m2平抛运动的水平射程为_cm。【答案】 (1). 相等 (2). (3). 不影响 (4). 【解析】【详解】（1）1 实验中选取的两个小球的半径应相等，发生对心碰撞。（2）2 碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得根据平抛运动水平位移可得3 “验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛
19、运动，小球与斜槽间的摩擦不影响实验。（3）4 发生弹性碰撞时，被碰小球获得速度最大，根据动量守恒和能量守恒可得根据以上两式可得最大射程为三。计算题：（第15题满分11分，第16题满分12分，第17题满分15分，共计38分。）15. 2020年4月24日，中国行星探测任务被命名为“天问系列”，首次火星探测任务被命名为“天问一号”，根据“嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于2020年登陆火星假如某志愿者登上火星后将一小球从高为h的地方由静止释放，不计空气阻力，测得经过时间t小球落在火星表面，已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星自转，求：（1）火星的第一宇宙速度；（2）火星平均密度；（3）若有
20、一卫星环绕火星表面做匀速圆周运动，求卫星的运行周期。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据自由落体运动规律火星表面的重力加速度大小在火星表面绕行的卫星的质量为，根据火星的第一宇宙速度（2）在火星表面质量是的物体，根据解得火星的质量火星的体积则火星的密度（3）火星表面绕行的卫星的质量为，根据解得16. 如图所示，从A点以某一水平速度v0抛出一质量m1 kg的小物块(可视为质点)，当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入BOC37的固定光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面上的长木板上，圆弧轨道C端的切线水平已知长木板的质量M4 kg，A、B两点距C点的高度
21、分别为H0.6 m、h0.15 m，R0.75 m，物块与长木板之间的动摩擦因数10.7，长木板与地面间的动摩擦因数20.2，g10 m/s2.求：(sin 370.6，cos 370.8)(1)小物块的初速度v0及在B点时的速度大小；(2)小物块滑动至C点时，对圆弧轨道的压力大小；(3)长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板【答案】(1)4 m/s5 m/s(2)47.3 N(3)2.0 m【解析】【详解】(1)从点到点，物块做平抛运动，则有：设到达点时竖直分速度为，则有：联立解得： 此时速度方向与水平面的夹角为则有：可得： 在点时的速度大小： (2)从点至点，由动能定理有：设物块在点
22、受到的支持力为，则有：解得：，根据牛顿第三定律可知，物块在点时对圆弧轨道的压力大小为47.3 N(3)小物块与长木板间的滑动摩擦力：长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力：因为，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动小物块在长木板上做匀减速运动则长木板的长度至少为：17. 如图所示，在足够长的光滑水平轨道上静止放置三个小物块A、B、C，质量分别为mA=4kg，mB=2 kg，mc=1 kg；其中A、B用一轻弹簧连接，B、C之间夹有少许塑胶炸药，C的右边有一个弹性挡板现引爆塑胶炸药，炸药爆炸后B以3 m/s的速度向左运动，B、C分开后， C恰好在A、B之间的弹簧第一次恢复到原长时追上
23、B，并与B碰撞后粘在一起已知炸药爆炸的时间、C、B碰撞的时间很短，可以忽略不计，小物块C与弹性挡板碰撞过程没有能量损失，求：(1)炸药爆炸产生的能量；(2)C、B碰撞后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能【答案】(1) (2) 【解析】取水平向左为正方向（1）设炸药爆炸后B、C速度分别为、，爆炸产生的能量为E，爆炸过程B、C系统动量守恒： 能量守恒： 代入数据得：J （2）由题意，当A、B、C有共同速度时，弹簧有最大弹性势能设弹簧恢复原长时B、A的速度分别为、，C与B碰撞后粘在一起的速度为，A、B、C的共同速度大小为，弹簧的最大弹性势能为 从爆炸后到弹簧恢复原长过程，B、A和弹簧组成系统动量守恒：根据系统能量守恒得： C与B碰撞过程，C、B系统动量守恒： C与B碰后到A、B、C有共同速度的过程，A、B、C和弹簧组成系统动量守恒： 根据能量守恒： 联立以上各式并代入数据得：J 故本题答案是：(1) (2) 点睛：本题考查了能量守恒与动量守恒相结合的问题，根据守恒规律解题即可