广东省惠州市三年（2020-2022）高一物理下学期期末试题题型分类汇编3-解答题

广东省惠州市三年（2020-2022）高一物理下学期期末试题题型分类汇编3-解答题

一、解答题

1．（2022春·广东惠州·高一期末）长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，如图所示。若战士某次将质量为m的手榴弹水平抛出，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，水平位移大小为L，忽略空气阻力，重力加速度为g，求：

（1）手榴弹在空中运动的时间t；

（2）抛出手榴弹过程中，战士至少要做多少功；

（3）手榴弹落地前瞬间，手榴弹重力的功率。

2．（2022春·广东惠州·高一期末）旋转秋千是游乐园里常见的游乐项目，它由数十个座椅通过缆绳固定在旋转圆盘上，每一座椅可坐一人。如图所示，是一种模拟该运动的装置，整个装置可绕置于地面上的竖直轴oa转动，已知与转轴固定连接的水平杆ab长，连接小球的细绳长，小球质量，整个装置绕竖直轴oa做匀速圆周运动时，连接小球的细绳与竖直方向成角，小球到地面的高度，重力加速度，已知，，求：

（1）细绳对小球的拉力T是多大；

（2）该装置匀速转动角速度的大小；

（3）若转动过程中，细绳突然断裂，小球落地时到转轴oa的水平距离。

3．（2022春·广东惠州·高一期末）如图所示，光滑的圆弧轨道AB竖直固定放置，半径，在其右侧光滑的水平面上，紧靠着一质量M=2kg平板小车，小车的上表面与圆弧轨道末端相切，长；小车右侧的水平面上固定一竖直挡板，与圆弧轨道最低点B相距。现有一质量的小滑块，从圆弧轨道最高点A由静止释放，通过最低点B滑到平板小车上，已知滑块与小车上表面之间的动摩擦因数，，求：

（1）滑块运动到圆弧轨道最低点B时，滑块对轨道的压力；

（2）滑块刚滑到小车上表面时，滑块和小车的加速度大小；

（3）滑块运动到小车上表面后，经过多长时间小车与挡板相碰。

4．（2021春·广东惠州·高一期末）一列火车总质量机车发动机的额定功率，在水平直线轨道上行驶时，轨道对列车的阻力是车重的倍，，求：

（1）列车在水平轨道上行驶的最大速度；

（2）火车在水平轨道上以的速度匀速行驶时，发动机的实际功率；

（3）若发动机保持额定功率工作，火车从静止开始行驶后，速度达到时，列车通过的路程；

（4）若火车从静止开始，保持的加速度做匀加速运动，这一过程维持的最长时间（保留位有效数字）。

5．（2021春·广东惠州·高一期末）山谷中有三块大石头和一根不可伸长的青之青藤，其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，，，，。开始时，质量分别为和的大小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头，大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤的下端荡到右边石头的D点，此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点，空气阻力不计，重力加速度，求：

（1）大猴子水平跳离的速度最小值；

（2）猴子抓住青藤荡起时的速度大小；

（3）荡起时，青藤对猴子的拉力大小。

6．（2020春·广东惠州·高一期末）质量m=2kg的物块自斜面底端A以初速度=10m/s沿足够长的固定斜面向上滑行，经时间t=1s速度减为零。已知斜面的倾角，重力加速度g取10m/s2，，。求：

(1)物块与斜面的动摩擦因数大小；

(2)物块上滑过程中克服摩擦力做的功；

(3)物块上滑到最高点是否静止？如果不能静止，求物块再次回到底端A时重力的功率。

7．（2020春·广东惠州·高一期末）如图所示，一半径为R=0.4m的粗糙的半圆形轨道，竖直固定在水平地面上，其底端刚好与水平面相切，一质量为m=0.5kg的小球A在轨道的最低点以m/s的速度冲上半圆形轨道做圆周运动，到达轨道最高点时的速度m/s，取g=10m/s2，求：

（1）小球A在半圆形轨道最低点时对轨道的压力大小；

（2）小球A从轨道最低点运动到轨道最高点的过程中，球A克服阻力所做的功；

（3）当小球A通过圆弧最高点时，另一个小球B恰好从距离圆弧轨道低端L=0.4m的水平地面上竖直向上抛出，若两小球能在空中相遇，小球B向上抛出的初速度vB的大小为多少。

参考答案：

1．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）手榴弹在竖直方向上做自由落体直线运动，可得

解得

（2）手榴弹在水平方向上做匀速直线运动，有

手榴弹刚被抛出时的初动能

由功能关系得，战士至少做功为

（3）落地前瞬间，手榴弹竖直方向的速度大小

落地前瞬间，手榴弹重力的功率为

解得

2．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）小球竖直方向受力平衡，有

解得

（2）小球做水平面内的匀速圆周运动，合力提供向心力，可得

小球做圆周运动的半径

联立，解得

（3）细绳断裂时，小球的线速度大小为

由

解得

小球平抛过程中，水平分位移为

根据几何关系可得小球落地时到转轴oa的水平距离为

解得

3．（1）30N，方向竖直向下；（2）1m/s2；（3）5.5s

【详解】（1）小滑块沿光滑轨道下滑过程，由动能定理得

解得

在B点，由牛顿第二定律得

解得

由牛顿第三定律得滑块对轨道的压力大小

方向竖直向下。

（2）小滑块的加速度大小

小车的加速度大小

（3）滑块滑上小车后，假设达到共速前小车还没有与挡板相碰，且滑块没有从小车上表面滑出，由动量守恒定律得

解得

此过程二者的相对位移大小为，由能量守恒得

解得

即共速前滑块未从平板车上表面滑出，此过程车发生的位移设为s1，有

解得

共速前车未与挡板相撞，设滑块在车上滑行的时间为t1，对车由动量定理得

解得

设小车与挡板相碰前匀速运动的时间为，有

设滑块运动到小车上表面后，经过时间t小车与挡板相碰，则

4．（1）；（2）；（3）；（4）

【详解】（1）由于

 速度达到最大时，

由于

可得最大速度

（2）

由于匀速运动

因此

（3）根据动能定理

解得路程为

（4）由于

解得匀加速运动时间

5．（1）（2）9m/s（3）

【详解】（1）根据

解得

则跳离的最小速度为猴子跳到B点

解得

（2）根据机械能守恒定律得

解得

（3）根据牛顿第二定律得

根据几何关系得

联立解得

6．(1) 0.5；(2)40J；(3)不能静止； 24W

【详解】（1）物块的加速度

根据牛顿第二定律

解得

 （2）物块上滑过程中的最大位移

摩擦力为

物体克服摩擦力做功为

 （3）物块沿斜面的重力的分力

物块不能静止在最高点，将下滑，物块返回到底端A时的速度为v，整个过程由动能定理得

解得

物块返回到底端A时重力的功率为

解得

7．（1）50N；（2）4J；（3）4m/s

【详解】（1）在最低点，对A小球，由牛顿第二定律可得

得

由牛顿第三定律可得

（2）当A小球从最低点到最高点过程中，由动能定理得

解得

（3）对A小球

对B小球

当A球和B球能相遇时

联立以上方程可得