2022-2023学年湖南省沙市高一下册期末物理专项提升模拟题(AB卷)含解析
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2022-2023学年湖南省沙市高一下册期末物理专项提升模拟题
(A卷)
第I卷(选一选)
评卷人
得分
一、单 选 题
1.如图所示,质点通过位置P时的速度、加速度及P附近的一段轨迹都在图上标出,其中可能正确的是( )
A.①② B.③④ C.②③ D.①④
2.假设地球和金星都绕太阳做匀速圆周运动。已知地球到太阳的距离大于金星到太阳的距离,下列说确的是( )
A.地球公转的周期大于金星公转的周期
B.地球公转的线速度大于金星公转的线速度
C.地球公转的加速度大于金星公转的加速度
D.地球公转的角速度大于金星公转的角速度
3.如图所示,质量分别是,和、带电荷量分别为和的小球,用长度没有等的轻丝线悬挂,两丝线与竖直方向的夹角分别是α和β(),两小球恰在同一水平线上,那么( )
A.两球一定带同种电荷 B.一定大于
C.一定等于 D.两球所受库仑力一定大小相等
4.运动员将网球水平击出,用vy、h、E和P分别表示网球下落过程中竖直方向的分速度、下落的高度、机械能和重力的瞬时功率,则下列图像正确的是(没有计空气阻力)( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,长为L的细绳一端固定,另一端系一质量为m的小球,如果给小球一个合适的初速度,小球便可在水平面内做匀速圆周运动,这样就构成了一个圆锥摆。设细绳与竖直方向的夹角为,下列说确的是( )
A.小球受重力、细绳的拉力和向心力作用 B.细绳的拉力提供小球做圆周运动的向心力
C.越大,小球运动的角速度越大 D.越大,小球运动的线速度越小
6.如图所示,一个物体静止在水平地面上,受到与水平方向成θ角的恒定拉力F作用时间t后,物体仍保持静止。现有以下看法,你认为看确的是( )
A.物体所受合力的冲量大小为0
B.物体所受拉力F的冲量大小是Ftcosθ
C.物体所受力的冲量大小为0
D.物体所受拉力F的冲量方向水平向右
7.有a、b、c、d四颗地球卫星,卫星a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,卫星b在地面附近近地轨道上正常运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图,则有( )
A.a的向心加速度等于重力加速度g B.b在相同时间内转过的弧长最长
C.c在4 h内转过的圆心角是 D.d的运动周期有可能是20h
评卷人
得分
二、多选题
8.两异种点电荷A、B附近的电场线分布如图所示,P、Q为电场中的两点。设P、Q两点的电场强度大小分别为EP、EQ。则( )
A. B. C.A带正电,B带负电 D.A、B所带电荷量相等
9.如图所示,在水平地面上固定一竖直轻弹簧,弹簧的劲度系数为k,原长为l。质量为m的小球由弹簧的正上方h高处下落,与弹簧接触后压缩弹簧,当弹簧的压缩量为x时,小球下落到点,整个过程中弹簧一直处在弹性限度内。没有计空气阻力,当地的重力加速度为g,则从小球接触弹簧开始到小球下落到点的过程中( )
A.小球的机械能先增加后减少
B.小球与弹簧组成的系统机械能守恒
C.弹簧弹性势能的值为mg(h+x)
D.小球下落到距地面高度时动能
10.如图甲所示,在光滑水平面上的两小球发生正碰,小球的质重分别为m1与m2。图乙为它们碰撞前后的s-t图像。已知m1=0.6kg,由此可以判断 ( )
A.m2=0.3kg
B.碰撞后m1与m2都向右运动
C.该碰撞是弹性碰撞
D.碰撞过过程中系统损失了0.4J的机械能
第II卷(非选一选)
评卷人
得分
三、解 答 题
11.环保工作人员在巡查中发现一水平排污口正在大量排放污水,示意图如图所示。如果工作人员仅凭手里一把卷尺,想要测量每秒排放污水的体积,请你根据所学物理知识帮助工作人员测量。
(1)需要测量哪些物理量?(用文字说明,并设定所测物理量的符号)
(2)推导每秒排放污水的体积表达式。(已知当地重力加速度为g)
12.如图,真空中有两个点电荷,Q1为4.0×10-8C、Q2为-1.0×10-8C,分别固定在x轴的坐标为0和6cm的位置上。则
(1)x轴上哪个位置的电场强度为0;
(2)x轴上哪些位置的电场强度的方向是沿x轴的负方向的。
13.如图所示,把一个质量为0.2kg的小球放在高度为5.0m的直杆的顶端。一颗质量为0.01kg的以500 m/s的速度沿水平方向击中小球,并穿过球心,小球落地处离杆的距离为20m,g取10m/s2。试求:
(1)落地处离杆的距离;
(2)碰撞过程中损失的机械能。
14.某中子星的质量大约与太阳的质量相等,为2×1030 kg,但是它的半径只有10 km。
(1)求此中子星表面的落体加速度。
(2)贴近中子星表面,求沿圆轨道运动的小卫星的速度。
(3)求中子星的密度。(计算结果均保留二位有效数字)
评卷人
得分
四、实验题
15.利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材是___________;
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)
(2)实验中,先接通电源,再释放重物,得到图2所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hc。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m,从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化了___________动能变化了 ___________;
(3)很多实验结果显示,重力势能的减少量略大于动能的增加量,原因是___________。
答案:
1.C
【分析】
【详解】
物体做曲线运动时,加速度指向曲线的凹侧,速度在轨迹的切线方向,可知①④没有可能,②③可能,C正确。
故选C。
2.A
【详解】
A.行星绕太阳运动,万有引力做向心力,故有
行星绕太阳运动的周期
故半径越大,周期越大,所以地球公转的周期大于金星公转的周期,故A正确;
B.行星绕太阳运动的线速度
故半径越大,线速度越小,所以地球公转的线速度小于金星公转的线速度,故B错误;
C.行星绕太阳运动的加速度
故半径越大,加速度越小,所以地球公转的加速度小于金星公转的加速度,故C错误;
D.行星绕太阳运动的角速度
故半径越大,角速度越小,所以地球公转的角速度小于金星公转的角速度,故D错误。
故选A。
3.D
【详解】
A.由题图可知,两球相互吸引,一定带异种电荷,故A错误;
BD.根据牛顿第三定律可知两球间的库仑力是一对相互作用力,大小相等,无法判断电荷量的大小关系,故B错误,D正确;
C.设两球间的库仑力大小为F,对两球分别有
则有
因,可得
故C错误。
故选D。
4.D
【分析】
【详解】
A.根据
应该是一条过原点的直线,A错误;
B.根据
h和t的关系没有是一条直线,B错误;
C.下落过程中,机械能是守恒的,应该是一条平行于时间轴的直线,C错误 ;
D.根据
D正确。
故选D。
5.C
【详解】
A.向心力是力,没有进行受力分析。故A错误;
B.小球做匀速圆周运动,应该是细绳的拉力和小球所受重力的合力来提供向心力。故B错误;
C.分析可知
解得
当越大时,越大。故C正确;
D.由
解得
当越大时,v越大。故D错误。
故选C。
6.A
【分析】
【详解】
ABC.物体所受合力为零,力和拉力F均为恒力,根据恒力冲量的定义可知,冲量等于力与时间的乘积,故力对物体的冲量为Ftcosθ,拉力F对物体的冲量大小为Ft,合力的冲量大小为0,故A正确BC错误;
D.物体所受拉力F的冲量方向与F方向相同,故D错误。
故选A。
7.B
【分析】
【详解】
A.同步卫星的周期、角速度与地球自转周期、角速度相同,则知a与c的角速度相同,根据a=ω2r知,c的向心加速度大于a的向心加速度。由
G=ma
解得
a=
卫星的轨道半径越大,向心加速度越小,则c的向心加速度小于b的向心加速度,而b的向心加速度约为g,则a的向心加速度小于重力加速度g,故A错误;
B.由牛顿第二定律可得
解得
v=
卫星的半径r越大,速度v越小,所以b的速度,在相同时间内转过的弧长最长,故B正确;
C.c是地球同步卫星,周期是24 h,则c在4 h内转过的圆心角是
故C错误;
D.由开普勒第三定律可知,卫星的半径r越大,周期T越大,所以d的运动周期大于c的周期24 h,即没有可能是20 h,故D错误。
8.BC
【详解】
AB.由电场线的疏密程度可知
故B正确,A错误;
C.电场线由正电荷发出或无穷远处发出,终于无穷远处或负电荷,可知A带正电,B带负电,故C正确;
D.若A、B所带电荷量相等,电场线分布图像关于连线中垂线对称,故D错误。
故选BC。
9.BCD
【分析】
【详解】
AB.从小球接触弹簧开始到小球下落到点的过程中,小球与弹簧组成的系统机械能守恒,弹簧的弹性势能变大,则小球的机械能减少,选项A错误,B正确;
C.当小球到达点时弹簧的弹性势能,由能量关系可知,弹簧弹性势能的值等于小球重力势能的减小量,为mg(h+x),选项C正确;
D.当小球的重力等于弹簧弹力时,合力为零,加速度为零,此时小球的速度,动能,即
此时小球距地面高度
选项D正确。
故选BCD。
10.AC
【详解】
AB.由s-t图像的斜率等于速度可得,m1碰前速度
v1=4m/s
m2碰前速度
v2=0
则知碰前m2静止,m1向右运动。碰后m1速度为
v′1=-2 m/s
向左运动,碰后m2的速度
v′2=2m/s
向右运动,根据动量守恒定律得
m1v1+m2v2=m1v′1+m2v′2
代入数据解得
m2=0.3kg
故A正确,B错误;
CD.两物体组成的系统在碰撞过程中的机械能损失为
△E=(m1v12+m2v22)-(m1v′12+m2v′22)=0
所以碰撞过程是弹性碰撞,故C正确,D错误。
故选AC。
11.(1)见解析;(2)
【分析】
【详解】
(1)需要用卷尺测出排污管口的直径,排污口到地面的高度,污水落点到排污管口的水平距离;
(2)设污水排出管口时的速度为,污水在空中的运动可近似看着平抛运动,则有
则每秒排放污水的体积为
联立以上式子,可得每秒排放污水的体积表达式
12.(1)x=12cm;(2)x<0或6cm
【详解】
(1)设坐标为x处场强为0,x>6cm,有
化简为
解得
x=12cm或4cm(舍去)
(2)由(1)分析可知,在x坐标轴上0到6cm之间和x>12cm的地方的电场强度的方向是沿x正方向。所以x轴上的x<0或6cm
【详解】
(1)由题意得,小球落地时间为
所以水平初速度为
对与小球碰撞过程由动量守恒定律得
解得
所以落地处离杆的距离为
(2)由题意得,碰撞过程中损失的机械能为
解得
14.(1);(2)1.2×108m/s;(3)4.8×1017kg/m3
【详解】
(1)星球表面重力与万有引力相等有
重力加速度
所以
(2)贴近中子星表面的小卫星受中子星的引力提供向心力,则由牛顿第二定律得
解得
(3)由得中子星的密度为
15. AB##BA mghB 存在空气阻力和阻力的影响
【详解】
(1)[1]打点计时器需要用到交流电源,在测量纸带上两点间的长度需要刻度尺,由公式
可得质量m可以约掉,所以没有需要测量重物的质量。
故选AB。
(2)[2][3]从O点到B点重物的重力势能减少了
由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于平均速度可得打B点时的速度
则打B点时,重物的动能的增加量为
(3) [4] 实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是存在空气阻力和阻力的影响。
2022-2023学年湖南省沙市高一下册期末物理专项提升模拟题
(B卷)
第I卷(选一选)
评卷人
得分
一、单 选 题
1.某物体运动的初速度v及该物体受到的恒定合力F的方向如图所示,则该物体的运动轨迹可能是( )
A. B.
C. D.
2.木星是距离太阳第五近的行星,也是太阳系中体积的行星。它的质量是地球的318倍,直径是地球的11倍。将地球与木星均视为均匀球体,若地球的宇宙速度为,则木星的宇宙速度最接近( )
A. B. C. D.
3.某小船渡河,河宽,河水流速为,小船在静水中的速度是。下列说确的是( )
A.小船渡河的最短时间为 B.小船渡河的最小位移为
C.小船在河水中运动的速度为 D.小船在河水中运动的最小速度为
4.2022年5月10日,“天舟四号”货运飞船采用自主交会对接模式,成功对接空间站“天和”核心舱后向端口。对接过程的简化图如图所示,下列说确的是( )
A.若货运飞船在M处,则应加速变轨才能成功对接核心舱
B.若货运飞船在N处,则它的周期小于核心舱的周期
C.若货运飞船在M处,则它的向心加速度小于核心舱的向心加速度
D.若货运飞船在N处,则它的线速度大于核心舱的线速度
5.如图所示,自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为,在自行车被人正常骑行过程中,下列说确的是( )
A.小齿轮和后轮的周期之比为
B.大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为
C.大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为
D.大齿轮和小齿轮边缘的向心加速度大小之比为
6.如图所示,小球(视为质点)从斜面上的A点以大小为的速度水平抛出,刚好落在斜面底端B点。斜面的长度为,倾角为,竖直墙壁与水平地交于C点,水平地面上B、C间的距离为L。改变小球抛出的速度大小,小球落在墙壁上的P点(未画出),下列说确的是( )
A.若小球抛出的速度大小为,则P点离地面的高度为
B.若小球抛出的速度大小为,则P点离地面的高度为L
C.若小球抛出的速度大小为,则P点离地面的高度为
D.若小球抛出的速度大小为,则P点离地面的高度为
7.质量分别为的小球a、b在光滑的水平地面上发生碰撞,碰撞前后两球的图像如图所示,可知( )
A.碰后小球a的动量为 B.碰后小球b的动量为
C.碰撞前后小球a的动量变化量为 D.碰撞过程中无能量损失
8.现将火星和水星的运行轨道看成圆轨道,如图所示。、分别为火星和水星的公转周期,、分别为火星和水星的公转半径。则过点的直线的图像为( )
A. B.
C. D.
评卷人
得分
二、多选题
9.一质量为的物块在合力F的作用下从静止开始沿直线运动,其图像如图所示。则( )
A.时物块的速度大小为 B.内合力的冲量大小为
C.时物块的动量大小为 D.内合力的冲量大小为
10.质量为m的物体,以初速度滑上一水平粗糙地面,滑行距离为L时速度减半。重力加速度大小为g,下列说确的是( )
A.物体再滑行便停止
B.在题述过程中物体克服力做的功为
C.物体与水平地面间的动因数为
D.若物体的初动能为,则其滑行的距离为
11.2022年,北京上有一种女子单板滑雪U型池项目,可简化为如图所示的模型。池内各处粗糙程度相同,其中a、c为U型池两侧的边缘,且在同一水平面,b点为U型池的点。某运动员从a点正上方h处的O点下落沿U型池左侧切线进入池中,从右侧切线飞出后上升至位置d点(相对c点的高度为)。没有计空气阻力,重力加速度大小为g,则运动员( )
A.从d点返回经b点恰好能回到a点
B.从d点返回经b点一定能越过a点
C.次b点对轨道的压力大于第二次b点对轨道的压力
D.由a点到c点的过程中,在段克服力做的功等于在段克服力做的功
12.如图所示,光滑竖直杆固定,质量为m的小球A(可视为质点)穿在杆上。一根竖直轻弹簧一端固定在水平地面上,另一端连接质量也为m的物块B,一轻绳跨过定滑轮O,一端与物块B相连,另一端与小球A连接,定滑轮到竖直杆的距离为L。初始时,小球A在外力作用下静止于P点,此时整根轻绳伸直无张力且间轻绳水平、间轻绳竖直。现将小球A由P点静止释放,小球A沿杆下滑到点Q时,与杆之间的夹角为。没有计滑轮的质量、大小及,重力加速度大小为g,,,关于小球A由P点下滑至Q点的过程中,下列说确的是( )
A.小球A的重力势能减小了
B.物块B的机械能增加了
C.小球A和物块B组成的系统机械能守恒
D.除P、Q两点外,小球A的速度始终大于物块B的速度
第II卷(非选一选)
评卷人
得分
三、实验题
13.某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行实验在足够大的水平平台上的A点放置一个光电门,水平平台上A点右侧很小,可忽略没有计,左侧为粗糙水平面,当地重力加速度大小为g.采用的实验步骤如下:
①在小滑块a上固定一个宽度为d的窄挡光片;
②用天平分别测出小滑块a(含挡光片)和小球b的质量、;
③滑块a和小球b用细线连接,中间夹一被压缩了的轻弹簧,静止放置在平台上;
④细线烧断后,滑块a和小球b瞬间被弹开,向相反方向运动;
⑤记录滑块a通过光电门时挡光片的遮光时间t;
⑥滑块a最终停在C点(图中未画出),用刻度尺测出A、C两点之间的距离;
⑦小球b从平台边缘飞出后,落在水平地面上的B点,用刻度尺测出平台距水平地面的高度h及平台边缘铅垂线与点之间的水平距离.
⑧改变弹簧压缩量,进行多次测量.
(1)该实验要验证“动量守恒定律”,则只需验证________=________即可.(用上述实验数据字母表示)
(2)改变弹簧压缩量多次测量后,该实验小组得到与的关系图像如图乙所示,图线的斜率为k,则平台上A点左侧与滑块a之间的动因数大小为________.(用上述实验数据字母表示)
14.某物理兴趣小组的同学们为了验证机械能守恒定律,使用的实验装置如图甲所示。两相同重物P、Q的质量均为M、厚度均为d,轻绳一端与P连接,另一端穿过质量为m的薄片N上的小孔与Q连接,开始时在外力的作用下使系统(重物P、Q以及薄片N)保持静止状态,在正下方h处固定一圆环,圆环正下方固定一光电门。实验时,将系统由静止释放,运动中Q可以穿过圆环,N将被圆环挡住而立即停止运动,Q通过光电门时记录的挡光时间为t,重力加速度大小为g。
(1)重物Q穿过圆环时的速度大小___________;
(2)若系统的机械能守恒,则应满足的关系式为___________;
(3)保持M,h没有变,改变m(始终保证),重复上述操作,得到多组m、t,作出图像,如图乙所示,则图线的斜率___________。
评卷人
得分
四、解 答 题
15.在雪车比赛中,为了让乘坐雪车的运动员能高速且地通过弯道,弯道处的赛道均向内侧倾斜。现有一雪车以大小为v的速度通过一小段半径为R的圆形水平弯道,所用时间为t。已知雪车的质量为m,运动员的质量为M,重力加速度大小为g,忽略冰面与雪车间的,运动员和雪车整体可视为质点,求:
(1)弯道所对应的圆心角;
(2)弯道对雪车作用力的大小F。
16.在沙地上有一质量的木块,木块上放一质量的爆竹。点燃爆竹后,木块陷入沙中的深度,沙对木块运动的阻力恒为。没有计爆竹中火药的质量和空气阻力,爆炸后木块与爆竹只在竖直方向上运动,取重力加速度大小。求:
(1)爆炸后瞬间木块的速度大小v;
(2)爆竹上升的高度h;
(3)爆炸过程中转化成木块和爆竹的机械能E。
17.如图所示,轻弹簧上端系在A点,下端连接一没有可伸长的轻质细绳,绳下端绕过B处的小定滑轮,系着质量的滑块(视为质点)。滑块静止在B点正下方水平地面的C处,定滑轮的离地高度。给滑块施加一大小为的水平恒力(未画出),使滑块从C点运动距离到D点。已知弹簧的劲度系数,滑块与水平地面间的动因数,重力加速度大小为g=10m/s2。弹簧原长时绳下端刚好到达B点,弹簧始终处于弹性限度内且下端未到B点。求:
(1)滑块静止时对地面的压力大小;
(2)滑块从C点运动到D点的过程中力做的功W;
(3)滑块从C点运动到D点的过程中的速度v。
答案:
1.A
【详解】
物体运动初速度v的方向及该物体受到的恒定合力F的方向没有共线,则物体做曲线运动;依题意,根据牛顿运动定律,该曲线运动可以看成是沿力F方向初速度为0的匀加速直线运动与原v方向匀速运动的合运动,如图所示;
根据平行四边形法则可知,其合速度方向在两分速度之间;另外,随着时间的增加,分速度at越来越大,合速度的方向会趋向于F方向,故BCD错误,A正确。
故选A。
2.C
【详解】
根据星球宇宙速度为星球表面轨道卫星的运行速度可得
可得地球的宇宙速度为
根据题意,木星的宇宙速度为
C正确,ABD错误。
故选C。
3.B
【详解】
A.根据题意可知,当船头正对河岸时,渡河时间最短,小船渡河的最短时间为
故A错误;
B.根据题意可知,小船在静水中的速度大于河水水流的速度,则可以通过调整船头,使船的实际速度方向垂直河岸,此时渡河位移最小为河宽,故B正确;
CD.根据题意可知,当船在静水中的速度方向与水流的速度方向相同时,船的实际速度为
当船在静水中的速度方向与水流的速度方向相反时,船的实际速度最小为
故CD错误。
故选B。
4.A
【详解】
A.若货运飞船在M处,只有先加速后做离心运动才能与高轨道的核心舱对接,故A正确;
B.若货运飞船在N处,由图可知,货运飞船的轨道半径大于“天和”核心舱的轨道半径,由万有引力提供向心力有
可得
可知,货运飞船的周期大于核心舱的周期,故B错误;
C.若货运飞船在M处,由图可知,货运飞船的轨道半径小于“天和”核心舱的轨道半径,由万有引力提供向心力有
可得
可知,货运飞船的向心加速度小于核心舱的向心加速度,故C错误;
D.若货运飞船在N处,由图可知,货运飞船的轨道半径大于“天和”核心舱的轨道半径,由万有引力提供向心力有
可得
可知,货运飞船的线速度小于核心舱的线速度,故D错误。
故选A。
5.B
【详解】
A.小齿轮和后轮同轴,其角速度相同,所以周期之比为,故A错误;
B.大齿轮和小齿轮边缘的线速度大小相等,其半径之比,则其角速度之比为,故B正确;
C.依题意可知,大齿轮和后轮的角速度之比为,因其半径之比为,根据
可知大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为,故C错误;
D.大齿轮和小齿轮边缘的线速度大小相等,其半径之比,根据向心加速度的公式
可知大齿轮和小齿轮边缘的向心加速度大小之比为,故D错误。
故选B。
6.D
【详解】
依题意,小球斜面上的A点以大小为的速度水平抛出,刚好落在斜面底端B点,根据平抛运动规律有
整理后有
A.依题意,以的速度水平抛出,刚好落在斜面底端B点;若小球抛出的速度大小为,小于v0,可知小球会落在斜面上,故A错误;
B.假定小球落在C点时其水平抛出初速度为v,则有
因
则有
可知小球抛出的速度大小为时,小球会落在C点,离地面的高度为0,故B错误;
C.依题意,当小球抛出的速度大小为时,小球会落在墙壁上,根据平抛运动规律有
则P点离地面的高度为
联立解得
故C错误;
D.若小球抛出的速度大小为时,小球会落在墙壁上,根据平抛运动规律有
则P点离地面的高度为
联立解得
故D正确。
故选D。
7.D
【详解】
AB.由图像可知,碰撞后小球a、b的动量分别为
,
故AB错误;
C.碰撞前小球a的动量为
碰撞前后小球a的动量变化量为
故C错误;
D.由
碰撞前后系统总动能分别为
,
即
碰撞过程中无能量损失,故D正确。
故选D。
8.D
【详解】
根据开普勒第三定律
可得
则有
可得
可知过点的直线的图像的斜率为,D正确,ABC错误。
故选D。
9.AD
【详解】
A.时,根据牛顿第二定律
由
解得,时物块的速度大小为
故A正确;
B.内合力的冲量大小为
故B错误;
C.根据动量定理
解得,时物块的动量大小为
故C错误;
D.内合力的冲量大小为
故D正确。
故选AD。
10.CD
【详解】
A.物体将做匀减速直线运动直至静止,根据匀变速直线运动推论,速度减半时为时间中点,将物体运动看成反向匀加速直线运动,根据初速度为零的匀加速直线运动的推论可知,物体再滑行便停止,故A错误;
B.根据动能定理
故B错误;
C.根据
,
得
故C正确;
D.若物体的初动能为,根据动能定理
滑行的距离为
故D正确。
故选CD。
11.BC
【详解】
AB.根据题意,设运动员次由的过程中,克服阻力做功为,运动员从O点到d点,由动能定理有
可得
运动员从返回经点回到点过程中,平均速率小于小于从到的平均速率,则从点回到点平均阻力小,则阻力做功
设返回时到达点的速度为,由动能定理有
即从d点返回经b点一定能越过a点,故A错误,B正确;
C.根据题意,在点,由牛顿第二定律有
由牛顿第三定律可知,小球在点对轨道的压力为
由于次b点的速度大于第二次b点的速度,则次b点对轨道的压力大于第二次b点对轨道的压力,故C正确;
D.根据题意,由于有力做功,则小球在段的平均速率大于在段的平均速率,小球在段的平均阻力大于在段的平均阻力,则在段克服力做的功大于在段克服力做的功,故D错误。
故选BC。
12.BD
【详解】
A.根据题意,由几何关系可得,小球A下降的距离为
则小球A的重力势能减小了
故A错误;
B.根据题意可知,物块B的机械能增加等于物块B重力势能的增加,由几何关系可知,物块B上升的距离为
则物块B重力势能的增加量为
即物块B的机械能增加了,故B正确;
C.根据题意可知,小球A由P点下滑至Q点的过程中,弹簧对物块B做功,则小球A和物块B组成的系统机械能没有守恒,故C错误;
D.小球A由P点下滑至Q点的过程中,设小球A的速度为,物块B的速度为,小球A与定滑轮连线与竖直方向的夹角为,由几何关系可得
则除P、Q两点外,小球A的速度始终大于物块B的速度,故D正确。
故选BD。
13.
【详解】
(1)[1] [2]烧断细线后,滑块a向左运动,光电门。滑块a光电门的速度
小球b离开平台后做平抛运动,根据平抛运动规律可得
,
解得
若动量守恒,设水平向右为正,则有
即
.
(2)[3]对滑块a由光电门向左运动过程分析,则有
光电门的速度
由牛顿第二定律可得
联立可得
则由题图乙可知
14.
【详解】
(1)[1]根据题意可知,当N被圆环挡住而立即停止运动后,重物P、Q将做匀速运动,则重物Q穿过圆环时的速度大小等于重物Q通过光电门时的速度大小为
(2)[2]若系统的机械能守恒,则有系统重力势能减小等于系统动能的增加,即
整理得
(3)[3]根据题意可知,(2)分析可得
整理得
则图乙图像中图线的斜率为
15.(1);(2)
【详解】
(1)根据
,
得
(2)设F与水平方向夹角为α,受力分析得
竖直方向
水平方向
联立得,弯道对雪车作用力的大小为
16.(1);(2);(3)
【详解】
(1)根据动能定理
则爆炸后瞬间木块的速度大小为
(2)爆炸过程中,木板与爆竹组成的系统满足动量守恒
又
爆竹上升的高度为
(3)爆炸过程中转化成木块和爆竹的机械能为
解得
17.(1);(2);(3)
【详解】
(1)滑块静止在C处时,弹簧伸长量为h,由共点力平衡得
则地面对滑块的支持力为
根据牛顿第三定律,滑块静止时对地面的压力大小为
(2)设滑块运动过程中,绳与水平方向的夹角为θ,则弹簧伸长量为
滑块竖直方向处于平衡状态
得
保持没有变,则滑块从C点运动到D点的过程中力做的功为
(3)当滑块加速度为零时,滑块的速度,设此时绳与水平方向夹角为,则
解得
此时,弹簧伸长量为
滑块运动距离为
根据动能定理
速度为
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