卷子答案网-一个不只有答案的网站2023年7月份第3周
物理
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约400 km的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们( )
A.所受地球引力的大小近似为零
B.所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零
C.所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等
D.在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小
2、在利用探测器探测石油的过程中，遇到空腔或者其他物质时，引力会发生变化，引起该区域重力加速度的大小和方向发生微小的变化，以此来探寻石油区域的位置。简化模型如图所示，一个质量均匀分布的半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F，如果在球体中央挖去半径为r的一部分球体，且，则原球体剩余部分对质点P的万有引力变为( )
A. B. C. D.
3、一端固定的轻质弹簧处于原长，现用互成直角的两个力竖直向下拉弹簧的另一端至O点，如图所示，在此过程中力分别做了3 J、4 J的功。换用另一个力F仍将弹簧从原长拉另一端至O点，则该过程中力F所做的功为( )
A.10 J B.7 J C.5 J D.1 J
4、如图所示，甲、乙、丙三种情形分别表示速度大小相同的某物体，开始在大小相同的力F作用下运动，若在水平面上运动了相同的距离s，则在三种情形下，力F对物体做的功相同的是( )
A.甲和乙 B.乙和丙 C.甲和丙 D.均不相同
5、在建筑工地上经常会见到图中所示的偏心轮，偏心轮主要由飞轮和配重物组成，某偏心轮配重物的质量，配重物的重心到轮轴的距离。若某时刻飞轮转动的角速度，配重物可视为质点，则此时配重物的动能为( )
A.36 J B.48 J C.72 J D.144 J
6、如图所示，质量为m的足球静止在地面上位置1处，被运动员踢出后落到地面上的位置3处，足球在空中到达位置2（最高点）时离地面的高度为h，速率为v。以地面为零势能面，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则下列说法错误的是( )
A.足球由位置1运动到位置2，重力做负功
B.足球由位置1运动到位置2，重力势能增加量为
C.足球由位置2运动到位置3，重力势能减少量为
D.运动员对足球做的功等于
7、如图所示，游乐场内的扶梯AB和水上滑梯轨道BC在B点相接，滑梯轨道BC是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道。小朋友沿着扶梯AB运动到B点后静止，当受到微小扰动时，小朋友开始沿着圆弧轨道下滑。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力，小朋友可视为质点。则小朋友滑离圆弧轨道时的速度大小为( )
A. B. C. D.
8、如图甲所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目。为了研究蹦极运动过程，做以下简化：将游客视为质点，游客的运动始终沿竖直方向。如图乙所示，弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连。游客从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过游客所受合外力为零的C点到达最低点D，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内，不计空气阻力。游客从的过程中，下列说法正确的是( )
A.从O到B的过程中，游客的重力势能不变
B.从B到D的过程中，游客做匀减速运动
C.从B到C的过程中，弹性绳的弹性势能先增大后减小
D.从的过程中，游客的动能先增大后减小
9、轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量的物块相连，如图甲所示，弹簧处于原长状态，物块静止，物块与水平面间的动摩擦因数。现对物块施加水平向右的力F，力F随物块位移x变化的规律如图乙所示，物块运动至处时速度为零，取重力加速度，则此时弹簧的弹性势能为( )
A.3.5 J B.3.1 J C.2.0 J D.1.8 J
10、如图所示，半径为R的圆弧轨道固定在竖直平面内，一质量为m的小球由距槽口M正上方的O点无初速释放，经过一段时间小球运动到圆弧轨道的最高点N，且此时小球与轨道之间压力的大小为。重力加速度为g，则对小球由O到N的过程，下列描述正确的是( )
A.小球在N点的速度大小为 B.小球在N点具有的重力势能为
C.合力对小球做功为 D.摩擦力对小球做功为
11、滑板运动是非常受欢迎的运动，如图所示为滑板运动训练轨道简化图，训练轨道由三段轨道组成，轨道交接处平滑连接，不同轨道与滑板间的动摩擦因数都相同，为方便训练，AB轨道可以适当调整，CD轨道固定。运动员从A点由静止开始下滑，刚好能到达D点，将AB轨道向右平移后，运动员从A点正上方点由静止开始下滑，刚好能到达点（图中未画出），不计空气阻力，则( )
A.点在D点下方 B.点与D点重合
C.点在D点上方，且 D.点在D点上方，AD与不平行
12、物体从时刻开始由静止做直线运动，0~4 s内其受到的合外力随时间变化的关系图线为正弦曲线，如图所示，下列表述不正确的是( )
A.0~2 s内合外力的冲量一直增大 B.0~4 s内合外力的冲量为零
C.2 s末物体的动量方向发生变化 D.0~4 s内物体动量的方向一直不变
13、一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由v增大到，在随后的一段时间内速度大小由增大到。前后两段时间内，合外力对质点做的功分别为和，合外力的冲量大小分别为和。下列关系式一定成立的是( )
A. B. C. D.
14、人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现被手机砸伤眼睛的情况。若手机质量为150 g，从离人眼约20 cm的高度由静止掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.1 s，不计空气阻力，取重力加速度，则( )
A.手机与眼睛作用过程中动量约变化了0.45 kg·m/s
B.手机对眼睛的冲量大小约为0.1 N·s
C.手机对眼睛的冲量大小约为0.3 N·s
D.手机对眼睛的作用力大小约为4.5 N
15、20世纪人类最伟大的创举之一是开展了对太空的探索。假如有一艘远离星球在太空中直线飞行的宇宙飞船，为了测量自身质量，启动推进器，测出飞船在短时间内速度的改变量和飞船受到的推力F（其他星球对它的引力可忽略）。飞船在某次航行中，当它飞近一个孤立的星球时，飞船能以速度v在星球的较高轨道上绕星球做周期为T的匀速圆周运动。已知星球的半径为R，引力常量用G表示。则宇宙飞船和星球的质量分别是( )
A. B. C. D.
二、多选题
16、如图所示为火星探测器着陆火星表面前的变轨轨道示意图，图中两点分别为椭圆轨道3与圆轨道1、2的切点，且圆轨道1、2的公转半径分别为，轨道1、2、3的轨道平面与火星赤道平面重合。已知火星的自转周期为，火星探测器在圆轨道1上运行时，每经的时间刚好7次经过火星赤道上某点的正上方，且火星探测器环绕方向与火星自转方向相同。假设火星探测器在圆轨道1的环绕周期为T（T未知），探测器在椭圆轨道3上由M到N的时间为t（t未知）。则( )
A. B.
C. D.
17、如图所示，三颗质量均为m的地球卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，已知地球质量为M、半径为R。下列说法正确的是( )
A.地球对一颗卫星的引力大小为
B.一颗卫星对地球的引力大小为
C.两颗卫星之间的引力大小
D.三颗卫星对地球引力的合力大小为
18、某学习小组设计制作了一款传感器手套，他们用该手套测试在运球、传球、投篮时手对篮球的力的大小。某同学戴着传感器手套在竖直方向进行拍球练习，借助传感器手套和其他工具得到了篮球上升过程和下落过程中手对篮球向下的压力F随篮球距地面高度h变化的图像，如图所示。已知篮球质量为0.5 kg，取重力加速度，不计空气阻力。则下列说法正确的是( )
A.下落过程中压力F对篮球做的功为3 J
B.上升过程中压力F对篮球做的功为1 J
C.下落过程中篮球刚接触地面时的动能为8 J
D.上升过程中篮球刚离开地面时的动能为5 J
19、关于利用摆球做“探究碰撞中的不变量”实验，下列说法正确的是( )
A.悬挂两球的细绳长度要适当，且等长
B.由静止释放小球，以便较准确地计算小球碰撞前的速度
C.两小球必须都是刚性球，且质量相同
D.两小球碰后可以粘在一起共同运动
20、如图所示，质量为m的小球从距离地面高H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球下落的整个过程，下列说法正确的有( )
A.小球的机械能减少了 B.小球克服阻力做的功为
C.小球所受阻力的冲量大于 D.小球动量的改变量等于所受阻力的冲量
三、计算题
21、一列火车总质量，发动机的额定功率，水平轨道对火车的阻力f是车重的0.02，火车在轨道上从静止开始行驶时，发动机功率不超过额定功率P，取重力加速度。
（1）求火车在水平轨道上行驶的最大速度；
（2）当行驶速度为时，发动机的功率为额定功率，求此时的加速度大小a；
（3）若火车从静止开始保持的加速度做匀加速运动，求这一过程维持的最长时间t。
22、如图甲所示，两个由不同材料制成的滑块静置于水平桌面上，滑块A的右侧面与滑块B的左侧面接触。某时刻开始，给滑块A一个水平向右的恒力F，使滑块开始一起向右滑动，当滑块滑动1.0 m时撤去力F。整个运动过程中，滑块的动能随位移的变化规律如图乙所示。不计空气阻力，求：
（1）滑块A对滑块B做的功：
（2）力F的大小。
23、如图所示，足够长、倾角的光滑斜面体固定在光滑水平面上，A点为斜面体的底端，质量为1 kg的物块静止在水平面上的P点，P点到A点的距离为1.2 m。给物块施加一个水平向右、大小为5 N的恒定拉力F，忽略物块经过A点时因碰撞产生的能量损失，重力加速度g取，已知，.求：
（1）物块运动到A点时的速度大小；
（2）物块从P点至第一次运动到斜面上的最高位置所用的时间。
24、有些明友驾驶汽车通过路口时喜欢“赶红绿灯”，也就是看着是绿灯就加速开过去。但是这种情况下往往是快开到路口时发现变灯了，就急刹车使汽车停止，这样很可能造成后方车辆来不及反应，发生追尾事故。所以为了自己和他人的安全，过路口时一定要减速慢行，切忌急刹车。现有一辆车正以54 km/h的速度匀速行驶，司机发现平直公路前方有一红绿灯路口，然后立即刹车。这一过程中，汽车所受阻力大小随时间变化的规律如图所示。图中，时间段为从司机发现红绿灯到采取措施的反应时间（这段时间内汽车所受阻力可忽略，汽车保持匀速行驶），时间段为刹车系统的启动时间，；从时刻开始汽车的刹车系统稳定工作，阻力大小等于车重的，汽车正好在红灯亮起时停在停止线内。设汽车质量为，重力加速度g取.求：（结果保留2位小数）
（1）时刻汽车的速度；
（2）从时刻开始，第3 s内汽车的位移；
（3）时间内阻力的平均功率。
25、如图所示，光滑水平轨道上放置长木板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端（可视为质点），三者质量分别为与B间的动摩擦因数为。开始时C静止，一起以的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）并粘在一起，经过一段时间，B刚好滑至A的右端而没掉下来。求：
（1）碰撞后A的速度大小；
（2）长木板A的长度。（重力加速度）
参考答案
1、答案：C
解析：航天员在“天宫二号”空间站中可以自由漂浮，是由于航天员在“天宫二号”空间站中处于完全失重状态，飞船对航天员的作用力近似为零，所受地球引力大小不为零，选项AB错误；航天员所受地球引力提供航天员随空间站运动的向心力，即航天员所受地球引力的大小与航天员随空间站运动所需向心力的大小近似相等，选项C正确；由万有引力定律可知，航天员在地球表面所受地球引力的大小大于航天员在空间站中所受地球引力的大小，所以在地球表面上所受引力的大小大于航天员随空间站运动所需向心力的大小，选项D错误。
2、答案：C
解析：设质点与原球体球心相距l，万有引力为F，则，在球体中央挖去半径为r的一部分球体后，质点与原球体剩余部分之间的万有引力，C正确，ABD错误。
3、答案：B
解析：功是标量，换用另一个力F仍将弹簧从原长拉至一端至O点，该过程中力F做的功等于力做功的和，所以，ACD错误，B正确。
4、答案：C
解析：甲情形下力F做的功为，乙情形下力F做的功为，丙情形下力F做的功为，综上可知，甲和丙两种情形下力F对物体做的功相同，故ABD错误，C正确。
5、答案：A
解析：配重物的线速度，配重物的动能，A正确，BCD错误。
6、答案：D
解析：足球由位置1到位置2，上升了h，重力做功为，根据功能关系可知重力势能增量为，AB正确；足球由位置2到位置3，下降了h，重力做功为，根据功能关系可知重力势能减少量为，C正确；足球由位置1（处于静止状态）到位置2，根据动能定理有，所以运动员对足球所做的功为，D错误。
7、答案：C
解析：设小朋友滑离圆弧轨道时的位置和O点的连线与竖直方向的夹角为θ，当小朋友滑离圆弧轨道时，对小朋友，有，在小朋友沿圆弧轨道下滑过程中，由动能定理有，解得，故选C。
8、答案：D
解析：从O到B的过程中，游客的高度降低，则重力势能减小，选项A错误。从的过程中，分析弹性绳的拉力与游客的重力的大小关系，如图所示。从O到B的过程中，弹性绳的拉力为零，小于重力，游客做自由落体运动，速度不断增大，游客的动能一直增大；从B到D的过程中，弹性绳的拉力先小于重力后大于重力，则游客先向下加速后向下减速，游客的动能先增大后减小，选项D正确，B错误。从B到C的过程中，弹性绳的长度一直增加，则弹性势能一直增大，选项C错误。
9、答案：B
解析：由图线与横坐标轴围成的面积表示力F所做的功，可得力F所做的功，设物块克服弹簧弹力做的功为，根据动能定理得，解得，则物块运动至处时，弹簧的弹性势能为3.1 J，B正确，ACD错误。
10、答案：A
解析：由题意可知，小球在N点时，轨道对小球的作用力为，由牛顿第二定律有，解得，A正确；重力势能的大小与参考面的选取有关，因此小球在N点具有的重力势能不能确定，B错误；对小球由O点运动到N点的过程，由动能定理得，由以上整理可得，C错误；对小球由O点运动到N点的过程，由动能定理得，解得，D错误。
11、答案：C
解析：设AB轨道的倾角为轨道的倾角为β，不同轨道与滑板间的动摩擦因数均为μ，运动员从A点运动到D点的过程，克服摩擦力做的功(为两点间的水平距离）。由该式可知，运动员克服摩擦力做的功与初、末位置之间的水平距离有关。设两点的高度差为，根据动能定理有，所以AD与水平方向夹角的正切值。同理可知，运动员从点运动到点，与水平方向夹角的正切值也为μ，则一定有点在D点上方。ABD错误，C正确。
12、答案：C
解析：根据图像中图线与t轴围成的面积表示冲量，可知在0~2 s内合外力的冲量一直增大，0~4 s内合外力的冲量为零，故A、B正确；0~4 s内物体动量的方向一直不变，故C错误，D正确。故选C。
13、答案：A
解析：由动能定理，，可知，C、D错误。根据动量定理，由于此题只给了速度的大小，没有给方向，动量变化量的计算是一个矢量运算，其大小范围在初、末动量大小之和与之差之间，即，A正确，B错误。故选A。
14、答案：D
解析：根据自由落体运动规律得手机下落约20 cm时的速度约为，手机与眼睛作用后手机的速度变成0，取向下为正方向，则手机与眼睛作用过程中动量变化约为，故A错误；手机与眼睛碰撞的过程中，手机受到重力与眼睛的作用力，根据动量定理有，代入数据可得，手机对眼睛的作用力与眼睛对手机的作用力大小相等、方向相反、作用时间相等，所以手机对眼睛的冲量大小约为，故B、C错误；由冲量的定义式，可得手机对眼睛的作用力大小约为，故D正确。故选D。
15、答案：D
解析：当飞船直线飞行时，根据动量定理有，解得飞船的质量；当飞船绕孤立星球做匀速圆周运动时，根据公式，又，联立解得。故选D。
16、答案：BC
解析：由题意，火星探测器在圆轨道1上运行时，每经的时间刚好7次经过火星赤道上某点的正上方，则，解得，A错误。B正确；由开普勒第三定律可知，由以上各式整理得，C正确，D错误。
17、答案：BC
解析：根据万有引力定律可知卫星写地球之间的引力大小为，故A错误，B正确；根据几何关系可知，两卫星之间的距离，由万有引力定律可得两卫星之间的引力大小为，故C正确；卫星对地球的引力方向均沿卫星与地球的连线，由地球指向卫星，三颗卫星质量大小相等且均在半径为r的圆轨道上，故对地球的引力大小相等，又因为三颗卫星等间隔分布，根据几何关系可知，地球受到三颗卫星的引力的合力为0，故D错误。
18、答案：AC
解析：
在图像中，图线与横坐标轴所围面积表示压力F对篮球做的功的绝对值 下落过程中压力F对篮球做的功 A正确
上升过程中压力F对篮球做的功 B错误
设下落过程中篮球刚接触地面时的动能为，由动能定理得，设上升过程中篮球刚离开地面时的动能为，由动能定理得，由题图可知，代入数据解得 C正确，D错误
19、答案：ABD
解析：细绳长度适当，便于操作；两绳等长，保证两球对心碰撞，故A正确。由静止释放小球，初动能为零，可由计算碰前小球的速度，方便简单，故B正确。为保证实验结论的普适性，两球质地是任意的，质量也需考虑各种情况，但大小必须相同以保证两球正碰，故C错误。碰后两球分开或共同运动都是实验时可能出现的情况，故D正确。
20、答案：AC
解析：小球在整个下落过程中，动能变化量为零，重力势能减少了，则小球的机械能减少了，故A项正确；对小球下落的全过程运用动能定理得，则小球克服阻力做功，故B项错误；小球落到地面时的速度，对进入泥潭的过程运用动量定理得，解得，知阻力的冲量大于，故C项正确；对全过程运用动量定理知，动量的变化量等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和，故D项错误。故选A、C。
21、
（1）答案：30 m/s
解析：解：火车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力，火车的加速度为零，速度达到最大值。
解得
（2）答案：
解析：当时，火车加速运动。
当时，由，解得
由牛顿第二定律得，
解得
（3）答案：75 s
解析：由牛顿第二定律得，，可得此时牵引力为
在此过程中，速度增大，发动机功率增大，设当功率增大到额定功率时速度大小为，由
解得
由，解得
22、答案：(1)12 J
(2)39 N
解析：解：(1)分析题图乙，可知撤去力F时，滑块开始分离。撤去力F后，滑块B继续滑行的距离，撤去力F时滑块B的动能，对滑块B，由动能定理得
撤去力F前，滑块一起滑行的距离，对滑块B，由动能定理得
联立解得滑块A对滑块B做的功
(2)撤去力F后，滑块A继续滑行的距离，撤去力F时滑块A的动能，对滑块A，由动能定理得
力F作用的过程中，对滑块组成的整体，由动能定理得
联立解得
23、答案：(1)
(2)
解析：(1)设物块运动到A点时的速度大小为v，根据动能定理可得
解得
(2)设物块从P点运动到A点所用的时间为，根据动量定理有，解得
设物块从A点到斜面最高点的时间为，
根据动量定理可得
解得
则物块从P点至第一次运动到斜面上的最高位置所用的时间
24、答案：(1)13.75 m/s
(2)1.41 m
(3)
解析：(1)由题意知刹车系统稳定工作时，阻力到时间内，由动量定理有
得时刻汽车的速度
(2)从时刻开始，汽车做匀减速直线运动，有
解得汽车从时刻开始到静止所用时间
所以第3 s内的位移是最后内的位移，即
联立解得
(3)由动能定理可知，时间内汽车克服阻力所做的功为
时间内阻力的平均功率为
联立解得
25、答案：（1）2.5 m/s
（2）0.5 m
解析：(1)A与C碰撞过程动量守恒，有
解得
(2)B在A上滑行，组成的系统动量守恒，有
解得
由能量守恒定律得
解得
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