高三物理测试题(第二章动量和能量)

高三物理测试题(第二章动量和能量)一.本题共10小题；每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。1.一根张紧的水平弹性绳,绳上的S点在外界策动力的作用下沿竖直方向做简谐运动,在绳上形成稳定的横波.在S点的左右两侧分别有A、B、C、D四点,如图所示,已知AB、BS和SC的距离都相等,CD间的距离为SC的两倍,下列说法中正确的是()A.若B点的位移与S点的位移始终相同,则A点的位移一定与S点的位移始终相同B.若B点的位移与S点的位移始终相反,则A点的位移一定与S点的位移始终相反C.若C点的位移与S点的位移始终相同,则D点的位移一定与C点的位移始终相同D.若C点的位移与S点的位移始终相反,则D点的位移一定与C点的位移始终相同2.质量为m的物体从半径为R的光滑轨道上A点由静止下滑，半圆轨道可在光滑的水平面上自由运动，设半圆轨道对物体的支持力为N，以下正确的是()A.物体能够到达轨道B点B.物体滑到最低点时的速度为gR2C.轨道对物体的支持力N不做功D.轨道始终向左运动3.“神舟三号”顺利发射升空后，在离地面340km的圆形轨道上运行了108圈。运行中需要进行多次“轨道维持”。所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定运行。如果不进行轨道维持，由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力，轨道高度会逐渐降低。在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能的变化情况将会是()A.动能、重力势能和机械能都逐渐减小B.重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能不变C.重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能不变D.重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小4.竖直上抛一个小球，从抛出到落回原抛出点的过程中，它的速度、重力势能、位移、加速度随时间变化的函数图像中正确的是（不计空气阻力，以竖直向下为正方向，图中曲线为抛物线，抛出点为零势能点）（）ABCD5.一轻杆下端固定一质量为M的小球，上端连在轴上，并可绕轴在竖直平面内运动，不计轴和空气的阻力。当小球在最低点受到水平的瞬时冲量I0时，刚好能达到最高点。若小球在最低点受到的瞬时冲量从I0不断增大，则可知（）A.小球在最高点对杆的作用力不断增大B.小球在最高点对杆的作用力先减小后增大C.小球在最低点对杆的作用力不断增大D.小球在最低点对杆的作用力先增大后减小6.如图所示，电梯质量为M，它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在纲索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当上升高度为H时，电梯的速度达到V，则在这段过程中，以下说法正确的是（）A.电梯地板对物体的支持力所做的功大于221mvB.物体克服重力做的功等221mvC.钢索的拉力所做的功等于MgHMv221ABSCDABD.合外力对电梯M所做的功等于221Mv7.一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形图如图所示，关于波的传播方向与质点a、b的运动情况，下列叙述中正确的是()A.若波沿x轴正方向传播，a运动的速度将增大B.若波沿x轴正方向传播，a运动的速度将减小C.若波沿x轴负方向传播，b将向+y方向运动D.若波沿x轴负方向传播，b将向-y方向运动8.如图所示，a、b两根竖直的轻质弹簧各有一端固定，另一端共同静止系住一球.若撤去弹簧b，撤去瞬间球的加速度大小为2m/s2；若撤去弹簧a，则撤去瞬间球的加速度可能为()A.12m/s2B.8m/s2C.12m/s2D.8m/s29.有一摆长为L的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向右摆动时，摆线的上部被小钉挡住，使摆长发生变化，现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M至左边最高点N运动过程的闪光照片如图所示（悬点和小钉未被摄入）p为摆的最低点，已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，钉子与悬点的距离为()A．L/4B．L/2C．3L/4D．无法确定10.质量为m的物体静止于光滑水平桌面上的A点如图所示，现用水平恒力F分别通过细绳和轻质弹簧把物体由A点从静止拉到B点.两种情况下水平恒力所做的功分别为W1和W2，物体到B点时具有的动能分别为Ek1和Ek2，则它们之间的关系为()A.W1=W2，Ek1=Ek2B.W1＞W2，Ek1＞Ek2C.W1＜W2，Ek1＜Ek2D.W1＜W2，Ek1=Ek2二.实验题。本题共3小题,共21分。11.（6分）如图是在光滑水平面上拍摄的两滑相互作用的闪光照片。闪光照相的频率是10次/秒，图中刻度尺的单位是cm，白色滑块的质量为200g，黑色滑块的质量为300g。（1）根据闪光照片计算：则碰撞前系统总动量P前＝；碰撞后系统总动量P后＝；（2）若闪光照相的频率未知，图中也未设置刻度尺。设照片上碰前相邻两白块间距离L1，碰后相邻两白块间的距离为L2；设白块质量为m1，黑块质量为m2，验证系统动量守恒最终表现为验证上述四个量之间的关系，这个关系式是。12.（6分）某同学设计了一个测量物体质量的装置，如图所示，其中P是光滑水平面，A是质量为M的带夹子的已知质量金属块，Q是待测质量的物体。已知该装置的弹簧振子做简谐振动的周期为kmT2,其中m是振子的质量，K是与弹簧的劲度系数有关的常数，当只有A物体振动时，测得其振动周期为T1，将待测物体Q固定在A上后，测得振动周期为T2，则待测物体的质量为，如果这种装置与天平都在太空站中使用，则（）A.天平仍可以用来测质量，这种装置不能用来测质量B.这种装置仍可以用来测质量,天平不能用来测质量C.这种装置和天平都可以用来测质量D.这种装置和天平都不能用来测质量13.（9分）一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改度量的关系，它的实验如下：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一小钢球接触。当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如右图所示。让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面，水平距离为S。（1）请你推导出弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h，水平距离S等物理量的关系式：。（2）弹簧长度的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离S的实验数据如下表示：弹簧长度压缩量x（cm）1.001.502.002.503.003.50钢球飞行水平距离S（m）1.011.502.012.483.013.50从上面的实验数据，请你猜测弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间的关系为:；并说明理由：。三.计算题：本题共6小题，共89分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。14.（13分）长为L的轻绳一端固定，另一端系住一个质量为m的小球，使小球在竖直平面内做圆周运动。设在圆周最高点时，绳的张力为零，小球机械能为零。求：（1）小球在最低点时的绳的张力；（2）小球在最低点时的重力势能。15.（15分）如图所示，质量为M的滑块B套在光滑水平杆上，且可自由滑动，质量为m的小球，用长为L的轻杆与B上的O点相连接，最初轻杆处于水平位置，可绕O点在竖直面内自由转动.（1）固定B，给小球一个竖直向上的初速度，使轻杆转过90°，则给球的最小初速度多大？（2）若M=2m，且不固定，给A一竖直向上的初速度v0，则当轻杆绕O点转过90°，A球运动到最高点时，B的速度多大？第12题图QAP16.（15分）如图所示，质量分别为m和M的A、B两重物用劲度系数为k的轻质弹簧竖直地连接起来，使弹簧为原长时，两物从静止开始自由下落，下落过程中弹簧始终保持竖直状态。当重物A下降距离h时，重物B刚好与地面相碰，假定碰后的瞬间重物B不离开地面（B与地面作完全非弹性碰撞）但不粘连。为使重物A反弹时能将重物B提离地面，试问下落高度h至少应为多少？（提示：弹簧形变量为x时的弹性势能为EP=221kx）17.（15分）在农村人们盖房打地基叫打夯。夯锤的结构如图所示，参加打夯的共有5人，四个人分别握住夯锤的一个把手，一个负责喊号，喊号人一声号子，四个人同时向上用力将夯锤提起，号音一落四人同时松手，夯锤落至地面将地基砸实。某次打夯时，设夯锤的质量为80㎏，将夯锤提起时，每个人都对夯锤施加竖直向上力，大小均为250N，力的持续时间为0.8s，然后松手，夯锤落地时将地面砸出2㎝深的一个凹痕。求：（1）夯锤能够上升的最大高度H。（2）夯锤落地过程中对地面的平均作用力N大小。（取g=10m/s2）18.（15分）2003年1月5日晚，在太空遨游92圈的“神舟”四号飞船返回舱按预定计划，载着植物种子、邮品、纪念品等实验品，安全降落在内蒙古中部草原.“神舟”四号飞船在返回时先要进行姿态调整，飞船的返回舱与留轨舱分离，返回舱以近8km/s的速度进入大气层，当返回舱距地面30km时，返回舱上的回收发动机启动，相继完成拉出天线、抛掉底盖等动作.在飞船返回舱距地面20km以下的高度后，速度减为200m/s而匀速下降，此段过程中返回舱所受空气阻力为f=21ρv2S,式中ρ为大气的密度，v是返回舱的运动速度，S为与形状特征有关的阻力面积.当返回舱距地面高度为10km时，打开面积为1200m2的降落伞，直到速度达到8.0m/s后匀速下落.为实现软着陆（即着陆时返回舱的速度为0），当返回舱离地面1.2m时反冲发动机点火，使返回舱落地的速度减为零，返回舱此时的质量为2.7×103kg，取g=10m/s2.(1)用字母表示出返回舱在速度为200m/s时的质量.(2)分析打开降落伞到反冲发动机点火前，返回舱的加速度和速度的变化情况.(3)求反冲发动机的平均反推力的大小及反冲发动机对返回舱做的功.19.（16分）在纳米技术中需要移动或修补原子，必须使在不停地做热运动（速率约几百米每秒）的原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域内停留一段时间，为此已发明了“激光致冷”的技术。若把原子和入射光子分别类比为一辆小车和一个小球，则“激光致冷”与下述的力学模型很相似。一辆质量为m的小车（一侧固定一轻弹簧），如图所示以速度V0水平向右运动，一个动量大小为p，质量可以忽略的小球水平向左射入小车并压缩弹簧至最短，接着被锁定一段时间△T，再解除锁定使小球以大小相同的动量P水平向右弹出，紧接着不断重复上述过程，最终小车将停下来。设地面和车厢均为光滑，除锁定时间△T外，不计小球在小车上运动和弹簧压缩、伸长的时间。求：（1）小球第一次入射后再弹出时，小车的速度的大小和这一过程中小车动能的减少量。（2）从小球第一次入射开始到小车停止运动所经历的时间。高三物理测试题(第二章动量和能量)参考答案一.本题共10小题；每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。题号12345678910答案ADABCBCADBDCDAD二.实验题。本题共3小题,共21分。11.(满分6分)12.(满分6分)MTTT212122（3分），B（3分）13.(满分9分)（1）;42hmgsEP（2）EP与x的关系：EP与x2成正比（EP∞x2）猜测的理由：由表中数据可知，在误差范围内，x∞S。而从（1）中关系式有EP∞S2，因而可猜测EP∞S2）三.计算题：本题共6小题，共89分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。14.（13分）解:（1）在最高点，绳的张力为零应有：gLVLvmmg020（2分）从最高点到最低点的过程中：20221212mVmVLmg（2分）在最低点：LvmmgT2（2分）联立可得：T=6mg（2分）（2）由①、②式可求出小球在最低点的动能：mgLmVEk25212（2分）由于机械能守恒，在最低点小球的机械能也为零：0EEpkmgL25EEkp（3分）1