高中物理高考模拟测试备考试题2240

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高中物理高考模拟测试备考试题 2019.10 1, 如图所示，在足够长的光滑水平轨道上静止三个小木块 A，B，C，质 量分别为 mA=1kg，mB=1kg，mC=2kg，其中 B与 C用一个轻弹簧固定连接，开 始时整个装置处于静止状态； A和 B之间有少许塑胶炸药， A的左边有一 个弹性挡板（小木块和弹性挡板碰撞过程没有能量损失） 。现在引爆塑 胶炸药，若炸药爆炸产生的能量有 E=9J转化为 A和 B沿轨道方向的动能， A和 B分开后， A恰好在 BC之间的弹簧第一次恢复到原长时追上 B，并且在 碰撞后和 B粘到一起。求： （1）在 A追上 B之前弹簧弹性势能的最大值； （2）A与 B相碰以后弹簧弹性势能的最大值。 2, 质量为 m1=0.10kg 和 m2=0.20kg两个弹性小球， 用轻绳紧紧的捆在一起， 以速度 smv /10.00 沿光滑水平面做直线运动，后来绳子突然自动断开， 断开后两球仍在原直线上运动，经时间 t=5.0s 后两球相距 s=4.5m。求两 球捆在一起时的弹性势能。 3, 如图所示，质量 M kg0 6. 的平板小车静止在光滑水平面上。当 t=0 时， 两个 质量都是 m=0.2kg的小物体 A和 B（A和 B均可视为质 点） ，分别从左端和右端以水平速度 v m s1 50. / 和 v m s2 2 0. / 冲上小车， 当它们相对于车停止滑动时，没有相碰。已知 A、B与车面的动摩擦因数 都是 0.20 ，g取 10 2m s/ 。求： （1）车的长度至少是多少？ （2）B在 C上滑行时对地的位移。 （3）在图中所给的坐标系中画出 0至4.0s 内小车运动的速度 v- 时间 t 图 象。 4, 利用航天飞机，可将物资运送到空间站，也可以维修空间站出现的故 障。 （1）若已知地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g。某次维修作业 中，航天飞机的速度计显示飞机的速度为 v，则该空间站轨道半径 r 为多 大？ （2）为完成某种空间探测任务，在空间站上发射的探测器通过向后 喷气而获得反冲力使其启动。已知探测器的质量为 M，每秒钟喷出的气 体质量为 m，为了简化问题，设喷射时探测器对气体做功的功率为 P，在 不长的时间 t 内探测器的质量变化较小，可以忽略不计。求喷气 t 秒后探 测器获得的动能是多少？ 5, 如图所示，在光滑的水平面上，有一 A、B、C三个物体处于静止状态， 三者质量均为 m，物体的 ab部分为半径为 R的光滑 1/4 圆弧， bd部分水平 且粗糙，现让小物体 C自a点静止释放，当小物 C到达 b点时物体 A将与物 体 B发生碰撞，且与 B粘在一起（设碰撞时间极短） ，试求： （1）小物体 C 刚到达 b点时，物体 A的速度大小？（ 2）如果 bd部分足够长，试用文字 表述三个物体的最后运动状态。需简要说明其中理由。 6, 如图所示，质量为 M＝20kg的平板车静止在光滑的水平面上，车上最 左端停放着质量为 m＝5kg的电动车，电动车与平板车上的档板相距 L＝ 5m。电动车由静止开始向右做匀加速运动，经时间 t ＝2s电动车与挡板 相碰，问： （1）碰撞前瞬间两车的速度各为多少？ （2）若碰撞过程中无机械能损失，且碰后电动机关闭，使电动车只能 在平板上滑动，要使电动车不脱离平板车，它们之间的动摩擦因数至少 多少？ 7, 宇航员在某一星球上以速度 v0竖直向上抛出一个小球， 经过时间 t ，小 球又落回原抛出点。 然后他用一根长为 L的细线把一个质量为 m的小球悬 挂在 O点，使小球处于静止状态，如图所示。现在最低点给小球一个水 平向右的冲量 I ，使小球能在竖直平面内运动，若小球在运动的过程始 终对细绳有力的作用，则冲量 I 应满足什么条件？ 8, 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 ”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 ”与下述的模型很类似。 如图所示，一辆质量为 m的小车（一侧固定一轻弹簧） ，以速度 v0水平向 右运动，一动量大小为 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，接着被锁定一定时间 △T, 再解除锁定使小球以大小为 2p的动量水平向右弹出， 紧接着不断重 复上述过程，最终小车将停下来。设地面和小车均光滑，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）从小球第一次入射到小车停止运动所经历的时间。 9, 质量为 m的钢板与直立的轻弹簧的上端相连，弹簧下端固定在地上， 平衡时弹簧的压缩量为 x0。如图所示， 一个物块从钢板正上方距离为 3 x0 的A处自由落下，打在钢板上并与钢板一起向下运动，但不粘连，它们 到达最低点后又向上运动，已知物块质量也为 m时，它们恰能回到 O点； 若物块的质量为 2m时，仍从 A处自由落下，它们到达最低点后又向上运 动，在通过 O点时它们依然具有向上的速度 （1）试分析质量为 2m物块与钢板在何处分离，它们分离时的速度分别 是多大 ? （2）物块向上运动到达的最高点与 O的距离是多大？ 10, 如图所示，一质量为 M，长为 L的木板固定在光滑水平面上。一质量 为m的小滑块以水平速度 v0从木板的左端开始滑动， 滑到木板的右端时速 度恰好为零。 （1）小滑块在木板上的滑动时间； （2）若木块不固定，其他条件不变，小滑块相对木板静止时距木 板左端的距离。 11, 如下图所示，光滑的曲面轨道的水平出口跟停在光滑水平面上的平 板小车的上表面相平，质量为 m的小滑块从光滑轨道上某处由静止开始 滑下并滑下平板小车，使得小车在光滑水平面上滑动。已知小滑块从光 滑轨道上高度为 H的位置由静止开始滑下，最终停到板面上的 Q点。若平 板小车的质量为 3m。用g表示本地的重力加速度大小，求： （1）小滑块到达轨道底端时的速度大小 v0 ? （2）小滑块滑上小车后，平板小车可达到的最大速度 V ? （3）该过程系统产生的总内能 Q ? 12, 空间探测器从行星旁绕过时，由于行星的引力作用，可以使探测器 的运动速率增大， 这种现象被称之为 “弹弓效应 ”。在航天技术中， “弹弓 效应 ”是用来增大人造小天体运动速率的一种有效方法。 (1) 如图所示的是 “弹弓效应 ”示意图： 质量为 m的空间探测器以相对于 太阳的速度 v0飞向质量为 M的行星，此时行星相对于太阳的速度为 u0，绕 过行星后探测器相对于太阳的速度为 v，此时行星相对于太阳的速度为 u，由于 m?M，v0，v，u0，u的方向均可视为相互平行，试写出探测器与 行星构成的系统在上述过程中 “动量守恒 ”及“始末状态总动能相等 ”的方 程，并在 m?M的条件下，用 v0和 u0来表示 v。 (2) 若上述行星是质量为 M=5.67×1026kg的土星，其相对于太阳的轨道 速率 u0=9.6km/s ，而空间探测器的质量 m=150kg，相对于太阳迎向土星的 速率 v0=10.4km/s ，则由于 “弹弓效应 ”，该探测器绕过土星后相对于太阳 的速率将增为多大？ (3) 若探测器飞向行星时其速度 v0与行星的速度 u0同方向， 则是否仍能产 生使探测器速率增大的 “弹弓效应 ”，简要说明理由。 13, 如图所示，水平传送带 AB长 L=8.3m，质量 M=1kg的木块随传送带一起 以v1=2m/s的速度向左运动（传送带的速度恒定不变） ，木块与传送带间 的摩擦因数 μ=0.5 ．当木块运动到传送带最左端 A点时， 一颗质量为 m=20g 的子弹以 vo=300m/s水平向右的速度正对入射木块并穿出，穿出速度为 v2=50m/s，以后每隔 1s就有一颗子弹射向木块．设子弹与木块的作用时 间极短，且每次射入点不同， g=10m/s2．求： （1）在木块被第二颗子弹击中前木块向右运动离 A点的最大距离． （2）木块在传送带上最多能被多少颗子弹子击中． （3）在被第二颗子弹击中前，子弹、木块、传送带这一系统所产生的 热能是多少？ 14, 如图所示为一个模拟货物传送的装置， A是一个表面绝缘、质量 M=l00kg、电量 q= + 6.0 ×10-2C的传送小车，小车置于光滑的水平地面 上。在传送途中，有一个水平电场，电场强度为 E=4.0×l0 3V／m，可以 通过开关控制其有无。现将质量， m＝20kg的货物 B放置在小车左端，让 它们以 υ=2m／s的共同速度向右滑行，在货物和小车快到终点时，闭合 开关产生一个水平向左的匀强电场，经过一段时间后关闭电场，当货物 到达目的地时，小车和货物的速度恰好都为零。已知货物与小车之间的 动摩擦因素 μ=0.1 。 (1) 试指出关闭电场的瞬间，货物和小车的速度方向。 (2) 为了使货物不滑离小车的另一端， 小车至少多长 ? ( 货物不带电 且体积大小不计， g取 10m／s2) 15, 美国航空航天局和欧洲航空航天局合作研究的 “卡西尼 ”号土星探测 器，在美国东部时间 2004年6月30日（北京时间 7月1日）抵达预定轨道， 开始“拜访”土星及其卫星家族． 质量为m的“卡西尼 ”号探测器进入绕土星 飞行的轨道，先在半径为 R的圆形轨道Ⅰ上绕土星飞行，运行速度大小 为υ1．为了进一步探测土星表面的情况， 当探测器运行到 A点时发动机向 前喷出质量为△ m的气体， 探测器速度大小减为 υ2，进入一个椭圆轨道Ⅱ， 运行到 B点时再一次改变速度， 然后进入离土星更近的半径为 r 的圆轨道 Ⅲ，如图所示．设探测器仅受到土星的万有引力，不考虑土星的卫星对 探测器的影响，探测器在 A点喷出的气体速度大小为 u．求： （1）探测器在轨道Ⅲ上的运行速率 υ3和加速度的大小． （2）探测器在 A点喷出的气体质量△ m． 16, 竖直平面内的轨道 ABCD由水平滑道 AB与光滑的四分之一圆弧滑道 CD 组成 AB恰与圆弧 CD在 C点相切，轨道放在光滑的水平面上，如图所示。 一个质量为 m的小物块（可视为质点）从轨道的 A端以初动能 E冲上水平 滑道 AB，沿着轨道运动，由 DC弧滑下后停在水平滑道 AB的中点。已知水 平滑道 AB长为 L，轨道 ABCD的质量为 3m。求： （1）小物块在水平滑道上受到摩擦力的大小。 （2）为了保证小物块不从滑道的 D端离开滑道，圆弧滑道的半径 R至少 是多大？ （3）若增大小物块的初动能，使得小物块冲上轨道后可以达到最大高 度是 1.5R，试分析小物块最终能否停在滑道上？ 17, 在光滑的水平面上有一质量 M = 2kg 的木板 A，其右端挡板上固定一 根轻质弹簧，在靠近木板左端的 P处有一大小忽略不计质量 m = 2kg 的 滑块 B。木板上 Q处的左侧粗糙，右侧光滑。且 PQ间距离 L = 2m ，如图 所示。某时刻木板 A以υA = 1m/s的速度向左滑行，同时滑块 B以υB = 5m/s 的速度向右滑行，当滑块 B与 P处相距时，二者刚好处于相对静止状态， 若在二者共同运动方向的前方有一障碍物，木板 A与它碰后以原速率反 弹（碰后立即撤去该障碍物） 。求 B与 A的粗糙面之间的动摩擦因数 μ和 滑块 B最终停在木板 A上的位置。 （g取 10m/s2 ） L Q P B υB υA A 18, 在核反应堆里，用石墨作减速剂，使铀核裂变所产生的快中子通过 与碳核不断的碰撞而被减速。假设中子与碳核发生的是弹性正碰，且碰 撞前碳核是静止的。已知碳核的质量近似为中子质量的 12倍，中子原来 的动能为 E0，试求： （1）经过一次碰撞后中子的能量变为多少？ （2）若 E0=1.76MeV，则经过多少次后， 中子的能量才可减少到 0.025eV。 19, 如图所示，两个完全相同的质量为 m的木板 A、B置于水平地面上，它 们的间距 s=2.88m。质量为 2m，大小可忽略的物块 C置于 A板的左端。 C与 A之间的动摩擦因数为 μ1=0.22，A、B与水平地面之间的动摩擦因数为 μ2=0.10 ，最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力。 开始时， 三个物体处 于静止状态。 现给C施加一个水平向右， 大小为 mg 5 2 的恒力 F，假定木板 A、 B碰撞时间极短且碰撞后粘连在一起，要使 C最终不脱离木板，每块木板 的长度至少应为多少？ 20, 如图所示，三个质量均为 m的弹性小球用两根长均为 L的轻绳连成一 条直线而静止在光滑水平面上． 现给中间的小球 B一个水平初速度 v0，方 向与绳垂直．小球相互碰撞时无机械能损失，轻绳不可伸长．求： (1) 当小球 A、C第一次相碰时，小球 B的速度． (2) 当三个小球再次处在同一直线上时，小球 B的速度． (3) 运动过程中小球 A的最大动能 EKA和此时两根绳的夹角 θ. (4) 当三个小球处在同一直线上时，绳中的拉力 F的大小． 试题答案 1, （1）EP1=3J （2）EP2=0.5J 2, 2.7 ×10－2J 3, （1）6.8m （2）1m （3） 4, （1）r=gR2/v 2 （2） M mPtvME m P M mtv k 2 2 2 12 5, （1） gR （2）略 6, （1）4m/s、1m/s （2）0.2 7, t LvmI 010 或 t LvmI 02 。 8, （1）3pv0-9p 2/2m （2）mv0△T /3p 9, （1）两者速度相同为 0gxv （2）L=x0/2 10, （1） t L v 2 0 （2） L M m M L' 11, （1） v gH0 2 （2） V gH1 4 2 （3） Q mgH3 4 12, （1） 00 2uvv （2） 6.29v km/s （3）不能 13, （1）0.9m （2）16 （3）885J 14, (1) 货物和小车的速度方向分别向右和向左 （2）1.2m 15, 16, （1） . 2L Ef （2） . 4mg ER （3）物块最终停在水平滑道 AB上， 距B为 L 4 3 处。 17, （1）0.6 （2）离 Q点左侧距离为 0.17m 18, （1） 0 2 0 2 11 169 121) 13 11( 2 1 2 1 EvmmvE （2）54次 19, 0.3m 20, （1） 0 1 3Bv v （2） 0 1 3Bv v （3）小球 A的最大动能为 2 0 1 4KAE mv ， 此时两根绳间夹角为 90 （4）F=mv0 2/L