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物理参考答案
选择题:共10小题,共43分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要
求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题5分,全部选对的给5分,选对但
不全的给3分,有选错的给0分
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C C B D D C BC BC AC
【解析】
2.从40.0s到50.0s,电梯向上减速运动,加速度向下,为失重状态。
3.如图1所示,由平衡条件知外力与重力的夹角在(,π]的范围内均可。
5.小车开始运动时,由PFv,F f ma知小车先做加速度逐渐减小的加
速运动,最后匀速运动,故 A、B 错误。C 选项由动能定理计算,却少考
1
虑了阻力所做的负功,故 C 错误。由动能定理有Pt fx mv2 ,计算得
2 m
Pt mv2
图1
x m ,故D正确。
f 2f
6.设绳长为 L,取向右为正,在小球运动到最低点过程中,对 A、B 系统由水平方向动量守
1 1 gL gL
恒和总能量守恒得mv 2mv 0、mgL 2mv2 mv2,得v ,v 2 ,
B A 2 A 2 B A 3 B 3
(v v )2
在最低点对小球B,由T mg m A B ,注意此处分子为相对速度大小的平方,解得
L
T 4mg。
7.由于卫星乙运动方向与地球自转方向相反,所以圈数和等于1时相遇,
t t TT
有 1,解得t 0 ,故A、B错误。甲卫星与地面上的P点
T T T T
0 0
2π 2π 2π
同步,考虑甲与乙的相对运动,如图2所示, t 2π
T T max 3
0
图2
π
π 3
t
(π)
3
,解得信号连续中断的最长时间为 max 2π 2π ,故C正确。
T T
0
物理参考答案·第1页(共5页)
{{##{{QQQQAABBKIYYCAgE4owggAwg0QJIZJAACAZR5h7CEEwwVEqaCCQAiQGkQJkCBSEJCcAgOQRgOQhABBAOAAIAxjAwBINAARBNIAA=B}A#A}=}#}8.A、B点之间为齿轮传动,线速度大小相等,A、C两点间为同轴转动,运动周期相同,故
B、C正确。
9.撞击时篮球受水平外力,故水平方向动量不守恒,故A错误。由水平方向一直匀速运动可知
1 1
B正确。篮球从脱手到进入篮筐过程分别由H gt2和h gt2得到总时间,可知C正确。
2 2
篮球反向弹回到进入篮筐过程中水平速度不再是v sin,故D错误。
1
10.先判断A、B物块即将分离的时刻,对AB,有F F (m m )a;对A,有F m a;
A B A B A A
解得a2m/s2,t 2s,v 4m/s。所以 0~2s 内 AB 未分离且一起做匀加速直线运动,
A
对 A 由pmv 0 得p12kgm/s ,故 A 正确,B 错误。由 0~2s 内对 B 由
A
I pmv 016Ns,2~5s内AB已分离,对B由F t图像面积知I 33Ns,
合1 B 合2
最后将两段时间内冲量相加得0~5s内合力对B的冲量大小为49Ns。2~5s内AB已分离,
对A同样由F t图像面积得5s时v 7m/s,故C正确,D错误。
A
非选择题:共5小题,共57分。
11.(除特殊标注外,每空2分,共7分)
(1)2 6
(2)0.18(3分)
1
【解析】mv (mM)v、 (mM)v2 (mM)gl(1cos),联立解得 v 2gl(1cos)
0 2
mM 1 (mM)2gl(1cos)
2m/s、v 2gl(1cos) 6m/s、E mv2 0.18J。
0 m p 2 0 m
12.(每空3分,共9分)
(1)6 0.6
(2)0.48(0.43~0.53均可)
【 解析】(1)由逐差法可得加速度为6m/s2,物体受摩擦力作用而减速运动,可得Mg Ma,
1
解得 0.6。
1
1
(2)B下落至临落地时根据动能定理有m ghm gh (m m )v2;在B落地后,A
B 2 A 2 A B
1 m m
运动到Q,有m gs m v2,解得s B 2 A h,由sh图像可得斜率约为0.94,
2 A 2 A (m m )
2 A B
解得 0.48。
2
物理参考答案·第2页(共5页)
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1
解:(1)上升过程,根据位移时间公式有h at2 ①
2 1
解得a 6m/s2
1
上升过程由牛顿第二定律得F (M m)g f (M m)a ②
1
代入数据解得 f 10N ③
1
(2)炸弹下降过程自由落体,根据位移时间公式有h gt2,得t 2s ④
2
无人机上升过程F Mg f Ma,解得a 30m/s2 ⑤
2 2
1
上升位移x a t2,解得x60m ⑥
2 2
离地总高度为80m ⑦
评分标准:本题共10分。正确得出①、②、④式各给2分,其余各式各给1分。
14.(13分)
解:(1)依题意,小物块恰好能够通过圆轨道Ⅰ的最高点B,则有
v2
mg m B ①
R
1
1
根据能量守恒,可得初始时弹射器弹性势能E mv2 2mgR ②
p 2 B 1
联立解得E 2J
p
根据功能关系得W E 2J
p
1
又根据平均力法W kx2 ③
2
得x0.2m ④
(2)由Ⅰ最高点到Ⅲ最高点,由动能定理
1 1
mg(2R 2R ) mv2 mv2 ⑤
1 3 2 2 B
v2
又mgF m ⑥
N R
3
得F 10N ⑦
N
(3)若小车恰好能够通过三连环,则初始时弹射器弹性势能为2J,设小车第一次滑上CD
轨道的距离为L,由能量守恒,可得E mgLcosmgLsin ⑧
p
1 1
整理,可得L ⑨
cossin 12 sin()
物理参考答案·第3页(共5页)
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L m ⑩
min 2
评分标准:本题共13分。正确得出⑤、⑥、⑧式各给2分,其余各式各给1分。
15.(18分)
解:(1)物块 2 恰好能通过管形轨道的最高点,则通过最高点的速度为v0,设物块 2
进入C点时的速度为v ,以AB平面为零势能面,根据机械能守恒定律,有
2
1
m v2 m g2R ①
2 2 2 2
解得v 2 gR
2
v 为物块2碰后的速度,1和2发生弹性碰撞,设1碰后的速度为v ,
2 1
根据动量守恒定律:mv mv m v ②
1 0 1 1 2 2
1 1 1
根据碰撞过程的机械能守恒定律,有 mv2 mv2 m v2 ③
2 1 0 2 1 1 2 2 2
解得v 4 gR ④
0
(2)物块 2 运动至水平直径上方某处时才能与内外壁均无相互作用力,设此位置与 O 点
连线和OD之间的夹角为θ,物块在此位置的速度为u,如图3所示
1 1
根据机械能守恒定律,有 mv2 mu2 mgR(1cos) ⑤
2 2 2
u2
此时由重力沿径向的分力提供向心力,有mgcosm ⑥
R
解得cos
2
⑦
图3
3
(3)要使长木板不与凹槽底部脱离,则长木板与半圆轨道组成的系统在竖直方向上所受
向上的作用力不超过系统的重力。半圆轨道所受向上的作用力只能由物块 2 提供,对物
块 2 和长木板与轨道组成的系统分别受力分析,如图 4 所示,其中 F 为轨道对物块 2 的
弹力,F为物块2对轨道的反作用力,N为凹槽对系统向左的支持力,F 为凹槽底部对
N
系统的支持力。
图4
对物块2,设此时速度为u,根据机械能守恒定律,有
物理参考答案·第4页(共5页)
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mv2 mu2 mgR(1cos) ⑧
2 2
u2
沿径向的合力提供向心力,有F mgcosm ⑨
R
v2
解得F m 2mg3mgcos(k2)mg3mgcos
R
对系统列竖直方向的平衡方程:F Fcos2mg ⑩
N
解得F 2mg[(k2)mg3mgcos]cos
N
k2 2 k2 2
整理得F 2mgmg[3cos2(k2)cos]2mg3mgcos
N 6 6
k2
显然,当cos 时,凹槽对系统的支持力最小,最小值为
6
k2 2
F mg23
Nmin 6
k2 2
令该最小值为0,即系统刚要脱离凹槽地面,则23 0
6
解得k 2(1 6)
同时为使得物块2能通过最高点,最高点临界条件为不受弹力,则重力提供向心力,有
u2
mg m
R
1 1
由机械能守恒定律,有 mv2 mu2 2mgR
2 2
解得k 5
则k的取值范围为5≤k≤2(1 6)
评分标准:本题共18分。正确得出④、⑤、⑥、 式各给2分,其余各式各给1分。
物理参考答案·第5页(共5页)
{{##{{QQQQAABBKIYYCAgE4owggAwg0QJIZJAACAZR5h7CEEwwVEqaCCQAiQGkQJkCBSEJCcAgOQRgOQhABBAOAAIAxjAwBINAARBNIAA=B}A#A}=}#}