2021屆湖南四大聯(lián)考新高考原創(chuàng)預(yù)測(cè)試卷（四）物理

2021屆湖南四大名校聯(lián)考新高考原創(chuàng)預(yù)測(cè)試卷（四）

物理

★?？荚図樌?/p>

注意事項(xiàng)：

1、考試范圍：高考范圍。

2、答題前，請(qǐng)先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)用0.5毫米黑色簽字筆填寫(xiě)在試題卷和答題卡

上的相應(yīng)位置，并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。用2B鉛筆將答題卡上試卷

類型A后的方框涂黑。

3、選擇題的作答：每個(gè)小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂

黑。寫(xiě)在試題卷、草稿紙和答題卡上的非選擇題答題區(qū)域的答案一律無(wú)效。

4、主觀題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫(xiě)在試題卷、草稿紙

和答題卡上的非答題區(qū)域的答案一律無(wú)效。如需改動(dòng)，先劃掉原來(lái)的答案，然后再寫(xiě)上新答

案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無(wú)效。

5、選考題的作答：先把所選題目的題號(hào)在答題卡上指定的位置用2B鉛筆涂黑。答案用

0.5毫米黑色簽字筆寫(xiě)在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)，寫(xiě)在試題卷、草稿紙和答題卡上的非選

修題答題區(qū)域的答案一律無(wú)效。

6、保持卡面清潔，不折疊，不破損，不得使用涂改液、膠帶紙、修正帶等。

7、考試結(jié)束后，請(qǐng)將本試題卷、答題卡、草稿紙一并依序排列上交。

一、單項(xiàng)選擇題（本題共8個(gè)題目，每題3分，共24分.每個(gè)題目只有一個(gè)選項(xiàng)

符合要求，選對(duì)得4分，選錯(cuò)得0分）

1.下列物理量的負(fù)號(hào)表示大小的是（）

A.速度v=-2m/sB.位移s=-8m

C.重力勢(shì)能綜=-5（）JD.力做功為W=-10J

【答案】C

【解析】

【詳解】A.速度v=-2m/s的“一”表示速度方向與正方向相反，故A錯(cuò)誤；

B.物體的位移s=-8m,負(fù)號(hào)表示位移方向與正方向相反，故B錯(cuò)誤；

C.物體的重力勢(shì)能Ep=-50J的“一”表示重力勢(shì)能比0小，表示大小，故C正確；

D.阻力做功為W=-10J,負(fù)號(hào)表示該力是阻力，不表示大小，故D錯(cuò)誤。

故選C?

2.在教室門(mén)與地面間縫隙處塞緊一個(gè)木楔（側(cè)面如圖所示），能把門(mén)卡住不易被風(fēng)吹動(dòng)。下列

分析正確的是（）

木楔

頂角f很小

A.門(mén)不易被風(fēng)吹動(dòng)的原因是因?yàn)轱L(fēng)力太小

B.門(mén)被卡住時(shí)，將門(mén)對(duì)木楔的力正交分解，其水平分力大小小于地面給木楔的摩擦力大小

C.門(mén)被卡住時(shí)，將門(mén)對(duì)木楔的力正交分解，其水平分力大小等于地面給木楔的摩擦力大小

D.塞在門(mén)下縫隙處的木楔，其頂角撫論多大都能將門(mén)卡住

【答案】C

【解析】

【詳解】ABC.對(duì)木楔受力分析，受重力、支持力、壓力和摩擦力，如圖所示

木楔儼頂角8很小

豎直方向

N=FcosB+mg

水平方向

f=FsinQ

則門(mén)被卡住時(shí)，不是因?yàn)轱L(fēng)太小，將門(mén)對(duì)木楔的力正交分解，其水平分力大小等于地面給木

楔的摩擦力大小，故AB錯(cuò)誤，C正確。

D.最大靜摩擦力約等于滑動(dòng)摩擦力，為

fmax-fiN-H(FcosQ+mg')

考慮摩擦自鎖情況，不管多大的力F均滿足滿足

〃(FcosQ+mg)>Fsin0

由于機(jī)很小,故只要//>tan0即可，題中由于。很小，故很容易滿足自鎖條件；即頂角礴足閆anO

才能將門(mén)卡住，故D錯(cuò)誤。

故選C?

3.設(shè)物體運(yùn)動(dòng)的加速度為〃、速度為力位移為X、所受合外力為凡現(xiàn)有四個(gè)不同物體的運(yùn)

動(dòng)過(guò)程中某物理量與時(shí)間關(guān)系圖象，如圖所示，已知f=0時(shí)刻物體的速度均為零，則其中表

示物體做單向直線運(yùn)動(dòng)的圖象是（）

【答案】C

【解析】

【詳解】A.位移與時(shí)間圖像，橫軸以上位移為正，橫軸以下位移為負(fù)，所以選項(xiàng)A為往復(fù)運(yùn)

動(dòng)，A錯(cuò)誤；

B.橫軸以上速度為正橫軸以下速度為負(fù)，也是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；

C.在0-2s間，物體沿正方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，2s-4s間物體沿正方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，

由Av=/可知在4s末物體速度減小到零，然后重復(fù)之前的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C為單向的直線運(yùn)動(dòng),

C正確；

D.O-ls間物體沿正方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，l-2s間物體沿正方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到2s

末速度減小到零，2s-3s間物體沿負(fù)方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)D往復(fù)運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。

故選C。

4.取水平地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點(diǎn)其重力勢(shì)能是動(dòng)能3

倍，不計(jì)空氣阻力，該物塊落地時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為（)

711T715兀

A.-B.-C.一D.—

64312

【答案】C

【解析】

【詳解】設(shè)拋出時(shí)物體的初速度為V0,高度為色物塊落地時(shí)的速度大小為V,方向與水平方

向的夾角為a。根據(jù)機(jī)械能守恒定律得

—mVg+mgh=—mv~

據(jù)題有

-1mVy=mgh

聯(lián)立解得

v=2vo

則

1

cosa=一

2

可得

71

a--

3

故選C。

5.如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端疊放兩個(gè)質(zhì)量均為M的物體4、B（B

物體與彈簧連接），彈簧的勁度系數(shù)為我,初始時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)用豎直向上的拉力廠

作用在物體A上，使物體A開(kāi)始向上做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng)，測(cè)得兩個(gè)物體的v—z圖像

如圖乙所示（重力加速度為g）,則（）

B.外力施加的瞬間A、8間的彈力大小為M（g?a）

C.A、3在外時(shí)刻分離，此時(shí)彈簧彈力恰好為零

D.彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)，物體3的速度達(dá)到最大值

【答案】B

【解析】

【詳解】A.施加產(chǎn)前，物體A3整體平衡，根據(jù)平衡條件有:

2Mg=kx

解得:

A-

k

故A錯(cuò)誤；

B.施加外力F的瞬間，對(duì)8物體，根據(jù)牛頓第二定律有：

F*一Mg-FAB=Ma

其中

F為=2Mg

解得：

故B正確；

C.物體A、B在A時(shí)刻分離，此時(shí)A、8具有共同的丫與“；且死"=0;對(duì)B：

p'#—Mg-Ma

解得：

F'.?=M（g-a）

彈力不為零，故c錯(cuò)誤；

D.而彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)、8受到的合力為重力，已經(jīng)減速一段時(shí)間；速度不是最大值；故D

錯(cuò)誤。

故選B.

【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是明確A與B分離的時(shí)刻，它們間的彈力為零這一臨界條件；然后分別對(duì)

AB整體和B物體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列方程及機(jī)械能守恒的條件進(jìn)行分析。

6.在發(fā)射一顆質(zhì)量為〃7的人造地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將其發(fā)射到貼近地球表面運(yùn)行的圓軌道I

上（離地面高度忽略不計(jì)），再通過(guò)一橢圓軌道n變軌后到達(dá)距地面高為力的預(yù)定圓軌道川上。

已知它在圓形軌道I上運(yùn)行的加速度為g,地球半徑為R,衛(wèi)星在變軌過(guò)程中質(zhì)量不變，則

）

A.衛(wèi)星在軌道in上運(yùn)行的加速度為‘一

[R+hJ

c.衛(wèi)星在軌道ni上運(yùn)行時(shí)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速率小于在軌道II上運(yùn)行時(shí)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速率

D.衛(wèi)星在軌道ni上的機(jī)械能大于在軌道I上的機(jī)械能

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.衛(wèi)星在軌道III上運(yùn)行時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得

在地球表面，由

聯(lián)立解得衛(wèi)星在軌道in上的加速度為

線速度為

R+h

故AB錯(cuò)誤;

c.衛(wèi)星要從橢圓軌道]I變軌后到達(dá)圓軌道in上，在P點(diǎn)必須加速，所以衛(wèi)星在軌道in上運(yùn)行

時(shí)經(jīng)過(guò)p點(diǎn)的速率大于在軌道H上運(yùn)行時(shí)經(jīng)過(guò)尸點(diǎn)的速率，故c錯(cuò)誤；

D.衛(wèi)星從軌道I變軌到軌道n,在。點(diǎn)要加速，機(jī)械能增加。在橢圓軌道n運(yùn)動(dòng)時(shí)衛(wèi)星的機(jī)

械能不變。衛(wèi)星要從軌道n變軌后到達(dá)圓軌道ni上，在p點(diǎn)必須加速，機(jī)械能增加，所以衛(wèi)

星在軌道IH上的機(jī)械能大于在軌道I上的機(jī)械能，故D正確。

故選D。

7.如圖所示，一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端，彈簧的另一端可繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，把小

球拉至A處，彈簧恰好無(wú)形變。將小球由靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)正下方B點(diǎn)時(shí)，降低

的豎直高度為〃，速度為攻設(shè)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為零，則小球（）

A.由A到B重力做的功等于mgh

1,

B.由A到8重力勢(shì)能減少一旭了

2

C.由A到B克服彈力做功為mgh

D.到達(dá)位置B時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為mgh

【答案】A

【解析】

【詳解】A.重力做功只與初末位置的高度差有關(guān)，則由A至8重力功為〃?"，故A正確；

B.由A至8重力做功為機(jī)g〃，則重力勢(shì)能減少加的，小球在下降中小球的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)

能和彈性勢(shì)能，所以

12

mgh>萬(wàn),7iv

故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)動(dòng)能定理得

,12

mgh+W）<■=-mv

1,

所以由A至B小球克服彈力做功為mgh--mv12,故C錯(cuò)誤；

D.彈簧彈力做功量度彈性勢(shì)能的變化，所以小球到達(dá)位置B時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為zng/j—

1,

-mv~,故D錯(cuò)誤。

2

故選A?

8.如圖所示，質(zhì)量為，”的人立于平板車上，人與車的總質(zhì)量為M,人與車以速度也在光滑水

平面上向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)此人相對(duì)于車以速度V2豎直跳起時(shí)，車的速度變?yōu)椋ǎ?/p>

11—V1

rTVTVTAvVTVVTTvTTTTVTTTT

Mv-MV..B.MV'--,向右

A.—x!--------7向右

M-mM—m

c,竺匚竺1,向右

D.vi,向右

M-m

【答案】D

【解析】

【詳解】人和車在水平方向上動(dòng)量守恒，當(dāng)人豎直跳起時(shí)，人和之間的相互作用在豎直方向

上，在水平方向上的仍然動(dòng)量守恒，水平方向的速度不發(fā)生變化，所以車的速度仍然為片，

方向向右

故選D。

二、多項(xiàng)選擇題（本題共4個(gè)題目，每題4分，共16分.題目有多個(gè)選項(xiàng)符合要

求，全部選對(duì)得4分，選不全得2分，有選錯(cuò)得0分）

9.如圖所示為一向右勻速行駛的車廂，。繩將一小球懸掛在車內(nèi)的天花板上，。繩一端系在車

廂壁上，另一端系在小球上，使。繩偏離豎直方向，匕繩水平，球與車相對(duì)靜止。用不表示。

繩的拉力，乃表示〃繩的拉力。如果車改為向右勻加速行駛，穩(wěn)定后，球與車仍保持相對(duì)靜止，

則拉力T,和乃的變化情況可能是（）

ATi增大，不減小B.Ti增大,乃不變

C.Ti不變，不減小D.Ti增大，72增大

【答案】AC

【解析】

【詳解】靜止時(shí)，設(shè)“繩與豎直方向的夾角為仇根據(jù)平衡，解得

T-mg

1cos6

乃=〃?gtan。

當(dāng)車向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若加速度較大，匕繩會(huì)收縮，a繩與豎直方向的夾角變大，則力

增大，不減小。

若〃繩豎直方向的夾角不變，根據(jù)牛頓第二定律得

Lmg

1cos。

T\sinQ-T2=ma

解得

T2=mgtanQ-ma

則不變，T2減小。

故AC正確，BD錯(cuò)誤。

故選ACo

10.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為0.4kg的小物塊從。點(diǎn)以％=lm/s的初速度從水平臺(tái)上的。點(diǎn)水平

飛出，擊中平臺(tái)右下側(cè)擋板上的尸點(diǎn)?，F(xiàn)以。為原點(diǎn)在豎直面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐

標(biāo)系，擋板的形狀滿足方程y=6（單位：m）,不計(jì)一切摩擦和空氣阻力，g=10m/s2,則

A.小物塊從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為1s

B.小物塊剛到P點(diǎn)時(shí)速度方向與水平方向夾角的正切值等于5

C.小物塊剛到P點(diǎn)時(shí)速度的大小為10m/s

D.小物體位移大小為J記m

【答案】AD

【解析】

【詳解】A.由題意可知，小物塊從。點(diǎn)水平拋出后，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有

12

y=~~8f，后皿

又有

y=x2-6

聯(lián)立解得r=ls,故A正確；

BC.到達(dá)尸點(diǎn)時(shí)豎直分速度

vv=^r=10xlm/s=10m/

則尸點(diǎn)的速度

v/J=VT+100m/s=Vi01m/s

方向與水平方向夾角的正切值

V.

tan<z=—=10

%

故BC錯(cuò)誤；

D.小物體的水平位移

x=%，=Ixlm=1m

豎直位移

y=x2-6=-5m

根據(jù)平行四邊形定則知，小物體的位移大小

s-y]x2+y2-Jl+25m=V26m

故D正確。

故選ADo

11.如圖所示，衛(wèi)星1為地球同步衛(wèi)星，衛(wèi)星2是周期為3小時(shí)的極地衛(wèi)星，只考慮地球引力,

不考慮其他作用的影響，衛(wèi)星1和衛(wèi)星2均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩軌道平面相互垂直，運(yùn)

動(dòng)過(guò)程中衛(wèi)星1和衛(wèi)星2有時(shí)處于地球赤道上某一點(diǎn)的正上方.下列說(shuō)法中正確的是（）

A.衛(wèi)星1和衛(wèi)星2的向心加速度之比為1：16

B.衛(wèi)星1和衛(wèi)星2的速度之比為1：2

C.衛(wèi)星1和衛(wèi)星2處在地球赤道的某一點(diǎn)正上方的周期為24小時(shí)

I）.衛(wèi)星1和衛(wèi)星2處在地球赤道的某一點(diǎn)正上方的周期為3小時(shí)

【答案】ABC

【解析】

【詳解】A、衛(wèi)星1是地球同步衛(wèi)星，周期為24小時(shí);衛(wèi)星2的周期為3小時(shí),

GMm4萬(wàn)2GMm,442

根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得:

r；12

.2*T?21

解得：，=4,向心加速度〃=—_，，則芻=二責(zé)==，A正確;

2

r2Ta2也216

B、線速度丫=幺二，則以=隼=4，B正確；

T嶺也2

CD、若某時(shí)刻衛(wèi)星1和衛(wèi)星2處于地球赤道上某一點(diǎn)的正上方，而衛(wèi)星1周期為24小時(shí)，衛(wèi)

星2周期為3小時(shí)，所以再經(jīng)過(guò)24小時(shí)，兩個(gè)衛(wèi)星又同時(shí)到達(dá)該點(diǎn)正上方，所以衛(wèi)星1和衛(wèi)

星2處在地球赤道的某一點(diǎn)正上方的周期為24小時(shí)，C正確，D錯(cuò)誤.

12.如圖所示，將一光滑的半圓槽置于光滑水平面上，槽的左側(cè)有一固定在水平面上的物塊。

今讓一小球自左側(cè)槽口A的正上方從靜止開(kāi)始落下，與圓弧槽相切自A點(diǎn)進(jìn)入槽內(nèi)，則以下

結(jié)論中正確的是（）

A.半圓槽內(nèi)由A向8過(guò)程中小球的機(jī)械能守恒，由B向C的過(guò)程中小球的機(jī)械能也守恒

B.小球在半圓槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒

C.小球自半圓槽的最低點(diǎn)8向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，小球與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒

D.小球離開(kāi)C點(diǎn)以后，將做斜拋運(yùn)動(dòng)

【答案】CD

【解析】

【詳解】A.只有重力或只有彈力做功時(shí)物體機(jī)械能守恒，小球在半圓槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)由B到C過(guò)程

中，除重力做功外，槽的支持力也對(duì)小球做功，小球機(jī)械能不守恒，由此可知，小球在半圓

槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，小球的機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；

B.小球在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的前半過(guò)程中，左側(cè)物體對(duì)槽有作用力，小球與槽組成的系統(tǒng)水平方向上

的動(dòng)量不守恒，故B錯(cuò)誤；

C.小球自半圓槽的最低點(diǎn)8向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，系統(tǒng)在水平方向所受合外力為零，故小球

與半圓槽在水平方向動(dòng)量守恒，故C正確；

D.小球離開(kāi)C點(diǎn)以后，既有豎直向上的分速度，又有水平分速度，小球做斜上拋運(yùn)動(dòng)，故D

正確。

故選CDo

三、實(shí)驗(yàn)題(每空2分，共14分)

13.用半徑均為r的小球1和小球2碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，斜槽與

水平槽圓滑連接。安裝固定好實(shí)驗(yàn)裝置，豎直擋板上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫(xiě)紙，用夾

子固定，小球球心與。點(diǎn)位置等高，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1：不放小球2,讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在豎直擋板上。重復(fù)多次，確

定小球落點(diǎn)的平均位置P；

步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B,讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞。重復(fù)

多次，確定碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置M、N；

步驟3：用毫米刻度尺測(cè)得。點(diǎn)與M、P、N三點(diǎn)的豎直方向的距離分別為加、h2、加。

(1)兩小球的直徑用螺旋測(cè)微器核準(zhǔn)相等，測(cè)量結(jié)果如圖乙，則兩小球的直徑均為mm。

(2)設(shè)球1和球2的質(zhì)量分別為附、m2,若滿足_____，則說(shuō)明碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，若還滿足______,

則說(shuō)明兩球發(fā)生的碰撞為彈性碰撞。(用“，也、，〃2、hi、力2、力3表示)

【答案】(1).9.846

【解析】

【詳解】(1)口］小球的直徑

9.5mm+34.7x0.01mm=9.847mm。

(2)［2］小球離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向

豎直方向

人小2

由題意可知，碰撞前球1的速度為

碰撞后球1的速度為

碰撞后球2的速度為

碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律得

町％=町匕+m2v2

整理得

（2）［3］兩球發(fā)生的碰撞為彈性碰撞，滿足能量守恒

121212

耳町%=/町%+］加2%

整理得

呵_叫?

44十40

14.某同學(xué)用如圖1所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，懸線下吊著磁鐵A,磁鐵的磁性較強(qiáng)，A

下吸著一個(gè)小球C,不計(jì)球的大小，B是固定擋板，測(cè)出靜止時(shí)球離地面的高度九，懸點(diǎn)。

到球的距離L,將球拉離豎直位置到某一位置，懸線拉直，用米尺測(cè)出這時(shí)球與尺的接觸點(diǎn)離

天花板的高度力2,釋放小球，讓小球與磁鐵一起做圓周運(yùn)動(dòng)，到最低點(diǎn)時(shí)磁鐵與擋板碰撞后

小球由于慣性繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)做平拋運(yùn)動(dòng)，測(cè)出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移x,當(dāng)?shù)氐闹亓铀?/p>

度為g。

0

人1

7F777777777777777777773,〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃力〃〃〃X

整理得

L—h-,

4/?,

(3)[3][4]若實(shí)驗(yàn)測(cè)得重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，導(dǎo)致誤差的可能原因有：受到空氣

阻力；磁鐵對(duì)小球的引力使平拋的初速度比小球到擋板時(shí)的速度小；小球在平拋過(guò)程中有一

部機(jī)械能轉(zhuǎn)化成小球轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能。

(4)[5]由要驗(yàn)證的關(guān)系式

X2

L—"h,-4/-7；-

可知，圖像應(yīng)是

x2—(L—//,)

圖像，故D正確。

四、解答題(共46分)

15.如圖所示，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩長(zhǎng)L=1.25m,一端固定在O'點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量，"=lkg

的小球.將輕繩伸直拉至水平，小球由位置A靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O時(shí)輕繩剛好被

拉斷，。點(diǎn)下方有一傾角8=45。的固定斜面，小球恰好垂直打在斜面上，取g=10m/s2求：

(1)輕繩剛要拉斷時(shí)繩的拉力大小；

(2)小球從。點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到斜面的時(shí)間。

【答案】(1)30N；(2)0.5s

【解析】

【詳解】(1)小球下擺過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律得

mgL=；mv^

解得

%=5m/s

在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律得

F-mg=m-

解得

F=30N

（2）繩子斷裂后小球做平拋運(yùn)動(dòng)，到達(dá)斜面時(shí)，豎直分速度

vv=%tan45=%=5m/s

在豎直方向

%=gt

解得

Z=—=—s=0.5s

g10

16.我國(guó)航天技術(shù)飛速發(fā)展，設(shè)想數(shù)年后宇航員登上了某星球表面.宇航員手持小球從高度為

h處，沿水平方向以初速度v拋出，測(cè)得小球運(yùn)動(dòng)的水平距離為L(zhǎng).已知該行星的半徑為R，

引力常量為G.求：

（1）行星表面的重力加速度；

（2）行星的平均密度.

2hv23/iv2

【答案】（1）（2）p=

27TRGI}

【解析】

（1）小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移x=L.

Y[

則平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間/=一=一.

VV

根據(jù)h=ggt2得，星球表面的重力加速度8=1=蟹.

Mm

（2）根據(jù)G

商加g得，

gR2_2hv2R2

星球的質(zhì)量M

~G~~GI3

Ihv^R2

則星球的密度M上歹ri=2景=而3A謔v2.

丁

17.如圖所示，水平光滑的地面上有A、B、C三個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的木塊，質(zhì)量分別為1kg、3kg、

3kg,木塊A的左側(cè)有一半徑R=O.lm的固定的豎直粗糙半圓弧軌道，一開(kāi)始B、C處于靜止

狀態(tài)，B、C之間的彈簧處于原長(zhǎng)，給木塊A一個(gè)水平向右的初速度，大小為匕=8m/s,與木

塊B碰撞后，A被反彈，速度大小變?yōu)椋?4m/s。若A恰好能通過(guò)圓弧軌道的最高點(diǎn)，重力

加速度g取lOm/s2,求

(1)木塊A克服圓弧軌道摩擦所做的功；

(2)彈簧具有的最大彈性勢(shì)能。

【答案】(D5.5J；(2)121

【解析】

【詳解】(1)由木塊A恰好能通過(guò)圓弧軌道最高點(diǎn)有

或

K

解得

VA=lm/s

木塊A從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程，由動(dòng)能定理得

1212

-mAg-2R-W(=-wAvA--/nAv2

解得

Wf=5.5J

(2)以水平向右為速度的正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得

//UV|=A7?BVB-ZWAV2

解得

VB=4m/s

彈簧壓縮至最短時(shí)，B、C速度相同，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得