2024年北京北師大二附中高三（上）統(tǒng)練二物理試題及答案

2024北京北師大二附中高三（上）統(tǒng)練二物理10小題，每小題4分，共40分）1．一質(zhì)點做半徑為R的勻速圓周運動，則從圓上一點運動至另一點的過程中（）A．質(zhì)點動量大小改變，合外力的沖量為0B．質(zhì)點動量大小改變，合外力的沖量不為0C．質(zhì)點動量大小不改變，合外力的沖量為0D．質(zhì)點動量大小不改變，合外力的沖量不為02．在如圖所示的裝置中，木塊B與水平面間的接觸面是光滑的，子彈A沿水平方向射入木塊后留在木塊內(nèi)，將彈簧壓縮到最短。對于木塊、彈簧、子彈組成的系統(tǒng)，從子彈開始射入到彈簧壓縮到最短的過程中（）A．動量守恒，機(jī)械能守恒B．動量不守恒，機(jī)械能不守恒C．動量守恒，機(jī)械能不守恒D．動量不守恒，機(jī)械能守恒3．甲、乙兩人靜止在光滑的冰面上，甲推乙后，兩人向相反方向滑去。若甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，則（）A．甲推乙的過程中，甲對乙的作用力大于乙對甲的作用力B．甲推乙的過程中，甲對乙的沖量小于乙對甲的沖量C．分開后，甲的動量大于乙的動量D．分開后，甲的動能小于乙的動能4．如圖，一物體靜止在水平地面上，受到與水平方向成角的恒定拉力F作用時間t后，物體仍保持靜止?，F(xiàn)有以下說法正確的有（）A．物體所受拉力F的沖量方向水平向右B．物體所受拉力F的沖量大小是FtcosC．物體所受摩擦力的沖量大小為0D．物體所受合力的沖量大小為05．一質(zhì)量為2kg的物塊在水平力F的作用下由靜止開始在水平地面上做直線運動。F隨時間t變化的圖線如圖所示，已知物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.1，重力加速度g取10m/s2。則（）A．t=2s時物塊的動量大小為B．t=時物塊的速度大小為1m/s，方向沿正方向C．0~4s時間內(nèi)F對物塊的沖量大小為6N·sD．0~4s時間內(nèi)物體的位移為3m6．如圖甲所示，兩個皮帶輪順時針轉(zhuǎn)動，帶動水平傳送帶以恒定的速率v運行?，F(xiàn)使一個質(zhì)量為m的物體()（可視為質(zhì)點）沿與水平傳送帶等高的光滑水平面以初速度00v從傳送帶左端滑上傳送帶。若從物體滑上傳送帶開始計時，t時刻物體的速度達(dá)到v，t時刻物體到達(dá)傳送帶最右端。物體在傳送帶上運動00v?t的圖像（以地面為參考系）如圖乙所示，不計空氣阻力，則（）A．0~t時間內(nèi)，物體受到滑動摩擦力的作用，t~2t時間內(nèi)物體受到靜摩擦力的作用000B．0~t0時間內(nèi)，物體所受摩擦力對物體做功的功率越來越大C．若增大物體的初速度v但v仍小于v，則物體在傳送帶上運動的時間仍為t000D．若增大物體的初速度v但v仍小于v，則物體被傳送的整個過程中傳送帶對物體所做的功也一定增加007．一宇宙飛船的橫截面積為S，以v0的恒定速率航行，當(dāng)進(jìn)入有宇宙塵埃的區(qū)域時，設(shè)在該區(qū)域，單位體積內(nèi)有n顆塵埃，每顆塵埃的質(zhì)量為m，若塵埃碰到飛船前是靜止的，且碰到飛船后就粘在飛船上，不計其他阻力，為保持飛船勻速航行，飛船發(fā)動機(jī)的牽引力功率為（）Snmv022Snmv20Snmv03D．2Snmv03A．B．C．8．活檢針可用于活體組織取樣，如圖所示。取樣時，活檢針的針鞘（質(zhì)量為m）被瞬間彈出后僅受阻力。針鞘在軟組織中運動距離d后進(jìn)入目標(biāo)組織，繼續(xù)運動d后停下來。若兩段運動中針鞘整體受到阻力均12視為恒力，大小分別為F、F，則針鞘（）12(+)2d22Fd11B．到達(dá)目標(biāo)組織表面時的動能為Fd11A．被彈出時速度大小為m(+)C．運動d2過程中，阻力做功為FFdD．運動d的過程中動量變化量大小為mFd2122229B位置?，F(xiàn)用手托重物使之緩慢上升至A位置，此時彈簧長度恢復(fù)至原長。之后放手，使重物從靜止開始下落，沿豎直方向在A位置和C位置（圖中未畫出）之間做往復(fù)運動。重物運動過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。）A．重物在C位置時，其加速度的大小等于當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹档膬杀禕．在重物從A位置下落到C位置的過程中，重力的沖量大于彈簧彈力的沖量C．在手托重物從B位置緩慢上升到A位置的過程中，手對重物所做的功等于重物往復(fù)運動過程中所具有的最大動能D．在重物從A位置到B位置和從B位置到C位置的兩個過程中，彈簧彈力對重物所做功之比是1∶410．如圖所示，用長為l的輕繩懸掛一質(zhì)量為M的沙箱，沙箱靜止。一質(zhì)量為m的彈丸以速度v水平射入沙箱并留在其中，隨后與沙箱共同擺動一小角度。不計空氣阻力。對于子彈射向沙箱到與其共同擺過一小角度的過程中，下列說法正確的是（）A．整個過程中，彈丸和沙箱組成的系統(tǒng)動量守恒B．子彈擊中沙箱到與沙箱共速的過程機(jī)械能守恒C．若保持、m、l不變，v變大，則系統(tǒng)損失的機(jī)械能變大D．若保持M、m、v不變，l變大，則彈丸與沙箱的最大擺角不變二、實驗題（本題共2大題，共分。第1小題12分，第2小題8．某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律。實驗所用的電源為學(xué)生電源，有“直流輸出”和頻率為50Hz的“交流輸出”兩種輸出，輸出的電壓均為。重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點跡。對紙帶上的點跡進(jìn)行測量，即可驗證機(jī)械能守恒定律。（1）下列說法正確的是______。A．必須將打點計時器接到電源的“交流輸出”上B．必須用天平測出重錘的質(zhì)量C．必須用秒表測量重錘下落的時間D．必須測量紙帶上某些點間的距離（2）他進(jìn)行正確操作后挑選出一條點跡清晰的紙帶進(jìn)行測量分析，如圖所示。其中O點為起始點，A、B、C、D、E、F為六個連續(xù)的點跡。設(shè)B點速度為v，OB對應(yīng)的高度為k，根據(jù)圖中所示的數(shù)據(jù)，計算出12122v2=______m2/s2，=______m/s2，如果在誤差范圍內(nèi)存在關(guān)系式v=gh，即可驗證機(jī)想能守2g=9.8m/s2，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）（3）他繼續(xù)根據(jù)紙帶算出各點的速度v，量出打出各點跡時重錘下落距離h，并以為縱軸，以為橫軸v2h畫出圖像，應(yīng)是圖中的______．A．B．C．D．（4）他進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)本實驗存在較大誤差。為此設(shè)計出用如圖所示的實驗裝置來驗證機(jī)械能守恒定律。通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落，下落過程中經(jīng)過光電門B時，通過與光電門相連的毫秒計時器（圖中未畫出）記錄擋光時間，用刻度尺測出AB之間的距離，用游標(biāo)卡尺測得小鐵球的直徑。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，實驗前應(yīng)調(diào)整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束，且保證h。改進(jìn)后的方案相比原方案的最主要優(yōu)點是______；并推導(dǎo)當(dāng)機(jī)械能守恒時，物理量d、t、h、g應(yīng)滿足的關(guān)系式為：______。12．驗證機(jī)械能守恒定律也可以有其他多種的實驗設(shè)計。方案一：甲同學(xué)用如圖所示的裝置驗證機(jī)械能守恒定律，細(xì)線的一端拴一個金屬小球，另一端連接固定在天花板上的拉力傳感器，傳感器可記錄小球在擺動過程中細(xì)線拉力的大小F。將小球拉至圖示位置，由靜止釋放小球，發(fā)現(xiàn)細(xì)線拉力在小球擺動的過程中做周期性變化。（1）若細(xì)線的長度遠(yuǎn)大于小球的直徑，為了驗證機(jī)械能守恒定律，該小組不需要測出或知道的物理量是______A．釋放小球時細(xì)線與豎直方向的夾角B．細(xì)線的長度LB．小球的質(zhì)量mD．細(xì)線拉力的最大值FE．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭（2）小球從靜止釋放到最低點過程中，滿足機(jī)械能守恒的關(guān)系式為______（用上述測定的物理量的符號方案二：乙同學(xué)想用下圖所示的裝置驗證機(jī)械能守恒定律。他將一條輕質(zhì)細(xì)繩跨過定滑輪，繩的兩端各系一個小球a和b，b球的質(zhì)量是a球的2倍，用手托住b球，a球靜止于地面。當(dāng)繩剛好被拉緊時，b球距地面高度為hb球。他想僅利用刻度尺這一測量工具驗證b球落地前瞬間兩球的機(jī)械能之和與釋放時相等。（3）請寫出他還需要測量的物理量及其符號______；以及物理量之間應(yīng)滿足的關(guān)系式為______。三、計算題：共3個小題，共40分。解答寫出必要的文字說明和原始方程。只寫出最后答案不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中要明確寫出數(shù)值和單位。13．如圖所示，一高空作業(yè)的工人重為600N，系一條原長為L的安全帶，若工人不慎跌落，在安全=帶拉伸過程中給工人的緩沖時間t=g取10m/s2。求：（1）人從跌落到安全帶最長的過程中，重力對人的沖量；（2）人從跌落到安全帶最長的過程中，安全帶對人的平均沖力是多大？14．新能源汽車的研發(fā)和使用是近幾年的熱門話題。新能源汽車是指采用非常規(guī)的燃料作為動力來源的汽車。新能源汽車的使用將把人類帶入清潔能源時代。下面是某品牌新能源汽車介紹中的一段文字：“將近6米的超長車身設(shè)計，使得整車車頂集成的太陽能芯片面積達(dá)到了6平方米左右。極富流線型的整車造型，隱藏式的輪轂設(shè)計，纖細(xì)的攝像頭式后視鏡，使整車風(fēng)阻大幅下降。全車采用鋁合金框架并結(jié)合碳纖維車身，整車質(zhì)量僅700千克，這一輕量化設(shè)計使整車能耗極低?！保?）設(shè)上述新能源汽車采用混合動力設(shè)計，發(fā)動機(jī)最大輸出功率為30kW，在廠區(qū)內(nèi)的實驗路段上行駛時所受總阻力約為車和駕駛員總重的0.1倍。試估算50kg的工程師駕駛這種汽車在實驗路段上行駛的最高車速；（2）為進(jìn)一步測試這種汽車的性能。該工程師在上述實驗路段上以某種方式行駛，通過計算機(jī)采集實驗v?1數(shù)據(jù)，繪出了汽車牽引力F與車速倒數(shù)間的關(guān)系圖線ABC，如圖2所示，線段AB平行于橫軸，線段BC延長線過坐標(biāo)原點。請根據(jù)圖繪ABC判斷汽車做什么運動，并求B點時發(fā)動機(jī)的輸出功率；P=410260Wr=1.511m太陽到地球的距離，太陽光傳播到達(dá)地面的（3）已知太陽輻射的總功率過程中大約有34%的能量損失。目前，制作太陽能電池的最好的材料為砷化鎵，其將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率可達(dá)到31.6%。試通過計算分析，這種汽車只采用純太陽能驅(qū)動，且能保持最大輸出功率30kW不變的可行性。15．神舟十三號載人飛船的返回艙距地面h=10km時開始啟動降落傘裝置，速度減至v=10m/s，并以00這個速度開始在大氣中勻速降落。在距地面h=時，返回艙的四臺緩沖發(fā)動機(jī)開始豎直向下噴氣，艙體再次減速。每次噴氣時間極短，返回艙的質(zhì)量和降落傘提供的阻力可以認(rèn)為不變。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（1）設(shè)最后減速過程中返回艙做勻減速直線運動，并且到達(dá)地面時恰好速度為0①最后減速階段的加速度a的大小；②返回艙的總質(zhì)量M=310，根據(jù)資料，返回艙發(fā)動機(jī)對地噴氣速度約為u=，試估算每秒3每個噴嘴噴出的氣體質(zhì)量0。（2）若返回艙總質(zhì)量為M，當(dāng)其以速度v0勻速下落過程中，開動噴氣發(fā)動機(jī)開始豎直向下噴氣，四個噴嘴每次噴出氣體的總質(zhì)量為m①如果噴出氣體相對地面的速度大小為v，噴氣一次后返回艙的速度1是多大？②如果噴出氣體相對噴嘴的速度大小為v，噴氣一次后返回艙的速度v2是多大？參考答案10小題，每小題4分，共40分）1.【答案】D【詳解】由于勻速圓周運動中速度方向一致在變化，但速度大小不變，故質(zhì)點從圓上一點運動至另一點的過程中動量大小不改變，但動量是由變化的，相應(yīng)合外力的沖量不為，ABC錯誤，D正確。故選D2.【答案】B【詳解】整個運動過程中，由于墻壁對彈簧有作用力，系統(tǒng)所受合外力不為零，故動量不守恒，子彈射入木塊的過程有摩擦生熱，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒。故選B。3.【答案】D【詳解】A．根據(jù)牛頓第三定律可知，甲推乙的過程中，甲對乙的作用力等于乙對甲的作用力，故A錯誤；BC．甲推乙的過程中，甲乙二人組成的系統(tǒng)在二者相互作用過程中不受外力，滿足系統(tǒng)動量守恒條件，故甲對乙的沖量與乙對甲的沖量等大反向，故分開后，甲的動量等于乙的動量，故BC錯誤；D．根據(jù)p2Ek=2m可知動量大小相等，而甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，故甲的動能小于乙的動能，故D正確。故選D。4.【答案】D【詳解】A．根據(jù)沖量的定義式有I=Ft可知，物體所受拉力F的沖量方向與F相同，故A錯誤；B．物體所受拉力F的沖量大小是Ft，故B錯誤；C．物體處于平衡狀態(tài)，則有f=Fcos則物體所受摩擦力的沖量大小為If=ft=Ftcos故C錯誤；D．物體所受合力為零，所以物體所受合力的沖量大小為0D正確。故選D。5.【答案】D【詳解】A．物塊與地面間的滑動摩擦力為f==2N則t=前，物塊開始滑動，受到滑動摩擦力作用，t=時根據(jù)動量定理p=(F?f)t=4kg111故A錯誤；B．t時物塊速度=1m1==2m/s=2m/s2s-3s過程，加速度大小為2+fa=2m方向為負(fù)，則t=時物塊的速度大小為零，故B錯誤；C．0~4s時間內(nèi)F對物塊的沖量大小為p=Ft+Ft=(42?22)Ns=4Ns1122故C錯誤；D．t=時物塊的速度大小為零，之后拉力與摩擦力平衡，不再運動，則0~4s時間內(nèi)物體的位移為122x=t==2故D正確。故選D。6.【答案】B0~t【詳解】A．時間內(nèi)，物體速度與傳送帶速度不同，發(fā)生相對運動，所以物體受到滑動摩擦力作0t~t0用，誤；時間內(nèi)物體速度與傳送帶速度相同，無相對滑動及相對滑動趨勢，物體不受摩擦力，故A錯00~tB．時間內(nèi)物體速度越來越大，由0P=fv可知摩擦力的功率越來越大，故B正確；tC．當(dāng)物體初速度增大時，物體在傳送帶上加速的時間將縮短，則物體在傳送帶上運動時間將小于，故0C錯誤；D．物體初速度增大，末速度不變，動能改變量減小，故傳送帶做功減小，故D錯誤。故選B。7.【答案】C【詳解】時間t內(nèi)黏附在飛船上的塵埃質(zhì)量M=0tSnm對黏附的塵埃，由動量定理得Ft=0解得F=0S2維持飛船勻速運動，飛船發(fā)動機(jī)牽引力的功率為P0==0S3故選C。8.【答案】A【詳解】A．根據(jù)動能定理有1Fd+Fd=211222解得(+)2Fd2d2v=11m故A正確；B．針鞘到達(dá)目標(biāo)組織表面后，繼續(xù)前進(jìn)d2減速至零，有E=Fdk22故B錯誤；C．針鞘運動d的過程中，克服阻力做功為Fd，故C222D．針鞘運動d2的過程中，動量變化量大小p=2mE=2d2k2故D錯誤。故選A。9.【答案】C【詳解】A．重物在AC之間做簡諧振動，在A點釋放時的加速度為向下的g，由對稱性可知，在C位置時的加速度的大小也等于，方向向上，選項A錯誤；B．在重物從A位置下落到C位置過程中，重物動量的變化為零，根據(jù)動量定理可知，向下的重力的沖量大小等于向上的彈簧彈力的沖量，選項B錯誤；C．在手托重物從B位置緩慢上升到A位置過程中，由能量關(guān)系可知W?mgh+W=0手彈重物從A點下落到B點時動能最大，則由動能定理mgh?彈=Ekm可得手=即在手托重物從B位置緩慢上升到A位置的過程中，手對重物所做的功等于重物往復(fù)運動過程中所具有的最大動能，選項C正確；D．在重物從A位置到B位置和從B位置到C位置的兩個過程中，彈簧彈力對重物所做功之比是AW131=2=+k2A2A2選項D錯誤。故選C。10.【答案】C【詳解】AB．彈丸擊中沙箱過程系統(tǒng)水平方向動量守恒，而系統(tǒng)的機(jī)械能因摩擦生熱而減少，以彈丸的初速度方向為正方向，由動量守恒定律得=(M+m)1解得1=Mm+彈丸與沙箱一起擺動過程系統(tǒng)機(jī)械能守恒，而系統(tǒng)的外力之和不為零動量不守恒，故整個過程中彈丸和沙箱組成的系統(tǒng)動量不守恒，子彈擊中沙箱到與沙箱共速的過程機(jī)械能不守恒，故AB錯誤；C．由能量守恒定律可知，整個過程系統(tǒng)損失的機(jī)械能為11(2E=mv2?(M+m)v=2122+)2Mm若保持M、m、l不變，v變大，則系統(tǒng)損失的機(jī)械能變大，故C正確；D．彈丸與沙箱一起擺動過程，設(shè)最大擺角為，則有12(M+m)12=(M+m)gl?lcos)聯(lián)立解得m22v1?=cos2(M+m)gl2若保持M、m、v不變，l變大，則彈丸與沙箱的最大擺角故選C變小，故D錯誤。二、實驗題（本題共2大題，共分。第1小題12分，第2小題81）AD（2）①.1.69②.1.74d2=gh（3）C（）t2【小問1[1]A．必須將打點計時器接到電源的“交流輸出”上，才能持續(xù)打點，故A正確；1B．因為這是驗證單個物體機(jī)械能守恒，比較mgh與2的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平2測出重錘的質(zhì)量，故B錯誤；C．打點計時器每隔0.02s打一個點，故不需要用秒表測量重錘下落的時間，故C錯誤；D．在計算重力勢能減少量時，需要測量高度；在計算速度時，需要測出位移，故需要測量紙帶上某些點間的距離，故D正確。故選AD?！拘?[2]根據(jù)勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，由此可以求出B點的速度大小為(?)221.6814.3110xACTv==m/s=1.84m/s1250則有12v2=1.69m2/s2[3]對應(yīng)的gh=1.74m2/s2【小問3繼續(xù)根據(jù)紙帶算出各點的速度v，量出下落距離，并以v2縱軸、以h為橫軸畫出的圖像，根據(jù)2v=2gh可知是一條過原點的傾斜直線。故選C?！拘?光電門測速度的原理是用平均速度代替瞬時速度，因此有dv=t根據(jù)則有12v2=d2=ght2F=mg?2)12.【答案】①.B②.③.見解析）[1]對小球，有1mgL?cos)=22v2F?mg=mL聯(lián)立可得F=mg?2)其中F為細(xì)線拉力的最大值，為m小球的質(zhì)量，α為釋放小球時細(xì)線與豎直方向的夾角。故選B。（2）[2]由（1）分析可知，若小球運動過程中機(jī)械能守恒，則應(yīng)滿足的關(guān)系為F=mg?2)（3）[3]對組成的系統(tǒng)，有1=+(m+m)v22對a球，有v2=2g(H?h)H=h所以所以需要測量的物理量是繩剛好被拉緊時b球距地面的高度h，以及a球能上升的最大高度H。三、計算題：共3個小題，共40分。解答寫出必要的文字說明和原始方程。只寫出最后答案不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中要明確寫出數(shù)值和單位。13.1）1200N·s21200N1L=gt20）根據(jù)題