上海高考理综物理力学大题综合训练50题含答案

上海高考理综物理力学大题综合训练50题含答案 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、解答题 1．一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ．初始时，传送带与煤块都是静止的．现让传送带以恒定的加速a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度作匀速运动．经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动，求此黑色痕迹的长度？ 2．如图所示，一倾角为的固定斜面的底端安装一轻质弹簧， P、Q两物块的质量分别为1kg和3kg， Q静止于斜面上A处。某时刻，P以沿斜面向上的速度v0=10m/s与Q发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。Q与斜面间的动摩擦因数μ等于，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P与斜面间无摩擦。两物块均可以看作质点，P、Q两物块第一次碰撞后Q的速度在减为零后才与P发生了第二次碰撞。重力加速度大小为g=10m/s2。 （1） 求P与Q第一次碰撞后瞬间各自的速度； （2）若斜面足够长，求物块Q从A点上升的总高度H； （3）若A点到斜面上端的距离为m，则在第几次碰撞后物块Q从斜面上滑落。 3．如图所示，一质量m1=1.0kg足够长的长木板静止在粗糙的水平地面上，左端放一质量m2=2.0kg的滑块，在滑块正上方的O点用长L=0.9m的轻质细绳悬挂质量m3=2.0kg的小球。现将小球向左上方拉至细绳与竖直方向成θ=60°角的位置由静止释放，小球摆到最低点与滑块发生弹性碰撞。已知滑块与长木板间的动摩擦因数1=0.2，地面与长木板间的动摩擦因数2=0.05，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)小球与滑块碰撞前对绳子的拉力以及碰撞后滑块的速度； (2)求滑块在长木板上留下的划痕长。 4．如图所示，半径R＝0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ＝30°，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上．质量m＝0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中A点以v0＝2 m/s的速度被水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，C、D两点间的水平距离L＝1.2 m，小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10 m/s2.求： (1)小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小； (2)小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小； (3)弹簧的弹性势能的最大值Epm. 5．高一研究性学习活动小组自制一弹射系统，将一小球从水平地面以初速度=20m/s竖直上抛，与此同时从水平地面的同一位置用一恒力推小滑块从静止开始以加速度大小=2m/s2做匀加速直线运动，当竖直上抛的小球达到最高点时，立即改用另一反向恒力，经一段时间小滑块返回原处，与下落小球恰好相遇，忽略空气的阻力，g=10m/s2，求：(保留两位有效数字) （1）小球上升离地面的最大高度H和小球上升的运动时间t； （2）小滑块离开出发点的最大位移多大； （3）小滑块回到出发点的速度多大． 6．如图所示，光滑水平面上有质量均为的、两个小物块（均视为质点），、用轻绳连接，中间有一压缩的较短轻弹簧（弹簧与物块不拴接）。开始时、均静止。在物块右边一定距离处有一半径为的固定光滑竖直半圆形轨道，半圆形轨道与水平面相切于点，物块的左边静置着一个三面均光滑的斜面体（底部与水平面平滑连接）。某一时刻细绳突然断开，物块、瞬间分离，A向右运动，恰好能过半圆形轨道的最高点（物块过点后立即撤去），B向左平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为（小于斜面体的高度）。已知重力加速度为，求： (1)细绳断开前弹簧的弹性势能大小？ (2)斜面体的质量？ 7．如图所示，一小滑块自平台上水平抛出，恰好落在一倾角为的固定斜面顶端，并刚好沿斜面下滑（与斜面无碰撞）。已知斜面顶端与平台的高度差，滑块与斜面间的动摩擦因数，重力加速度，，，求： （1）滑块水平抛出的初速度的大小？ （2）若斜面顶端高，则滑块离开平台后经多长时间到达斜面底端？ 8．如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计。物块（可视为质点）的质量为m ，在水平桌面上沿轴运动，与桌面间的动摩擦因数为。以弹簧原长时物块的位置为坐标原点，当弹簧的伸长量为时，物块所受弹簧弹力大小为，为常量。 （）请画出随变化的示意图；并根据图象求物块沿轴从点运动到位置的过程中弹力所做的功。 （）物块由向右运动到，然后由返回到，在这个过程中： ．求弹力所做的功，并据此求弹性势能的变化量； ．求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较,说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念，为什么？ 9．“嫦娥五号”由上升器、着陆器、轨道器、返回器四个部分组成，先后经历发射入轨、地月转移、近月制动、环月飞行、月面下降、月面采样、月面上升、交会对接、环月等待、月地转移和再入回收等飞行阶段，最终在内蒙古四子王旗着陆，然后将约2kg月球样品送至地面实验室开展精细研究。嫦娥五号探测器着陆器和上升器组合体质量M，从距离月面15km处，开始实施动力下降，在飞到月球表面附近某高度时悬停，之后移动向选定的着陆点。采集样品完成各项试验后，质量为m（含2kg月球样品）的上升器离开了着陆器表面，成功突破月球第一宇宙速度，进入环月轨道。已知地球的质量为月球质量的a倍，地球的半径为月球半径的b倍，地球的第一宇宙速度大小为v如地球表面的重力加速度为g，其中M、m、a、b、g、v均为已知量。 （1）求上升器达到月球的第一宇宙速度时具有的动能； （2）若着陆器和上升器组合体悬停时，单位时间内竖直向下喷出推进剂的质量为，求喷出推进剂相对于月球的速度大小。（不考虑喷出推进剂而导致陆器和上升器组合体的质量变化）。 10．某工厂用倾角为37°的传送带把货物由低处运送到高处，已知传送带总长为L=50 m，正常运转的速度为v=4 m/s．一次工人刚把M=10 kg的货物放到传送带上的A处时停电了，为了不影响工作的进度，工人拿来一块m=5 kg带有挂钩的木板，把货物放到木板上，通过定滑轮用绳子把木板拉上去．货物与木板及木板与传送带之间的动摩擦因数均为0.8．（物块与木板均可看做质点，g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8） (1)为了把货物拉上去又不使货物相对木板滑动，求工人所用拉力的最大值； (2)若工人用F=189 N的恒定拉力把货物拉到L/5处时来电了，工人随即撤去拉力，求此时货物与木板的速度大小； (3)来电后，还需要多长时间货物能到达B处？（不计传送带的加速时间） 11．如图所示，质量M=8 kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=8 N，当小车向右运动的速度达到1.5 m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2 kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，小车足够长。求： (1)小物块放后，小物块及小车的加速度各为多大？ (2)经多长时间两者达到相同的速度？ (3)从小物块放上小车开始，经过t =1.8 s小物块通过的位移大小为多少？（取g=10 m/s2）。 12．一辆轿车强行超车时，与另一辆迎面驶来的轿车相撞，两车相撞后，两车车身因相互挤压，皆缩短了0.5m，据测算两车相撞前速率均约为30m/s。 (1)车祸中车内质量约60kg的人受到的平均冲力是多大？ (2)若此人系有安全带，安全带在车祸过程中与人体的作用时间是1s，则这时人体受到的平均冲力为多大？ 13．如图中实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形，虚线是这列波在t2=0.5 s时刻的波形： (1)写出这列波的波速表达式； (2)若波速大小为74 m/s，波速方向如何？ 14．用速度大小为v的中子轰击静止的锂核（Li），发生核反应后生成氚核和α粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8，中子的质量为m，质子的质量可近似看作m，光速为c。 (1)写出核反应方程； (2)求氚核和α粒子的速度大小； (3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损。 15．如图，光滑水平面上静止一质量m1=1.0kg、长L=0.3m的木板，木板右端有质量m2=1.0kg的小滑块，在滑块正上方的O点用长r=0.4m的轻质细绳悬挂质量m=0.5kg的小球。将小球向右上方拉至细绳与竖直方向成θ=60°的位置由静止释放，小球摆到最低点与滑块发生正碰并被反弹，碰撞时间极短，碰撞前后瞬间细绳对小球的拉力减小了4.8N，最终小滑块恰好不会从木板上滑下。不计空气阻力，滑块、小球均可视为质点，重力加速度g取10m/s2。求： (1)小球碰前瞬间的速度大小； (2)小球碰后瞬间的速度大小； (3)小滑块与木板之间的动摩擦因数。 16．某种弹射装置如图所示，左端固定的轻弹簧处于压缩状态且锁定，弹簧具有的弹性势能EP=4.5J，质量m=1.0kg的小滑块静止于弹簧右端，光滑水平导轨AB的右端与倾角θ=30°的传送带平滑连接，传送带长度L=8.0m，传送带以恒定速率v0=8.0m/s顺时针转动。某时刻解除锁定，滑块被弹簧弹射后滑上传送带，并从传送带顶端滑离落至地面。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=，重力加速度g取10m/s2。 （1）求滑块离开传送带时的速度大小v； （2）求电动机传送滑块多消耗的电能E； （3）若每次开始时弹射装置具有不同的弹性势能，要使滑块滑离传送带后总能落至地面上的同一位置，求的取值范围。 17．水平面上静止放置一质量为m=0.2kg的物块，固定在同一水平面上的小型电动机通过水平细线牵引物块，使物块由静止开始做匀加速直线运动，2秒末达到额定功率，其v－t图线如图所示，物块与水平面间的动摩擦因数为=0.1，10m/s2，电动机与物块间的距离足够长．求： （1）物块做匀加速直线运动时受到的牵引力大小； （2）电动机的额定功率； （3）物块在电动机牵引下，最终能达到的最大速度． 18．如图，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知A的质量mA=1kg，B的质量mB=2kg，圆弧轨道的半径R=0.45m，圆弧轨道光滑，A和B整体与桌面之间的动摩擦因数μ=0.2，取重力加速度g=10m/s2 (1)求碰撞前瞬间A的速率v； (2)求碰撞后瞬间A和B整体的速率和碰撞过程中A、B系统损失的机械能E损； (3)A和B整体在桌面上滑动的距离L。 19．2022年北京冬奥会短道速滑混合团体2000米接力决赛中，我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金。 （1）如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动，若运动员加速到速度时，滑过的距离，求加速度的大小； （2）如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、乙两名运动员同时进入弯道，滑行半径分别为，滑行速率分别为，求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计算判断哪位运动员先出弯道。 20．如图所示，在倾角θ＝37°的斜面上，用一水平力F推一质量为m＝10 kg的物体，欲使物体沿斜面匀速运动，已知物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.2，试求F的大小．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 21．某充气式座椅简化模型如图所示，质量相等且导热良好的两个汽缸C、D通过活塞分别封闭质量相等的两部分同种气体A、B，活塞通过轻弹簧相连，静置在水平面上，已知汽缸的质量为M（汽缸壁的厚度不计），轻弹簧的劲度系数为k、原长为L0，大气压强为p0，重力加速度大小为g，初始时环境温度为