最新高考物理能力训练力和运动含答案.docx
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最新高考物理能力训练力和运动含答案
题群训练1力和运动
（时间：
100分钟，赋分150分）
训练指要
本套试题训练和考查的重点是有关运动学、静力学、动力学的综合训练.第5题、第13题、第20题、第21题为创新题.其命题目的是引导学生进行开放性的研究性学习，引导学生理论联系实际，关注现代科技的热点问题,提高学生学习物理学的兴趣.
一、选择题（每小题6分，共60分）
1.如图3—1—1所示，一条直河流，水速为v1，一小船在静水中的划行速率为v2，若该船在此河流中航行，要使船从一岸到另一岸所走的路程s最短，河宽用d表示，则有
图3—1—1
A.当v1＞v2时，s=
d
B.当v1＞v2时，s=
d
C.当v1＜v2时，s=d
D.当v1＜v2时，s=
2.一物体在水平面上运动，其运动规律为x=
t2＋6t，ｙ=-2t2－8t，xoy为直角坐标系.关于物体运动的下列说法中正确
的是（运动规律中的物理量单位均为国际单位制中的单位）
A.物体在x方向上做匀加速直线运动
B.物体在y方向上做匀加速直线运动
C.物体运动的轨迹是一条曲线
D.物体运动的轨迹是一条直线
3.在光滑的水平面上有一个物体同时受到两个水平力F1和F2作用，在第1s内保持静止状态.若两个力F1、F2随时间变化如图3—1—2所示，则下列说法中正确的是
图3—1—2
A.在第2s内，物体做匀加速运动，加速度的大小恒定，速度均匀增大
B.在第3s内，物体做变加速运动，加速度的大小均匀减小，速度逐渐减小
C.在第5s内，物体做变加速运动，加速度的大小均匀减小，速度逐渐增大
D.在第6s内，物体的加速度与速度均为零
4.如图3—1—3所示，在倾角为37°的斜面底端的正上方H处，水平抛出一个小球，该小球落到斜面上时，速度方向正好与斜面垂直，则物体抛出时初速度为
图3—1—3
A.
B.
/4
C.
D.4
/3
5.有两个光滑固定斜面AB和BC，A和C两点在同一水平面上，斜面BC比斜面AB长（如图3—1—4所示）.一个滑块自A点以速度vA上滑，到达B点时速度减小为零，紧接着沿BC滑下.设滑块从A点到C点的总时间是tC，那么下列四个图（3—1—5）中，正确表示滑块速度的大小v随时间t变化规律的是
图3—1—5
6.物体做平抛运动时，描述物体在竖直方向的分速度vy（取向下为正）随时间变化的图线是图3—1—6中的
图3—1—6
7.物体A、B都静止在同一水平面上，其质量分别为mA、mB，与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB.用平行于水平面的力F拉物体A、B，所得加速度a与拉力F的关系图线如图3—1—7所示，则可知
图3—1—7
A.μA=μB，mA＜mB
B.μA＞μB，mA＜mB
C.μA=μB，mA=mB
D.μA＜μB，mA＞mB
8.如图3—1—8所示，物体A从滑槽某一不变的高度滑下后又滑上粗糙的水平传送带，传送带静止不动时，A滑至传送带最右端的速度为v1，需时间为t1.若传送带逆时针转动，A滑至传送带最右端的速度为v2，需时间为t2，则
图3—1—8
A.v1＞v2，t1＜t2B.v1＜v2，t1＜t2
C.v1＞v2，t1＞t2D.v1=v2，t1=t2
9.如图3—1—9所示，台秤上放一个装有水的杯子，通过固定在台秤上的支架用细线悬挂一小球，球全部浸没在水中，平衡时台秤的示数为某一数值.今剪断悬线，在球下落但还没有达到杯底的过程中，若不计水的阻力，台秤的示数将
图3—1—9
A.变大B.变小
C.不变D.无法判断
10.如图3—1—10所示，质量为m的小球，用OB和O′B两根轻绳吊着，两轻绳与水平天花板的夹角分别为30°和60°，这时OB绳的拉力为F1，若烧断O′B绳，当小球运动到最低点C时，OB绳的拉力为F2，则F1∶F2等于
A.1∶1B.1∶2
C.1∶3D.1∶4
图3—1—10
二、填空题（每小题6分，共36分）
11.某宇航员在一星球上以速率v0竖直向上抛出一物体，经ts落回抛出点.已知该星球的半径为R，若要在该星球上发射一颗绕该星球表面运转的人造卫星，则该人造卫星的速度大小为_______.
12.一内壁光滑的环形细圆管位于竖直平面内，环半径为R（比细管半径大得多）.在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球（可视为质点），A球质量为m1，B球质量为m2，它们沿环形管顺时针运动，经过最低点的速度都为v0.设A球运动到最低点时，B球恰好运动到最高点.若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么m1、m2、R与v0应满足的关系式是_______.
13.某校在开展研究性学习的活动中，学生利用一块秒表、一根轻质弹簧、一根细线、一把无刻度的尺、一个质量和半径均已知的均匀小球（中心开孔）.另有量角器及铁架台等.在当地的重力加速度已知的情况下.
（1）测量弹簧的长度和劲度系数的步骤和表达式是________________.
（2）测量弹簧在弹性限度内被压缩至给定长度所具有的弹性势能（附有压缩弹簧用的光滑圆筒）的装置图，步骤及表达式是_____________.
14.质量为m的箱子C，顶部悬挂质量为m的小球B，小球B的下方通过一轻弹簧与质量仍为m的小球A相连，箱子C用轻绳OO′悬于天花板上而处于平衡状态，如图3—1—11所示.现剪断轻绳OO′，在剪断轻绳的瞬间，小球A、B和箱子C的加速度分别为aA=________，aB=________，aC=________.
图3—10—11
15.某大型商场的自动扶梯正在匀速向上运送顾客，现甲、乙两人先后沿着扶梯向上奔跑，甲、乙在扶梯上向上奔跑的速度分别为1.5m/s和1.8m/s，甲、乙登阶梯数分别为42和45级，则自动扶梯匀速运动的速度为_______m/s；若平均每级阶梯上都站有一名顾客，则站在此扶梯上的顾客数为_______人.
16.单摆周期公式T=2π
g是重力场的加速度，可看成重力G与质量m的比值.当作用在小球上的场力发生变化时，g值要变化.令g′=F/m（F是新场力），将g′代入周期公式可计算这样的摆的周期.利用上述信息试求下面一个单摆的周期.如图3—1—12所示，摆长为L的单摆在恒定的风力作用下偏离竖直方向θ角，处于平衡状态，今使小球稍稍偏离平衡位置，发生振动，则振动周期为_______.
图3—1—12
三、计算题（共54分）
17.（10分）高血压是危害健康的一种常见病，现已查明，血管内径变细是其诱因之一.我们可在简化假设下研究这一问题：
设液体通过一根一定长度的管子时受到的阻力Ff与流速v成正比，即Ff=kv（为简便起见，设k与管子粗细无关）；为维持血液匀速流过，在这段管子两端需有一定的压强差.设血管截面积为S时两端所需压强差为p，若血管截面积减小10%，为了维持在相同时间内流过同样多的液体，压强差p′必须变为多大?
18.（11分）一小球在流体中运动时，它将受到流体阻碍运动的粘滞阻力，实验发现当小球相对流体的速度不太大时，粘滞阻力Ff=6πηvr，式中r为小球的半径，v为小球相对流体运动的速度，η为粘滞系数，由液体的种类和温度而定.现将一个半径r=1.0mm的钢珠放入常温下的甘油中，让它下落.已知钢的密度ρ=8.5×103kg/m3，常温下甘油的密度ρ0=1.3×103kg/m3，甘油的粘滞系数η=0.80Pa·s（g=10m/s2）.
（1）钢珠从静止释放后，在甘油中做什么性质的运动?
（2）当钢珠的加速度a=g/2时，它的速度多大?
（3）钢珠在甘油中下落的最大速度vm=？
19.（11分）如图3—1—13所示，底座A上装有长s=0.5m的直立杆，总质量为M=0.2kg，杆上套有m=0.05kg的小环B，它与杆之间有摩擦.若环从底座上以v0=4m/s的速度飞起，刚好能到达杆顶.求小环在升起和下落的过程中，底座对水平面的压力和所需要的时间（g取10m/s2）.
图3—1—13
20.（11分）无人飞船“神舟”二号曾在离地面高度为H=3.4×105m的圆轨道上运行了47h.求在这段时间内它绕行地球多少圈？
（地球半径R=6.37×106m,重力加速度g=9.8m/s2）
21.（11分）由于地球在自转，因而在发射卫星时，利用地球的自转，可以尽量减少发射人造卫星时火箭所提供的能量，而且最理想的发射场地应该是地球的赤道附近.现假设某火箭的发射场地就在赤道上，为了尽量节省发射卫星时需的能量，那么
（1）发射运行在赤道面上的卫星应该是由_______向_______转（横线上分别填东、西、南、北四个方向中的一个）.
（2）如果某卫星的质量是2×103kg，由于地球的自转使卫星具有了一定的初动能，与地球没有自转相比较，火箭发射卫星时节省了能量，求此能量的大小.
（3）如果使卫星在地球赤道面的附近做匀速圆周运动，则火箭使卫星运行的速度相对于地面应达到多少？
（已知万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,地球的半径为R=6.4×103km，要求答案保留两位有效数字.）
参考答案
一、1.AC当小船在流水中航行时，它同时参与了两个匀速直线运动，其运动的合成如图所示.由正弦定理得：
所以sinθ=
sinα
如图，若v1＞v2，则当sinα=1时，
sinθmax=
＜1，
此时船过河的最短路程为
smin=
如图，若v1＜v2，则sinθmax′=1（即船航行的轨迹垂直于河岸），此时船过河的最短路程为：
smin′=
d
2.AD3.C4.A
5.C滑块沿AB做减速直线运动，设加速度为a1，运动时间为t1，则sAB=
a1t12；滑块沿BC做匀加速直线运动，设加速度为a2，运动时间为t2，则sBC=
a2t22.又滑块在斜面AB上比在BC上加速度大，即a1＞a2,又sAB＜sBC,所以t1＜t2.可能对的选项是BCD.又v与t是直线关系，D选项错.整个过程中机械能守恒，故应选C.
6.D平抛物体的运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，其速度公式vy=gt，是一次函数，故应选D.
7.B8.D
9.B由于小球在加速下降的同时，有与小球等体积的“水球”向上做加速运动，因此小球失重而“水球”超重，小球失重量为m球a，“水球”超重量为m水a.由于m球＞m水，所以失重量大于超重量，整体处于失重状态，台秤的示数将变小.
10.D
二、11.
12.R与v0应满足的关系式是：
（m2-m1）v02=（m1+5m2）gR
13.
（1）①用这个尺量出弹簧的自然长度记为L0；②将小球悬挂在弹簧下，待静止时测出弹簧的长度L；③根据胡克定律计算出弹簧的劲度系数k=
.
（2）①将压缩弹簧用的圆筒水平固定（可用铁架台固定），其离地高度为h（h可用自制的尺测量），如上图所示；②将小球放入圆筒内压缩弹簧至给定长度（给定长度用自制的尺测量）；③算出小球平抛的初速度v0=
，因此小球平抛的初动能Ek=
；④由能的转化与守恒定律可知，弹簧压缩至给定长度的弹性势能就等于小球平抛的初动能.
14.aA=0aB=1.5gaC=1.5g
15.1;7016.2π
三、17.设血管截面积为S时管中液体的流速为v，血管截面积为S′时管中液体的流速为v′.由于在相同的时间Δt内要流过同样多的液体，因此
S′v′Δt=SvΔt①
由平衡条件得pS=kv②
p′S′=kv′③
由①②③式及S′=0.9S解得
p′=
p≈1.23p
18.
（1）由牛顿第二定律得：
mg-F-f=ma
因为F=
πr3ρ0g
f=6πηvr，m=
πr3ρ
所以钢珠的加速度a=（1-
）g-
从加速度的表达式可知，随着钢珠运动速度v的逐渐增大，加速度a逐渐减小，因此钢珠做加速度逐渐减小的变加速运动，当F+f=mg时，钢珠的加速度a=0，钢珠将以最大速度vm匀速下落.
（2）将a=
代入加速度表达式得v=
（ρ-2ρ0）g=8.2×10-3m/s.
（3）当a=0时，v=vm，因此由加速度的表达式得vm=
（ρ-ρ0）g=2×10-2m/s.
19.当B上升时，由相关规律得：
mg+f=ma1
①
a1=
②
N1+F=Mg③
t1=
④
将已知数据代入上述几式解得a1=16m/s2,F=0.3N,N1=1.7N,t1=0.25s.
由牛顿第三定律知，小球B上升时，底座对水平面的压力为1.7N.
当B下降时，mg-F=ma2⑤
N2=Mg+F⑥
s=
a2t22⑦
将已知数据代入上述几式解得a2=4m/s2,N2=2.3N,t2=0.5s.
由牛顿第三定律知，小球B下落时，底座对水平面的压力为2.3N.
小球B上升与下落到底座的时间为
t=t1+t2=0.75s.
20.用r表示飞船圆轨道半径，有
r=R+H=6.71×106m,
由万有引力定律和牛顿定律，得
G
=mω2r①
式中M表示地球质量，m表示飞船质量，ω表示飞船绕地球运行的角速度，G表示万有引力常量.利用G=
=g及①式，得
=ω2,
由于ω=
T表示周期.解得
T=
代入数值解得绕行圈数为
n=31.
21.
（1）西东
（2）在发射之初，由于地球的自转，使得卫星具有一初速度，其大小为
v′=
=0.47km/s,
节省的能量Ek=
mv′2=2.2×108J.
（3）卫星在地球附近绕地球做圆周运动时重力提供向心力，设卫星做圆周运动的速度（即卫星对地心的速度）为v.由牛顿第二定律，得
mg=m
即v=
=7.9km/s,
所以卫星相对于地面的速度应达到
v0=v-v′=7.4km/s.
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