2024北京北师大二附中高三（上）统练二物理（PDF版，无答案）

2024北京北师大二附中高三（上）统练二
物 理
一、单选题：（本题共 10小题，每小题 4分，共 40分）
1．一质点做半径为 R的匀速圆周运动，则从圆上一点运动至另一点的过程中（ ）
A．质点动量大小改变，合外力的冲量为 0 B．质点动量大小改变，合外力的冲量不为 0
C．质点动量大小不改变，合外力的冲量为 0 D．质点动量大小不改变，合外力的冲量不为 0
2．在如图所示的装置中，木块 B 与水平面间的接触面是光滑的，子弹 A 沿水平方向射入木块后留在木块
内，将弹簧压缩到最短。对于木块、弹簧、子弹组成的系统，从子弹开始射入到弹簧压缩到最短的过程中
（ ）
A．动量守恒，机械能守恒 B．动量不守恒，机械能不守恒
C．动量守恒，机械能不守恒 D．动量不守恒，机械能守恒
3．甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲推乙后，两人向相反方向滑去。若甲的质量大于乙的质量，则（ ）
A．甲推乙的过程中，甲对乙的作用力大于乙对甲的作用力
B．甲推乙的过程中，甲对乙的冲量小于乙对甲的冲量
C．分开后，甲的动量大于乙的动量
D．分开后，甲的动能小于乙的动能
4．如图，一物体静止在水平地面上，受到与水平方向成 角的恒定拉力 F作用时间 t后，物体仍保持静止。
现有以下说法正确的有（ ）
A．物体所受拉力 F的冲量方向水平向右 B．物体所受拉力 F的冲量大小是 Ft cos
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C．物体所受摩擦力的冲量大小为 0 D．物体所受合力的冲量大小为 0
5．一质量为 2kg 的物块在水平力 F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动。F随时间 t变化的图线
2
如图所示，已知物块与地面间的动摩擦因数为 0.1，重力加速度 g取10m/s 。则（ ）
A． t = 2s时物块的动量大小为2kg m/s B． t = 3s 时物块的速度大小为 1m/s，方向沿正方向
C．0~4s 时间内 F对物块的冲量大小为 6N·s D．0~4s 时间内物体的位移为 3m
6．如图甲所示，两个皮带轮顺时针转动，带动水平传送带以恒定的速率 v运行。现使一个质量为m的物体
（可视为质点）沿与水平传送带等高的光滑水平面以初速度 v0 (v0 v)从传送带左端滑上传送带。若从物
体滑上传送带开始计时， t0时刻物体的速度达到 v，2t0 时刻物体到达传送带最右端。物体在传送带上运动
的 v t 图像（以地面为参考系）如图乙所示，不计空气阻力，则（ ）
A．0 ~ t0时间内，物体受到滑动摩擦力的作用， t0 ~ 2t0 时间内物体受到静摩擦力的作用
B．0 ~ t0时间内，物体所受摩擦力对物体做功的功率越来越大
C．若增大物体的初速度 v0 但 v0 仍小于 v，则物体在传送带上运动的时间仍为2t0
D．若增大物体的初速度 v0 但 v0 仍小于 v，则物体被传送的整个过程中传送带对物体所做的功也一定增加
7．一宇宙飞船的横截面积为 S，以 v0 的恒定速率航行，当进入有宇宙尘埃的区域时，设在该区域，单位体
积内有 n 颗尘埃，每颗尘埃的质量为 m，若尘埃碰到飞船前是静止的，且碰到飞船后就粘在飞船上，不计
其他阻力，为保持飞船匀速航行，飞船发动机的牵引力功率为（ ）
A． Snmv
2
0 B．2Snmv
2 3 3
0 C． Snmv0 D．2Snmv0
8．活检针可用于活体组织取样，如图所示。取样时，活检针的针鞘（质量为 m）被瞬间弹出后仅受阻力。
针鞘在软组织中运动距离 d1 后进入目标组织，继续运动 d 2 后停下来。若两段运动中针鞘整体受到阻力均
视为恒力，大小分别为 F1、 F2 ，则针鞘（ ）
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2(F1d1 + F2d2 )
A．被弹出时速度大小为 B．到达目标组织表面时的动能为 F1d1
m
C．运动 d 2 过程中，阻力做功为 (F1 + F2 )d2 D．运动d 2 的过程中动量变化量大小为 mF2d2
9．如图所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一重物（可视为质点），重物静止时处于 B 位置。
现用手托重物使之缓慢上升至 A 位置，此时弹簧长度恢复至原长。之后放手，使重物从静止开始下落，沿
竖直方向在 A位置和 C位置（图中未画出）之间做往复运动。重物运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。
关于上述过程（不计空气阻力），下列说法中正确的是（ ）
A．重物在 C位置时，其加速度的大小等于当地重力加速度的值的两倍
B．在重物从 A位置下落到 C位置的过程中，重力的冲量大于弹簧弹力的冲量
C．在手托重物从 B 位置缓慢上升到 A 位置的过程中，手对重物所做的功等于重物往复运动过程中所具有
的最大动能
D．在重物从 A位置到 B位置和从 B位置到 C位置的两个过程中，弹簧弹力对重物所做功之比是 1∶4
10．如图所示，用长为 l的轻绳悬挂一质量为 M的沙箱，沙箱静止。一质量为 m的弹丸以速度 v水平射入
沙箱并留在其中，随后与沙箱共同摆动一小角度。不计空气阻力。对于子弹射向沙箱到与其共同摆过一小
角度的过程中，下列说法正确的是（ ）
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A．整个过程中，弹丸和沙箱组成的系统动量守恒
B．子弹击中沙箱到与沙箱共速的过程机械能守恒
C．若保持 M、m、l不变，v变大，则系统损失的机械能变大
D．若保持 M、m、v不变，l变大，则弹丸与沙箱的最大摆角不变
二、实验题（本题共 2大题，共 20分。第 1小题 12分，第 2小题 8分。）
11．某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，有“直流输出”和
频率为 50Hz 的“交流输出”两种输出，输出的电压均为 6V。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的
纸带通过打点计时器打出一系列的点迹。对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。
（1）下列说法正确的是______。
A．必须将打点计时器接到电源的“交流输出”上 B．必须用天平测出重锤的质量
C．必须用秒表测量重锤下落的时间 D．必须测量纸带上某些点间的距离
（2）他进行正确操作后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图所示。其中 O 点为起始点，A、B、
C、D、E、F 为六个连续的点迹。设 B 点速度为 v，OB 对应的高度为 k，根据图中所示的数据，计算出
1 2 2 2 2 2 1v = ______ m /s ， gh = 2 ______ m /s ，如果在误差范围内存在关系式 v = gh ，即可验证机想能守
2 2
2
恒定律。（取 g = 9.8m/s ，结果保留 3 位有效数字）
2
（3）他继续根据纸带算出各点的速度 v，量出打出各点迹时重锤下落距离 h，并以 v 为纵轴，以 h为横轴
画出图像，应是图中的______．
A． B． C． D．
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（4）他进一步分析，发现本实验存在较大误差。为此设计出用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定
律。通过电磁铁控制的小铁球从 A 点自由下落，下落过程中经过光电门 B 时，通过与光电门相连的毫秒计
时器（图中未画出）记录挡光时间 t，用刻度尺测出 AB 之间的距离 h，用游标卡尺测得小铁球的直径 d。
已知当地的重力加速度为 g，实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束，且
保证h d 。
改进后的方案相比原方案的最主要优点是______；并推导当机械能守恒时，物理量 d、t、h、g 应满足的关
系式为：______。
12．验证机械能守恒定律也可以有其他多种的实验设计。
方案一：甲同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律，细线的一端拴一个金属小球，另一端连接固定在
天花板上的拉力传感器，传感器可记录小球在摆动过程中细线拉力的大小 F。将小球拉至图示位置，由静
止释放小球，发现细线拉力在小球摆动的过程中做周期性变化。
（1）若细线的长度远大于小球的直径，为了验证机械能守恒定律，该小组不需要测出或知道的物理量是
______；（填入选项前的序号）
A．释放小球时细线与竖直方向的夹角
B．细线的长度 L
B．小球的质量 m
D．细线拉力的最大值 F
E．当地的重力加速度 g
（2）小球从静止释放到最低点过程中，满足机械能守恒的关系式为______（用上述测定的物理量的符号
表示）。
方案二：乙同学想用下图所示的装置验证机械能守恒定律。他将一条轻质细绳跨过定滑轮，绳的两端各系
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一个小球 a和 b，b球的质量是 a球的 2倍，用手托住 b球，a球静止于地面。当绳刚好被拉紧时，b球距地
面高度为 h，释放 b球。他想仅利用刻度尺这一测量工具验证 b球落地前瞬间两球的机械能之和与释放时相
等。
（3）请写出他还需要测量的物理量及其符号______；以及物理量之间应满足的关系式为______。
三、计算题：共 3个小题，共 40分。解答写出必要的文字说明和原始方程。只写出最后答案
不能得分。有数值计算的题，答案中要明确写出数值和单位。
13．如图所示，一高空作业的工人重为 600N，系一条原长为 L = 5m 的安全带，若工人不慎跌落，在安全
2
带拉伸过程中给工人的缓冲时间 t = 1s（缓冲时间指安全带从原长拉伸到最长的时间），g取10m/s 。求：
（1）人从跌落到安全带最长的过程中，重力对人的冲量；
（2）人从跌落到安全带最长的过程中，安全带对人的平均冲力是多大？
14．新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题。新能源汽车是指采用非常规的燃料作为动力来源的汽
车。新能源汽车的使用将把人类带入清洁能源时代。下面是某品牌新能源汽车介绍中的一段文字：“将近
6米的超长车身设计，使得整车车顶集成的太阳能芯片面积达到了 6平方米左右。极富流线型的整车造型，
隐藏式的轮毂设计，纤细的摄像头式后视镜，使整车风阻大幅下降。全车采用铝合金框架并结合碳纤维车
身，整车质量仅 700 千克，这一轻量化设计使整车能耗极低。”
（1）设上述新能源汽车采用混合动力设计，发动机最大输出功率为 30kW，在厂区内的实验路段上行驶时
所受总阻力约为车和驾驶员总重的 0.1 倍。试估算 50kg 的工程师驾驶这种汽车在实验路段上行驶的最高车
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速；
（2）为进一步测试这种汽车的性能。该工程师在上述实验路段上以某种方式行驶，通过计算机采集实验
1
数据，绘出了汽车牵引力 F 与车速倒数 v 间的关系图线 ABC，如图 2 所示，线段 AB 平行于横轴，线段
BC延长线过坐标原点。请根据图绘 ABC判断汽车做什么运动，并求 B点时发动机的输出功率；
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（3）已知太阳辐射的总功率 P0 = 4 10 W 太阳到地球的距离 r = 1.5 10 m ，太阳光传播到达地面的
过程中大约有 34%的能量损失。目前，制作太阳能电池的最好的材料为砷化镓，其将光能转化为电能的效
率可达到 31.6%。试通过计算分析，这种汽车只采用纯太阳能驱动，且能保持最大输出功率 30kW 不变的
可行性。
15．神舟十三号载人飞船的返回舱距地面 h0 =10km时开始启动降落伞装置，速度减至 v0 =10m/s ，并以
这个速度开始在大气中匀速降落。在距地面h = 1m 时，返回舱的四台缓冲发动机开始竖直向下喷气，舱体
再次减速。每．次．喷．气．时．间．极．短．，．返．回．舱．的．质．量．和．降．落．伞．提．供．的．阻．力．可．以．认．为．不．变．。
（1）设最后减速过程中返回舱做匀减速直线运动，并且到达地面时恰好速度为 0，求：
①最后减速阶段的加速度 a的大小；
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②返回舱的总质量 M = 3 10 kg，根据资料，返回舱发动机对地喷气速度约为 u = 3km/s ，试估算每秒
每个喷嘴喷出的气体质量m0 。
（2）若返回舱总质量为 M，当其以速度 v0 匀速下落过程中，开动喷气发动机开始竖直向下喷气，四个喷
嘴每次喷出气体的总质量为 m，则：（以下结果用符号表示）
①如果喷出气体相对地面的速度大小为 v，喷气一次后返回舱的速度 v1 是多大？
②如果喷出气体相对喷嘴的速度大小为 v，喷气一次后返回舱的速度 v2 是多大？
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