物理力学超难压轴题及完整答案

物理力学超难压轴题及完整答案

一、单选题

1.一个物体在水平面上做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）（2分）A.物体的速度不变B.物体的加速度为零C.物体所受的合外力为零D.物体所受的合外力提供向心力【答案】D【解析】匀速圆周运动中，速度大小不变但方向时刻改变，故A错误；加速度不为零且指向圆心，故B错误；合外力不为零且提供向心力，故C错误，D正确

2.质量为m的物体从高度h自由落下，不计空气阻力，落地时的速度大小为（）（2分）A.√2ghB.ghC.√ghD.2gh【答案】A【解析】根据机械能守恒定律，mgh=1/2mv²，解得v=√2gh

3.两个质量分别为m₁和m₂的物体，用轻绳连接，跨过无摩擦的定滑轮，分别放在倾角为θ₁和θ₂的斜面上，系统静止，则轻绳的张力为（）（2分）A.m₁gsinθ₁+m₂gsinθ₂/m₁+m₂B.m₁gsinθ₁+m₂gsinθ₂C.m₁gsinθ₁-m₂gsinθ₂/m₁+m₂D.m₁gsinθ₁-m₂gsinθ₂【答案】C【解析】对两个物体分别受力分析，根据平衡条件，m₁gsinθ₁-T=0，T-m₂gsinθ₂=0，联立解得T=m₁gsinθ₁-m₂gsinθ₂/m₁+m₂

4.一个质量为m的物体，以初速度v₀在光滑水平面上运动，与质量为2m的静止物体发生弹性正碰，碰撞后质量为m的物体的速度为（）（2分）A.v₀B.0C.v₀/2D.-v₀【答案】C【解析】根据动量守恒和机械能守恒，mv₀=mv₁+2mv₂，1/2mv₀²=1/2mv₁²+1/2×2mv₂²，解得v₁=v₀/2，v₂=v₀/

25.一个质量为m的物体，从高度h处以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，落地时速度方向与水平方向的夹角为（）（2分）A.arctanv₀/√2ghB.arctan√2gh/v₀C.arctan2gh/v₀²D.arctanv₀√2gh【答案】A【解析】水平方向速度不变为v₀，竖直方向速度为v_y=√2gh，落地时速度方向与水平方向的夹角θ满足tanθ=v_y/v₀=√2gh/v₀，故θ=arctanv₀/√2gh

6.一个质量为m的物体，在水平面上受到一个与水平方向成θ角的恒定拉力F的作用，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体做匀速直线运动，则拉力F的大小为（）（2分）A.mumgB.mumgcosθC.mumgsinθD.mumg/cosθ-sinθ【答案】B【解析】水平方向Fcosθ=μmg，解得F=μmg/cosθ

7.一个质量为m的物体，从高度h处以初速度v₀沿倾角为θ的斜面下滑，不计摩擦，物体下滑到斜面底端的速度大小为（）（2分）A.√v₀²+2ghB.√v₀²+2ghcosθC.√v₀²+2ghsinθD.√2gh【答案】A【解析】根据机械能守恒，mgh+1/2mv₀²=1/2mv²，解得v=√v₀²+2gh

8.一个质量为m的物体，在水平面上受到一个与水平方向成θ角的恒定拉力F的作用，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体做匀加速直线运动，加速度为a，则拉力F的大小为（）（2分）A.mumg+maB.mumgcosθ+maC.mumgsinθ+maD.mumg/cosθ-sinθ+ma【答案】B【解析】水平方向Fcosθ-μmg=ma，解得F=μmg+ma/cosθ

9.一个质量为m的物体，从高度h处以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，落地时速度方向与水平方向的夹角为（）（2分）A.arctanv₀/√2ghB.arctan√2gh/v₀C.arctan2gh/v₀²D.arctanv₀√2gh【答案】A【解析】水平方向速度不变为v₀，竖直方向速度为v_y=√2gh，落地时速度方向与水平方向的夹角θ满足tanθ=v_y/v₀=√2gh/v₀，故θ=arctanv₀/√2gh

10.一个质量为m的物体，在水平面上受到一个与水平方向成θ角的恒定拉力F的作用，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体做匀速直线运动，则拉力F的大小为（）（2分）A.mumgB.mumgcosθC.mumgsinθD.mumg/cosθ-sinθ【答案】B【解析】水平方向Fcosθ=μmg，解得F=μmg/cosθ

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些说法正确？（）A.物体的速度为零时，加速度一定为零B.物体的加速度为零时，速度一定为零C.物体的速度变化量越大，加速度一定越大D.物体的加速度越大，速度变化越快E.物体的速度方向不变时，加速度一定为零【答案】D【解析】速度为零时加速度不一定为零，如自由落体运动初始时刻；加速度为零时速度不一定为零，如匀速直线运动；速度变化量越大，加速度不一定越大，还与时间有关；加速度越大，速度变化越快；速度方向不变时，加速度不一定为零，如平抛运动

2.以下哪些情况中，系统的机械能守恒？（）A.物体在光滑水平面上做匀速圆周运动B.物体在粗糙水平面上做匀速直线运动C.物体在空中自由下落D.物体在光滑斜面上自由下滑E.物体在粗糙斜面上自由下滑【答案】C、D【解析】光滑水平面和空中自由下落时，只有重力做功，机械能守恒；粗糙水平面和粗糙斜面上有摩擦力做功，机械能不守恒

3.以下哪些说法正确？（）A.物体的动量改变时，动能一定改变B.物体的动能改变时，动量一定改变C.物体的动量守恒时，动能一定守恒D.物体的动能守恒时，动量一定守恒E.物体的动量变化量越大，动能变化量一定越大【答案】B【解析】动量是矢量，动能是标量；动量改变时动能不一定改变，如匀速圆周运动；动能改变时动量一定改变；动量守恒时动能不一定守恒，如完全非弹性碰撞；动能守恒时动量一定守恒；动量变化量越大，动能变化量不一定越大

4.以下哪些说法正确？（）A.物体的速度变化量越大，加速度一定越大B.物体的加速度越大，速度变化越快C.物体的速度变化量越大，速度变化越快D.物体的加速度越大，速度变化量越大E.物体的速度方向不变时，加速度一定为零【答案】B【解析】速度变化量越大，加速度不一定越大，还与时间有关；加速度越大，速度变化越快；速度变化量越大，速度变化不一定越快；加速度越大，速度变化量不一定越大；速度方向不变时，加速度不一定为零，如平抛运动

5.以下哪些情况中，系统的动量守恒？（）A.两个物体发生弹性碰撞B.两个物体发生完全非弹性碰撞C.一个物体在光滑水平面上做匀速圆周运动D.一个物体在空中自由下落E.一个物体在粗糙水平面上做匀速直线运动【答案】A、B【解析】两个物体发生碰撞时，系统不受外力或外力之和为零，动量守恒；一个物体做匀速圆周运动时，有向心力作用，动量不守恒；一个物体在空中自由下落时，只有重力作用，动量不守恒；一个物体在粗糙水平面上做匀速直线运动时，有摩擦力作用，动量不守恒

三、填空题

1.一个质量为m的物体，从高度h处以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，落地时速度方向与水平方向的夹角为______（4分）【答案】arctanv₀/√2gh【解析】水平方向速度不变为v₀，竖直方向速度为v_y=√2gh，落地时速度方向与水平方向的夹角θ满足tanθ=v_y/v₀=√2gh/v₀，故θ=arctanv₀/√2gh

2.一个质量为m的物体，在水平面上受到一个与水平方向成θ角的恒定拉力F的作用，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体做匀速直线运动，则拉力F的大小为______（4分）【答案】μmgcosθ【解析】水平方向Fcosθ=μmg，解得F=μmg/cosθ

3.一个质量为m的物体，从高度h处以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，落地时速度大小为______（4分）【答案】√v₀²+2gh【解析】根据机械能守恒，mgh+1/2mv₀²=1/2mv²，解得v=√v₀²+2gh

4.一个质量为m的物体，在水平面上受到一个与水平方向成θ角的恒定拉力F的作用，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体做匀加速直线运动，加速度为a，则拉力F的大小为______（4分）【答案】μmgcosθ+ma【解析】水平方向Fcosθ-μmg=ma，解得F=μmg+ma/cosθ

5.一个质量为m的物体，从高度h处以初速度v₀沿倾角为θ的斜面下滑，不计摩擦，物体下滑到斜面底端的速度大小为______（4分）【答案】√v₀²+2gh【解析】根据机械能守恒，mgh+1/2mv₀²=1/2mv²，解得v=√v₀²+2gh

四、判断题

1.两个物体发生弹性碰撞时，系统的动量守恒（）（2分）【答案】（√）【解析】弹性碰撞时，系统不受外力或外力之和为零，动量守恒

2.物体的速度变化量越大，加速度一定越大（）（2分）【答案】（×）【解析】速度变化量越大，加速度不一定越大，还与时间有关

3.物体的加速度越大，速度变化越快（）（2分）【答案】（√）【解析】加速度表示速度变化的快慢，加速度越大，速度变化越快

4.物体的速度方向不变时，加速度一定为零（）（2分）【答案】（×）【解析】速度方向不变时，加速度不一定为零，如平抛运动

5.物体的动量守恒时，动能一定守恒（）（2分）【答案】（×）【解析】动量守恒时动能不一定守恒，如完全非弹性碰撞

五、简答题

1.简述机械能守恒的条件（5分）【答案】机械能守恒的条件是系统只有重力或弹力做功，或系统不受非保守力作用具体来说，系统内只有重力或弹力做功时，动能和势能可以相互转化，但机械能的总和保持不变

2.简述动量守恒的条件（5分）【答案】动量守恒的条件是系统不受外力或外力之和为零，或系统所受外力的矢量和为零具体来说，系统内各物体相互作用时，如果系统不受外力或外力之和为零，系统的总动量保持不变

3.简述牛顿第二定律的内容和表达式（5分）【答案】牛顿第二定律的内容是物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同表达式为F=ma，其中F是物体所受的合外力，m是物体的质量，a是物体的加速度

六、分析题

1.一个质量为m的物体，从高度h处以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，求落地时速度方向与水平方向的夹角（10分）【答案】落地时速度方向与水平方向的夹角θ满足tanθ=v_y/v₀，其中v_y=√2gh为竖直方向速度，v₀为水平方向速度故θ=arctanv₀/√2gh

2.一个质量为m的物体，在水平面上受到一个与水平方向成θ角的恒定拉力F的作用，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体做匀速直线运动，求拉力F的大小（10分）【答案】水平方向Fcosθ=μmg，解得F=μmg/cosθ

七、综合应用题

1.一个质量为m的物体，从高度h处以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，求落地时速度大小和方向（15分）【答案】落地时速度大小v=√v₀²+v_y²，其中v_y=√2gh为竖直方向速度，v₀为水平方向速度故v=√v₀²+2gh落地时速度方向与水平方向的夹角θ满足tanθ=v_y/v₀，故θ=arctanv₀/√2gh---标准答案

一、单选题

1.D

2.A

3.C

4.C

5.A

6.B

7.A

8.B

9.A

10.B

二、多选题

1.D

2.C、D

3.B

4.B

5.A、B

三、填空题

1.arctanv₀/√2gh

2.μmgcosθ

3.√v₀²+2gh

4.μmgcosθ+ma

5.√v₀²+2gh

四、判断题

1.（√）

2.（×）

3.（√）

4.（×）

5.（×）

五、简答题

1.机械能守恒的条件是系统只有重力或弹力做功，或系统不受非保守力作用

2.动量守恒的条件是系统不受外力或外力之和为零，或系统所受外力的矢量和为零

3.牛顿第二定律的内容是物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同表达式为F=ma

六、分析题

1.落地时速度方向与水平方向的夹角θ满足tanθ=v_y/v₀，其中v_y=√2gh为竖直方向速度，v₀为水平方向速度故θ=arctanv₀/√2gh

2.水平方向Fcosθ=μmg，解得F=μmg/cosθ

七、综合应用题

1.落地时速度大小v=√v₀²+v_y²，其中v_y=√2gh为竖直方向速度，v₀为水平方向速度故v=√v₀²+2gh落地时速度方向与水平方向的夹角θ满足tanθ=v_y/v₀，故θ=arctanv₀/√2gh。