2025年高中物理竞赛模拟试卷力学与运动学专题.docx

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2025年高中物理竞赛模拟试卷力学与运动学专题考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1.一物体做直线运动，其速度-时间图象如图所示（此处无图），下列说法正确的是（）A.物体在0-2s内做匀加速直线运动，2-4s内做匀减速直线运动B.物体在0-2s内和4-6s内的加速度相同C.物体在2-4s内和4-6s内的加速度大小相同，方向相反D.物体在6s末的速度大于零2.如图所示（此处无图），一小球从粗糙水平面上的A点以速度v0水平抛出，落点到A点的水平距离为L，不计空气阻力，则小球在飞行过程中的加速度大小为（）A.g B.v0^2/L C.2gL/v0^2 D.无法确定3.一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，现将小球拉至水平位置由静止释放，当小球运动到最低点时，下列说法正确的是（）A.小球的速度大小为v=√(gl)B.轻绳对小球的拉力大小为3mg C.小球的加速度大小为g D.小球的机械能不守恒4.如图所示（此处无图），两个质量分别为m1和m2的小球（m1>m2）用轻弹簧连接，放在光滑水平面上，现用水平恒力F推着m1，使两球一起做加速运动，此时弹簧的弹力大小为F1；若用同样的水平恒力F推着m2，使两球一起做加速运动，此时弹簧的弹力大小为F2，则（）A.F1=F2 B.F1<F2 C.F1>F2 D.无法确定5.一颗人造地球卫星，在圆形轨道上运行，下列说法正确的是（）A.卫星的运行速度大小恒定，方向不变B.卫星的运行速度大小恒定，方向改变C.卫星的运行速度大小改变，方向不变D.卫星的运行速度大小改变，方向改变二、填空题（每小题5分，共25分。）6.一物体做自由落体运动，落地时的速度为20m/s，则物体下落的时间为________s，下落的高度为________m。（取g=10m/s^2）7.一物体从离地面高h处以初速度v0水平抛出，落地时速度的大小为v，则物体在空中飞行的时间为________，水平射程为________。8.如图所示（此处无图），一个质量为m的小球，从倾角为θ的斜面顶端由静止滑下，斜面与水平面的夹角为α，不计摩擦，则小球下滑的加速度大小为________。9.一质量为m的小球，以速度v0与水平面成θ角斜向上抛出，不计空气阻力，则小球在最高点时，水平方向的速度大小为________，竖直方向的速度大小为________，此时小球的加速度大小为________，方向为________。10.如图所示（此处无图），一个质量为m的物体，放在一个倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，则使物体沿斜面匀速向上运动所需的水平推力大小为________。三、计算题（每小题10分，共50分。）11.如图所示（此处无图），一个质量为m的物体，从高为h的平台上由静止滑下，平台边缘到地面的高度也为h，物体与平台和地面之间的动摩擦因数均为μ，不计物体滑离平台时的能量损失，求物体到达地面时的速度大小。12.如图所示（此处无图），一个质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，现将小球拉至水平位置由静止释放，当小球运动到最低点时，轻绳恰好断裂，不计空气阻力，求轻绳断裂后小球落到最高点时的高度。13.如图所示（此处无图），质量分别为m1和m2的两个物体（m1>m2），用轻弹簧连接，放在光滑水平面上，弹簧处于原长状态。现用水平恒力F分别推着m1和m2，使两物体一起向右做匀加速运动，加速度大小分别为a1和a2，求弹簧的劲度系数。14.如图所示（此处无图），一个质量为m的小球，以速度v0与水平面成θ角斜向上抛出，不计空气阻力，求小球在飞行过程中，水平方向和竖直方向分别受到的冲量。15.如图所示（此处无图），一个质量为m的小车，停在光滑水平面上，小车上的一个质量为m’的小球，以速度v0水平射入小车并留在车上，求小车最终的速度大小。试卷答案一、选择题1.C 2.A 3.B 4.C 5.B二、填空题6.2s,20m 7.√(2h/g),√(2hv0/g)8.gsinθ9.v0cosθ,0,g,竖直向下10.(mgsinθ+μmgcosθ)/cosθ=mg(tanθ+μ)三、计算题11.解析：物体在平台上受重力、平台支持力和摩擦力作用。设物体在平台上运动的加速度为a1，根据牛顿第二定律：mgsinθ-μmgcosθ=ma1解得：a1=g(sinθ-μcosθ)物体在平台上运动的位移为L，根据运动学公式：L^2=2a1h L=√(2a1h)=√(2g(sinθ-μcosθ)h)物体离开平台时速度为v1，根据运动学公式：v1^2=2a1L=2g(sinθ-μcosθ)√(2g(sinθ-μcosθ)h)v1=√(4g^2(sinθ-μcosθ)^2h)物体离开平台后做平抛运动，设落地时速度为v，水平方向速度为v1，竖直方向速度为vy，根据运动学公式：vy^2=2gh vy=√(2gh)v=√(v1^2+vy^2)=√(4g^2(sinθ-μcosθ)^2h+2gh)答：物体到达地面时的速度大小为√(4g^2(sinθ-μcosθ)^2h+2gh)。12.解析：小球在最低点时，受到重力、轻绳拉力和向心力作用。设此时轻绳拉力为T，根据牛顿第二定律：T-mg=mv^2/l其中v为小球在最低点的速度，根据机械能守恒定律：mgl=1/2ml^2ω^2+1/2mv^2由于小球在水平位置时由静止释放，所以ω=v0/l代入上式得：mgl=1/2ml^2(v0/l)^2+1/2mv^2解得：v=√(gl+v0^2/2)轻绳断裂后，小球做平抛运动，设落到最高点时的高度为h’，根据平抛运动规律：在水平方向：lcosθ=v*t在竖直方向：h’-(l-lsinθ)=-1/2gt^2联立以上两式解得：h’=l-1/2g(lcosθ/v)^2+lsinθ将v=√(gl+v0^2/2)代入上式得：h’=l-1/2g(l^2cos^2θ/(gl+v0^2/2))+lsinθ答：轻绳断裂后小球落到最高点时的高度为l-1/2g(l^2cos^2θ/(gl+v0^2/2))+lsinθ。13.解析：用水平恒力F推着m1时，两物体一起向右做匀加速运动，设加速度为a1，根据牛顿第二定律：F-(kx1+μm2g)=(m1+m2)a1其中k为弹簧的劲度系数，x1为弹簧的伸长量，μ为动摩擦因数。用水平恒力F推着m2时，两物体一起向右做匀加速运动，设加速度为a2，根据牛顿第二定律：F+kx2-μm1g=(m1+m2)a2其中x2为弹簧的压缩量。由于弹簧处于原长状态，所以x1+x2=0，即x2=-x1联立以上两式解得：k=(F(a1+a2)+2μmg(a1-a2))/(a1-a2)答：弹簧的劲度系数为(F(a1+a2)+2μmg(a1-a2))/(a1-a2)。14.解析：小球在飞行过程中，水平方向不受力，只有惯性运动，所以水平方向的冲量为0。在竖直方向，小球只受重力作用，根据动量定理：Iy=mv_y-mv0sinθ由于小球做斜抛运动，vy=0，所以Iy=-mv0sinθ答：小球在飞行过程中，水平方向受到的冲量为0，竖直方向受到的冲量为-mv0sinθ。15.解析：小球以速度v0水平射入小车并留在车上，这个过程可以看作是动量守恒的过程，因为系统不受外力作用。设小车最终的速度大小为v，根据动量守恒定律：m’v0=(m+m’)v解得：v=m’v0/(m+m’)答：小车最终的速度大小为m’v0/(m+m’)。

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