2021年高考北京市高三下学期4月一模物理试题汇编
专题19 力学计算题
1、（2021·北京市房山区高三下学期4月一模）物理学研究问题一般从最简单的理想情况入手，由简入繁，逐渐贴近实际。在研究真实的向上抛出的物体运动时，我们可以先从不受阻力入手，再从受恒定阻力研究，最后再研究受到变化阻力的接近真实的运动情形。现将一个质量为m的小球以速度v0竖直向上抛出，重力加速度为g。
(1)若忽略空气阻力影响，求物体经过多长时间回到抛出点；
(2)若空气阻力大小恒定为小球所受重力的k倍(0 (3)若空气阻力与速度成正比，小球运动的v-t图像如图19所示，小球经过时间t落回抛出点时速度大小为v1。求: a．小球从抛出到落回抛出点空气阻力的冲量； b．整个过程中加速度的最大值。 a．b．2、（2021·北京市房山区高三下学期4月一模）如图16所示，把一个小球用一根不可伸长的轻质细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长L=1m，最大摆角为0=37°，小球质量m=0.2kg，重力加速度g=10m/s2 .( sin37=0.6；cos37o=0.8）求: 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 (1)小球摆到最低位置O时，小球速度v的大小； (2)小球摆到最低位置О时，细线对小球的拉力F的大小； (3)如图17所示，若在О点的正上方钉一个钉子B。当细线与钉子相碰时，钉子的位置越靠近小球，细线就越容易被拉断。请解释这一现象。 3、（2021·北京市西城区高三下学期4月一模）在研究物理学问题时，为了更好地揭示和理解物理现象背后的规律，我们需要对研究对象进行一定的概括和抽象，抓住主要矛盾、忽略次要因素，建构物理模型。谐振子模型是物理学中在研究振动问题时所涉及的一个重要模型。 （1） 如图1所示，在光滑水平面上两个物块A与B由弹簧连接（弹簧与A、B不分开）构成一个谐振子。初始时弹簧被压缩，同时释放A、B，此后A的v-t图像如图2所示（规定向右为正方向）。已知mA=0.1kg，mB=0.2kg，弹簧质量不计。 a. 在图2中画出B物块的v-t图像； b. 求初始时弹簧的弹性势能Ep。 v/m?s-1 4 2 0 A 图1 B -2 -4 t/s 图2 （2） 双原子分子中两原子在其平衡位置附近振动时，这一系统可近似看作谐振子，其运动规律与（1） 的情境相似。已知，两原子之间的势能EP随距离r变化的规律如图4所示，在r=r0点附近EP随r变化的规 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 律可近似写作EP?EP0?k2(r?r0)2，式中EP0和k均为常量。假设原子A固定不动，原子B振动的范围为 r0?a?r?r0?a，其中a远小于r0，请画出原子B在上述区间振动过程中受力随距离r变化的图线，并求 出振动过程中这个双原子系统的动能的最大值。 Ep A O 图3 B r0 r O r0 r 图4 4、（2021·北京市西城区高三下学期4月一模）雪车是冬奥会的比赛项目之一，风驰电掣般的高速行驶是雪车的最大看点之一。北京2022年冬奥会雪车项目的比赛将在延庆赛区的国家雪车雪橇中心进行。雪车比赛所用赛道长1.5km左右，落差在100m至150m之间。比赛可以分为两个过程：过程1中运动员手推雪车沿斜向下的赛道奔跑获得初始速度，如图1所示；过程2中运动员跳入车体内，呈坐姿在弯曲的赛道上无动力滑行，如图2所示。 图3 图1 图2 设雪车的质量为m1，运动员的总质量为m2，重力加速度为g，忽略冰面与雪车之间的摩擦。 （1） 过程1中运动员推车奔跑使雪车获得速度v0，这一过程中赛道的落差为h，求这一过程中运动员对雪车做的功W。 （2）过程2中为了让运动员乘坐雪车能高速且安全地通过弯道，弯道处的赛道均向内侧倾斜。若雪车 以速度v通过半径为r的一小段弯道，弯道落差可忽略。建立图3所示的模型，将运动员和雪车整体看作质点，求在弯道处赛道对雪车的支持力FN的大小。 5、（2021·北京市丰台区高三下学期4月一模）图甲为2022年北京冬奥会国家雪车雪橇中心“游龙”总览图。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 3
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