安徽省滁州市定远县育才学校2021-2022学年高三上学期第二次月考物理【试卷+答案】

这是一份安徽省滁州市定远县育才学校2021-2022学年高三上学期第二次月考物理【试卷+答案】，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
在某次100米赛事中用一架在赛道旁匀速运动的轨道摄像机跟踪拍摄运动员，s-t图如图所示，则下列说法正确的是( )
A. t1时刻二者处在并排的位置
B. t1时刻，两者速度相等
C. 0-t1时间内，摄像机一直比运动员快
D. 摄像机做直线运动，运动员做曲线运动
如图所示，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环，从大环的最高处由静止滑下，滑到大环的最低点的过程中(重力加速度大小为g)( )
A. 此过程中小环克服支持力做功
B. 此过程中小环的重力势能在减少
C. 小环滑到大环的最低点时处于失重状态
D. 小环滑到大环的最低点时，大圆环对杆的拉力等于(m+M)g
“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的假想图如图所示，虚线为各自的轨道．由此假想图，可以判定( )
A. “天宫一号”的运行速率小于“神舟八号”的运行速率
B. “天宫一号”的周期小于“神舟八号”的周期
C. “天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度
D. “天宫一号”的角速度大于“神舟八号”的角速度
A、B两物体放在同一水平面上，受到大小相同的水平力F的作用，各自从静止开始运动．经过时间t0，撤去作用在A物体上的外力F；经过时间4t0，撤去作用在B物体上的外力F.两物体运动的v-t图象如图所示，则A、B两物体( )
A. A、B两物体的质量之比为3：5
B. A、B两物体与水平面间的滑动摩擦因数之比为2：1
C. 在0～2t0时间间隔内，合外力对A、B两物体做功之比为5：3
D. 在0～4t0时间间隔内，水平力F对A、B两物体做功之比为2：1
在2006年2月26号闭幕的都灵冬奥会上，张丹和张昊一起以完美表演赢得了双人滑比赛的银牌．在滑冰表演刚开始时他们静止不动，随着优美的音乐响起后在相互猛推一下后分别向相反方向运动．假定两人的冰刀与冰面间的摩擦因数相同，已知张丹在冰上滑行的距离比张昊远，这是由于( )
A. 在推的过程中，张丹推张昊的力小于张昊推张丹的力
B. 在推的过程中，张昊推张丹的时间大于张丹推张昊的时间
C. 在刚分开时，张丹的初速度大于张昊的初速度
D. 在分开后，张丹的加速度的大小大于张昊的加速度的大小
如图所示，某滑草场有两个坡度不同的斜草面AB和ABˈ(均可看作斜面)。质量不同的甲、乙两名游客先后乘坐同一滑草板从A点由静止开始分别沿AB和ABˈ滑下，最后都停在水平草面上，斜草面和水平草面平滑连接，滑草板与草面之间的动摩擦因数处处相同，下列说法正确的是( )
A. 甲沿斜面下滑的时间比乙沿斜面下滑的时间长
B. 甲、乙在斜面上下滑过程中合外力冲量相同
C. 甲沿斜面下滑过程中克服摩擦力做的功比乙的大
D. 甲、乙最终停在水平草面上的同一位置
如图为湖边一倾角为30°的大坝的横截面示意图，水面与大坝的交点为O.一人站在A点处以速度v0沿水平方向扔小石子，已知AO=40 m，g取10 m/s2.下列说法正确的是
A. 若v0=18 m/s，则石块不可以落入水中
B. 若石块能落入水中，则v0越大，落水时速度方向与水平面的夹角越大
C. 若石块不能落入水中，则v0越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大
D. 若石块不能落入水中，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角与速度大小无关。
二、多选题（本大题共3小题，共12分）
伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小(可以忽略不计)的斜面上，从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有( )
A. 斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角有关
B. 斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角有关
C. 倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比
D. 倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间的平方值成正比
(多选)如图所示，轻杆长为3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力。则球B在最高点时( )
A. 球B的速度为零B. 球A的速度大小为122gL
C. 水平转轴对杆的作用力为1.5mgD. 水平转轴对杆的作用力为2.5mg
如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道与光滑水平轨道相切，质量均为m的小球A、B用轻杆连接，置于圆轨道上，A位于圆心O的正下方，B与O点等高某时刻将它们由静止释放，最终在水平面上运动。下列说法正确的是( )
A. 下滑过程中重力对B做功的功率一直增大
B. 当B滑到圆轨道最低点时的速度为gR
C. 整个过程中轻杆对A做的功为12mgR
D. 下滑过程中B的机械能增加
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
如图，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带等。回答下列问题：
(1)铁块与木板间动摩擦因数μ=______(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示)
(2)某次实验时，调整木板与水平面的夹角θ=30°.接通电源。开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图(b)所示。图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)。重力加速度为9.8m/s2.铁块沿木板下滑时的加速度为______(结果保留2位小数)
进一步可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为______(结果保留2位小数)。
四、实验题（本大题共1小题，共7.0分）
利用图1实验装置探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题．
(1)实验操作步骤如下，请将步骤B补充完整：
A.按实验要求安装好实验装置；
B.使重物靠近打点计时器，接着先______，后______，打点计时器在纸带上打下一系列的点；
C.图2为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点．分别测出若干连续点A、B、C与O点之间的距离h1、h2、h3；
(2)取打下O点时重物的重力势能为零，计算出该重物下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示Ek和Ep，根据数据在图3中已绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ.已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94J/m，请计算图线Ⅱ的斜率k2=______J/m(保留三位有效数字).重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为______(用k1和k2表示)．
五、计算题（本大题共3小题，共36分）
“欲把西湖比西子，淡妆浓抹总相宜”，碧波万顷的杭州西湖总是令人无比神往。有一满载游客的游船从A景点由静止出发，以0.5m/s2的加速度在湖面匀加速航行驶向C景点，在离A景点100m时开始匀速运动，又航行200m路过B景点时游船开始以0.25m/s2的加速度做匀减速直线运动，到C景点时速度刚好为零，游船可以看作沿直线航行，景点可作为质点来处理。
(1)求游船航行的总时间t；
(2)若要求游船匀速航行且总用时不能大于以前的总时间，求游船速度的最小值。
如图所示，质量为m=1 kg的可视为质点的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直固定的光滑圆弧轨道下滑，圆弧轨道与质量为M=2 kg的足够长的小车左端在最低点O点相切，并在O点滑上静止在光滑水平地面上的小车，当物块运动到障碍物Q处时与Q发生无机械能损失的碰撞，碰撞前物块和小车已经相对静止，而小车可继续向右运动(物块始终在小车上)，小车和物块在运动过程中和圆弧无相互作用。已知圆弧半径R=1.0 m，圆弧对应的圆心角θ为53°，A、B两点间的高度差h=0.8 m，物块与小车间的动摩擦因数为μ=0.1，重力加速度g=10 m/s2，sin 53°=0.8，cs 53°=0.6。试求：

(1)小物块离开A点的水平初速度v 1；
(2)小物块经过O点时对轨道的压力；
(3)第一次碰撞后直至静止，物块相对小车的位移和小车做匀减速运动的总时间。(计算结果用根号表示)
如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道(在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连)高度h可调的斜轨道AB组成。游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径r=0.1m，OE长L1=0.2m，AC长L2=0.4m，圆轨道和AE光滑，滑块与AB、OE之间的动摩擦因数μ=0.5，滑块质量m=2g且可视为质点，g=10m/s2，弹射时滑块从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力，各部分平滑连接。求：
(1)滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度vF大小；
(2)当h=0.1m且游戏成功时，滑块经过E点时对圆轨道的压力FN大小；
(3)要使游戏成功，弹簧的弹性势能Ep与高度h之间满足的关系。
物理试卷
答案解析
1. A2. B3. A4. C5. C6. D7. D
8. ABCD9. BC10. BC
11. gsinθ-agcsθ 1.97 0.35
12. 接通电源 释放纸带 2.86 k1-k2k1
13. 解：(1)设游船匀加速阶段的位移大小为x1，加速度大小为a1，时间为t1，匀加速阶段的末速度大小为v，则x1=12a1t12
代入数据求得t1=20s
v=a1t1=0.5×20m/s=10m/s
设游船匀速阶段的位移大小为x2，时间为t2，有x2=vt2
代入数据求得t2=20s
设游船匀减速阶段的加速度大小为a2，时间为t3，位移大小为x3
v=a2t3
代入数据求得t3=40s
所以，游船航行的总时间t总=t1+t2+t3=20s+20s+40s=80s
(2)设游船由A景点运动到C景点总的位移大小为x总，匀速航行的速度大小为v1，因为
x3=v2t3
x总=x1+x2+x3
且x总t1≤t总
联立以上式子，代入数据求得v1≤6.25m/s
则满足条件的游船最小匀速航行速度是6.25m/s。
答：(1)游船航行的总时间t为80s；
(2)若要求游船匀速航行且总用时不能大于以前的总时间，游船速度的最小值为6.25m/s。
14. (1)小物块离开A点的水平初速度v1=3m/s；(2)小物块经过O点时对轨道的压力为43N；(3)第一次碰撞后直至静止，物块相对小车的位移和小车做匀减速运动的总时间。
15. 解：(1)设滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小为vF，由题意可得，滑块恰过F点，此时重力提供向心力，mg=mvF2r
解得：vF=gr=10×0.1m/s=1m/s
(2)滑块从E到B，由动能定理得
-mgh-μmgL2=0-12mvE2
设在E点的受到的支持力为FN'，对滑块，根据牛顿第二定律得
F'N-mg=mvE2r
联立解得：FN'=0.14N
根据牛顿第三定律可知，滑块经过E点对圆轨道的压力大小FN=FN'=0.14N
(3)设滑块恰能过F点的弹性势能为Epl，由动能定理得
Ep1-2mgr-μmgL1=12mvF2-0
到B点减速到0，从到B的过程中，由动能定理得
Epl-mgh1-μmg(L1+L2)=0
联立解得：h1=0.05m
设物块能停在B点时斜面的倾角为θ，则μmgcsθm≥gsinθ
解得：tanθ≤0.5，
设B点距离水平地面的高度为h2，由几何关系得
tanθ=h2L2
联立解得：h2=0.2m
从O到B点，由动能定理得
Ep=mgh+μmg(L1+L2)
解得：Ep=2×10-3(10h+3)J，其中0.05m≤h≤0.2m
答：(1)滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度vF大小为1m/s；
(2)当h=0.1m且游戏成功时，滑块经过E点时对圆轨道的压力FN大小为0.14N；
(3)要使游戏成功，弹簧的弹性势能Ep与高度h之间满足的关系为Ep=2×10-3(10h+3)J，其中0.05m≤h≤0.2m。