2022-2023学年安徽省合肥市第一中学高三上学期11月月考试题 物理（PDF版）

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2022-2023学年安徽省合肥市第一中学高三上学期11月月考物理试题一．选择题：（共12小题，其中1～8题只有一个选项是正确的，9～12题有两个或两个以上的选项是正确的）1． A  2． A   3． D　4． B　5．　D6． 7． C 8．　B　9．CD10．AC11． AC12．　AD　 二．实验题：(每空2分，共16分)13．某实验小组利用图甲所示的装置探究加速度与力的关系，将力传感器固定在小车上，细绳的一端固定在传感器上，传感器的示数就是拉力F的大小，用手机的连拍功能对小车进行照相。（1）下列操作正确的是 　A　；A.调节滑轮的高度，使细线与长木板平行B.在细绳下端挂上重物，垫高长木板左端到恰当高度以补偿阻力C.实验时，小车的加速度可以通过传感器的示数除以小车的质量获得。D.为尽可能减小实验误差，重物的质量应远小于小车的质量（2）将拍摄的照片进行处理，从某一张照片起每隔四张照片选取一张，依次分别记为A、B、C、D、E，拼接后将得到的图像如图乙所示。已知手机连拍的频率为50Hz，则小车加速度的大小a＝　2.40　m/s2（计算结果保留三位有效数字）。【解答】解：（1）A.实验中必须要使细绳与长木板平行，这样才能使得绳子的拉力沿长木板斜面方向，才能使细绳的拉力等于小车的合外力，故A正确；B.实验前不挂重物，垫高长木板左端到恰当高度以补偿阻力，以保证细绳的拉力等于小车受的合力，故B错误；C.实验是为了验证牛顿第二定律，故不能用牛顿第二定律的结论循环验证，故C错误；D.由于有力传感器测量绳的拉力，则没必要使重物的质量应远小于小车的质量，故D错误。故选：A。（2）由手机连拍的频率为50Hz，每隔四张照片选取一张，可知图中照片时间间隔T＝55s＝0.1s根据逐差法可知am/s2＝2.40m/s2所以小车a﹣F图像的直线斜率表示小车的质量（包括传感器）的倒数，即k所以小车的质量（包括传感器）为m故答案为：（1）AC；（2）2.40；14．小明利用手机测量当地的重力加速度，实验场景如图1所示，他将一根木条平放在楼梯台阶边缘，小球放置在木条上，打开手机的“声学秒表”软件，用钢尺水平击打木条使其转开后、小球下落撞击地面，手机接收到钢尺的击打声开始计时，接收到小球落地的撞击声停止计时，记录下击打声与撞击声的时间间隔t，多次测量不同台阶距离地面的高度h及对应的时间间隔t。（1）现有以下材质的小球，实验中应当选用______。A．钢球     B.乒乓球     C.橡胶球（2）用分度值为的刻度尺测量某级台阶高度h的示数如图2所示（零刻线），则______。 （3）作出图线，如图3所示，则可得到重力加速度______(保留三位有效数字)。
         （4）在图1中，将手机放在木条与地面间中点附近进行测量，若将手机放在地面A点，设声速为v，考虑击打声的传播时间，则小球下落时间可表示为______（用h、t和v表示）。（5）小明在实验中未考虑木条厚度，用图像法计算的重力加速度g跟真实值相比，结果______（填偏大、偏小或无影响）。【答案】    ①. A    ②. 61.20    ③. 9.48（9.41～9.58）    ④.     ⑤. 无影响，理由见解析【解析】（1）为了减小空气阻力等误差影响，应该选用材质密度较大的小钢球，故选A。（2）刻度尺的分度值为1mm，估读到分度值的下一位，由图可知h=61.30cm；（3）根据可知故在图像中斜率表示重力加速度，则根据图线有（4）下落过程中声音传播的时间为则小球下落的时间为（5）[5]设木条厚度为H，则台阶距离地面的高度h1时的时间为t1，高度h2时的时间为t2；则根据前面的分析有可知与H无关。三．计算题：（第15小题12分、第16小题12分、第17小题14分，共38分）15．如图所示，一质点做匀加速直线运动，依次经过a、b、c、d四点。已知经过ab、bc和cd三段所用时间之比为1：2：3，ab段的位移为2m，bc段的位移为10m，求cd段的位移。【答案】30m【解析】：设ab段时间为t，则bc段和cd段时间分别为2t、3t从ab中间时刻到bc中间时刻，得：从bc中间时刻到cd中间时刻， 即：所以， 16．如图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆球刚好与水平面不接触，而此时摆线恰好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动，到达A孔进入半径R＝0.3 m的竖直放置的光滑圆轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔．已知摆线长L＝2 m，θ＝53°，小球质量为m＝0.5 kg，D点与A孔的水平距离s＝2 m，g取10 m/s2.(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)(1)求摆线能承受的最大拉力为多大；(2)要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，求摆球与粗糙水平面间的动摩擦因数μ的范围．【答案】：(1)9 N  (2)0.25≤μ≤0.4或者μ≤0.025解析：(1)当摆球由C到D运动，根据动能定理有mg(L－Lcos θ)＝mvD2在D点，由牛顿第二定律可得Fm－mg＝m，解得Fm＝9 N(2)小球不脱离圆轨道分两种情况①要保证小球能到达A孔，设小球到达A孔的速度恰好为零，由动能定理可得－μ1mgs＝0－mvD2，可得μ1＝0.4若进入A孔的速度较小，那么小球将会在圆心以下做往返运动，不脱离轨道，其临界情况为到达圆心等高处速度为零，由动能定理可得－mgR＝0－mvA2由动能定理可得－μ2mgs＝mvA2－mvD2，可求得μ2＝0.25②若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道，当小球恰好到达最高点时，在圆轨道的最高点，由牛顿第二定律可得mg＝m，由动能定理可得－μ3mgs－2mgR＝mv2－mvD2，解得μ3＝0.025综上所述，动摩擦因数μ的范围为0.25≤μ≤0.4或者μ≤0.025. 17．如图所示，在倾角为的足够长的固定的光滑斜面上，有一质量为的长木板正以的初速度沿斜面向下运动，现将一质量的小物块（可视为质点）轻放在长木板最下端。已知物块与长木板间的动摩擦因数，设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=，，。求：（1）放上小物块后，木板和小物块的加速度大小。（2）要使小物块不滑离长木板，长木板至少要有多长。（3）假设长木板长，在轻放小物块的同时对长木板施加一沿斜面向上的的恒力，求小物块在长木板上运动时间。【答案】（1）4m/s2；10m/s2；（2）12m；（3）2.25s【解析】（1）小物块在长木板上滑动时受到沿板的滑动摩擦力大小为 Ff=μmgcosθ=8N设放上小物块后，长木板和小物块的加速度大小分别为a1和a2，对二者分别由牛顿第二定律得 Ff+mgsinθ=ma1     Mgsinθ－Ff=Ma2解得  a1=10m/s2     a2=4m/s2（2）设经过时间t1小物块与长木板达到共同速率v1，根据运动学公式有 v1=a1t1=v0+a2t1解得 t1=2s    v1=20m/st1时间内小物块与长木板的相对位移大小为   所以木板的最小长度为  L=Δx=12m（3）将恒力F刚开始作用在长木板上之后，小物块的加速度大小为 a3= a1=10m/s2设此时长木板的加速度大小为a4，对长木板根据牛顿第二定律得  F+Ff－Mgsinθ=Ma4解得 a4=6m/s2方向沿斜面向上；设经过时间t2小物块与长木板达到共同速率v2，根据运动学公式有 v2=a3t2=v0－a4t2解得 t2=0.75s     v2=7.5m/st2时间内小物块和长木板的位移大小分别为  此时木块相对木板已经向上滑行了二者共速后，木块向下做匀加速运动，加速度向下，大小长木板的加速度大小为a6，则根据牛顿第二定律有F－Ff－Mgsinθ=Ma6   a6=2m/s2设从共速后经过时间t3小物块从长木板上滑落，根据运动学公式有 解得 小物块在长木板上运动时间为 t=t2+t3=2.25s
    17．如左图所示，一个质量为M的木板静止在光滑的水平桌面上，用劲度系数为k的轻弹簧将木板连在竖直墙上，开始时弹簧处于原长．一质量为m的物块(可视为质点)从木板左端以初速度v0滑上长木板，最终恰好停在长木板的右端．通过传感器、数据采集器、计算机绘制了物块和木板的v－t图象，如右图所示，其中A为物块的v－t图线，B为木板的v－t图线且为正弦函数图线．根据图中所给信息，求：(1)物块与木板间的动摩擦因数μ；(2)从开始到t＝系统产生的热量Q；(3)若物块从木板左端以更大的初速度v1滑上长木板，则初速度v1取何值时，才能让木板与弹簧组成的系统最终获得最大的机械能．解析：(1)由题中图象可知物块做匀减速运动，t＝T时停止．所以a＝根据牛顿第二定律，有μmg＝ma代入数据，得μ＝.(2)当t＝时木板速度达到最大，加速度为零，有：kx1－μmg＝0得：x1＝＝从开始到t＝，物块的位移x2＝v0t－at2＝v0T所以系统产生的热量Q＝FfΔx＝Ff(x2－x1)＝μmg×＝－.(3)当t＝时物块刚好脱离木板，此时木板相对地面向右运动的位移最大，摩擦力对木板做的正功最大，木板与弹簧构成的系统获得最大的机械能．物块的位移x3＝v1－a＝v1－＝－木板的位移x4＝2x1＝物块以初速度v0滑上长木板，最终恰好停在长木板的右端，则板长L＝物块脱离木板，有x3－x4＝L代入数据得：v1＝＋.答案：(1)　(2)－　(3)＋