2023-2024学年湖南省邵阳市邵东创新实验学校高三上学期第二次月考 物理试题(含答案)
展开时量:75分钟 分值:100分
一、单选题(共6题;共24分,每题只有一个正确选项)
1、(4分)我们学校对升旗手的要求是:国歌响起时开始升旗,当国歌结束时国旗恰好升到旗杆顶端.已知国歌从响起到结束的时间是48 s,红旗上升的高度是17.6 m.若国旗先向上做匀加速运动,时间持续4 s,然后做匀速运动,最后做匀减速运动,减速时间也为4 s,红旗到达旗杆顶端时的速度恰好为零.则国旗匀加速运动时加速度a及国旗匀速运动时的速度v,正确的是
2、(4分)如图所示,倾角θ=30°的斜面上有一重为G的物体,在与斜面底边平行的水平推力F作用下沿斜面上的虚线匀速运动,若图中φ=45°,则
3、(4分)地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动,所受的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所受的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地球同步卫星所受的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3;地球表面重力加速度为g,第一宇宙速度为v.若三者质量相等,则( )
4、(4分)如图所示,套有光滑小铁环的细线系在水平杆的两端A、B上,当杆沿水平方向运动时,小环恰好悬于A端的正下方并与杆保持相对静止,已知小环质量为m,重力加速度为g,下列分析正确的是
5、(4分)一只小船在静水中的速度为3m/s,它要渡过30m宽的河,河水的速度为4m/s,则下列说法正确的是
6、(4分)如图所示,一个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3:2:1,通过ab和cd段的位移分别为x1和x2,则bc段的位移为
二、多选题(共4题;共20分每题至少有两个选项是正确的,选对不选全得3分,选错不得分)
7、(5分)如图所示,在水平放置的光滑板中心开一光滑小孔O,从小孔中穿过一细绳,绳的一端系一个小球,另一端用力F拉着使球在平板上做半径为r=40cm角速度ω=2.5rad/s的匀速圆周运动,在运动过程中若迅速松开绳子至小球与O点的距离R=50cm时又迅速拉紧绳子,小球就能在以半径为R的圆周上做匀速圆周运动.则( )
8、(5分)如图所示,司机通过液压装置缓慢抬起货车车厢的一端卸货.当车厢与水平面间的夹角θ增大到一定角度后,货物从车厢内滑下.若卸货过程中 货车始终静止,则( )
9、(5分)暗物质是二十一世纪物理学之谜,对该问题的研究可能带来一场物理学的革命.为了探测暗物质,我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星.已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动,经过时间t(t小于其运动周期),运动的弧长为s,与地球中心连线扫过的角度为β(弧度),引力常量为G,则下列说法中正确的是( )
10、(5分)如图甲所示,平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k,一端固定在倾角为θ的斜面底端,另一端与物块A连接,两物块A、B质量均为m,初始时均静止,现用平行于斜面向上的力F拉动物块B,使B做加速度为a的匀加速运动,A、B两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中A、B图线,t1时刻A、B的加速度为g,则下列说法正确的是( )
三、实验题(共2题;每空两分共18分)
11、(10分)(1)如图所示,在探究平抛运动规律的实验中,用小锤击打弹性金属片,金属片把P球沿水平方向弹出,同时Q球被松开而自由下落,P、Q两球同时开始运动,则下列说法正确的是______。
A.此实验为了说明平抛运动在水平方向上做的是匀速直线运动
B.此实验为了说明平抛运动在竖直方向上做的是自由落体运动
C.如果加大击打力度,P球落地时间将延长
D.如果调整装置距地面的高度,它们就不会同时落地
(2)某同学用如图甲所示的装置做“研究平抛运动”的实验,从斜槽同一位置由静止释放小球,实验得到小球运动轨迹中的四个点A、B、C、D如图乙所示。已知图乙中背景方格的边长均为5cm,重力加速度大小为 g=10m/s2。
①实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端______。
②根据图乙可知,A点______(填“是”或“不是”)抛出点。
③小球从A点运动到B点的时间为______s。
④小球飞出时的初速度大小为 v0=______m/s(保留两位有效数字)。
12、(8分)某物理兴趣小组用如图所示装置探究加速度与合外力关系。已知当地重力加速度为g。
(1)实验步骤如下:
第1步:把长木板不带滑轮一端用铰链固定在水平桌面上,另一端用垫块垫起一定高度。两光电门固定在木板上,且光电门1和2距离较远,光电门1距离小滑块(带遮光条)比较近。
第2步:通过调整沙桶内细沙的质量,直至给小滑块一个沿木板向下的初速度,小滑块匀速下滑,即观察到遮光条通过两光电门的时间______(填“相等”或“不相等”)为止。
第3步:去掉小沙桶,把小滑块紧挨小滑轮由静止释放,记录遮光片(遮光条宽度为d)通过光电门2的时间t,同时测量出沙桶(包括里面的细沙)质量m。
第4步:改变垫块的位置,重复第2、3两步。
(2)在实验步骤第3步中,小滑块通过光电门的速度为______;去掉小沙桶,把小滑块紧挨小滑轮由静止释放后,小滑块所受到的合外力为______。(用题中所给的字母表示)。
(3)设小滑块(包括遮光条)质量为M,小滑块释放点到光电门2距离为x,若关系式m=______成立,可得质量一定时,加速度与合外力成正比。
四、解答题(共3题;共38分,解答应写出必要的文字说明,方程式和演算步骤)
13、(12分)某星球的半径是地球半径的12,质量是地球质量的12,中国的一辆星球车,高h=1.6 m,在该星球表面以加速度a=2 m/s2匀加速直线行驶,当速度为2 m/s时突然车顶掉下一个质量为m的物体,试求(地球地面重力加速度g=10 m/s2)
(1)当物体落地时,物体与小车的距离;
(2)如果物体与地面的动摩擦因数为0.1,那么当物体停下来时与小车的距离.(物体落地时竖直速度由于碰撞而损失)
14、(12分)如图所示,长L=1.5 m、质量M=3 kg的木板静止放在水平面上,质量m=1 kg 的小物块(可视为质点)放在木板的右端,木板和物块间的动摩擦因数μ1=0.1,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2.现对木板施加一水平向右的恒定拉力F,取g=10 m/s2.
(1)求使物块不掉下去的最大拉力F0(物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力).
(2)如果拉力F=21 N恒定不变,经多长时间物块从板上滑下
15、(14分)如图所示,竖直平面内的四分之三圆弧形光滑轨道半径为R,A端与圆心O等高,B端在O的正上方, AD为与水平方向成 θ=45°的斜面。一个质量为m的小球在A点正上方某处由静止开始释放,自由下落至A点后相切进入圆形轨道并能沿圆形轨道运动到B点,且到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为mg,重力加速度为g。求:
(1)小球到B点时速度 vB的大小;
(2)小球从B点抛出到斜面上C点所用的时间t;
(3)小球落到斜面上C点时的速度大小。
试卷答案
1.【答案】C2.【答案】D3.【答案】D4.【答案】B5.【答案】C6.【答案】B
7.【答案】BC8.【答案】AC9.【答案】ABC10.【答案】BD
11.【答案】(1)B;;;; (2)①切线水平;;;; ②是;;;; ③0.10;;;; ④1.0
【解析】(1)由实验装置可知,P、Q两球在同一高度同时开始运动,P球做平抛运动,Q球做自由落体运动,两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动,A错误,B正确;
如果加大击打力度,P球在水平方向获得的初速度增大,可下落的高度不变,竖直方向的运动不变,落地时间不变,C错误;
如果调整装置距地面的高度,两球在竖直方向仍都是自由落体运动,下落高度相同,下落时间相同,它们仍会同时落地,D错误。
故选B。
(2)①为使P球沿水平方向抛出,实验装置反复调节,直到斜槽末端沿切线水平方向。
②由图乙可知,在竖直方向下落的高度有1:3:5的规律,符合初速度等于零的匀加速直线运动的规律,说明A点是抛出点。
③方格的边长为5cm,在竖直方向是自由落体运动,由 h=12gt2解得小球从A点运动到B点的时间为
t=2hg=2×5×10−210s=0.10s。
④小球在水平方向是匀速直线运动,由匀速直线运动位移公式x=v0t,解得小球飞出时的初速度大小为
v0=xt=2×5×10−20.10m/s=1.0m/s。
12.【答案】(1)相等;;;; (2) dt;;;; mg;;;; (3) M2gx(dt)2
【解析】(1)小车匀速下滑,所以小车通过两光电门的时间相等。
(2)小车通过光电门的速度为v=dt
没有去掉小沙桶时,小滑块所受到的绳子拉力、重力、摩擦力、支持力等四力平衡,所以去掉小沙桶后,另外三力不变,则小滑块受到的合力与绳子拉力等大反向,即合力为mg。
(3)根据牛顿第二定律及运动学公式得2ax=2mgMx=(dt)2
化简得m=M2gx(dt)2。
13.【答案】(1)0.16 m(2)2.96 m
【解析】(1)该星球表面的重力加速度为g'=G12M14R2=2g
t1=2hg'=0.4s,v'=v0+at1=2.8m/s
当物体落地时,物体与小车的距离x1=12at12=0.16m
(2)物体落地后停下来时的距离x2=v22μg'=1m,所花时间为t2=vμg'=1s
小车在这段时间内走的位移x3=v't2+12at22=3.8m
当物体停下来时与小车的距离x=x1+x3−x2=2.96m
14.【答案】(1)12N(2)1s
【解析】(1)物块刚好不掉下去,则物块与木板达到最大静摩擦力,且具有相同的最大加速度a1.对物块有牛顿第二定律得:a1=μ1mgm=μ1g=0.1×10m/s2=1m/s2
对整体:F0-μ2(M+m)g=(M+m)a1
解得:F0=μ2(M+m)g+(M+m)a1=0.2×(3+1)×10+(3+1)×1N=12N
(2)当拉力F=21N>F0时,物块相对木板滑动.
由牛顿第二定律,F-μ1mg-μ2(M+m)g=Ma2
得:木板的加速度:a2=F−μ1mg−μ2M+mgM=21−0.1×1×10−0.2×3+1×103m/s2=4m/s2
设小物块滑离时经历的时间为t,则:12a2t2-12a1t2=L
解得:t=2La2−a1=2×1.54−1s=1s.
点睛:本题关键明确木块和木板的运动规律和受力特点,根据牛顿第二定律求解出加速度后根据运动学公式规律联立求解.
15.【答案】(1) 2gR;(2) 22Rg;(3) 10gR
【解析】(1)由牛顿第三定律可知圆弧轨道顶端对小球的压力大小也为 mg,对小球在B点应用牛顿第二定律可得mg+mg=mvB2R解得vB=2gR;
(2)小球从B到C做平抛运动,故有y=12gt2, x=vBt
由题意可知合位移与水平方向夹角为45°,则tan45°=yx
联立解得t=22Rg;
(3)小球落在斜面上C点时竖直分速度为vy=gt=22gR
小球落到C点得速度大小vC=v2+vy2=10gR。
A. a=0.2 m/s2 ,v=0.1 m/s
B. a=0.4 m/s2,v=0.2 m/s
C. a=0.1 m/s2,v=0.4 m/s
D. a=0.1 m/s2,v=0.2 m/s
A. 推力F一定是一个变力
B. 物体可能沿虚线向上运动
C. 物体与斜面间的动摩擦因数μ=33
D. 物体与斜面闻的动摩擦因数μ=63
A. F1=F2>F3
B. a1=a2=g>a3
C. v1=v2=v>v3
D. ω1=ω3<ω2
A. 杆可能作匀速运动
B. 杆可能向左作匀减速运动
C. 杆一定向右作匀加速运动
D. 细线的张力可能等于mg
A. 船不能渡过河
B. 船渡河的速度一定为5m/s
C. 船不能垂直到达对岸
D. 船渡河的时间不可能为10s
A. x1+x22
B. x1+5x24
C. 2x1+12x29
D. 5x1−2x29
A. 小球由半径r变化到R所需的时间为0.15s
B. 小球由半径r变化到R所需的时间为0.30s
C. 小球在半径为R的圆周上运动的角速度为1.6rad/s
D. 小球在半径为R的圆周上运动的角速度为2.0rad/s
A. 货物相对车厢静止时,货物对车厢的压力随θ角增大而减小
B. 货物相对车厢静止时,货物受到的摩擦力随θ角增大而减小
C. 货物加速下滑时,地面对货车有向右的摩擦力
D. 货物加速下滑时,货车受到地面的支持力比货车与货物的总重力大
A. “悟空”的线速度小于第一宇宙速度
B. “悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
C. “悟空”的环绕周期为2πtβ
D. “悟空”的质量为s3Gt2β
A. t1时刻,弹簧形变量为2mgsinθ+mak
B. t2时刻,弹簧形变量为mgsinθk
C. t1时刻,A、B刚分离时的速度为amgsinθ−mak
D. 从开始到t2时刻,拉力F先逐渐增大后不变
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