湖北省沙市中学2022届高三上学期10月月考物理试题 含答案

沙市高级中学2021—2022学年度上学期2019级

10月月考物理试卷

考试时间：2021年10月21日

一、选择题（1-7为单选，8-11为多选，每小题4分，共44分）

1．两颗人造卫星A、绕地球做匀速圆周运动，周期之比为，则（　　）

A．轨道半径之比 B．线速率之比

C．角速率之比 D．向心加速度之比

2．甲、乙两车经过同一位置时开始计时，其位移—时间图像如图所示，均为四分之一圆周曲线，则下列说法正确的是（　　）

A．在0～t1时间内，两车的速度都在减小

B．在t1～t2时间内，两车之间的距离一直增大

C．在t2～t3时间内，乙车在追赶甲车

D．在0～t3时间内，两车的平均速度相等

3．2021年5月15日7时18分，天问一号成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。如图所示，“天问一号”被火星捕获之后，需要在近火星点P变速，进入环绕火星的椭圆轨道。则关于“天问一号”，下列说法中正确的是（　　）

    A．由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要在P点加速

B．在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度大于在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度

C．在轨道Ⅰ上运行周期小于在轨道Ⅱ上运行周期

D．在轨道Ⅰ上运行时的机械能大于在轨道Ⅱ上运行时的机械能

4．如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度v0出发，恰好能完成两个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为（　　）

    A． B． C． D．

5．如图所示，、两物体的质量比，它们原来静止在足够长的平板车上，、间有一根被压缩了的弹簧，地面光滑。当弹簧突然释放后，且已知、组成的系统动量守恒。则有（　　）

A．、与的动摩擦因数相等

B．某一时刻、速率之比为3：4

C．最终稳定时小车向右运动

D．、、系统动量不守恒

6．小王同学想利用所学的物理知识测量房子的高度，他将一个直径为0.5cm的小球从房顶由静止释放，使小球自由落下，在快要落到地面的地方利用光电门记下小球通过光电门的时间为0.3ms，通过计算可以知道房子高度大约为（　　）

A．14m B．16m C．10m D．12m

7．如图，滑块、的质量均为，套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距，放在地面上。、通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计一切摩擦，、可视为质点，重力加速度大小为。则（　　）

A．落地前，轻杆对一直做正功

B．落地前，当的机械能最小时，对地面的压力大小为

C．落地时速度大小为

D．下落过程中，其加速度大小始终不大于

8．如图所示，质量为的物体与水平地面之间的动摩擦因数为0.2，当物体运动的速度为12m/s时，给物体施加一个与速度方向相反的大小为的恒力，在此恒力作用下（g取10m/s2）（　　）

A．物体经2s速度减为零

B．物体经6s速度减为零

C．物体速度减为零后将保持静止

D．物体速度减为零后将向右运动

9．如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的两个小球a、b的运动轨迹，不计空气阻力，则（　　）

A．a、b若同时抛出，可能在空中相遇

B．无论a、b谁先抛出，a在空中飞行的时间都比b的短

C．a的水平速度比b的小

D．a的水平速度比b的大

10．如图所示，轻质弹簧的一端与内壁光滑的试管底部连接，另一端连接质量为m的小球，小球的直径略小于试管的内径，开始时试管位于水平面静止，弹簧处于原长，小球也静止，若缓慢增大试管的倾角θ至试管竖直，弹簧始终在弹性限度内，则下列说法中正确的是（　　）

A．整个过程中弹性势能一定逐渐增大

B．整个过程中弹性势能可能先增大后减小

C．整个过程中小球重力势能一定逐渐增大

D．整个过程中小球重力势能可能先增大后减小

11．如图所示，A、B、C三个物体静止叠放在水平桌面上，物体A的质量为2m，B和C的质量都是m，A、B间的动摩擦因数为μ，B、C间的动摩擦因数为，B和地面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平向右的拉力F，则下列判断正确的是（　　）

A．若A、B、C三个物体始终相对静止，则力F不能超过

B．当力F=μmg时，A、B间的摩擦力为

C．无论力F为何值，B的加速度不会超过

D．当力时，B相对A滑动

二、实验题（14分）

12．（6分）我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，两标尺上的红白相间的等分格数的比值显示出两个球所受向心力的比值。

    （1）在这个实验中，我们采用了___________（选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”）探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系：

（2）研究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半轻不同的轮盘上。将质量___________（选填“相同”成“不相同”）的小球分别放在挡板___________（选填“A”或“B”）处和挡板C处。

13．（8分）如图甲所示为验证碰撞过程中动量守恒的实验装置，主要实验步骤为：先使一个小钢球从轨道上某高度处滚下，直接落到铺有复写纸和白纸的水平木板上，再让该小钢球从轨道上滚下撞击轨道末端静置的另一个大小相等、质量不同的小钢球。回答下列问题：

(1)关于实验的具体操作，下列说法中正确的是________________；（填选项前的字母序号）

A．只要两次小球从轨道上同一位置由静止释放，轨道末端不必水平

B．只要轨道末端水平，两次小球不必从轨道上同一位置由静止释放

C．小球在轨道上的释放点越低，两球碰后水平射程越小、相对误差越小

D．小球在轨道上的释放点越高，两球碰撞时的相互作用力越大，误差越小

(2)实验结束后，需要测量的物理量有________________；（填选项前的字母序号）

A．小球开始释放高度h      B．小球抛出点距地面的高度H

C．小球抛出后的水平射程     D．小球的质量

(3)正确进行实验后，取下白纸，如图乙所示，O点为抛出点竖直对应点。测出入射小球的质量，被碰小球的质量。

    设碰撞前、后入射小球的动量分别为P1、P1＇，碰撞后被碰小球的动量为P2＇，则__________； ________________；

三、解答题（42分）

14．（10分）如图所示水平传送带，轮的半径均为m，顺时针转动，两轮轴心相距L=8.0m．将一物体轻放在传送带左端，物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.4．

 （1）当传送带以v0=4.0m/s的速度匀速运动时,物体由A端运送到B端所用时间为多少?

 （2）要想尽快将物体由A端送到B端（设初速度仍为零），轮的转速至少应为多大?

15．（14分）如图所示，在光滑水平轨道上有一小车质量为，它下面用长为L的细绳系质量为的沙袋，今有一水平射来的质量为m的子弹，它射入沙袋后并不穿出，而与沙袋一起运动，最大摆角为 .不计细绳质量，试求子弹射入沙袋时的速度多大?

16．（18分）如图所示，足够长的传送带与水平面间的夹角为。两个大小不计的物块质量分别为和,与传送带间的动摩擦因数分别为和。已知物块与碰撞时间极短且无能量损失，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。

（1）若传送带不动，将物块无初速度地放置于传送带上的某点，在该点右上方传送带上的另一处无初速度地释放物块，它们第一次碰撞前瞬间的速度大小为，求与第一次碰撞后瞬间的速度；

（2）若传送带保持速度顺时针运转，如同第（1）问一样无初速度地释放和，它们第一次碰撞前瞬间的速度大小也为，求它们第二次碰撞前瞬间的速度；

（3）在第（2）问所述情境中，求第一次碰撞后到第三次碰撞前传送带对物块做的功。

沙市高级中学2021—2022学年度上学期2019级

10月月考物理答案

1．A  2．D  3．D  4．C  5．B  6．A  7．B  8．AD  9．BD  10．AD  11．AB

12．（每空2分，共6分） 控制变量法    相同    A   

【详解】

（1）[1]本实验采用的是“控制板变量法”；

（2）[2][3]探究向心力和角速度的关系时，应保持变量为角速度，让其角速度不等，选择质量相同的小球，放在挡板A处和挡板C处，使其半径相等。

13．（每空2分，共8分） D    CD        2.9      

【详解】

(1)[1]A．为了让小球做平抛运动，轨道末端必须水平，A错误；

B．为了保证两次小球到达轨道末端的速度不变，小球必须从同一位置由静止开始滚下，B错误；

CD．小球在轨道上的释放点越高，两球碰撞时的相互作用力越大，碰撞时的相互作用力与阻力的比值越大，“内力越远远大于外力”，碰撞过程动量越接近守恒，损失的动量与碰撞前总动量的比值越小，相对误差越小，C错误，D正确。

故选D。

(2)[2] 由动量守恒定律得 

由平抛运动         

解得 

由上式可知，需要测量小球的质量和水平射程，AB错误，CD正确。 故选CD。

(3)[3][4]动量之比为

14．（10分）（1）2.5s；（2）4r/s；

试题分析：（1）当物体放到传送带上时加速度

；（1分）

当物体达到与传送带速度相同时

（1分）

物体经过的位移

（1分）

则匀速运动到B端的时间

（1分）

物体由A端运送到B端所用时间为

（1分）

（2）当物体一直加速运动时到达B端时间最短

由牛顿运动定律

（1分）

则物体的最终速度 

（1分）

故传送带边缘的速度至少为8m/s，则轮的转速

（1分）

因为

（1分）

故转速（1分）

15．（14分）

【详解】

子弹射入沙袋前后子弹和沙袋组成的系统动量守恒，设子弹射入沙袋瞬间子弹和沙袋的共同速度为，由动量守恒定律有

①  （4分）

此后沙袋和子弹在摆动到角位置的过程中沿水平方向做减速运动，而小车在水平方向做加速运动，当沙袋子弹与小车具有共同水平速度时，细绳摆角达到最大，竖直方向上的速度为零，在这一过程中，机械能守恒，设子弹沙袋和小的共同速度为v，由机械能守恒定律有

②   （4分）

从子弹入射前到摆动至最高点具有共同速度v的为止，子弹、沙袋、小车组成的系统在水平方向不受外力，所以动量守恒，由动量守恒定律有

③   （4分）

联立①②③解得

.   （2分）

16．（18分）（1）；（2），方向沿传送带向下；（3）

【详解】

（1）由于，故放上传送带后不动，对和第一次的碰撞过程，由动量守恒定律和机械能守恒定律有

  （2分）

（2分）

又

解得  （2分）

（2）传送带顺时针运行时，仍受力平衡，在被碰撞之前一直保持静止，因而传送带顺时针运行时，碰前的运动情形与传送带静止时一样，由于第一次碰后反弹的速度小于，故相对传送带的运动方向向下，受到的摩擦力向上，合力向下做减速运动。减速到零后相对传送带也向下运动，摩擦力方向不变，设在传送带上运动时的加速度大小为，根据牛顿第二定律有

  （2分）

解得

从第一次碰后到第二次碰前做匀变速运动，做匀速运动两者位移相等，则有

  （2分）

解得，方向沿传送带向下 

（3）以地面为参考系，第二次碰后瞬间和第三次碰前瞬间的速度分别记为和，第二次碰后瞬间的速度记为。两者发生第二次弹性碰撞时，根据动量守恒和能量守恒有

（1分）

（1分）

解得

第二次碰后做匀变速运动，做匀速运动。到第三次碰前两者位移相等，所以

解得，方向沿传送带向下

从第一次碰后到第三次碰前的位移

（2分）

传送带对做的功

（2分）