2022届黑龙江省佳木斯市第一中学高三下学期第二次调研考试物理试题(含答案)

这是一份2022届黑龙江省佳木斯市第一中学高三下学期第二次调研考试物理试题(含答案)，共21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
1、如图所示，某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块，分别落到A、B两处。不计空气阻力，则落到B处的石块( )
A.初速度大，运动时间短B.初速度大，运动时间长
C.初速度小，运动时间短D.初速度小，运动时间长
2、如图所示为圆锥摆示意图，用长为L的细绳一端固定，另一端系着一个小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细绳与竖直方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g，则小球的角速度ω为( )
A.B.C.D.
3、如图所示，一球体绕轴以角速度ω旋转，A、B为球体上两点.下列说法中正确的( )
A.A、B两点具有相同的角速度
B.A、B两点具有相同的线速度
C.A、B两点具有相同的向心加速度
D.A、B两点的向心加速度方向都指向球心
4、如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点.每根杆上都套着一个质量相等的小滑环（图中未画出），三个滑环分别从a、b、c处由静止释放，用、依次表示各滑环从静止滑到d过程中重力的平均功率，则
A.B.C.D.
5、如图所示，具有初速度的物块，沿倾角为30°粗糙的斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块加速度的大小为，方向沿斜面向下。那么在物块向上运动过程中，正确的说法是( )
A.物块的机械能一定增加B.物块的机械能一定减少
C.物块的机械能有可能不变D.物块的机械能可能增加也可能减少
6、如图所示，天文学家观测到某行星和地球在同一轨道平面内绕太阳做匀速圆周运动，且行星的轨道半径比地球的轨道半径小，地球和太阳中心的连线与地球和行星的连线所夹的角叫做地球对该行星的观察视角（简称视角）。已知该行星的最大视角为θ。则地球与行星绕太阳转动的( )
A.角速度比值为B.线速度比值为
C.向心加速度比值为D.向心力比值为
7、如图所示，物块A套在光滑水平杆上，连接物块A的轻质细线与水平杆间所成夹角为，细线跨过同一高度上的两光滑定滑轮与质量相等的物块B相连，定滑轮顶部离水平杆距离为，现将物块B由静止释放，物块A、B均可视为质点，重力加速度，不计空气阻力，则( )
A.物块A与物块B速度大小始终相等
B.物块B下降过程中，重力始终大于细线拉力
C.当物块A经过左侧滑轮正下方时，物块B的速度最大
D.物块A能达到的最大速度大小为1m/s
8、轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量的物块相连，如图甲所示，弹簧处于原长状态，物块静止且与水平面间的动摩擦因数，以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴。现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示。物块运动至处时速度为2m/s。则此时弹簧的弹性势能为（）( )
二、多选题
9、以速度水平抛出一物体，不计空气阻力，重力加速度为g，当其水平分位移与竖直分位移大小相等时，下列说法正确的是( )
A.此时速度的大小是B.运动时间是
C.竖直分速度大小等于水平分速度大小D.运动的位移大小是
10、1916年，爱因斯坦建立广义相对论后预言了引力波的存在，2017年引力波被间接观测到。科学家们其实是通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在。如图所示，某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星系统的总质量为M，双星之间的距离为L，其运行周期为T，则下列说法正确的是( )
A.A的质量一定大于B的质量
B.A的线速度一定大于B的线速度
C.L一定，M越小，T越小
D.M一定，L越小，T越小
11、假设地球可视为质量均匀分布的球体.已知地球表面的重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为g；地球半径为R，引力常数为G，则( )
A.地球的质量为
B.地球密度为
C.地球的第一宇宙速度为
D.地球同步卫星距地表的高度为
12、质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，AB的水平距离为s。下列说法正确的是( )
A.物体机械能的增加Fs
B.合力对小车做的功是
C.推力对小车做的功是
D.摩擦阻力对小车做的功是
13、复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内( )
A.做匀加速直线运动B.加速度逐渐减小
C.牵引力的功率D.牵引力做功
14、如图所示，一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，第一次在水平力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由P点运动到Q点，第二次在水平恒力F′作用下，从P点静止开始运动并恰好能到达Q点。关于这两个过程，下列说法正确的是（不计空气阻力，重力加速度为g）( )
A.第一个过程中，力F在逐渐变大
B.第一个过程力F的瞬时功率逐渐变大
C.第二个过程到达Q时，绳子拉力为
D.第二个过程中，重力和水平恒力的合力的功率先增加后减小
三、实验题
15、“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸上根据实验结果画出的图。
（1）本实验中“等效代替”的含义是( )
A.橡皮筋可以用细绳替代
B.左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C.右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
D.两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
（2）如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是__________；
（3）如图所示，用a、b弹簧秤拉橡皮条使结点到O点，当保持弹簧秤a的示数不变，而在角α逐渐减小到0的过程中，要使结点始终在O点，可以________。
A.增大b的示数，减小β角度
B.减小b的示数，增大β角度
C.减小b的示数，先增大β角度，后减小β角度
D.增大b的示数，先减小β角度，后增大β角度
16、某同学用如图甲所示的实验装置某测量木块与木板间动摩擦因数：
（1）从打出的若干纸带中选出了如图所示的一条，纸带上A、B、C、D、E这些点的间距如图中标示，其中每相邻两点间还有4个计时点未画出。打点计时器的电源频率是50Hz，根据测量结果计算：则打C点时纸带的速度大小为______m/s；纸带运动的加速度大小为_______。（结果保留3位有效数字）
（2）通过（1）测得木块的加速度为a，还测得钩码和木块的质量分别为m和M，已知当地重力加速度为g，则动摩擦因数_________。
四、计算题
17、如图所示，水平转盘上放有质量为m的物体（可视为质点），连接物体和转轴的绳子长为r，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍，转盘的角速度由零逐渐增大，求：
（1）绳子对物体的拉力为零时的最大角速度；
（2）当角速度为时，绳子对物体拉力的大小。
18、宇航员站在一星球表面上某高处，沿水平方向抛出一个小球，经过时间t小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L，若抛出时的初速度增大为原来的2倍，则抛出点与落地点之间的距离为。已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常数为G，求：
（1）抛出点的高度；
（2）该星球的质量。
19、如图所示，从A点以的水平速度抛出一质量的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入固定光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平。已知长木板的质量，A、B两点距C点的高度分别为、，，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，，求：
（1）小物块运动至B点时的速度大小和方向；
（2）小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力；
（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？
20、某传送装置如图所示，挡板M固定在水平台面上，连接有轻弹簧K，A、B是水平传送带的左、右两端点，B点右侧通过另一水平台面BC与竖直半圆固定轨道CDH连接，D是半圆的中点，用质量的物块（可视为质点）向左缓慢挤压弹簧使其具有一定的弹性势能E并用细线锁定（弹簧与物块不拴接）.已知传送带顺时针匀速旋转，其速度，A、B间的距离，物块与传送带间的动摩擦因数（其余接触面不计摩擦）。圆轨道的半径，重力加速度取。某时刻剪断细线，释放物块。
（1）若弹簧的弹性势能，则物块在传送带上第一次由A运动到B的时间是多少？
（2）在这个过程中系统产生的热量Q是多少？
（3）若要物块释放后能滑上半圆轨道且沿半圆轨道运动时不脱离轨道，求弹簧的弹性势能E应满足的条件。
参考答案
1、答案：A
解析：由于B点在A点的右侧，说明水平方向上B点的距离更远，而B点距抛出点的距离较小，故运动时间较短，二者综合说明落在B点的石块的初速度较大，故A是正确的，BCD都是不对的。
2、答案：B
解析：圆锥摆的向心力来源，半径，由向心力公式，得，B正确。
3、答案：A
解析：A.A、B两点共轴转动，角速度相等，A正确；
B.因为A、B两点绕地轴转动，A的转动半径大于B点的转动半径，根据，A的线速度大于B的线速度大小，B错误；
C.根据角速度相等，A的转动半径大，则A点的向心加速度大于B点的向心加速度，C错误；
D.A、B两点的向心加速度方向垂直指向地轴，D错误。
故选A。
4、答案：B
解析：对小滑环，受重力和支持力，将重力沿杆的方向和垂直杆的方向正交分解，根据牛顿第二定律得小滑环做初速为零的匀加速直线运动的加速度为（θ为杆与水平方向的夹角），由图中的直角三角形可知，小滑环的位移，所以，t与θ无关，即；根据，结合图可知重力做功的关系是：，根据可知，故选B。
5、答案：B
解析：物体的加速度为，方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律得
解得
可知F和f做功的代数和小于零，所以根据功能原理可知，在运动的过程中，机械能一定减少。
故选B。
6、答案：A
解析：ABC.行星和地球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有
解得
由几何关系可知，行星与地球的轨道半径之比为
则地球与行星绕太阳转动的角速度、线速度、向心加速度之比分别为
，
故A正确；B错误；C错误；
D.地球与行星绕太阳转动的向心力为
因为二者质量关系不明，故无法判断。故D错误。
故选A。
7、答案：D
解析：根据关联速度可得，所以二者的速度大小不相等，A错误；细线与杆垂直时，则根据选项A可知，物块B的速度为零，所以B会经历减速过程，则重力会小于细线拉力，B错误；当物块A经过左侧滑轮正下方时，细线与杆垂直，物块B的速度为零，C错误；当物块A经过左侧滑轮正下方时，物块A的速度最大，根据系统机械能守恒得，得，D正确。
8、答案：D
解析：对m受力分析受到重力G，支持力N，外力F和摩擦力f，以及弹力，m在向右运动过程中外力F做正功，摩擦力f做负功，弹力做负功，三个力做功之和等于物体m的动能变化，即
其中
而
所以弹力做功
而弹力做的功等于弹性势能的变化，所以弹性势能为
故选D。
9、答案：ABD
解析：物体做平抛运动，根据平抛运动的规律可得水平方向上有，竖直方向上有。当其水平分位移与竖直分位移大小相等时，，所以，解得，故选项B正确；平抛运动竖直方向上的速度为，故选项C错误；此时合速度的大小为，故选项A正确；由于此时，所以此时运动的位移大小为，故选项D正确。
10、答案：BD
解析：AB.匀速圆周运动，角速度大小相等，根据题述，A星的轨道半径大于B星的轨道半径，由
可知A的质量一定小于B的质量，故选项A错误；由可知，A的线速度一定大于B的线速度，故选项B正确；
CD.A星，由牛顿第二定律有
对B星，由牛顿第二定律有
而
，
联立解得
由此可知，L一定，M越小，T越大；M一定，L越小，T越小，故选项C错误，选项D正确。
故选BD。
11、答案：BCD
解析：A.根据万有引力等于重力，则有：
，
解得：
，
故A错误；
B.地球的密度：
故B正确；
卫星在地球表面附近运行时的环绕速度等于第一宇宙速度，受到的万有引力等于重力，则：
可得：
故C正确；
D.在赤道，引力为重力和向心力的矢量和，故：
同步卫星受到的万有引力提供向心力，则：
联立解得：
故D正确。
12、答案：BD
解析：A.推力对小车做的功为Fs，物体机械能的增加应等于推力做功减去克服摩擦力做功，故A错误；
B.根据动能定理可知，合外力对小车做的功为
故B正确；
C.推力对小车做的功为Fs，故C错误；
D.根据动能定理可知
则阻力对小车做的功是
故D正确。
故选BD。
13、答案：BC
解析：AB.动车的功率恒定，根据可知动车的牵引力减小，根据牛顿第二定律得
可知动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的加速运动，A错误，B正确；
C.当加速度为0时，牵引力等于阻力，则额定功率为
C正确；
D.动车功率恒定，在时间内，牵引力做功为
根据动能定理得
D错误。
故选BC。
14、答案：ABC
解析：A.第一次小球在水平拉力F作用下，从P点缓慢地移动到Q点，则小球处于平衡状态，根据平衡条件得
随着θ增大，F逐渐增大，A正确；
B.设小球速率为v，那么力F的瞬时功率
小球运动过程θ增大，增大，故P增大，B正确；
C.第二次运动到Q点时，速度为零，则向心力为零，则绳子拉力
C正确；
D.第二次由于重力和拉力都是恒力，可以把这两个力合成为新的“重力”，则第二次小球的运动可以等效于单摆运动，当绳子方向与重力和方向在同一直线上时，小球处于“最低点”，最低点的速度最大，此时速度与新的“重力”方向垂直，即与重力和水平恒力的合力方向垂直，功率为零，所以两力的合力的功率先减小为零，后再增大，功率先减小后增大，D错误。
故选ABC。
15、答案：（1）D（2）（3）BC
解析：（1）该实验采用了“等效法”，即用两个弹簧秤拉橡皮筋的效果和用一个弹簧秤拉橡皮筋的效果是相同的，即要求橡皮筋的形变量相同，故D符合。
（2）F是通过作图的方法得到合力的理论值，在平行四边形的对角线上，而是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同，测量出的合力，因此其方向沿着AO方向。
（3）由题意可知：保持O点位置不动，即合力大小方向不变，弹簧测力计A的读数不变，因此根据要求作出力的平行四边形定则，画出受力分析图如下：
第一种情况，原来α、β的值较小
所以由图可知α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角减小；
第二种情况，原来α、β值较大
由图可以看出α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角增大；
或者
由图可以看出α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角先增大，后减小；
故选BC。
16、答案：（1）1.18m/s；（2）
解析：（1）因纸带上两相邻计数点的时间间隔为，设、、、，打C点时纸带的速度大小为
代入数值得
加速度
代入数值得
（2）对木块、砝码盘和砝码组成的系统，由牛顿第二定律得
解得
17、答案：（1）（2）
解析：（1）当物体恰好由最大静摩擦力提供向心力时，绳子拉力为零且转速达到最大，设转盘转动的角速度为，则，得
（2）当，，所以绳子的拉力F和最大静摩擦力共同提供向心力，此时，，即，得
18、答案：（1）（2）
解析：（1）设抛出点的高度为h，第一次抛出时的水平射程为x，当初速度变为原来2倍时，水平射程为2x，则由几何关系有
，
联立解得
（2）设该行星上重力加速度为g，由平抛运动规律得
由万有引力定律与牛顿第二定律有
由以上各式可解得
19、答案：（1）5m/s；方向与水平面的夹角为37°（2）47.3N；（3）2.8m
解析：（1）物块做平抛运动，则有
设到达C点时竖直分速度为，则
合速度大小为
方向与水平面的夹角为θ
（2）从A至C点，由动能定理得
设C点受到的支持力为，则有
联立解得
（3）由题意可知小物块m对长木板的摩擦力为
长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力
因为
所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动，小物块在长木板上做匀减速运动，至长木板右端时速度刚好为0，则长木板长度至少为
20、答案：（1）0.6s（2）2.0J（3）或
解析：（1）若弹簧的弹性势能，设释放后物块在A点获得的速度为，有
可得
因，故物块滑上传送带后受摩擦力作用而做加速运动，设其加速度大小为a，对物块由牛顿第二定律
可得
设物块加速至v与传送带共速需要时间，所需位移，有

因，故物块此后在传送带上做匀速直线运动，其时间

故物块在传送带上运动时间
（2）上述过程中物块相对传送带的位移
产生的热量
（3）物块经过B点由C滑上圆轨道，若刚好到达D点，则在D点的速度为零，设其在C点的速度为，对，由机械能守恒有
可得
因，故物块在传送带上做匀减速直线运动，设此情况弹簧对应的弹性势能为，对物块释放到运动到C，由动能定理有
由功能关系有弹簧具有的弹性势能
可得
若物块刚好到达H点，设其在H点的速度为，在H点由牛顿第二定律有
可得
对物块释放到运动H，由动能定理有
由功能关系有弹簧具有的弹性势能
可得
综上所述，要物块释放后不脱离圆轨道，弹簧的弹性势能E应满足：或；