内容正文:
广元市实验中学高三物理第二次月考试题答案
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分;每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 以下关于所用物理学的研究方法叙述正确的是( )
A.伽俐略研究通过“实验+逻辑推理”的方法得到自由落体运动的位移与时间成正比
B.探究二力合成规律实验,采用等效替代法
C.研究小船过河时,运用了控制变量法
D.加速度公式,运用了比值定义法
2.2025年4月19日,全球首个人形机器人半马在北京亦庄举行,天工机器人(如图1)冲线完赛,夺得冠军。在比赛中,甲、乙两台机器人在某段直线赛道上的位移-时间图像如图2所示,关于0~t1时间内两台机器人的运动情况,以下说法正确的是( )
A.t=0时刻,甲、乙两台机器人在同一位置
B.t1时刻,机器人乙的速度大于机器人甲的速度
C.0~t1时间内,甲、乙两台机器人的距离增大
D.0~t1时间内,机器人甲的平均速度大于机器人乙的平均速度
3.如图,套在竖直细杆上的轻环A由跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连。轻环A在外力作用下沿杆匀速上升,从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平的N位置过程中( )
A.重物B匀速下降
B.重物B加速下降
C.绳对B的拉力小于B的重力
D.绳对B的拉力大于B的重力
4. 如图所示,一轻杆竖直固定在水平天花板上,杆的另一端装一轻光滑滑轮;一根轻绳跨过滑轮一端挂质量为m的物体,另一端固定在天花板上A点,且绳与天花板的夹角为30°,绳与杆在同一竖直平面内.重力加速度为g.关于轻杆对滑轮的作用力F,下列说法正确的是( )
A. F大小为mg,方向斜向右上与杆夹角60°
B. F大小为,方向水平向右
C. 仅将A点左移少许,F大小减小
D. 仅将A点左移少许,F方向不变
5.如图所示,某运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出并且到达斜坡上的A点,忽略空气阻力,关于运动员在空中的运动过程,下列说法正确的是( )
A.相同时间内速度大小的变化量相等
B.速度方向与斜面的夹角越来越大
C.速度方向与加速度方向的夹角越来越小
D.运动员重力的功率保持不变
6.如图所示,放在水平转台上的物体、能随转台一起以角速度匀速转动,、的质量分别为、,、与转台间的动摩擦因数均为,、离转台中心的距离分别为、。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当地重力加速度为,下列说法中正确的是( )
A.物体受到的摩擦力一定为
B.物体与转台间的摩擦力大于物体与转台间的摩擦力
C.转台的角速度一定满足
D.转台的角速度一定满足
7.如图所示,学校门口水平地面上有一质量为m的石墩,石墩与水平地面间的动摩擦因数为,工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时,两平行轻绳与水平面间的夹角均为,则下列说法正确的是( )
A.轻绳的合拉力大小为
B.轻绳的合拉力大小为
C.减小夹角,轻绳的合拉力一定减小
D.轻绳的合拉力最小时,地面对石墩的摩擦力也最小
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分;每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A.如图,汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力
B.如图所示是一圆锥摆,增大,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度不变
C.如图,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的、位置先后分别做匀速圆周运动,则小球在位置的角速度等于在位置时的角速度
D.如图,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨和轮缘间会有挤压作用
9.蓝牙技术是一种非常实用的短距离低功耗无线通信技术,当物体间的距离小于等于某一值时蓝牙设备会立即自动连接,超过该距离时会立即自动断开。可视为质点的甲、乙两辆模型小车并排紧靠,停在一条平直的赛道上,蓝牙信号已连。从开始,乙车以的速度匀速向前运动,时蓝牙连接刚好断开,甲车立即启动追赶乙车。两车运动的关系图像如图所示,则( )
A.甲车追上乙车前,两车在时相距最近
B.甲车追上乙车前,两车的最大距离为10m
C.t=8s时两车的蓝牙信号刚好再次连接上
D.从开始,两车处于蓝牙连接状态的总时间为6s
10.如图所示,一质量、倾角为的斜面体放在光滑水平地面上,斜面体上有一质量为的光滑楔形物体.用一水平向左的恒力F作用在斜面体上,系统恰好保持相对静止地向左运动.重力加速度为,下列判断正确的是( )
A.
B.系统做匀速直线运动
C.斜面体对物体的作用力
D.增大F,楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动
三、实验探究题(本大题共2个小题,共16分)
11.(6分)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图,其中A为固定橡皮条的图钉,O为标记出的小圆环的位置,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。
(1)图甲中弹簧测力计的示数为 1.90 N
(2)图乙中的力F和力,一定沿橡皮条AO方向的是 (选填“F”或“”)
(3)在另一次实验中,该同学用两个弹簧测力计,通过细绳对小圆环施加平行木板平面的拉力作用,两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点,且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计,小圆环平衡时,橡皮条AO、细绳OB和OC对小圆环的拉力的分别为F1、F2和F3,关于这三个力的大小关系,正确的是______。
A.F1>F2>F3 B.F3>F1>F2 C.F2>F3>F1 D.F3>F2>F1
12.(10分)某研究性学习小组分别用如下图所示的装置进行以下实验:[来源:学。科。网Z。X。X。K]
(1)“探究加速度与合外力的关系”装置中,小车质量为M,砂桶和砂子的总质量为m,通过改变m来改变小车所受的合外力大小,小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出。现保持小车质量M不变,逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验,得到多组a、F值(F为弹簧秤的示数).
①为了减小实验误差,下列做法正确的是( )
A.只需平衡小车的摩擦力 B.滑轮摩擦足够小,绳的质量要足够小
C.砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量 D.先释放小车,后接通打点计时器的电源
②某同学根据实验数据画出了如图所示的一条过坐标原点的倾斜直线,其中纵轴为小车的加速度大小,横轴应为( )[来源:学科网ZXXK]
A. B. C.mg D.F
③当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时,图线( )
A.逐渐偏向纵轴 B.逐渐偏向横轴 C.仍保持原方向不变
(2)下图为上述实验中打下的一条纸带,A点为小车刚释放时打下的起始点,每两点间还有四个计时点未画出,测得AB=2.0 cm、AC=8.0 cm、AD=18.0 cm、AE=32.0 cm,打点计时器的频率为50 Hz,则C点的速度为__0.80______ m/s,小车的加速度为__4.0______ m/s2.(保留2位有效数字)
四、计算题(本大题共3个小题,共38分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13 .(10分)公历每年9月1日是广元女儿节,其在2022年被列入省级非物质文化遗产名录,在2025年的庆典之夜,无人机表演秀成为焦点。现已知两架无人机a、b分别悬停在空中A、B处,A点在B点正上方且。时刻,a沿与水平方向夹角的方向匀速运动,同时b做初速度为零的匀加速直线运动。时刻,a、b在C点相遇,且。a、b均可视为质点,求:
(1)a飞行的速度大小;
(2)b飞行的加速度大小,以及b刚到达C处时的速度大小。
13.(1)
(2),
【详解】(1)设a飞行的速度大小为,根据题意可得
解得
(2)设b飞行的加速度大小为a,从B点运动到C点的位移大小为x,由几何关系可得
解得
又由
解得
因此,b刚到达C点时的速度大小为
试卷第1页,共3页
试卷第6页,共6页
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14.(12分)如图甲所示,水平轨道AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BC相切于B点,一质量为m的小滑块(视为质点),从A点由静止开始受水平拉力F作用,F随位移的变化规律如图乙所示(水平向右为F的正方向)。已知AB长为4L,圆弧轨道对应的圆心角为60°,半径为L,滑块与AB间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g。求:
(1)滑块对轨道的最大压力;
(2)滑块相对水平轨道上升的最大高度
解析(1)小滑块运动到B点时对轨道的压力最大,从A到B,由动能定理得:
4mg×2L-mg×2L-4μmgL=mvB2-0
解得。在B点由牛顿第二定律得:
解得N=9mg,由牛顿第三定律可知对轨道压力大小为9mg,方向竖直向下。
(2)对小滑块,从B到C,由动能定理得:
其中 ,解得,C点竖直速度:
从C到最高点的过程:
vy2=2gh2
解得,上升的最大高度:
答:(1) 9mg,方向竖直向下(2)
15.(16分)一弹射游戏装置竖直截面如图所示,固定的光滑水平直轨道AB、半径为R的光滑螺旋圆形轨道BCD、光滑水平直轨道DE平滑连接。长为L、质量为M的平板紧靠长为d的固定凹槽EFGH侧壁EF放置,平板上表面与DEH齐平。将一质量为m的小滑块从A端弹射,经过轨道BCD后滑上平板并带动平板一起运动,平板到达HG即被锁定。已知R=0.5 m,d=4.4 m,L=1.8 m,M=m=0.1 kg,平板与滑块间的动摩擦因数μ1=0.6、与凹槽水平底面FG间的动摩擦因数为μ2。滑块视为质点,不计空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。
(1)滑块恰好能通过圆形轨道最高点C时,求滑块离开弹簧时速度v0的大小;
(2)若μ2=0,滑块恰好过C点后,求平板加速至与滑块共速时两者相对运动位移;
(3)若μ2=0.1,滑块能到达H点,求其离开弹簧时的最大速度vm。
(1)5m/s;(2)m;(3)6m/s
【详解】(1)滑块恰好能通过圆形轨道最高点C时
从滑块离开弹簧到C过程,根据动能定理
解得
(2)平板加速至与滑块共速过程,根据动量守恒
根能量守恒
解得
(3)若μ2=0.1,平板与滑块相互作用过程中,加速度分别为
共速后,共同加速度大小为
考虑滑块可能一直减速直到H,也可能先与木板共速然后共同减速;
假设先与木板共速然后共同减速,则共速过程
共速过程,滑块、木板位移分别为
共速时,相对位移应为
解得
,
随后共同减速
到达H速度
说明可以到达H,因此假设成立,若滑块初速度再增大,则会从木板右侧掉落。
试卷第9页,共3页
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广元市实验中学高三物理第二次月考试题
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分;每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 以下关于所用物理学的研究方法叙述正确的是( )
A.伽俐略研究通过“实验+逻辑推理”的方法得到自由落体运动的速度与时间成正比
B.探究二力合成规律实验,采用等效替代法
C.研究小船过河时,运用了控制变量法
D.加速度公式,运用了比值定义法
2.2025年4月19日,全球首个人形机器人半马在北京亦庄举行,天工机器人(如图1)冲线完赛,夺得冠军。在比赛中,甲、乙两台机器人在某段直线赛道上的位移-时间图像如图2所示,关于0~t1时间内两台机器人的运动情况,以下说法正确的是( )
A.t=0时刻,甲、乙两台机器人在同一位置
B.t1时刻,机器人乙的速度大于机器人甲的速度
C.0~t1时间内,甲、乙两台机器人的距离增大
D.0~t1时间内,机器人甲的平均速度大于机器人乙的平均速度
3.如图,套在竖直细杆上的轻环A由跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连。轻环A在外力作用下沿杆匀速上升,从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平的N位置过程中( )
A.重物B匀速下降
B.重物B加速下降
C.绳对B的拉力小于B的重力
D.绳对B的拉力大于B的重力
4. 如图所示,一轻杆竖直固定在水平天花板上,杆的另一端装一轻光滑滑轮;一根轻绳跨过滑轮一端挂质量为m的物体,另一端固定在天花板上A点,且绳与天花板的夹角为30°,绳与杆在同一竖直平面内.重力加速度为g.关于轻杆对滑轮的作用力F,下列说法正确的是( )
A. F大小为mg,方向斜向右上与杆夹角60°
B. F大小为,方向水平向右
C. 仅将A点左移少许,F大小减小
D. 仅将A点左移少许,F方向不变
5.如图所示,半径为R的半圆轨道直径边在水平地面上,O为圆心,A、B在轨道上,A是轨道最左端,OB与水平面夹角为.在A点正上方P处将可视为质点的小球水平抛出,小球过B点且与半圆轨道相切,重力加速度为g,小球抛出时的初速度为( )
A. B. C. D.
6.如图所示,放在水平转台上的物体、能随转台一起以角速度匀速转动,、的质量分别为、,、与转台间的动摩擦因数均为,、离转台中心的距离分别为、。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当地重力加速度为,下列说法中正确的是( )
A.物体受到的摩擦力一定为
B.物体与转台间的摩擦力大于物体与转台间的摩擦力
C.转台的角速度一定满足
D.转台的角速度一定满足
7.如图所示,学校门口水平地面上有一质量为m的石墩,石墩与水平地面间的动摩擦因数为,工作人员用轻绳按图示方式匀速移动石墩时,两平行轻绳与水平面间的夹角均为,则下列说法正确的是( )
A.轻绳的合拉力大小为
B.轻绳的合拉力大小为
C.减小夹角,轻绳的合拉力一定减小
D.轻绳的合拉力最小时,地面对石墩的摩擦力也最小
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分;每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A.如图,汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力
B.如图所示是一圆锥摆,增大,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度不变
C.如图,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的、位置先后分别做匀速圆周运动,则小球在位置的角速度等于在位置时的角速度
D.如图,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨和轮缘间会有挤压作用
9.蓝牙技术是一种非常实用的短距离低功耗无线通信技术,当物体间的距离小于等于某一值时蓝牙设备会立即自动连接,超过该距离时会立即自动断开。可视为质点的甲、乙两辆模型小车并排紧靠,停在一条平直的赛道上,蓝牙信号已连。从开始,乙车以的速度匀速向前运动,时蓝牙连接刚好断开,甲车立即启动追赶乙车。两车运动的关系图像如图所示,则( )
A.甲车追上乙车前,两车在时相距最近
B.甲车追上乙车前,两车的最大距离为10m
C.时两车的蓝牙信号刚好再次连接上
D.从开始,两车处于蓝牙连接状态的总时间为6s
10.如图所示,一质量、倾角为的斜面体放在光滑水平地面上,斜面体上有一质量为的光滑楔形物体.用一水平向左的恒力F作用在斜面体上,系统恰好保持相对静止地向左运动.重力加速度为,下列判断正确的是( )
A.
B.系统做匀速直线运动
C.斜面体对物体的作用力
D.增大F,楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动
三、实验探究题(本大题共2个小题,共16分)
11.(6分)某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图,其中A为固定橡皮条的图钉,O为标记出的小圆环的位置,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。
(1)图甲中弹簧测力计的示数为 。
(2)图乙中的力F和力,一定沿橡皮条AO方向的是 (选填“F”或“”)。
(3)在另一次实验中,该同学用两个弹簧测力计,通过细绳对小圆环施加平行木板平面的拉力作用,两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点,且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计,小圆环平衡时,橡皮条AO、细绳OB和OC对小圆环的拉力的分别为F1、F2和F3,关于这三个力的大小关系,正确的是______。
A.F1>F2>F3 B.F3>F1>F2 C.F2>F3>F1 D.F3>F2>F1
12.(10分)某研究性学习小组分别用如下图所示的装置进行以下实验:[来源:学。科。网Z。X。X。K]
(1)“探究加速度与合外力的关系”装置中,小车质量为M,砂桶和砂子的总质量为m,通过改变m来改变小车所受的合外力大小,小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出。现保持小车质量M不变,逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验,得到多组a、F值(F为弹簧秤的示数).
①为了减小实验误差,下列做法正确的是( )
A.只需平衡小车的摩擦力 B.滑轮摩擦足够小,绳的质量要足够小
C.砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量 D.先释放小车,后接通打点计时器的电源
②某同学根据实验数据画出了如图所示的一条过坐标原点的倾斜直线,其中纵轴为小车的加速度大小,横轴应为( )[来源:学科网ZXXK]
A. B. C.mg D.F
③当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时,图线( )
A.逐渐偏向纵轴 B.逐渐偏向横轴 C.仍保持原方向不变
(2)下图为上述实验中打下的一条纸带,A点为小车刚释放时打下的起始点,每两点间还有四个计时点未画出,测得AB=2.0 cm、AC=8.0 cm、AD=18.0 cm、AE=32.0 cm,打点计时器的频率为50 Hz,则C点的速度为________ m/s,小车的加速度为________ m/s2.(保留2位有效数字)
四、计算题(本大题共3个小题,共38分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13 .(10分)公历每年9月1日是广元女儿节,其在2022年被列入省级非物质文化遗产名录,在2025年的庆典之夜,无人机表演秀成为焦点。现已知两架无人机a、b分别悬停在空中A、B处,A点在B点正上方且。时刻,a沿与水平方向夹角的方向匀速运动,同时b做初速度为零的匀加速直线运动。时刻,a、b在C点相遇,且。a、b均可视为质点,求:
(1)a飞行的速度大小;
(2)b飞行的加速度大小,以及b刚到达C处时的速度大小。
14.(12分)如图甲所示,水平轨道AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BC相切于B点,一质量为m的小滑块(视为质点),从A点由静止开始受水平拉力F作用,F随位移的变化规律如图乙所示(水平向右为F的正方向)。已知AB长为4L,圆弧轨道对应的圆心角为60°,半径为L,滑块与AB间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g。求:
(1)滑块对轨道的最大压力;
(2)滑块相对水平轨道上升的最大高度。
15.(16分)一弹射游戏装置竖直截面如图所示,固定的光滑水平直轨道AB、半径为R的光滑螺旋圆形轨道BCD、光滑水平直轨道DE平滑连接。长为L、质量为M的平板紧靠长为d的固定凹槽EFGH侧壁EF放置,平板上表面与DEH齐平。将一质量为m的小滑块从A端弹射,经过轨道BCD后滑上平板并带动平板一起运动,平板到达HG即被锁定。已知R=0.5 m,d=4.4 m,L=1.8 m,M=m=0.1 kg,平板与滑块间的动摩擦因数μ1=0.6、与凹槽水平底面FG间的动摩擦因数为μ2。滑块视为质点,不计空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。
(1)滑块恰好能通过圆形轨道最高点C时,求滑块离开弹簧时速度v0的大小;
(2)若μ2=0,滑块恰好过C点后,求平板加速至与滑块共速时两者相对运动位移;
(3)若μ2=0.1,滑块能到达H点,求其离开弹簧时的最大速度vm。
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