内容正文:
乌鲁木齐市第101中学高三年级第二次月考物理(问卷)
本卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后;用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 关于曲线运动,下列说法错误的是( )
A. 物体做曲线运动时,加速度可能不变
B. 物体做曲线运动,其速度一定变化
C. 物体只有受到变力作用才做曲线运动
D. 曲线运动的加速度不可能为零
【答案】C
【解析】
【详解】AC.忽略空气阻力的平抛运动是曲线运动,物体只受大小和方向均不变的重力作用。根据牛顿第二定律,其加速度就是重力加速度,大小和方向均不变。因此,曲线运动的加速度可以不变,恒力也能使物体做曲线运动,故A正确,C错误;
BD.速度既有大小又有方向,曲线运动的速度方向不断变化,所以即使速度大小不变,速度也一定变化。加速度反映速度的变化,曲线运动是变速运动,加速度不能为零,故BD正确。
本题选择错误的,故选C。
2. 如图所示,在光滑水平地面上,两相同物块用细线相连,两物块质量均为1kg,细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为( )
A. 1N B. 2N C. 4N D. 5N
【答案】C
【解析】
【详解】对两物块整体做受力分析有
F = 2ma
再对于后面的物块有
FTmax= ma
FTmax= 2N
联立解得
F = 4N
故选C。
3. 图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员从斜坡上的M点由静止自由滑下,经过水平NP段后飞入空中,在Q点落地。不计运动员经过N点的机械能损失,不计摩擦力和空气阻力。下列能表示该过程运动员速度大小v或加速度大小a随时间t变化的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设斜坡倾角为,运动员在斜坡MN段做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律
可得
运动员在水平段做匀速直线运动,加速度
运动员从点飞出后做平抛运动,加速度为重力加速度
设在点的速度为,则从点飞出后速度大小的表达式为
由分析可知从点飞出后速度大小与时间的图像不可能为直线,且
C正确,ABD错误。
故选C。
4. 如图是月球上一圆柱形阴影坑竖直截面图。假定某飞行器在月面上空向坑中心方向以速度匀速水平飞行。在距坑边的点正上方关闭动力,此后只受月球重力,直至抵达着陆线。已知坑直径,月面至着陆线深度,月面重力加速度取,飞行器可视为质点。飞行器安全到达着陆线,则的大小可能是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知飞行器安全到达着陆线,速度最小时会刚好通过月面坑边到达着陆线,此时根据平抛运动规律在竖直方向有,代入数据解得
在水平方向有,代入数据可得;
飞行器安全到达着陆线,速度最大时会到达着陆线最右端的坑边缘,此时根据平抛运动规律在竖直方向有,代入数据解得
在水平方向有,代入数据可得
所以飞行器安全到达着陆线需满足
故选B。
5. “天问一号”从地球发射后,在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点,再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道,则天问一号( )
A. 发射速度介于7.9km/s与11.2km/s之间
B. 从P点转移到Q点的时间小于6个月
C. 在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小
D. 在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动,则发射速度要大于第二宇宙速度,即发射速度介于11.2km/s与16.7km/s之间,故A错误;
B.因P点转移到Q点的转移轨道的半长轴大于地球公转轨道半径,则其周期大于地球公转周期(1年共12个月),则从P点转移到Q点的时间为轨道周期的一半时间应大于6个月,故B错误;
C.因在环绕火星的停泊轨道的半长轴小于调相轨道的半长轴,则由开普勒第三定律可知在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小,故C正确;
D.卫星从Q点变轨时,要加速增大速度,即在地火转移轨道Q点的速度小于火星轨道的速度,而由
可得
可知火星轨道速度小于地球轨道速度,因此可知卫星在Q点速度小于地球轨道速度,故D错误;
故选C。
6. 我国“天关”卫星捕捉到一个异常的X射线源,推断为某黑洞撕裂并吞噬白矮星的过程。在吞噬初期的较短时间内,可将二者视为双星系统如图所示,黑洞和白矮星绕连线上点做匀速圆周运动,初始时两星间距为。若系统总质量保持不变,运行周期变为原来的倍。忽略其他天体影响,此时黑洞与白矮星的间距变为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设黑洞圆周运动的半径为,白矮星圆周运动的轨道半径为,万有引力提供圆周运动的向心力,则有,
结合题意可知
联立解得
若系统总质量保持不变,运行周期变为原来的倍,则有
解得,此时黑洞与白矮星的间距变为
故选A。
7. 如图所示,两个质量均为m的小木块A、B(可视为质点)放在水平圆盘上,A、B到转轴的距离分别为l、.小木块与圆盘之间的动摩擦因数均为,可以认为小木块最大静摩擦力等于滑动摩擦力.若圆盘从静止开始绕轴转动,并缓慢地加速,用表示圆盘转动的角速度,用g表示重力加速度的大小,下列说法正确的是( )
A. 圆盘对A的作用力大小大于A对圆盘的作用力大小
B. 当时,A所受摩擦力的大小为
C. A、B所受摩擦力的大小始终相等
D. B一定比A先开始滑动
【答案】D
【解析】
【详解】A.圆盘对A的作用力与A对圆盘的作用力是相互作用力,总是等大反向,选项A错误;
B.当
时,A所受摩擦力的大小为
选项B错误;
C.根据
可知,在两物块未发生相对滑动时,A、B所受摩擦力的大小不相等,当两物块都产生相对滑动后受滑动摩擦力大小相等,选项C错误;
D.根据
可知
可知产生滑动时B的临界角速度较小,则B一定比A先开始滑动,选项D正确。
故选D。
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但选不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图所示,1、2轨道分别是天宫二号飞船在变轨前后的轨道,下列说法正确的是( )
A. 飞船从1轨道变到2轨道要点火加速 B. 飞船在1轨道周期大于2轨道周期
C. 飞船在1轨道速度大于2轨道 D. 飞船在1轨道加速度大于2轨道
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.飞船从较低的轨道1进入较高的轨道2要进行加速做离心运动才能完成,选项A正确;
BCD.根据
可得
可知飞船在轨道1的周期小于在轨道2的周期,在轨道1的速度大于在轨道2的速度,在轨道1的加速度大于在轨道2的加速度,故选项B错误,CD正确。
故选ACD。
9. 图甲是游乐场中的“旋转飞椅”项目。“旋转飞椅”简化结构装置如图乙,转动轴带动顶部圆盘转动,长为L的轻质悬绳一端系在圆盘上,另一端系着椅子。悬点分别为A、B的两绳与竖直方向夹角分别为,椅子与游客总质量分别为,绳子拉力分别为,向心加速度分别为。
忽略空气阻力,则椅子和游客随圆盘匀速转动的过程中( )
A. 由重力与绳子拉力的合力提供向心力
B.
C.
D. 悬绳与竖直方向的夹角与游客质量无关
【答案】AD
【解析】
【详解】A.对游客与椅子的整体受力分析可知,受重力,绳子拉力,是这两个力的合力提供向心力,故A正确;
BC.重力和拉力的合力提供向心力,由矢量三角形可得
向心加速度为
故BC错误;
D.设游客做匀速圆周运动的半径为,根据
可得
由此可知,悬绳与竖直方向的夹角与游客质量无关,故D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示,倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t=0时,将质量m=1 kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上,物体相对地面的v-t图像如图乙所示。设沿传送带向下为正方向,取重力加速度g=10 m/s2。则不正确的是( )
A. 传送带的速率v0=10 m/s
B. 传送带的倾角θ=30°
C. 物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5
D. 0~2 s内物体在传送带上留下的痕迹为6m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由图知,物体先做初速度为零的匀加速直线运动,速度达到传送带速度后(在t=1.0s时刻),由于重力沿斜面向下的分力大于摩擦力,物块继续向下做匀加速直线运动,从图像可知传送带的速度为
故A正确;
BC.在0~1.0s内,物体摩擦力方向沿斜面向下,匀加速运动的加速度为
由图知
在1.0~2.0s,物体的加速度为
由图知
联立解得
故B错误,C正确;
D.根据“面积”表示位移,可知0~1.0s物体相对于地的位移
传送带的位移为
物体对传送带的位移大小为
方向向上;1.0~2.0s物体相对于地的位移
传送带的位移为
物体对传送带的位移大小为
方向向下,故留下的痕迹为5m,故D错误。
本题选不正确的,故选BD。
第II卷(非选择题)
三、实验题(共两小题,11题6分,12题8分,每空两分,共14分)
11. 某同学利用如图所示的装置探究平抛运动竖直分运动的规律。
(1)他将装置固定在距离水平地面一定高度处,将球A夹在弹性金属片P和左侧固定架之间,与球A相同的球B放在固定于P底端的小平台上,并使两球高度相同。用小锤击打P,球B水平抛出,同时球A自由下落,比较两球落地时间。
(2)保持其他条件不变,适当增加击打力度,球B被抛出时的速度_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)分别改变小锤击打力度和装置距地面的高度,都能得到两球同时落地的结果,由此得到了平抛运动竖直分运动与自由落体运动__________(填“一致”或“不一致”)的结论。
(4)假设某次实验发现球A比球B早落地,这可能是此次实验中球B抛出方向_________(填“斜向上”或“斜向下”)导致的。
【答案】 ①. 增大 ②. 一致 ③. 斜向上
【解析】
【详解】[1]弹性金属片的弹性形变程度由击打力度决定,击打力度越大,金属片获得的弹性势能越大,转化给球B的动能越多,因此球B被抛出时的水平初速度增大。
[2]改变抛出初速度、改变下落高度后两球始终同时落地,说明平抛运动在竖直方向的运动规律,和相同高度下自由落体的运动规律完全相同,因此二者竖直分运动一致。
[3]若球B抛出方向斜向下,它的竖直分初速度向下,竖直方向运动比自由下落的球A更快,会比A先落地;若球B斜向上抛出,它的竖直分初速度向上,会先向上运动再下落,总运动时间会比自由下落的A更长,因此会出现球A比球B早落地的情况。
12. 实验小组设计了“探究加速度与力和质量关系实验”,如图甲所示,左端带定滑轮长木板水平放置,滑块上固定轻质滑轮,细线通过两滑轮分别与拉力传感器和沙桶相连,两段细线与长木板平行,打点计时器接入交流电的频率是,重力加速度g取。
(1)本实验中______(填“需要”或“不需要”)满足“沙桶及沙的质量远小于滑块(含轻滑轮)质量”这一条件。
(2)实验得到一条清晰纸带如图乙所示,相邻计数点间还有四个点未画出,本次实验沙桶的加速度大小为_______(结果保留两位有效数字)。
(3)不断改变沙桶质量,得到拉力传感器读数F和对应纸带,并算出纸带相应的加速度a,作出图像如图丙所示,则滑块(含轻滑轮)质量为______;滑块与木板间动摩擦因数为_______。
【答案】(1)不需要 (2)3.8
(3) ①. 0.6 ②. 0.1
【解析】
【小问1详解】
本实验中,由于通过拉力传感器能直接得到细线的拉力,故不需要满足“沙桶及沙的质量远小于滑块(含轻滑轮)质量”这一条件。
【小问2详解】
相邻两个计数点间的时间间隔为
根据
可知,实验滑块的加速度大小为
滑块与沙桶通过动滑轮连接,则沙桶的加速度为
【小问3详解】
[1][2]对滑块(含轻滑轮),根据牛顿第二定律有
整理得
结合图像可知,
解得
四、解答题(共4小题,13题12分,14题12分,15题16分,共40分)
13. 宇航员在某行星上以速度竖直上抛一个可视为质点的物体,不计空气阻力,经时间后落回手中,已知该星球半径为,求:
(1)该星球表面的重力加速度大小;
(2)该星球第一宇宙速度的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知
故星球表面的重力加速度
【小问2详解】
根据
得
所以
14. 如图,一个质量为1kg的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧瞬间速度大小不变)。已知圆弧的半径R=0.1m,B点和C点分别为圆弧的最低点和最高点,θ=60°,取重力加速度g=10m/s2,若小球恰好能过C点,求:
(1)小球在C点的速度大小;
(2)小球运动到B点时的速度大小;
(3)小球做平抛运动的初速度大小v0。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球恰好能过C点,此时重力刚好提供向心力,则有
解得
【小问2详解】
小球从B点到C点过程,根据动能定理可得
解得小球运动到B点时的速度大小为
【小问3详解】
小球从A点到B点过程,根据动能定理可得
解得
由于小球恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧,则有
15. 如图所示,一正方体木块放在一长木板的左端,长木板放在水平地面上,某时刻有的水平拉力作用在木块上,木块开始做匀加速直线运动,已知木块的质量,长木板的质量,木块与长木板间的动摩擦因数,长木板与地面间的动摩擦因数,取重力加速度大小,木块可看作质点。
(1)求开始运动时木块和长木板的加速度;
(2)当木块运动3s时撤去拉力F(木块还没有掉下长木板),求撤去F前木块在长木板上运动的距离;
(3)在木块运动3s时撤去F后,木块和长木板继续运动,最终木块恰好停在长木板的右端,求长木板的长度。
【答案】(1)2m/s2 方向水平向右 1m/s2 方向水平向右
(2)4.5m (3)4.95m
【解析】
【小问1详解】
开始运动时,对木板根据牛顿第二定律,有
可得木块的加速度为
方向水平向右;
对长木板,根据牛顿第二定律,有
解得长木板的加速度为
方向水平向右;
【小问2详解】
撤去F前木块在长木板上运动的距离
【小问3详解】
撤去F时,木块的速度为
木板的速度为
此后木块的加速度
当两者共速时
解得,
则
长木板的总长度
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本卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后;用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分)
1. 关于曲线运动,下列说法错误的是( )
A. 物体做曲线运动时,加速度可能不变
B. 物体做曲线运动,其速度一定变化
C. 物体只有受到变力作用才做曲线运动
D. 曲线运动的加速度不可能为零
2. 如图所示,在光滑水平地面上,两相同物块用细线相连,两物块质量均为1kg,细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为( )
A. 1N B. 2N C. 4N D. 5N
3. 图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员从斜坡上的M点由静止自由滑下,经过水平NP段后飞入空中,在Q点落地。不计运动员经过N点的机械能损失,不计摩擦力和空气阻力。下列能表示该过程运动员速度大小v或加速度大小a随时间t变化的图像是( )
A. B.
C. D.
4. 如图是月球上一圆柱形阴影坑竖直截面图。假定某飞行器在月面上空向坑中心方向以速度匀速水平飞行。在距坑边的点正上方关闭动力,此后只受月球重力,直至抵达着陆线。已知坑直径,月面至着陆线深度,月面重力加速度取,飞行器可视为质点。飞行器安全到达着陆线,则的大小可能是( )
A. B. C. D.
5. “天问一号”从地球发射后,在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点,再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道,则天问一号( )
A. 发射速度介于7.9km/s与11.2km/s之间
B. 从P点转移到Q点的时间小于6个月
C. 在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小
D. 在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度
6. 我国“天关”卫星捕捉到一个异常的X射线源,推断为某黑洞撕裂并吞噬白矮星的过程。在吞噬初期的较短时间内,可将二者视为双星系统如图所示,黑洞和白矮星绕连线上点做匀速圆周运动,初始时两星间距为。若系统总质量保持不变,运行周期变为原来的倍。忽略其他天体影响,此时黑洞与白矮星的间距变为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,两个质量均为m的小木块A、B(可视为质点)放在水平圆盘上,A、B到转轴的距离分别为l、.小木块与圆盘之间的动摩擦因数均为,可以认为小木块最大静摩擦力等于滑动摩擦力.若圆盘从静止开始绕轴转动,并缓慢地加速,用表示圆盘转动的角速度,用g表示重力加速度的大小,下列说法正确的是( )
A. 圆盘对A的作用力大小大于A对圆盘的作用力大小
B. 当时,A所受摩擦力的大小为
C. A、B所受摩擦力的大小始终相等
D. B一定比A先开始滑动
二、多选题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但选不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 如图所示,1、2轨道分别是天宫二号飞船在变轨前后的轨道,下列说法正确的是( )
A. 飞船从1轨道变到2轨道要点火加速 B. 飞船在1轨道周期大于2轨道周期
C. 飞船在1轨道速度大于2轨道 D. 飞船在1轨道加速度大于2轨道
9. 图甲是游乐场中的“旋转飞椅”项目。“旋转飞椅”简化结构装置如图乙,转动轴带动顶部圆盘转动,长为L的轻质悬绳一端系在圆盘上,另一端系着椅子。悬点分别为A、B的两绳与竖直方向夹角分别为,椅子与游客总质量分别为,绳子拉力分别为,向心加速度分别为。
忽略空气阻力,则椅子和游客随圆盘匀速转动的过程中( )
A. 由重力与绳子拉力的合力提供向心力
B.
C.
D. 悬绳与竖直方向的夹角与游客质量无关
10. 如图甲所示,倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t=0时,将质量m=1 kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上,物体相对地面的v-t图像如图乙所示。设沿传送带向下为正方向,取重力加速度g=10 m/s2。则不正确的是( )
A. 传送带的速率v0=10 m/s
B. 传送带的倾角θ=30°
C. 物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5
D. 0~2 s内物体在传送带上留下的痕迹为6m
第II卷(非选择题)
三、实验题(共两小题,11题6分,12题8分,每空两分,共14分)
11. 某同学利用如图所示的装置探究平抛运动竖直分运动的规律。
(1)他将装置固定在距离水平地面一定高度处,将球A夹在弹性金属片P和左侧固定架之间,与球A相同的球B放在固定于P底端的小平台上,并使两球高度相同。用小锤击打P,球B水平抛出,同时球A自由下落,比较两球落地时间。
(2)保持其他条件不变,适当增加击打力度,球B被抛出时的速度_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)分别改变小锤击打力度和装置距地面的高度,都能得到两球同时落地的结果,由此得到了平抛运动竖直分运动与自由落体运动__________(填“一致”或“不一致”)的结论。
(4)假设某次实验发现球A比球B早落地,这可能是此次实验中球B抛出方向_________(填“斜向上”或“斜向下”)导致的。
12. 实验小组设计了“探究加速度与力和质量关系实验”,如图甲所示,左端带定滑轮长木板水平放置,滑块上固定轻质滑轮,细线通过两滑轮分别与拉力传感器和沙桶相连,两段细线与长木板平行,打点计时器接入交流电的频率是,重力加速度g取。
(1)本实验中______(填“需要”或“不需要”)满足“沙桶及沙的质量远小于滑块(含轻滑轮)质量”这一条件。
(2)实验得到一条清晰纸带如图乙所示,相邻计数点间还有四个点未画出,本次实验沙桶的加速度大小为_______(结果保留两位有效数字)。
(3)不断改变沙桶质量,得到拉力传感器读数F和对应纸带,并算出纸带相应的加速度a,作出图像如图丙所示,则滑块(含轻滑轮)质量为______;滑块与木板间动摩擦因数为_______。
四、解答题(共4小题,13题12分,14题12分,15题16分,共40分)
13. 宇航员在某行星上以速度竖直上抛一个可视为质点的物体,不计空气阻力,经时间后落回手中,已知该星球半径为,求:
(1)该星球表面的重力加速度大小;
(2)该星球第一宇宙速度的大小。
14. 如图,一个质量为1kg的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧瞬间速度大小不变)。已知圆弧的半径R=0.1m,B点和C点分别为圆弧的最低点和最高点,θ=60°,取重力加速度g=10m/s2,若小球恰好能过C点,求:
(1)小球在C点的速度大小;
(2)小球运动到B点时的速度大小;
(3)小球做平抛运动的初速度大小v0。
15. 如图所示,一正方体木块放在一长木板的左端,长木板放在水平地面上,某时刻有的水平拉力作用在木块上,木块开始做匀加速直线运动,已知木块的质量,长木板的质量,木块与长木板间的动摩擦因数,长木板与地面间的动摩擦因数,取重力加速度大小,木块可看作质点。
(1)求开始运动时木块和长木板的加速度;
(2)当木块运动3s时撤去拉力F(木块还没有掉下长木板),求撤去F前木块在长木板上运动的距离;
(3)在木块运动3s时撤去F后,木块和长木板继续运动,最终木块恰好停在长木板的右端,求长木板的长度。
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