内容正文:
望城区六中2027届高三10月月考
物理
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,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题(共7小题,共28分)
1.(4分)亚里士多德在其著作《物理学》中说:一切物体都具有某种“自然本性”,物体由其“自然本性”决定的运动称为“自然运动”,而物体受到推、拉、提、举等作用后的非“自然运动”称为“受迫运动”。伽利略、笛卡儿、牛顿等人批判地继承了亚里士多德的这些说法,建立了新物理学;新物理学认为一切物体都具有的“自然本性”是“惯性”。下列关于“惯性”和“运动”的说法不符合新物理学的是( )
A.一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止或者匀速直线运动
B.作用在物体上的力,是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因
C.竖直向上抛出的物体,受到了重力,却没有立即反向运动,而是继续向上运动一段距离后才反向运动,是由于物体具有惯性
D.可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时,放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去,这是由于“盘子受到的向外的力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的
2.(4分)为了更直观地描述和呈现物体的运动过程,我们常将物体的运动情况以图像的形式绘制出来。物理图像都能以其独特的方式,帮助我们深入理解物体的位移、速度、加速度等关键物理量随时间或其他变量的变化情况。现有一物体(可视为质点)以某一初速度在水平面上做直线运动,其运动图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.若为图像,则物体的速度随时间均匀变化
B.若为图像,则图像的斜率的大小表示物体的加速度的大小
C.若为图像,则物体做的是加速度逐渐减小的减速运动
D.若为图像,物体的速度一定在减小
3.(4分)悬挂线是数学中一种优美曲线,如图所示,有一段质量均匀分布的细绳两端固定,构成悬挂线,细绳左右两端点的切线与水平方向夹角分别为和,最低点为点,则点左、右两部分细绳长度之比和细绳左、右两端点的拉力之比的关系正确的是()
A. B.
C. D.
4.(4分)某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象.他们在学校电梯房内做实验,在电梯天花板上固定一个力传感器,测量挂钩向下,并在挂钩上悬挂一个重为10 N的钩码,在电梯运动过程中,计算机显示屏上显示出如图所示的图像,以下根据图像分析所得结论错误的是()
A.该图像显示出了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况
B.从时刻t1到t2,钩码处于失重状态,从时刻t3到t4,钩码处于超重状态
C.电梯可能先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后静止
D.电梯可能先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后静止
5.(4分)在上世纪80年代,我国主流的交通工具为如图(a)所示的自行车,下雨天骑行时,车轮上会附着大量的湿泥块,为了清理掉后轮上的泥块,可将后轮支起,转动脚踏将后轮泥块甩掉。图(b)为自行车传动结构,脚踏与牙盘共轴、飞轮与车轮共轴、牙盘通过链条与飞轮传动,已知牙盘、飞轮、后车轮的半径分别为r1、r2、R,当脚踏以角速度匀速转动时,泥块恰好能脱离车轮。已知车轮对各处泥块最大粘滞力与重力的比值相同,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.泥块随车轮转至最高点位置时脱离
B.泥块随车轮从最高点转至最低点过程中,车轮对泥块的粘滞力不做功
C.车轮对各处泥块最大粘滞力与重力的比值为
D.车轮对各处泥块最大粘滞力与重力的比值为
6.(4分)(2023·山东烟台市高三检测)一辆汽车在平直公路上由静止开始启动,汽车先保持牵引力F0不变,当速度为v1时达到额定功率Pe,此后以额定功率继续行驶,最后以最大速度vm匀速行驶.若汽车所受的阻力Ff为恒力,汽车运动过程中的速度为v、加速度为a、牵引力为F、牵引力的功率为P,则下列图像中可能正确的是( )
A. B. C. D.
7.(4分)如图所示,在正方体的顶点A放置一个带正电的点电荷,则下列说法正确的是( )
A.顶点B、D场强和电势均相同
B.顶点D处的场强等于C点场强的倍
C.D点与C点之间的电势差为UDC,C与C1点之间的电势差为UCC1,则UDC>UCC1
D.将正的试探电荷从D点移到C点电势能的减少量要小于将该点电荷从B1点移到C1点电势能的减少量
二、多选题(共3小题,共15分)
8.(5分)某实验小组,利用DIS系统观察超重和失重现象,他们在电梯内实验,在电梯的地板上放置一个压力传感器,在传感器上放一个质量为2 kg的物块(g取10 m/s2),如图甲所示,实验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系,如图乙所示.以下根据图像分析得出的结论中正确的是()
A.从时刻t1到t2,物块处于先超重后失重状态
B.从时刻t3到t4,物块始终处于失重状态
C.电梯可能开始停在低楼层,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在高楼层
D.电梯可能开始停在高楼层,先加速向下,接着匀速向下,再减速向下,最后停在低楼层
9.(5分)如图,固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成,两段相切于B点,AB段与水平面夹角为θ,BC段圆心为O,最高点为C、A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初速度v0冲上轨道,能沿轨道运动恰好到达C点,下列说法正确的是 ( )
A.小球从B到C的过程中,对轨道的压力逐渐增大
B.小球从A到C的过程中,重力的功率始终保持不变
C.小球的初速度v0=
D.若小球初速度v0增大,小球有可能从B点脱离轨道
10.(5分)如图甲所示,质量分别为m、3m的两物块a、b放在光滑水平面上,用轻质橡皮条水平连接,橡皮条恰好处于原长。0时刻给a向左的瞬时冲量,同时给b向右的瞬时冲量,以b的初速度方向为正,在此后的时间内,a、b运动的图像如图乙所示。已知时刻橡皮条弹性势能为8J,图像中的阴影面积为S,橡皮条一直处于弹性限度范围内。下列说法正确的是( )
A.时间内,a运动的距离为0.8S
B.时间内,b运动的距离为0.25S
C.从时刻开始至橡皮条第一次恢复原长过程中,橡皮条的弹力对a做功2J
D.从t0时刻开始至橡皮条第一次恢复原长过程中,橡皮条的弹力对a做功6J
三、实验题(共2小题,共20分)
11.(8分)某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律,气垫导轨上安装有两个光电门,滑块A和滑块B上分别固定有宽度为d的遮光条,实验步骤如下:
①调整气垫导轨水平,给滑块A一定的初速度,使其通过光电门1,记录遮光条的遮光时间t1;
②滑块A与静止在光电门1和光电门2之间的滑块B发生正碰,碰撞后滑块A、B分别通过光电门2,记录遮光时间分别为t2和t3;
③用天平测量滑块A(含遮光条)的质量m1,滑块B(含遮光条)的质量m2。
回答下列问题:
(1) 调整气垫导轨水平的目的是 ;
(2) 碰撞前滑块A的速度大小v1= (用题中字母表示);
(3) 若满足关系式 (用题中字母表示),则验证了两滑块碰撞过程中动量守恒;
(4) 若碰撞为弹性碰撞,还应满足的关系式是 (用题中字母表示)。
12.(12分)某同学欲研究小灯泡(额定功率,额定电压)的伏安特性,实验室提供的器材如下:
A.电源(电动势约为,内阻可不计)
B.电流表(量程,内阻等于)
C.电流表(量程,内阻等于)
D.电压表(量程,内阻未知)
E.电压表(量程,内阻未知)
F.滑动变阻器(最大阻值,允许通过的最大电流为)
G.开关、导线若干
请完成以下内容:
(1) (4分)实验要求尽可能准确地描绘小灯泡的伏安特性曲线,则电流表应选用 ,电压表应选用 。(均填器材前的字母序号)
(2) (4分)测量时应采用电路图 (填“”或“”);图3是实物电路,请不要改动已连接的导线,把还需要连接的导线补上 。
(3) (2分)该同学完成该实验后,将小灯泡换成一额定电压为的小电动机,电路其他部分保持不变,描绘出该电动机的伏安特性曲线如图4所示。图像表明:两曲线的临界电压为(电压增大到时,电动机开始转动),则电动机的内阻为 (保留位有效数字)。
(4) (2分)再将该电动机直接接在另一电源(电动势)两端,工作较长时间后,电源的电动势不变,但内阻增加,导致电动机停止转动,则电动机停止转动前瞬间,该电源的内阻 (保留位有效数字)。
四、解答题(共3小题,共37分)
13.(10分)如图所示,物体A(可视为质点)从O点水平抛出,抛出后经0.6 s抵达斜面上端P处时速度方向与斜面平行。此后物体紧贴斜面向下运动,又经过2 s物体到达斜面底端时的速度为14 m/s。已知固定斜面的倾角θ=37°,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2。试求:
(1)抛出点O与P点的竖直距离h;
(2)物体A从O点水平抛出的初速度v0;
(3)物体与斜面之间的动摩擦因数μ。
14.(12分)如图所示,竖直平面内固定一直角杆,是直角杆顶点,两小球、分别套在杆的水平、竖直部分,、间用轻质细绳相连处于静止状态。已知与水平杆间动摩擦因数为,竖直杆光滑,、两球的质量分别为、,与点间距离分别为、,重力加速度大小为。
(1)求水平杆对的摩擦力大小;
(2)若用水平拉力沿杆向右缓慢拉,使之移动。求该过程中拉力做的功;
(3)若在水平拉力作用下向右运动,使向上以加速度做匀加速运动,当的位移为时撤去拉力,小球运动至顶点时的速度大小为。求从开始到运动至顶点的过程中摩擦力对小球所做的功。
15.(15分)如图所示,在,内某一区域存在一匀强磁场,方向垂直纸面向里。在直线的上方,直线与之间的区域内,另有一沿轴负方向的匀强电场,场强大小为(未知)。大量质量为、电荷量为的粒子以速度从点垂直于磁场方向射入磁场,速度方向与轴正方向成角,其中粒子射入第一象限,取正;粒子射入第四象限,取负),当速度方向沿轴正方向时,粒子恰好从的位置)点正上方的点沿轴正方向射出磁场,不计粒子重力。
(1)求磁感应强度的大小;
(2) 为使这些粒子射出磁场后在电场中运动的时间相同且最长,写出磁场边界的轨迹方程;
(3)若在,整个区域内都存在磁场,且的大小和方向均和第(1)问相同,当时粒子从点第一次回到磁场,求匀强电场的电场强度。
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望城区六中2027届高三10月月考
物理(参考答案)
一、单选题
1.D【解析】一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动,力是迫使物体做“受迫运动”的原因,A、B均正确;因物体具有惯性,竖直向上抛出的物体,受到了重力,向上的速度要先减小到零后再反向向下运动,C正确;随桌面转动的盘子向桌子边缘滑去,并没有受到向外的力,而是盘子所需要的向心力超过了桌面给盘子提供的摩擦力,故D错误。
2.C【解析】若做匀变速直线运动,应有,因此,相应的图像为曲线,A错误;由,得,图像斜率为,其大小为加速度大小的一半,B错误;若为图像,取极短时间间隔,有,斜率为负且不变,加速度与速度反向,其大小与速度成正比,随速度减小,加速度大小减小,C正确;若为图像,判断速度大小的变化还需知道速度与加速度是否同向,仅凭正的加速度不能断定减速,D错误;故选C。
3.A【解析】最低点处张力水平,右侧绳段受力如图,
由平衡条件得、,左侧绳段同理有、,联立得、,C、D错误;细绳质量均匀分布,质量与长度成正比,,A正确,B错误;故选A。
4.D【解析】题图中图像显示了力传感器对钩码的拉力大小随时间的变化情况.0~t1,钩码受力平衡;t1~t2,拉力小于10 N,钩码处于失重状态;t2~t3,钩码受力平衡;t3~t4,拉力大于
10 N,钩码处于超重状态.由以上分析可知,D项错误.
5.C【解析】泥块做圆周运动的向心力由粘滞力和重力的合力提供,泥块随车轮转至最低点位置时,粘滞力减去重力的合力提供向心力,在最高点,粘滞力加上重力的合力提供向心力,所以在最低点位置所需要的粘滞力最大,泥块更容易脱离,A错误;从最高点转至最低点过程,泥块做匀速圆周运动,粘滞力方向与泥块速度方向不始终垂直,所以车轮对泥块的粘滞力做功,B错误;在最低点位置粘滞力最大,,脚踏以角速度匀速转动,后车轮的角速度,联立得:最大粘滞力,设车轮对各处泥块最大粘滞力与重力的比值为k,,得:,C正确,D错误。故选C。
6.C【解析】因为汽车先保持牵引力F0不变,由牛顿第二定律可得F0-Ff=ma,又因为汽车所受的阻力Ff为恒力,所以开始阶段汽车做匀加速直线运动,所以v-t图像开始应有一段倾斜的直线,故A错误;因为当速度为v1时达到额定功率Pe,此后以额定功率继续行驶,则满足Pe=Fv,即F与v成反比,F与成正比,所以F-v图像中v1~vm段图像应为曲线,F与图像中~段图像应为直线,故B错误,C正确;因为当速度为v1之前,保持牵引力F0不变,则功率满足P=F0v,即P与v成正比,所以P-v图像中0~v1段图像应为过原点的直线,故D错误.
7.C【解析】A.顶点B、D到顶点A距离相等,B、D两点场强大小相等,但方向不同,B、D两点的电势相等,故A错误;
B.由于,根据点电荷周围场强的计算式可知, D点的场强等于C点场强的2倍,故B错误;
C.以顶点A为圆心,分别以AD、AC、AC1为半径做三个球面,由几何关系可知
根据可得D、C、C1三点的电势分别为
D点与C点之间的电势差为
C与C1点之间的电势差为
则有
故C正确;
D.同理可得
根据电场力做功可知将正的试探电荷从D点移到C点电场力做的功要大于将该点电荷从B1点移到C1点电场力做的功,电场力做正功,电势能减小,因此将正的试探电荷从D点移到C点电势能减少量要大于将该点电荷从B1点移到C1点电势能的减少量,故D错误;故选C。
二、多选题
8.BC【解析】从图可以看出,0~t1时间内,物块受到的支持力等于重力,物块处于平衡状态;
t1~t2时间内,物块受到的支持力大于重力,物块具有向上的加速度,物块处于超重状态;
t2~t3时间内,物块受到的支持力等于重力,物块处于平衡状态;
t3~t4时间内,物块受到的支持力小于重力,物块具有向下的加速度,物块处失重状态;
t4以后物块受到的支持力等于重力,物块处于平衡状态.
所以电梯可能停在低楼层,先加速向上,接着匀速向上,再减速向上,最后停在高楼层,故A、D错误,B、C正确.
9.AD【解析】由题知,小球能沿轨道运动恰好到达C点,则小球在C点的速度为vC=0,则小球从C到B的过程中,有mgR(1-cos α)=mv2,FN=mgcos α-m,联立有FN=3mgcos α-2mg,则从C到B的过程中α由0增大到θ,则cos α逐渐减小,故FN逐渐减小,而小球从B到C的过程中,由牛顿第三定律知,对轨道的压力逐渐增大,A正确;由于A到B的过程中小球的速度逐渐减小,则A到B的过程中重力的功率为P=-mgvsin θ,则A到B的过程中小球重力的功率始终减小,则B错误;从A到C的过程中有-mg·2R=mvC2-mv02,解得v0=,C错误;小球在B点恰好脱离轨道有mgcos θ=m,则vB=,则若小球初速度v0增大,小球在B点的速度有可能为,故小球有可能从B点脱离轨道,D正确。
10.BD【解析】阴影面积S表示0~t0内a、b的相对位移大小(即橡皮条伸长量),由系统动量守恒得mva=-3mvb,故任意时刻va=-3vb,即,得位移大小满足xa=3xb,又相对位移S=xa+xb,解得xa=0.75S,xb=0.25S,A错误,B正确。t0时刻弹性势能8J全部转化为动能,由动量守恒va=3vb,,得a的动能为Eka=6J,由动能定理弹力做功6J,C错误,D正确。故选BD。
三、实验题
11.
(1) 保证滑块碰撞前后做匀速直线运动,系统合外力为零,动量守恒
(2)
(3)
(4)
【解析】(1) 实验中应调整气垫导轨水平,其目的是保证滑块在气垫导轨上运动时不受摩擦力,碰撞前后做匀速直线运动,从而使系统合外力为零,满足动量守恒的条件;
(2)根据匀变速直线运动中一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知,碰撞前滑块A的速度大小
(3)若两滑块碰撞过程中动量守恒,则,,
所以
(4)若两滑块碰撞为弹性碰撞,则碰撞前后系统动能不变,
联立解得
12.(1);【解析】小灯泡正常发光时,通过小灯泡的电流为,所以电流表量程选择,即选择,电源的电动势约为,所以电压表量程选择,即选择。
(2);【解析】为使灯泡电压从零开始调节,选分压接法,电流表内阻已知,选内接法可以扣除电流表上的电压,得到灯泡的实际电压,故选图2,根据电路图,其实物连线如图所示。
(3);【解析】电动机未转动时无反电动势,由图中直线段取电压、电流,得。
(4)【解析】电动机停止转动前,应从曲线支读数,此时电压为、电流为,电源电动势,由闭合电路欧姆定律有,解得。
四、解答题
13.
(1)1.8 m (2)8 m/s (3)0.5
【解析】(1)物体A竖直方向做自由落体运动,则有h=gt2=1.8 m。
(2)物体A竖直方向做自由落体运动,则有vy=gt=6 m/s
故有v0==8 m/s。
(3)由题意可知P点的速度为v=10 m/s
由运动学方程有a==2 m/s2
在斜面上,受力分析可得mgsin θ-μmgcos θ=ma
解得a=gsin θ-μgcos θ
联立解得μ=0.5。
14.
(1)
(2)
(3)
【解析】(1) 设竖直杆对B的弹力大小为FB,对A、B整体,根据平衡有:
对B分析可知:
解得:
(2)对两球整体,竖直方向,根据平衡有:
受到的滑动摩擦力大小为:
由几何关系可知,A向右移动L,B向上移动距离也是L,
根据功能关系有:
解得:
(3) 设B加速上升L时的速度大小为,此时A的速度大小为,此时细绳与竖直杆的夹角为,B加速过程A受到杆子的支持力大小为,
B加速上升过程,根据速度位移关系:
且
对整体,根据牛顿第二定律有:
该过程摩擦力做功:
B到达顶点时,A的速度为0,减速过程中摩擦力做功为
则
联立解得,整个过程摩擦力做功:
15.
(1);
(2);
(3)
【解析】(1)由入、出射方向及的位置得半径
洛伦兹力提供向心力,
解得
(2)竖直向上进入电场时,竖直初速度最大,运动时间最长且相同,设入射方向与轴正向夹角为,出射点为,轨迹圆心角为,如图
点坐标满足
纵坐标为
消去得,磁场区域为该圆内区域
(3)轨迹如图,半径为
由图得
由三角关系得
、间距为
粒子向左做类斜抛运动,水平向左取正,有
竖直方向有
联立得
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