平山实验中学2023-2024学年高三上学期11月月考
物理试题
本试卷考查知识点为:1、直线运动2、相互作用3、牛顿运动定律4、曲线运动5、万有引力定律6、机械能,各知识点分值如下:1、直线运动(24分)、2相互作用(12分)、3、牛顿运动定律(28分)、4、曲线运动(6分)5、万有引力定律(6分)6、机械能(64分)。其中1、直线运动(3个题)2、相互作用(2个题)3、牛顿运动定律(3个题)4、曲线运动(1个题)5、万有引力定律(1个题)6、机械能(7个题),
选择题部分
(1—8题为基础题,每题6分,共48分,其中1—6题为单选题,7—8题为不定项选择题有两个及两个以上答案正确,选对不全的3分,有错选不得分)
(
1题图
)1、2011年11月“天宫一号”与“神舟八号”成功对接,标志着中国航空航天技术又向前跨进一步。如1题图所示是它们的对接示意图,下列有关说法中正确的是
A.对接过程中,“天宫一号”和“神舟八号”都可视为质点
B.对接成功后,以“天宫一号”为参考系“神舟八号”在做匀速运动
C.对接成功后,“天宫一号”和“神舟八号”就静止在太空中
D.对接成功后,研究它们的运行周期时,可以视为质点
(本题符合考纲、课标对知识点直线运动中质点的了解要求)
2、一根轻质弹簧一端固定,用大小为F1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l1;改用大小为F2的力拉弹簧,平衡时长度为l2。弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为
A. B. C. D.
(本题符合考纲、课标对知识点相互作用中胡克定律的理解、应用要求)
(
3题图
)3、如3题图所示,两个质量分别为m1=2 kg、m2=3 kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接.两个大小分别为F1=30 N、F2=20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则
A.弹簧测力计的示数是10 N
B.弹簧测力计的示数是50 N
C.在突然撤去F2的瞬间,弹簧测力计的示数不变
D.在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度不变
(本题符合考纲、课标对知识点牛顿定律中牛顿第二定律的理解、应用要求)
4、关于做平抛运动的物体,说法正确的是
A.速度始终不变 B.加速度始终不变
C.受力始终与运动方向垂直 D.受力始终与运动方向平行
(本题符合考纲、课标对知识点曲线运动中平抛运动的了解要求)
5、我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前,“天宫一号”的运行轨道高度为350 km,“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周,则 ( )A、“天宫一号”比“神舟八号”速度 大 B、“天宫一号”比“神舟八号”周期长 C、“天宫一号”比“神舟八号”角速度大 D、“天宫一号”比“神舟八号”加速度大
(本题符合考纲、课标对知识点万有定理中天体运动的理解要求)
(
6题图
)6、如6题图所示甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,t=0时刻同时经过公路旁的同一个路标.在描述两车运动的v-t图象中,直线a、b分别描述了甲、乙两车在0~20 s的运动情况,如图所示.关于两车之间的位置关系,下列说法正确的是( )
A.在0~10 s内两车逐渐靠近 B.在10 s~20 s内两车逐渐远离
C.在5 s~15 s内两车的位移相等 D.在t=10 s时两车在公路上相遇
(本题符合考纲、课标对知识点直线运动中运动图像的理解、应用要求)
7、如7题图所示,水平地面上的物体A,在斜向上的拉力F的作用下,向右做匀速运动,则下列说法中正确的是
(
7题图
)A.物体A可能只受到三个力的作用
B.物体A一定受到了四个力的作用
C.物体A受到的滑动摩擦力大小为Fcos θ
D.物体A对水平地面的压力的大小一定为Fsin θ
(本题符合考纲、课标对知识点相互作用中力的合成与分解的理解、应用要求)
8、质量为m的物体在水平力F的作用下由静止开始在光滑地面上运动,前进一段距离之后速度大小为v,再前进一段距离使物体的速度增大为2v,则
A.第二过程的速度增量等于第一过程的速度增量
B.第二过程的动能增量是第一过程动能增量的3倍
C.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做的功
D.第二过程合外力做的功等于第一过程合外力做功的2倍
(本题符合考纲、课标对知识点动能定理的理解、应用要求)
(9—11题为拓展题,每题6分,共18分,其中9题为单选题,10、11题为不定项选择题有两个或两个以上答案正确,选对不全的3分,有错选不得分)
(
9题图
)9、如9题图所示,斜面AB、DB的动摩擦因数相同.可视为质点的物体分别沿AB、DB从斜面顶端由静止下滑到底端,下列说法正确的是
A.物体沿斜面DB滑动到底端时动能较大
B.物体沿斜面AB滑动到底端时动能较大
C.物体沿斜面DB滑动过程中克服摩擦力做的功较多
D.物体沿斜面AB滑动过程中克服摩擦力做的功较多
(本题符合考纲、课标对知识点动能定理的理解、应用要求)
(
10题图
)10、如10题图所示,A、B两物块质量均为m,用一轻弹簧相连,将A用长度适当的轻绳悬挂于天花板上,轻绳为伸直状态,B物块在力F的作用下处于静止状态,弹簧被压缩.现将力F撤去,已知弹簧的弹性势能仅与形变量大小有关,且弹簧始终在弹性限度内,则下列说法正确的是 ( ).
A.弹簧恢复原长时B的速度最大
B.A一直保持静止
C.在B下降过程中弹簧弹性势能先减小,后增大
D.F撤去之前,绳子的拉力不可能为0
(本题符合考纲、课标对知识点机械能的守恒定律的理解、应用要求)
(
11题图
)11、在机场和火车站可以看到对行李进行安全检查用的水平传送带如11题图所示,当旅客把行李放在正在匀速运动的传送带上后,传送带和行李之间的滑动摩擦力使行李开始运动,随后它们保持相对静止,行李随传送带一起匀速通过检测仪器接受检查,设某机场的传送带匀速前进的速度为0.4 m/s,某行李箱的质量为5 kg,行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.2,当旅客把这个行李箱小心地放在传送带上,通过安全检查的过程中,g取10 m/s2,则( ).
A.开始时行李的加速度为2 m/s2
B.行李到达B点时间为2 s
C.传送带对行李做的功为0.4 J
D.传送带上将留下一段摩擦痕迹,该痕迹的长度是0.03 m
(本题符合考纲、课标对知识点功能关系的理解、应用要求)
实验题部分(本题为基础题,共2小题,其中12题6分、13题12分,共18分)
12、在探究求合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳.实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条.
(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列哪些说法是正确的________(填字母代号).
A.将橡皮条拉伸相同长度即可 B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度 D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
(2)同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是________(填字母代号).
A.两细绳必须等长
B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要近些
(本题符合考纲、课标对知识点力的平行四边形实验的应用要求)
(
13题图
)13、某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如13题图甲所示.在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连.滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象.
(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的Δt1________Δt2(选填“>”“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平.
(2)用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d=_______ mm.
(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若Δt1、Δt2和d已知,要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒,还应测出________和________(写出物理量的名称及符号).
(
10题图
)(4)若上述物理量间满足关系式__________________,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒.
(本题符合考纲、课标对知识点力的验证机械能守恒实验的应用要求)
三、计算题部分(解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
(其中14、15、16为基础题,14题12分、15题16分、16题16分共44分)
14、在排球比赛中,扣球手抓住一次机会找了一个“探头球”,已知来球速度为10 m/s,球被击回时速度大小为20 m/s,击球时间为0.05 s,假设速度方向均为水平方向.求:击球过程中排球的加速度.
(
15题图
)(本题符合考纲、课标对知识点直线运动中加速度的理解要求)
15、一个质量为50 kg的人,站在竖直向上运动着的升降机底板上.他看到升降机上挂着一个带有重物的弹簧测力计,其示数为40 N,如15题图所示,该重物的质量为5 kg,这时人对升降机底板的压力是多大?(g取10 m/s2)
(本题符合考纲、课标对知识点牛顿运动定律的理解要求)
(
16题图
)16、如16题图所示,粗糙水平地面AB与半径R=0.4 m的光滑半圆轨道BCD相连接,且在同一竖直平面内,O是BCD的圆心,BOD在同一竖直线上.质量m=2 kg的小物块在9 N的水平恒力F的作用下,从A点由静止开始做匀加速直线运动.已知AB=5 m,小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2.当小物块运动到B点时撤去力F.取重力加速度g=10 m/s2.求:
(1)小物块到达B点时速度的大小;
(2)小物块运动到D点时,轨道对小物块作用力的大小;
(3)小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离.
(本题符合考纲、课标对知识点运动能定律的理解要求)
(17题为拓展题12分)
(
17题图
)17、汽车发动机的功率为60 kW,汽车的质量为4 t,当它行驶在坡度为α(sin α=0.02)的长直公路上时,如17题图所示,所受摩擦阻力为车重的0.1倍(g取10 m/s2),求:
(1)汽车所能达到的最大速度vm;
(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间?
(3)当汽车以0.6 m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做功多少.
(本题符合考纲、课标对知识点功和功率的理解、应用要求)
高三物理试题答案
选择题分
1、解析:对接过程中需要调整相对速度、方位等,故不能视为质点。对接之后,以“天宫一号”为参考系“神舟八号”静止不动;当没有特别指明所选参考系时,一般就以地面为参考系,此时对接后的整体在绕地球做圆周运动;当研究整体的运行周期时,可以视为质点。
答案:D
2、解析:设弹簧原长为l0,由胡克定律可知,当弹簧压缩时有F1=k(l0-l1),当弹簧拉伸时有F2=k(l2-l0),综合以上两式可得k=,C正确。
答案:C
3、解析 设弹簧的弹力为F,加速度为a.对m1、m2和弹簧测力计组成的系统:F1-F2=(m1+m2)a,对m1:F1-F=m1a,联立两式解得:a=2 m/s2,F=26 N,故A、B两项都错误;在突然撤去F2的瞬间,由于弹簧测力计两端都有物体,而物体的位移不能发生突变,所以弹簧的长度在撤去F2的瞬间没有变化,弹簧上的弹力不变,故C项正确;若突然撤去F1,物体m1所受的合外力方向向左,而没有撤去F1时合外力方向向右,所以m1的加速度发生变化,故D项错误.
答案 C
4、解析 物体做平抛运动的条件是物体只受重力作用,且初速度沿水平方向,故物体的加速度始终不变,大小为g,B正确;物体的平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,其合运动是曲线运动,速度的大小和方向时刻变化,A错误;运动过程中,物体所受的力与运动方向既不垂直也不平行,C、D错误.
答案 B
5、解析 由题知“天宫一号”运行的轨道半径r1大于“神舟八号”运行的轨道半径r2,天体运行时由万有引力提供向心力.
根据G=m,得v= .因为r1>r2,故“天宫一号”的运行速度较小,选项A错误;根据G=m()2r得T=2π ,故“天宫一号”的运行周期较长,选项B正确;根据G=mω2r,得ω= ,故“天宫一号”的角速度较小,选项C错误;根据G=ma,得a=,故“天宫一号”的加速度较小,选项D错误.
答案 B
6、解析:在0~10 s内,v乙>v甲,乙车与甲车的距离逐渐变大,A项错;在10 s~20 s内,v甲>v乙,甲车逐渐靠近乙车.由图象知在5 s~15 s内,两车的位移相等;在t=10 s时两车相距最远,在t=20 s时,两车位移相等,两车相遇,选项B、D错,C项正确,正确答案为C项.
答案:C
7、物体匀速向右运动,一定有四个力作用,如图所示,其中Ff=Fcos θ,FN+Fsin θ=mg。故FN有可能大小为Fsin θ,故A、D错误,B、C正确。
答案:BC
8、解析 由题意知,两个过程中速度增量均为v,A正确;由动能定理知:W1=mv2,W2=m(2v)2-mv2=mv2,故B正确,C、D错误.
答案 AB
9、解析 已知物体与斜面AB、DB间动摩擦因数相同,设斜面倾角为θ,底边为x,则斜面高度为h=xtan θ,斜面长度为L=,物体分别沿AB、DB从斜面顶端由静止下滑到底端,由动能定理有:mgh-μmgcos θ·L=mgh-μmgx=mv2,可知物体沿斜面AB滑动到底端时动能较大,故A错误,B正确;物体沿斜面滑动过程中克服摩擦力做的功W=μmgLcos θ=μmgx,则两次相同,故C、D错误.
答案 B
10、解析 由题干信息可知,在B下降过程中,B和弹簧构成的系统满足机械能守恒,弹簧弹性势能先减小,后增大,B的动能先增大后减小,当弹簧向上的弹力大小等于B物体的重力时,B的速度最大,A错、C对;根据受力分析可知A一直保持静止,B对;由于不知道F的大小以及弹簧的弹力,所以无法判定F撤去之前,绳子的拉力是否为零,D错.
答案 BC
11、解析 行李开始运动时由牛顿第二定律有:μmg=ma,所以a=2 m/s2,故选A;由于传送带的长度未知,故时间不可求,故不选B;行李最后和传送带一起匀速运动,所以传送带对行李做的功为W=mv2=0.4 J,选C;在传送带上留下的痕迹长度为s=vt-==0.04 m,不选D.
答案 AC
12、解析 (1)该实验的关键是等效替代,故选B、D.
答案 (1)BD (2)B
13、(每小题3分)答案 (1)= (2)8.474(在8.473~8.475之间均算对)
(3)滑块质量M 两光电门间距离L
(4)mgL=(M+m)2-(M+m)2
14、答案 600 m/s2 方向与初速度方向相反
解析 以初速度方向为正方向,则有v0=10 m/s,v=-20 m/s
所以a== m/s2=-600 m/s2
即加速度大小为600 m/s2,方向与初速度方向相反
15、解析 以重物为研究对象,重物受向下的重力mg,向上的弹簧拉力F,重物随升降机一起以加速度a向上运动,由于重物的重力mg大于弹簧测力计的示数,因此可知升降机的加速度方向应向下,即升降机减速上升,由牛顿第二定律有mg-F=ma
所以a== m/s2=2 m/s2.
再以人为研究对象,人受到重力Mg,底板的支持力FN,由牛顿第二定律有
Mg-FN=Ma得FN=Mg-Ma=50×(10-2) N=400 N
由牛顿第三定律知,人对升降机底板的压力大小为400 N,方向竖直向下.
16、解析 (1)从A到B,根据动能定理有
(F-μmg)xAB=mv 得vB= =5 m/s
(2)从B到D,根据动能定理有-mg·2R=mv-mv
得vD==3 m/s
在D点,根据牛顿运动定律有FN+mg=
得FN=m-mg=25 N
(3)由D点到落点小物块做平抛运动,在竖直方向上有2R=gt2
得t= = s=0.4 s
水平地面上落点与B点之间的距离为
x=vDt=3×0.4 m=1.2 m
17、解析 由P=Fv可知,汽车在额定功率下行驶,牵引力与速度成反比.当汽车的牵引力与阻力(包括爬坡时克服的下滑力)相等时,速度达最大.只有当汽车牵引力不变时,汽车才能匀加速行驶,当Fv=P额时,匀加速运动结束,可由W=Fx 求出这一阶段汽车做的功.
(1)汽车在坡路上行驶,所受阻力由两部分构成,即
F阻=kmg+mgsin α=4 000 N+800 N=4 800 N
又因为F=F阻时,P=F阻vm,所以vm== m/s=12.5 m/s
(2)汽车从静止开始,以a=0.6 m/s2匀加速行驶,由牛顿第二定律有F′-F阻=ma
所以F′=ma+kmg+mgsin α=4×103×0.6 N+4 800 N=7.2×103 N
保持这一牵引力,汽车可达到匀加速行驶的最大速度vm′,有vm′== m/s≈8.33 m/s
由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移
t== s=13.9 s
x== m≈57.82 m.
(3)由W=Fx可求出汽车在匀加速阶段行驶时做功为
W=Fx=7.2×103×57.82 J≈4.16×105 J
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