赣州市部分学校2022-2023学年高二下学期4月期中考试
物理试卷
考生注意:
1.请将各题答案填写在答题卡上,填写在试卷上无效。
2.考试期间考生不得向监考老师提出任何与试卷内容相关问题,若有违反一律按考试舞弊处理(本场考试科目记做0分)。
3. 请勿在草稿纸上做任何标记,考试结束后请立即停止作答,由监考老师回收试卷、答题卡、草稿纸,期间考生不得离开考场。
一、选择题 (共11题,每题4分,共44分,1-7单选,8-11多选。)
1.2022年6月17日,我国首艘平直通长飞行甲板航母福建舰下水,为我海军走向深蓝提供了重要支撑。假设在某次舰载机降落训练中,航母以15m/s的速度匀速行驶,舰载机着舰初速度为75m/s,与航母速度同向。在阻拦装置的作用下,舰载机减速着舰加速度大小为10m/s2,最后停在航母上。不考虑舰载机的大小、以及对航母运动的影响,把舰载机的运动看作是匀变速直线运动,则航母着舰区的安全长度至少应是( )
A.281.25m B.270m C.180m D.150m
2.如图,光滑斜面AE被分成四个相等的部分,一个物体由A点静止释放后做匀加速直线运动,下面结论中正确的是( )
A.经过每一部分时,其速度增量均相同
B.物体通过AB、BC、CD、DE段所需的时间之比
C.物体到达各点的速度大小之比为1∶2∶3∶4
D.若该物体从A点运动到B点共用时4秒,则物体在第三秒初的速度等于物体在B点速度的一半
3.定点投弹是军事训练科目之一。若把炸弹视为质点,相同的两枚炸弹投中同一点M的过程可以简化为如图所示的两个过程,一枚从P点水平投出,另一枚从P点正下方地面上的Q点斜向上投出,其轨迹的最高点和P点等高,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.两枚炸弹运动过程中重力做功相等
B.两枚炸弹投出时人对炸弹做功相等
C.两枚炸弹落地前瞬间重力做功的功率相等
D.两枚炸弹落地前瞬间的动能相等
4.如图所示,固定于水平面上的竖直光滑圆轨道的半径为R,B、D分别为圆轨道的最高点和最低点,A与C为平行于地面的直径的两端点,小球(视为质点)从轨道上的A点以某一速度沿轨道竖直向下运动。下列判断正确的是( )
A.只有时,小球才能到达B点
B.小球从A点到D点的过程中克服重力做功,且重力做功的功率先增大后减小
C.若小球能过B点,则小球从A点运动至D点的时间小于从C点运动至B点的时间
D.若轨道存在摩擦,则小球从A点至D点与从D点至C点过程中克服摩擦力做的功一定相等
5.放在粗糙水平面上的物块A、B用轻质弹簧秤相连,如图所示,物块与水平面间的动摩擦因数均为μ,今对物块A施加一水平向左的恒力F,使A、B一起向左匀加速运动,设A、B的质量分别为m、M,则弹簧秤的示数
A. B. C. D.
6.如图所示,一辆小车静止在水平地面上,车内固定着一个倾角为的光滑斜面OA,光滑挡板OB可绕转轴O在竖直平面内转动。现将一重力为G的圆球放在斜面与挡板之间,挡板与水平面的夹角θ=,下列说法正确的是( )
A.若保持挡板不动,则球对斜面的压力大小为
B.若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动,则球对斜面的压力逐渐增大
C.若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动,则球对挡板的压力逐渐减小
D.若保持挡板不动,使小车水平向右做匀加速直线运动,则球对挡板的压力可能为零
7.如图甲所示,一顺时针匀速转动的水平传送带AB,速度为。某时刻一质量为2kg的物块以恒定初速度冲上A点,以速度离开B点,物块与传送带之间的动摩擦因数为0.2。当传送带速度为不同值时,物块离开B点时的速度随变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是(物块可视为质点,重力加速度)( )
A.传送带的长度为1.5m
B.物块冲上传送带的初速度
C.当时,物块在传送带上运动的过程中,受到的摩擦力方向可能向右
D.当时,物块在传送带上运动的过程中,电动机因传送物块多消耗的能量为3.5J
8.如图所示为一质点做直线运动的速度时间图像,下列说法中正确的是( )
试卷第2页,共2页
A.整个运动过程中,CE段的加速度最大
B.整个运动过程中,BC段的加速度最大
C.整个运动过程中,质点在D点所对应的位置离出发点最远
D.OA段所表示的运动通过的路程是25m
9.如图所示,用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上静止不动,当F增大时
A.墙对铁块的弹力增大
B.墙对铁块的摩擦力增大
C.墙对铁块的摩擦力不变
D.墙与铁块间的摩擦力减小
10.如图甲所示,粗糙的水平地面上有一块长木板P,小滑块Q放置于长木板的最右端。现将一个水平向右的力F作用在长木板的右端,让长木板从静止开始运动。滑块、长木板的速度图像如图乙所示,已知小滑块与长木板的质量相等,滑块Q始终没有从长木板P上滑下。重力加速度g取。则下列说法正确的是( )
A.时长木板P停下来
B.长木板P的长度至少是7.5 m
C.长木板P和水平地面之间的动摩擦因数是0.075
D.滑块Q在长木块P上滑行的路程是12 m
11.如图所示,一个边长满足3:4:5的斜面体沿半径方向固定在一水平转盘上,一木块静止在斜面上,斜面和木块之间的动摩擦系数μ=0.5。若木块能保持在离转盘中心的水平距离为40cm处相对转盘不动,g=10m/s2,则转盘转动角速度ω的可能值为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A.1rad/s B.3rad/s C.4rad/s D.9rad/s
二、实验题(共20分)
12.某同学为探究加速度与力的关系,创新设计了如图甲所示的实验装置。一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上,用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连。实验中改变悬挂的钩码个数进行多次测量,记录的示数F,并利用纸带计算出小车对应的加速度a。
(1)下列做法正确的是___________
A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B.探究加速度与力的关系时,作a-F图像应该用折线将所描的点依次连
C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源
(2)实验中钩码的质量___________远小于小车质量。(填“需要”或“不需要”)
(3)图乙是某次实验中得到的纸带的一部分,纸带上的点迹为打点计时器打下的连续点迹。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,由纸带数据求出小车的加速度a=___________m/s2.(结果保留2位有效数字)
(4)请你猜测一下根据实验数据绘出小车的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图像,图丙中最符合本实验实际情况的是___________。
13.某实验小组通过实验研究一个标有“3V 0.8W”小灯泡的伏安特性曲线,要求灯泡两端的电压由零逐渐增加,且尽量减小实验误差。已选用的器材除导线、开关外,还有:
A.电池组(电动势为4.5V,内阻约1)
B.电流表(量程为0~0.6A,内阻约为1)
C.电压表(量程为0~3V,内阻约为3k)
D.滑动变阻器(最大阻值20,额定电流1A)
(1)实验电路应选用图甲中的______(填字母代号)。
(2)按照(1)中选择的电路进行连线,如图乙所示,其中应该去掉的导线是______(选填相应的字母)。
(3)闭合开关前滑动变阻器的滑片应该置于最端______(选填“左”或“右”)。
(4)以电压表的读数U为横轴,以电流表的读数I为纵轴,根据实验得到的多组数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线,如图丙所示,由图可知:随着电压的增大,小灯泡的电阻______(选填“增大”或“减小”),其发生变化的原因是______。
(5)如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V、内阻为5的电源两端,电路接通后小灯泡两端的电压是________V。
三、计算题(共36分)
14.如图所示,质量的一只长方形铁箱在水平拉力作用下沿水平面向右加速运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数。这时铁箱内一个质量的木块(可视为质点)恰好能相对静止在后壁上。木块与铁箱侧壁、底部间的动摩擦因数都为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。求:
(1)木块对铁箱后壁的压力大小;
(2)水平拉力的大小;
(3)减小拉力,经过一段时间,木块沿铁箱左侧壁落到底部且没有反弹,当铁箱的速度为时撤去拉力,最终木块恰好到达铁箱的右侧壁,求铁箱的长度。
15.如图所示,光滑固定斜面AB的倾角,BC为水平面,BC长度l=1.1m,CD为光滑的圆弧,半径R=0.6m。一个质量m=2kg的物体,从斜面上A点由静止开始下滑,物体与水平面BC间的动摩擦因数,轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时,继续竖直向上运动,最高点距离D点的高度h=0.2m。不计空气阻力,sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2。求:
(1)物体运动到C点时的速度大小;
(2)A点距离水平面的高度H;
(3)物体最终停止的位置到C点的距离s。
16.如图所示,水平轨道右端有一个弹性挡板A,长为9m的木板B质量为m,静止在光滑水平面上,木板右端距弹性挡板,质量为M的滑块C从木板左端以8m/s的初速度冲上木板,滑块与木板间的动摩擦因数为,,木板撞到弹性挡板后立即原速率返回,重力加速度,求:
(1)木板第1次撞击挡板的速度大小;
(2)从滑块滑上木板到木板第2次撞击挡板的时间;
(3)木板第n次撞击挡板的速度大小;
(4)至第n次撞击挡板木板运动的总路程。
1.C
以航母为参考系,舰载机着舰时相对航母的速度为
根据位移与速度之间的关系可知
可得着舰区的安全长度至少为
故选C。
2.D
AB.根据匀变速直线运动的位移时间公式,得,因为AB、AC、AD、AE的位移之比为,则有,可知物体通过AB、BC、CD、DE段所需的时间之比为,故B错误;
因为通过连续相等位移所用的时间不等,根据知,通过每一部分的速度增量不等,故A错误;
C.根据匀变速直线运动的速度位移公式,得,因为AB、AC、AD、AE的位移之比为,则有,故C错误;
D.若该物体从A点运动到B点共用时4秒,则物体在第三秒初的速度即为AB段的中间时刻点速度,由可知,物体在第三秒初的速度等于物体在B点速度的一半,故D正确。
故选D。
3.C
A.对P炸弹,重力做功mgh;对Q炸弹,竖直方向位移为零,故重力不做功;A错误;
B.P炸弹做平抛运动,由平抛运动相关知识
联立解得
Q炸弹做斜抛运动,设抛射角为α,由斜抛运动相关知识
联立解得
炸弹投出时,设人对炸弹的功为W,由动能定理
综上,只有当α等于60°时,两枚炸弹初速度相同,人对炸弹做的功相同,B错误;
C.由瞬时功率表达式
Q炸弹从和P点等高的最高点落到M点的过程为平抛运动,所以有
所以
C正确;
D.将P炸弹在M点时的速度分解为水平方向和竖直方向速度,故此时的动能
同理可得
因为
而由Q炸弹轨迹的最高点和P点等高可知
所以有
故两枚炸弹落地前瞬间的动能可能不相等,D错误。
故选C。
4.C
A.小球要通过最高点B满足最小速度时,重力提供向心力,则有
根据动能定理得
解得
故当时,小球将能到达B点,A错误;
B.小球从A点到D点的过程中重力做正功,故B错误;
C.若小球能过B点,全过程中机械能守恒,过重力势能越大则动能越小,则小球从A点运动至D点平均速率大于从C点运动至B点的平均速率,故小球从A点运动至D点的时间小于从C点运动至B点的时间,C正确;
D.若轨道存在摩擦,则小球在运动过程中摩擦力做负功机械能越来越小,对称的同高度位置重力势能相同,右侧的动能小于左侧的动能,故左侧运动时轨道为提供较大的向心力,支持力较大,故左侧的运动时关于最低点对称位置的摩擦力也较大,故从A点至D点与从D点至C点过程中克服摩擦力做的功,A点至D点较多,D错误。
故选C。
5.C
以整体为研究对象,根据牛顿第二定律求出加速度,再对B研究,求出弹簧秤对B的拉力大小,得到弹簧秤的示数.
根据牛顿第二定律得:对整体,对B:F弹–μMg=Ma,解得:;故选C.
6.D
A.球处于静止状态,受力平衡,对球进行受力分析,如图所示,F、F以及G构成的三角形为等边三角形,根据几何关系可知
故A错误;
BC.若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动,根据图象可知,F先减小后增大,根据牛顿第三定律可知,球对挡板的压力先减小后增大,故BC错误;
D.若保持挡板不动,使小车水平向右做匀加速直线运动,当F和重力G的合力正好提供加速度时,球对挡板的压力为零,故D正确。
故选D。
7.D
AB.物块加速度为
由图乙可知,当
物块做匀减速运动,则
解得
当
由运动学公式可知
解得
分析可知当传送带速度大于以后,物块的速度一直都是,则可得出物块一直与传送带发生相对滑动直到掉落,则
解得
故AB错误;
C.当时,物块在传送带上运动的过程中,物块相对于传送带向右运动,则受到的摩擦力方向向左,故C错误;
D.当时,物块在传送带上运动的过程中,电动机因传送物块多消耗的能量为
故D正确。
故选D。
8.AC
AB.图像的斜率表示加速度的大小,整个过程中,CE段图像斜率的绝对值最大,故其加速度数值最大,A正确B错误;
C.从开始到D点图像与坐标轴围成的面积在时间轴的上方,位移为正,D点以后位移为负,说明此时已经反方向运动了,故D点离出发点最远,C正确;
D.OA段与时间轴围成的三角形面积为
D错误。
故选AC。
9.AC
A.用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上静止不动,铁块受重力、静摩擦力、水平推力F和墙对铁块的弹力,四个力是两对平衡力;当F增大时,墙对铁块的弹力增大,A正确;
BCD.墙对铁块的摩擦力与重力平衡,所以摩擦力不变,C正确,BD错误。
故选AC。
10.BCD
A.6 s末到长木板停下来过程中,由牛顿第二定律得
解得
这段时间
所以,时长木板P停下来,故A错误;
B.长木板P的长度至少是前6 s内滑块Q在长木板P上滑行的距离
故B正确;
C.由图乙可知,力F在时撤去,此时长木板P的速度,时两者速度相同,,前长木板P的速度大于滑块Q的速度,后长木板P的速度小于滑块Q的速度,0~6 s过程中,以滑块Q为研究对象,由牛顿第二定律得
解得
5~6 s过程中,以长木板P为研究对象,由牛顿第二定律得
解得
故C正确;
D.从6 s末到滑块停下来过程中,由牛顿第二定律得
解得
这段时间
所以,时滑块Q停下来,6 s后滑块Q在长木板P上滑行的距离
滑块Q在长木板P上滑行的路程是
故D正确。
故选BCD。
11.BC
根据题意可知,斜面体的倾角满足
即重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力,所以角速度为零时,木块不能静止在斜面上;当转动的角速度较小时,木块所受的摩擦力沿斜面向上,当木块恰要向下滑动时
又因为滑动摩擦力满足
联立解得
当转动角速度变大,木块恰要向上滑动时
又因为滑动摩擦力满足
联立解得
综上所述,圆盘转动的角速度满足
故AD错误,BC正确。
故选BC。
12. A 不需要 0.75 B
(1)[1]A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行,以保证绳的拉力等于小车受到的合外力,故A正确;
B.探究加速度与力的关系时,作a-F图像应该用直线将所描的点尽量连接,偏离较大的点舍去,故B错误;
C.实验时,为充分利用纸带,应先接通打点计时器的电源再放开木块,故C错误。
故选A。
(2)[2] 弹簧测力计可以测出小车受到的合外力,不需要用钩码的重力代替小车受到的合外力,故钩码的质量不需要远小于小车质量;
(3)[3] 打点计时器使用的交流电频率为50Hz,则打点周期
根据,结合乙图数据可得
解得
(4)[4] 弹簧测力计可以测出小车受到的合外力,则合外力的测量是准确的,图像不会出现弯曲的情况,本实验操作,没有平衡摩擦力,则有一定拉力后,小车才有加速度。
故选B。
13. D c 左 增大 随着电压升高,灯丝电阻的温度升高,电阻增大 0.72(0.68~0.76均可)
(1)[1]由图可知,本实验应从零开始测量,故滑动变阻器应采用分压接法;由于灯泡内阻较小,因此应采用电流表外接法,故选择D电路;
(2)[2]由图可知,电压表左侧分别接了两条导线,由于本实验应采用电流表外接法,故应将导线c去掉;
(3)[3]由图可知,测量部分与滑动变阻器左侧并联,为了让电压从零开始调节,滑片开始时应置于最左端;
(4)[4]I-U图象中图象的斜率表示电阻的倒数,则可知,随着电压的升高电阻增大;原因是灯丝电阻随温度的升高电阻率增大;
(5)[4]在灯泡伏安特性曲线里作出电源的伏安特性曲线,如图所示,由图可知,小灯泡两端的电压约为0.72V;
14.(1)50N;(2)220N;(3)1.5m
(1)对木块受力分析有
则
根据牛顿第三定律可知木块对铁箱侧壁压力的大小为
(2)对木块,根据牛顿第二定律有
解得
对铁箱和木块整体受力分析,根据牛顿第二定律有
解得
(3)因为所以木块与铁箱不能一起减速,对木块
对铁箱
设铁箱经过时间t停止运动
铁箱发生的位移
设铁箱停止时木块发生的位移为x1,速度为v1
铁箱停止后,木块继续运动的位移为x2
铁箱的长度
15.(1)4m/s;(2)1.02m;(3)0.4m
(1)物体由C点运动到最高点,根据动能定理得
代入数据解得
(2)物体由A点运动到C点,根据动能定理得
代入数据解得
H=1.02m
(3)从物体开始下滑到最终停止,根据动能定理得
代入数据,解得
由于
所以物体最终停止的位置到C点的距离为0.4m位置。
16.(1) 4m/s;(2);(3) ;(4) ,,
(1)滑块C的加速度为、木板加速度为
设经时间木板撞击挡板,由题意有
解得
故撞击弹性挡板的最大速度为4m/s。
(2)木板反弹后向左做减速运动,经时间速度减为0,之后滑块经时间,速度与滑块速度相等大小为,由动量守恒
此时木板前进的距离为
解得
故还需匀速运动
解得
(3)第2次碰后各自速度大小为,第3次碰撞时的速度为,根据动量守恒定律得
同理第n次碰撞时的速度为,根据动量守恒定律得
(4)第1次碰撞B运动的距离
第2次碰撞B运动距离
第3次碰撞B运动距离
解得
x=1m(n=1)
x=3m(n=2)
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