苏州市名校2023-2024学年高三上学期7月阶段性教学质量检测
物理
考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;
2.请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(共40分)
1.北京大学物理系赵凯华教授说过“加速度是人类认识史上最难建立的概念之一,也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念…”。所以对加速度的认识应该引起大家的重视。下列说法中正确的是( )
A.物体的速度大,加速度一定大 B.速度变化得越快,加速度就变化得越快
C.物体加速度变大,则速度也一定是在变大 D.加速度的方向与速度变化量的方向相同
2.在轻绳的两端各拴一个小球,一个人用手拿着绳子上端的小球,站在三层楼的阳台上,释放小球,使小球自由下落,两小球相继落地的时间差为,如果人站在四层楼的阳台上,用同样的方法释放小球,让小球自由下落,则两小球相继落地的时间差将( )
A.不变 B.变小 C.变大 D.无法确定
3.一物体在外力作用下由静止开始沿竖直方向向上运动,其加速度随时间变化的关系图线如图所示。下列说法正确的是( )
A.1s末和3s末物体速度方向相反 B.第2s内物体处于失重状态
C.2s末物体动能最大 D.4s末物体回到出发点
4.甲、乙两车沿同一条平直公路同方向行驶,速度-时间图像如图所示,图中、、等间隔。已知产时刻两车相遇,假定两车在行进中所受阻力相同,且为常量,则( )
A.时刻两车再次相遇
B.时间内两车的位移相同
C.时间内两车靠近,时间内两车远离
D.时间内乙车发动机所做的功一定比甲车的大
5.两相同的楔形木块A、B叠放后分别以图1、2两种方式在水平外力和竖直外力作用下,挨着竖直墙面保持静止状态,则在此两种方式中,木块B受力个数之比为( )
A.4:4 B.4:3 C.5:3 D.5:4
6.如图所示,质量分别为m和2m的物体A、B静止在光滑水平面上,通过一根倾斜的轻绳连接,若用水平向左的恒力F拉物体A,经过一段时间,两物体的位移为、绳中的张力为;若用水平向右的恒力2F向右拉物体B,经过相同的一段时间,两物体运动的位移为、绳中的张力为,则( )
A., B.,
C., D.,
7.如图所示,在海边的山坡上同一位置以相同大小的初速度抛出两个石子,速度方向与水平方向夹角均为,两石子在同一竖直面内落入水中,不计空气阻力。两石子抛出后( )
A.在空中运动时间相同 B.在空中同一高度时速度方向相同
C.落至水面速度大小不同 D.落至水面水平射程相同
8.在“验证力的平行四边形定则”的实验装置如图所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,和为细绳。关于该实验,下列操作正确的是( )
A.两个细绳套必须等长
B.测力计、细绳套、橡皮条可以与木板平面不平行
C.重复实验,再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同
D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时,拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力
9.如图所示,固定在水平面上一个光滑的半圆弧轨道,O点为半圆弧的圆心,一根轻绳跨过半圆弧的A点(O、A等高,不计A处摩擦),轻绳一端系在竖直杆上的B点,另一端连接质量为m的小球P。现将另一个小球Q用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的之间,已知整个装置处于静止状态时,,,重力加速度为g,则( )
A.小球Q的质量为2m
B.半圆弧轨道对小球P的支持力为
C.B点缓慢向上移动微小距离,绳子拉力减小
D.静止时剪断A处轻绳的瞬间,小球P的加速度
10.如图所示,一小物块被夹子夹紧,夹子通过轻绳悬挂在小环上,小环套在水平光滑细杆上,物块质量为M,到小环的距离为L,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F。小环和物块以速度v向右匀速运动,小环碰到杆上的钉子P后立刻停止,物块向上摆动。整个过程中,物块在夹子中没有滑动,小环和夹子的质量均不计,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.物块向右匀速运动时,绳中的张力等于2F
B.小环碰到钉子P时,绳中的张力大于2F
C.物块上升的最大高度为
D.速度v不能超过
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题(共60分)
11.如图甲所示是某研究性学习小组探究小车加速度与力关系的实验装置,长木板置于水平桌面上,一端系有沙桶的细绳通过滑轮与固定的拉力传感器相连,拉力传感器可显示绳中拉力F的大小,改变桶中沙的质量进行多次实验。完成下列问题:
(1)实验时,下列操作或说法正确的是__________。
A.需要用天平测出沙和沙桶的总质量
B.为减小误差,实验中一定要保证沙和沙桶的质量远小于小车的质量
C.选用电磁打点计时器比选用电火花计时器实验误差小
D.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录拉力传感器的示数
(2)实验中得到一条纸带,相邻计数点间有四个点未标出,各计数点到A点的距离如图乙所示。电源的频率为50Hz,则由纸带可知小车的加速度大小为__________。(保留三位有效数字)
(3)以拉力传感器的示数F为横坐标,以小车加速度a为纵坐标,画出的图像可能正确的是__________。
A. B. C. D.
(4)若作出图线,求出其“斜率”为k,则小车的质量为__________。
(5)同学不断增加沙子质量重复实验,发现小车的加速度最后会趋近于某一数值,从理论上分析可知,该数值应为__________。(g取)
12.倾角为的斜面固定在水平面上,斜面上有一重为G的物体A,物体A与斜面间的动摩擦因数。现给A施以一水平力F,如图所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等(,),如果物体A能在斜面上静止,求水平推力F的大小满足的条件。
13.如图所示,一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道做匀速圆周运动,摩托车运动的速率恒为,人和车的总质量为,摩托车受到的阻力是摩托车对轨道压力的k倍,且,摩托车通过与圆心O在同一水平面上的B点向下运动时牵引力恰好为零,摩托车车身的长度不计,g取,取3.14。试求:
(1)运动员完成一次圆周运动所需的时间;
(2)车在最低点对轨道的压力大小。
14.如图所示,足够长的传送带与水平面夹角,以恒定的速度逆时针匀速转动,小炭块以初速度沿平行于传送带方向从传送带底端滑上传送带,小炭块与传送带间的动摩擦因数,取重力加速度,试求:
(1)小炭块在传送带上向上滑行的最远距离;
(2)传送带上留下的炭块痕迹长度:
(3)小炭块从滑上传送带到返回传送带底端所用时间。
15.如图,一长木板静止在水平地面上,一物块叠放在长木板上,整个系统处于静止状态,长木板的质量为,物块的质量为,物块与长木板间的动摩擦因数为,长木板与地面之间的动摩擦因数为,对长木板施加一个水平向右的拉力F,拉力,作用0.9s后将力撤去,之后长木板和物块继续运动,最终物块没有从长木板上掉下来。物块可看作质点,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g大小取,求:
(1)通过计算分析施加F后m和M是否相对滑动,求0.9s时各自速度:
(2)撤去外力F后经多长时间m和M速度相等:
(3)m和M全程运动的时间分别多少;
(4)长木板的最短长度L。
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参考答案
1. D 2. B 3. C 4. A 5. C 6. A 7. B 8. C 9. B 10. D 11. D 1.48 A 5
12. 13.(1)3.14s;(2)6000N
【详解】(1)根据题意可知摩托车通过与B点时牵引力恰好为零,此时摩托车所受摩擦阻力f与重力平衡,
所以有
根据牛顿第二定律有
解得
运动员完成一次圆周运动所需的时间,解得
(2)在最低点,对人和车整体
解得
根据牛顿第三定律,车对轨道的压力大小
14.小炭块刚滑上传送带时的加速度大小为
小炭块一开始在传送带上向上做匀减速直线运动,当速度减为0时,向上滑行最远,最远距离为
向上减速时间为
小炭块向下加速时的加速度为
所以加速到与传送带共速所需时间为
位移为
小炭块与传送带共速后,由于
所以小炭块继续向下加速的加速度为
所以小炭块继续向下直到到达传送带底端有
解得
总用时
经分析可知传送带上留下的炭块痕迹长度为
15.(1)1.8m/s,2.7m/s;(2)0.1;(3)2s,1.4s;(4)0.6m
【详解】(1)假设物块与长木板一起运动,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律有
,
解得
当物块与长木板之间相对滑动时,以物块为研究对象,根据牛顿第二定律有
解得
由于
则物块与长木板之间发生相对滑动。
以长木板为研究对象,根据牛顿第二定律有
解得
作用时间过程中,物块做匀加速直线运动,物块速度的大小
长木板做匀加速直线运动,长木板速度的大小
(2)撤去拉力时长木板的速度大于物块速度,则撤去拉力之后物块与长木板之间继续发生相对滑动,物块继续做匀加速运动,加速度
长木板做匀减速直线运动,以长木板为研究对象,
根据牛顿第二定律有
解得
设经过时间物块与长木板达到共同速度,
根据运动学公式
两式联立解得
物块与长木板达到共同速度
(3)当两者速度相等之后,假设物块与长木板一起运动,以整体为研究对象,
根据牛顿第二定律有
解得
此时物块与长木板之间的摩擦力为
物块与长木板之间的最大静摩擦力为
由于
则物块与长木板两者速度相等之后不会一起做减速运动,物块相对于长木板向前滑动,
物块的加速度
停止的时间
全程总时间为
以长木板为研究对象,根据牛顿第二定律有
解得
停止的时间
全程总时间为
(4)作用时间过程中,物块的位移
长木板的位移
撤去拉力后0.1s,此过程中物块的位移为
长木板速度的位移
在和时间内物块相对于长木板向左滑动的距离为
当两者速度相等之后,物块减速过程运动位移为
长木板减速过程运动位移为
此过程中物块相对于长木板向前滑动的位移为
则
则长木板的最小长度为
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