什邡中学高2022级平实班第二学期第二次月考
物理试卷
总分:100分 考试时间:75分钟
第I卷选择题部分
一、单项选择题∶本题共7小题,每小题4分,共28分
1. 以下说法中正确的是( )
A. 曲线运动一定是加速度变化的运动
B. 平抛运动是匀变速曲线运动
C. 作用力做正功,反作用力一定做负功
D. 外力对物体做功,其机械能必不守恒
【答案】B
【解析】
【详解】A.曲线运动加速度可能不变,例如平抛运动,故A错误;
B.平抛运动轨迹为曲线,加速度为g不变,是匀变速曲线运动,故B正确;
C.作用力做正功,反作用力可能做负功,也可能不做功或者做正功,如两块条形磁铁静止放置同极相对开始运动,反作用力做正功,故C错误;
D.物体所受重力属于外力,重力对物体做功,不改变物体的机械能,故D错误。
故选B。
2. 一条小河宽90 m,水流速度8 m/s,一艘快艇在静水中的速度为6 m/s,用该快艇将人员送往对岸,则该快艇( )
A. 以最短位移渡河,位移大小为90 m
B. 渡河时间随河水流速加大而增长
C. 渡河的时间可能少于15 s
D. 以最短时间渡河,沿水流方向位移大小为120 m
【答案】D
【解析】
【详解】由于水流速度大于船的静水速度,可知小船不能垂直河岸渡河,则最小位移不是90m,选项A错误;小船渡河的时间与水流速度无关,选项B错误;当船头方向垂直河岸方向时,小船过河时间最短,,则小船渡河的时间不能小于15s,选项C错误;以最短时间渡河,沿水流方向位移大小为,故D正确;
3. 恒力F作用在质量为m的物体上,如图所示,由于地面对物体的摩擦力较大,没有被拉动,则经时间t,下列说法正确的是( )
A. 拉力F对物体的冲量大小为零
B. 拉力F对物体的冲量大小为Ft
C. 拉力F对物体的冲量大小是Ftcos θ
D. 支持力对物体的冲量大小为零
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.拉力F对物体的冲量大小为Ft,故AC错误,B正确;
D.根据共点力平衡条件可知支持力大小为
支持力对物体的冲量大小为
故D错误;
故选B。
4. 如图,斜面上a、b、c三点等距,小球从a点正上方O点抛出,做初速为v0的平抛运动,恰落在b点.若小球初速变为v,其落点位于c,则 ( )
A. v0< v <2v0 B. v=2v0
C. 2v0< v <3v0 D. v>3v0
【答案】A
【解析】
【详解】小球从a点正上方O点抛出,做初速为v0的平抛运动,恰落在b点,改变初速度,落在c点,知水平位移变为原来的2倍,若时间不变,则初速度变为原来的2倍,由于运动时间变长,则初速度小于2v0,故A正确,BCD错误.
5. 如图所示,A、B、C分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮的边缘上的三个点,到各自转动轴的距离分别为3r、r和10r。支起自行车后轮,在转动踏板的过程中,A、B、C三点( )
A. 角速度大小关系是
B. 线速度大小关系是
C. 加速度之比是
D. 转速之比是
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】大齿轮与小齿轮是同缘传动,边缘点线速度相等,则有
根据
则有
小齿轮与后轮是同轴传动,角速度相等,则有
根据
则有
所以角速度大小关系是
线速度大小关系是
根据
可知
根据
可知转速之比是
故选C。
6. 如图所示,a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星,下列说法正确的是( )
A. b、c的线速度大小相等,且大于a的线速度
B. b、c的向心加速度大小相等,且小于a的向心加速度
C. c加速可追上同一轨道上的b,b减速可等候同一轨道上的c
D. a卫星由于某原因,轨道半径缓慢减小,其线速度将减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为b、c在同一轨道上运行,故其线速度大小、加速度大小均相等。又b、c轨道半径大于a的轨道半径,由
可得
知
vb=vc
B.由
加速度
可知
ab=ac
C.当c加速时,c受到的万有引力,故它将做离心运动;当b减速时,b受到的万有引力,故它将做向心运动。所以无论如何c也追不上b,b也等不到c,故C选项错。
D.由
知对a卫星,当它的轨道半径缓慢减小时,线速度增大,故D选项错误。
故选B。
7. 如图所示,竖直面内的圆形管道半径R远大于横截面的半径,有一小球的直径比管横截面直径略小,在管道内做圆周运动.小球过最高点时,小球对管壁的弹力大小用F表示、速度大小用v表示,当小球以不同速度经过管道最高点时,其图象如图所示.则( )
A. 小球的质量为 B. 当地的重力加速度大小为
C. 时,小球对管壁的弹力方向竖直向下 D. 时,小球受到的弹力大小是重力大小的三倍
【答案】D
【解析】
【详解】AB. 在最高点,若,则
若F=0,则v2=a
解得小球质量
当地的重力加速度大小
故AB错误;
C.若F=0,则v2=a,则时,小球所受的弹力方向向下,所以小球对管壁的弹力方向竖直向上,故C错误;
D.当v2=b时,根据
解得
当v2=2b时,根据
解得
故D正确。
故选D。
二、多选题(每小题6分,共18分)
8. 如图所示,质量为1kg的物体A在F=10N的力作用下,由静止开始沿光滑斜面做匀加速直线运动,已知斜面倾角为θ=37°,当物体A运动5m到达B点时(B点图中未画出,,g取10m/s2)下列说法正确的是( )
A. 物体动能增加了20J
B. 物体机械能增加了50J
C. 物体重力势能增加了30J
D. 物体到达B点时,F的瞬时功率为20W
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.根据动能定理,则物体动能增加了
选项A正确;
B.物体机械能增加了
选项B正确;
C.物体重力势能增加了
选项C正确;
D.物体到达B点时,根据
可得
F的瞬时功率为
选项D错误。
故选ABC。
9. 如图所示,叠放在水平转台上的物体A、B随转台一起以角速度ω匀速转动,A、B物体的质量分别是2m、m,A与B、B与转台间的动摩擦因数均为μ,B通过轻绳与转轴O1O2相连,轻绳保持水平,A、B可视为质点,A、B到转轴的距离为r,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. A对B的摩擦力方向指向圆心 B. 转台的角速度一定满足
C. B对A的摩擦力大小一定等于 D. 当轻绳将开始要出现张力时,角速度ω=
【答案】D
【解析】
【详解】A.由受力分析可知,A做圆周运动的向心力只能由B对A的摩擦力提供,所以B对A的摩擦力方向指向圆心,由牛顿第三定律可知A对B的摩擦力方向背离圆心,故A错误;
B.A做圆周运动摩擦力只能由B对A的摩擦力提供,A所受的最大静摩擦力为
可得
解得
故B错误;
C.当时,B对A摩擦力小于,故C错误;
D.当绳子刚要出现张力时,转盘对B的静摩擦力达到最大,将A、B看成一个整体,由受力分析有
解得
故D正确。
故选D。
10. 如图所示,将长为3L的轻杆穿过光滑水平转轴O,两端分别固定质量为2m的球A和质量为3m的球B, A到O的距离为L,现使杆在竖直平面内转动,当球B运动到最高点时,球B恰好对杆无作用力,两球均视为质点。则球B在最高点时( )
A. 球B的速度大小为
B. 球A的速度大小为
C. 水平转轴对杆的作用力为5mg
D. 球A对杆的作用力大小为3mg
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】AB.当B在最高点时,球B对杆无作用力,此时球B的重力提供做圆周运动所需的向心力则
解得
由于AB转动的角速度相同,故根据v=ωr可知
故A错误,B正确;
CD.对A球受力分析可知,由
解得
此时水平转轴对杆作用力为3mg,则水平转轴对杆的作用力为3mg,故C错误,D正确。
故选BD。
第II卷 非选择题部分
三、实验题(共16分)
11. 在做“研究平抛运动”的实验时:
(1)让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹,为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_______。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次释放小球的位置必须不同
C.每次必须由静止释放小球
D.将小球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将各点连接成折线
(2)实验时,已备有下列器材:白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台,还需要下列器材中的___________(请填写器材前的字母)。
A.秒表 B.重锤线 C.天平 D.测力计
【答案】 ①. AC ②. B
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]A.通过调节使斜槽的末端保持水平,保证小球做平抛运动,选项A正确;
B.每次释放小球的位置必须相同,选项B错误;
C.每次必须由静止释放小球,选项C正确;
D.将小球的位置记录在纸上后,取下纸,将各点用平滑曲线连接,选项D错误;
故选AC。
(2)[2]实验时,已备有下列器材:白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台,还需要下列器材中的重锤线,不需要秒表、天平和测力计。故选B。
12. 某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”,实验装置如图甲所示,某次操作得到了如图乙所示的纸带,依次测出了各计数点到第一个计数点O的距离如图乙中所示。已知相邻两计数点的时间间隔为T,重锤的质量为,当地重力加速度。请回答下列问题:
(1)下列仪器中一定需要的是______
A.天平 B.的低压直流电源 C.刻度尺 D.秒表
(2)打E点时重锤的速度表达式______。
(3)选取O到E的过程进行机械能守恒定律的验证,则需要验证的关系式为______。
(4)在验证机械能守恒时,发现重力势能的减少量大于动能的增加量,实际操作过程中没有任何错误,通过分析发现存在阻力。请根据该小组同学所画出的图象,如图所示。可求出实验过程中平均阻力大小为______。 (结果保留两位有效数字)
【答案】 ①. C ②. ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]在验证机械能守恒的实验中,验证动能增加量与重力势能的减小量是否相等,所以要测量重锤下降的高度和瞬时速度,测量下降高度和瞬时速度均需要刻度尺,时间可以通过打点计时器打点个数求得,打点计时器使用的是的低压交流电源,选项C正确,ABD错误。
故选C。
(2)[2]根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,有
(3)[3]选取O到E的过程进行机械能守恒定律的验证,则有
化简得需要验证的关系式为
(4)[4]据机械能守恒表达式得
故图象中斜率
解得
因当地重力加速度,根据牛顿第二定律有
解得实验过程中平均阻力大小为
四、计算题∶计算时要求写出必要的文字、公式、重要的步骤等。本大题共有3个小题,满分共38分。
13. 嫦娥探月工程已经发射嫦娥四号探测器,首次实现月球背面软着陆,已知引力常量为G,月球的半径为R,月球表面的重力加速度大小为g,嫦娥四号将在离月球中心距离为r的轨道上运行,其绕月周期为T,根据以上信息求:
(1)月球的第一宇宙速度;
(2)月球的平均密度。
【答案】(1);(2);
【解析】
【详解】(1)根据
解得月球的第一宇宙速度
(2)根据
可得月球的密度
或者
14. 如图所示,在水平桌面上A点处静止有一辆可视为质点、质量为m=0.2 kg的电动小车,以恒定的功率P=3 W启动并向右运动,当速度为v1=2m/s时加速度为a1=2.5 m/s2,出发后经过时间t=0.5 s小车运动到水平桌面的右侧边缘B点时刚好加速到最大速度vm,而后关闭电动小车的电源,小车从B点飞出,恰好沿切线方向从C点进入半径为R=0.5m的固定光滑圆弧轨道CD。已知OD竖直,圆弧CD的圆心角θ=53°,重力加速度g=10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)小车在水平桌面上运动过程中受到阻力大小;
(2)水平桌面上A、B两点间的距离;
(3)在D点轨道对小车支持力的大小。
【答案】(1)1.0 N;(2)0.6 m;(3)13.6 N
【解析】
【详解】(1)设小车在水平桌面上受到的阻力大小为f,当小车速度为v1=2 m/s时,牵引力为F1,则
P=F1v1
F1-f=ma1
解得
f=1.0 N
(2)设小车在B点时,小车的牵引力为F2,A、B两点间的距离为x,则
P=F2vm
F2=f
解得
vm=3 m/s
x=0.6 m
(3)设小车在C点时的速度大小设为vC,在D点的速度设为vD,在D点轨道对小车的支持力大小为N,则
vm=vCcosθ
有
vC=5 m/s
vD=m/s
解得
N=13.6 N
15. 如图所示,传送带A、B之间的距离为L=3.2m,与水平面间夹角θ=,传送带沿顺时针方向转动,速度恒为v=2m/s,在上端A点无初速放置一个质量为m=1kg、大小可视为质点的金属块,它与传送带的动摩擦因数为μ=0.5,金属块滑离传送带后,经过弯道,沿半径R=0.4m的光滑圆轨道做圆周运动,刚好能通过最高点E,已知B、D两点的竖直高度差为h=0.5m(g取10m/s2)。
(1)金属块经过D点时的速度;
(2)金属块在BCD弯道上克服摩擦力做的功。
【答案】(1);(2)3J
【解析】
【详解】(1)对金属块在E点,有
代入数据解得
在从D到E过程中,由动能定理得
代入数据得
(2)金属块刚刚放上时,有
代入数据得
设经位移s1达到共同速度,有
代入数据解得
继续加速过程中,有
代入数据解得
则
由公式得
在从B到D过程中,由动能定理可知
解得什邡中学高2022级平实班第二学期第二次月考
物理试卷
总分:100分 考试时间:75分钟
第I卷选择题部分
一、单项选择题∶本题共7小题,每小题4分,共28分
1. 以下说法中正确的是( )
A. 曲线运动一定是加速度变化的运动
B. 平抛运动是匀变速曲线运动
C. 作用力做正功,反作用力一定做负功
D. 外力对物体做功,其机械能必不守恒
2. 一条小河宽90 m,水流速度8 m/s,一艘快艇在静水中的速度为6 m/s,用该快艇将人员送往对岸,则该快艇( )
A. 以最短位移渡河,位移大小为90 m
B. 渡河时间随河水流速加大而增长
C. 渡河的时间可能少于15 s
D. 以最短时间渡河,沿水流方向位移大小为120 m
3. 恒力F作用在质量为m的物体上,如图所示,由于地面对物体的摩擦力较大,没有被拉动,则经时间t,下列说法正确的是( )
A. 拉力F对物体的冲量大小为零
B. 拉力F对物体冲量大小为Ft
C. 拉力F对物体的冲量大小是Ftcos θ
D. 支持力对物体的冲量大小为零
4. 如图,斜面上a、b、c三点等距,小球从a点正上方O点抛出,做初速为v0的平抛运动,恰落在b点.若小球初速变为v,其落点位于c,则 ( )
A. v0< v <2v0 B. v=2v0
C. 2v0< v <3v0 D. v>3v0
5. 如图所示,A、B、C分别是自行车大齿轮、小齿轮和后轮的边缘上的三个点,到各自转动轴的距离分别为3r、r和10r。支起自行车后轮,在转动踏板的过程中,A、B、C三点( )
A. 角速度大小关系是
B. 线速度大小关系是
C. 加速度之比是
D. 转速之比是
6. 如图所示,a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星,下列说法正确的是( )
A. b、c的线速度大小相等,且大于a的线速度
B. b、c的向心加速度大小相等,且小于a的向心加速度
C. c加速可追上同一轨道上b,b减速可等候同一轨道上的c
D. a卫星由于某原因,轨道半径缓慢减小,其线速度将减小
7. 如图所示,竖直面内的圆形管道半径R远大于横截面的半径,有一小球的直径比管横截面直径略小,在管道内做圆周运动.小球过最高点时,小球对管壁的弹力大小用F表示、速度大小用v表示,当小球以不同速度经过管道最高点时,其图象如图所示.则( )
A. 小球的质量为 B. 当地的重力加速度大小为
C. 时,小球对管壁的弹力方向竖直向下 D. 时,小球受到的弹力大小是重力大小的三倍
二、多选题(每小题6分,共18分)
8. 如图所示,质量为1kg的物体A在F=10N的力作用下,由静止开始沿光滑斜面做匀加速直线运动,已知斜面倾角为θ=37°,当物体A运动5m到达B点时(B点图中未画出,,g取10m/s2)下列说法正确的是( )
A. 物体动能增加了20J
B. 物体机械能增加了50J
C. 物体重力势能增加了30J
D. 物体到达B点时,F的瞬时功率为20W
9. 如图所示,叠放在水平转台上的物体A、B随转台一起以角速度ω匀速转动,A、B物体的质量分别是2m、m,A与B、B与转台间的动摩擦因数均为μ,B通过轻绳与转轴O1O2相连,轻绳保持水平,A、B可视为质点,A、B到转轴的距离为r,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. A对B摩擦力方向指向圆心 B. 转台的角速度一定满足
C. B对A的摩擦力大小一定等于 D. 当轻绳将开始要出现张力时,角速度ω=
10. 如图所示,将长为3L的轻杆穿过光滑水平转轴O,两端分别固定质量为2m的球A和质量为3m的球B, A到O的距离为L,现使杆在竖直平面内转动,当球B运动到最高点时,球B恰好对杆无作用力,两球均视为质点。则球B在最高点时( )
A. 球B的速度大小为
B. 球A的速度大小为
C. 水平转轴对杆的作用力为5mg
D. 球A对杆的作用力大小为3mg
第II卷 非选择题部分
三、实验题(共16分)
11. 在做“研究平抛运动”的实验时:
(1)让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹,为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_______。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次释放小球的位置必须不同
C.每次必须由静止释放小球
D.将小球位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将各点连接成折线
(2)实验时,已备有下列器材:白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台,还需要下列器材中的___________(请填写器材前的字母)。
A.秒表 B.重锤线 C.天平 D.测力计
12. 某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”,实验装置如图甲所示,某次操作得到了如图乙所示的纸带,依次测出了各计数点到第一个计数点O的距离如图乙中所示。已知相邻两计数点的时间间隔为T,重锤的质量为,当地重力加速度。请回答下列问题:
(1)下列仪器中一定需要的是______
A.天平 B.的低压直流电源 C.刻度尺 D.秒表
(2)打E点时重锤的速度表达式______。
(3)选取O到E的过程进行机械能守恒定律的验证,则需要验证的关系式为______。
(4)在验证机械能守恒时,发现重力势能的减少量大于动能的增加量,实际操作过程中没有任何错误,通过分析发现存在阻力。请根据该小组同学所画出的图象,如图所示。可求出实验过程中平均阻力大小为______。 (结果保留两位有效数字)
四、计算题∶计算时要求写出必要的文字、公式、重要的步骤等。本大题共有3个小题,满分共38分。
13. 嫦娥探月工程已经发射嫦娥四号探测器,首次实现月球背面软着陆,已知引力常量为G,月球的半径为R,月球表面的重力加速度大小为g,嫦娥四号将在离月球中心距离为r的轨道上运行,其绕月周期为T,根据以上信息求:
(1)月球的第一宇宙速度;
(2)月球的平均密度。
14. 如图所示,在水平桌面上A点处静止有一辆可视为质点、质量为m=0.2 kg的电动小车,以恒定的功率P=3 W启动并向右运动,当速度为v1=2m/s时加速度为a1=2.5 m/s2,出发后经过时间t=0.5 s小车运动到水平桌面的右侧边缘B点时刚好加速到最大速度vm,而后关闭电动小车的电源,小车从B点飞出,恰好沿切线方向从C点进入半径为R=0.5m的固定光滑圆弧轨道CD。已知OD竖直,圆弧CD的圆心角θ=53°,重力加速度g=10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)小车在水平桌面上运动过程中受到的阻力大小;
(2)水平桌面上A、B两点间的距离;
(3)在D点轨道对小车支持力的大小。
15. 如图所示,传送带A、B之间的距离为L=3.2m,与水平面间夹角θ=,传送带沿顺时针方向转动,速度恒为v=2m/s,在上端A点无初速放置一个质量为m=1kg、大小可视为质点的金属块,它与传送带的动摩擦因数为μ=0.5,金属块滑离传送带后,经过弯道,沿半径R=0.4m的光滑圆轨道做圆周运动,刚好能通过最高点E,已知B、D两点的竖直高度差为h=0.5m(g取10m/s2)。
(1)金属块经过D点时的速度;
(2)金属块在BCD弯道上克服摩擦力做的功。
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