若羌县2023-2024学年高三上学期10月月考
物理试卷
一、选择题(1-6单选,7-10多选)
1.一个运动员在百米赛跑中,测得他在50 m处的瞬时速度是6 m/s,16 s末到达终点的瞬时速度是7.5 m/s,则全程内的平均速度大小为( )
A.6 m/s B.6.25 m/s C.6.75 m/s D.7.5 m/s
2.一质点沿x轴做直线运动,其v—t图象如图所示,质点在时位于x=8 m处,开始沿x轴正方向运动.当t=8 s时,质点在x轴上的位置为
A.x=4 m B.x=14 m
C.x=24 m D.x= 34 m
3.一质点沿直线运动,其平均速度与时间的数量关系满足(各物理量均选用国际单位制单位),则关于该质点的运动,下列说法正确的是( )
A.质点可能做匀减速直线运动 B.5s内质点的位移为35m
C.质点运动的加速度为 D.质点在3s末的速度为
4.“儿童蹦极”时,拴在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳。如图,质量为30 kg的小明处于静止状态,两根橡皮绳间的夹角恰好为120°,这时两根橡皮绳的拉力大小相等。将小明视为质点,可求得每根橡皮绳的拉力大小是(取g = 10 m/s2)( )
A.150 N B.150N C.150N D.300 N
5.如图所示,质量为m的物块,沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下,半球形金属壳竖直固定放置,开口向上,物块滑到最低点时速度大小为v,若物体与球壳之间的动摩擦因数为μ,则对物体在最低点时,下列说法正确的是( )
A.受到的摩擦力为μmg B.受到的摩擦力为
C.受到的摩擦力为 D.受到的摩擦力为
6.用跨过定滑轮的绳把湖中小船拉靠岸,如图,已知拉绳的速度v不变,则船速
A.逐渐增大 B.不变
C.逐渐减小 D.先增大后减小
7.如图所示,A、B、C三球的质量均为m,轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连,A、B间由一轻质细线连接,B、C间由一轻杆相连。倾角为θ的光滑斜面固定在地面上,弹簧、细线与轻杆均平行于斜面,初始系统处于静止状态,细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是( )
A.A球的加速度沿斜面向上,大小为2gsinθ
B.C球的受力情况未变,加速度为0
C.B、C两球的加速度均沿斜面向下,大小均为gsinθ
D.B、C之间杆的弹力大小为0
8.如图所示,在光滑地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动。小车质量是M,木块质量是m,力大小是F,加速度大小是a,木块和小车之间动摩擦因数是μ,则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是( )
μmg B.
C.μ(M+m)g D.ma
9.如图所示,用一根细线系住重力为G、半径为R的球,其与倾角为α的光滑斜面劈接触,处于静止状态,球与斜面的接触面非常小,细线悬点O固定不动,在斜面劈从图示位置缓慢水平向左移动直至绳子与斜面平行的过程中,下述正确的是( )
A.细绳对球的拉力先减小后增大 B.细绳对球的拉力先增大后减小
C.细绳对球的拉力一直减小 D.细绳对球的拉力最小值等于Gsinα
10.如图所示,将一小球以10m/s的速度水平抛出,落地时的速度方向与水平方向的夹角恰为45°,不计空气阻力,g取10m/s2,则( )
A.小球抛出点离地面的高度5m B.小球抛出点离地面的高度10m
C.小球飞行的水平距离10m D.小球飞行的水平距离20m
二、实验题
11.一打点计时器固定在倾角为的斜面上,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,打出的纸带的一段如图所示。纸带上0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻计数点之间的时间间距为0.1s。
(1)在打下计数点3时小车对应的速度大小为v=______m/s;
(2)若小车做速度随时间均匀增加的运动,则加速度的大小a=______m/s2。
12.某同学在“验证牛顿第二定律“的实验中,设计了如图甲所示的实验.质量均为M的两重物A和B通过细绳跨过光滑的定滑轮,重物A下方连接纸带,纸带穿过固定在铁架台上的打点计时器,不计空气阻力,重力加速度为g.
(1)在重物B的下端挂上质量为m的钩码,接通打点计时器,由静止释放重物B.打点计时器打出一条纸带,其部分计数点的点迹如图乙所示,其中相邻两计数点间有四个点未标出.已知交流电源的频率为50Hz,可计算出重物A运动的加速度大小为_____m/s2(计算结果保留两位有效数字).
(2)改变钩码的质量m,重做该实验.该同学根据多组实验数据得出重物A的加速度与钩码所受的重力关系的如图丙图象所示,得到了一段直线图线,则该实验满足m_____M(选填“远大于”、“接近于”或“远小于”).该直线的斜率k=_____.
三、解答题
13.在平直路面上以108 km/h速度匀速行驶的汽车,刹车后做匀减速直线运动,4 s末的速度为36 km/h,求:
(1)刹车后汽车加速度的大小;
(2)刹车后汽车4 s内的位移大小;
(3)刹车后经多少时间汽车停止运动.
14.如图所示,一质量为m1的光滑小球夹在竖直墙面和倾角为θ的斜劈之间,斜劈质量为m2,两者保持静止。(重力加速度为g)求:
(1)斜劈对小球的支持力?
(2)水平面对斜劈的支持力和摩擦力?
15.如图1所示,一质量为m=1kg的物体置于水平面上,在水平外力的作用下由静止开始运动,水平外力随时间的变化情况如图2所示,物体运动的速度随时间变化的情况如下图3所示,4s后图线没有画出.g取10m/s2.求:
(1)物体在第3s末的加速度大小;
(2)物体与水平面间的动摩擦因数;
(3)物体在前6s内的位移.
16.有一质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥.(g=10m/s2) 汽车到达桥顶时的速度为5m/s,则汽车对桥的压力是多少?
四、附加题(15分)
1.(5分) 如图所示,是一定质量的理想气体状态变化的图象,气体由状态变化到状态的过程中,气体分子平均速率的变化情况是( )
A. 一直保持不变
B. 一直增大
C. 先减小后增大
D. 先增大后减小
2. (10分) 一内壁光滑、粗细均匀的形玻璃管竖直放置,左端开口,右端封闭,左端上部有一轻活塞.初始时,管内水银柱及空气柱长度如图所示.已知大气压强,环境温度不变.
求右侧封闭气体的压强;
现用力向下缓慢推活塞,直至管内两边水银柱高度相等并达到稳定.求此时右侧封闭气体的压强;
求第问中活塞下移的距离.
参考答案
1.B
【解析】
【分析】
【详解】
排除题目中的干扰因素,百米比赛为直道,其位移为100米,所以平均速度为:
故B正确ACD错误.
2.B
【解析】
【分析】
【详解】
根据图象的“面积”大小等于位移大小,图象在时间轴上方“面积”表示的位移为正,图象在时间轴下方“面积”表示的位移为负,可得,在内质点通过的位移为:
由于质点在时位于处,故当时,质点在x轴上的位置为,故ACD错误,B正确.
3.B
【解析】
【分析】
【详解】
AC.将平均速度与联立可得,
,
对比知,质点的初速度v0=2m/s,加速度,质点做匀加速直线运动,故AC错误.
B.5s内质点的位移
故B正确.
D.质点在3s末的速度:
故D错误.
4.D
【解析】
【分析】
【详解】
设每根橡皮绳的拉力大小是T,则
2Tcos60°=mg
解得
T=mg=300N
故选D。
5.D
【解析】
【分析】
【详解】
根据牛顿第二定律,在最低点,
N-mg=m
则N=mg+m.所以滑动摩擦力:
f=μN=μ(mg+m)
故选D.
6.A
【解析】
【分析】
【详解】
设某时刻船速v1,绳子方向和船速夹角为α,则
所以当小船靠岸时,随α增大,船速逐渐增大,选项A正确,BCD错误。
故选A。
7.ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A.对A球受力分析,受到重力GA、垂直斜面向上的支持力NA、沿斜面向上的弹力F和B、C球对它的拉力TA,由于A球处于静止状态,则据平衡条件有
现将细线烧断,据弹簧弹力具有瞬间保持原值的特性,则有
故A球此时加速度为
方向沿斜面向上,故A正确;
BCD.细线烧断后B、C球整体只受到重力和支持力,则加速度以向下运动,所以B、C之间没有相互作用力,故BD错误,CD正确。
故选ACD。
8.BD
【解析】
【分析】
【详解】
先对整体受力分析,受重力、支持力和拉力,根据牛顿第二定律,有:
F=(M+m)a
再对物体m受力分析,受重力、支持力和向前的静摩擦力,根据牛顿第二定律,有:
f=ma
联立解得:
故AC错误,BD 正确。
9.CD
【解析】
【分析】
【详解】
以小球为研究对象,其受力分析如图所示,因题中“缓慢”移动,故小球处于动态平衡,
由图知在题设的过程中,F一直减小,当绳子与斜面平行时,F与N垂直,F有最小值,且Fmin=Gsin α,故CD正确.AB错误.
故选CD
10.AC
【解析】
【分析】
【详解】
AB.将落地点的速度进行分解,根据几何关系得
=tan45°
解得
vy=v0=10m/s
平抛运动在竖直方向做自由落体运动,则小球的运动时间为
小球抛出点离地面的高度为
h=gt2=×10×12=5m
故A正确,B错误.
CD.小球飞行的水平距离为
x=v0t=10m
故C正确,D错误.
故选AC.
点睛:小球做平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动;知道利用速度的分解的方法解决平抛运动.
11.2.70 4.00
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1] 根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,因此有
(2)[2]根据匀变速直线运动的推论公式
△x=aT2
由纸带可知
x=4cm
得:
12.0.80 远小于
【解析】
【分析】
【详解】
(1)重物A、B做匀变速直线运动,加速度大小相等,分析纸带,利用逐差法,解得重物A运动的加速度 .
(2)研究重物A、B组成的整体,当钩码质量m远小于重物质量M时,根据牛顿第二定律可知,mg=2Ma,解得 ,对照图象可知,该直线的斜率为.
13.(1)5m/s2.(2)80m.(3)6s.
【解析】
【分析】
【详解】
(1)速度v1=108km/h=30m/s,v2=36km/h=10m/s,
根据加速度定义可知,a=,汽车的加速度大小为5m/s2;
(2)汽车做匀减速直线运动,根据平均速度公式可知,x==80m;
(3)根据速度-时间公式可知,v=v1+at,其中v=0,解得t=6s.
14.(1)m1g/cosθ;(2)m1g+m2g;m1gtanθ
【解析】
【分析】
【详解】
(1)设斜劈对小球的支持力为N1,,墙面对小球的支持力为N2,由平衡条件有
N2=m1gtanθ
解得
N2=m1gtanθ
(2)对m1和m2的整体由平衡条件有
水平面对斜劈的摩擦力
f=N2=m1gtanθ
水平面对斜劈的支持力
N=m1g+m2g
15.(1)1m/s2(2)0.4(3)12m.
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由v-t图像可知,物体在前4s做匀变速直线运动,所以物体在第3s末的加速度a1等于前4s内的加速度,根据v-t图像和加速度定义式,得
(2)在0-4s内,在水平方向
解得:
(3)设前4s的位移为x1,由位移公式
设4s后物体运动时的加速度为a2,则:
解得
物体在4s末时的速度为=4m/s,设物体从4s末后运动时间t2速度减为0,则:
解得
所以,物体在6s末速度恰好减为0,故后2s内的位移
所以物体在前6s内的位移
x=x1+x2=12m
16.7600N
【解析】
汽车到达桥顶时,竖直方向受到重力G和桥对它的支持力N的作用.汽车对桥顶的压力大小等于桥顶对汽车的支持力N,汽车过桥时做圆周运动,重力和支持力的合力提供向心力;
根据牛顿第二定律得:mg-N=m,
有:N=mg-m=(800×10-800×)N=7600N.
根据牛顿第三定律得知,汽车对桥的压力大小N′=N=7600N,方向竖直向下.
点睛:本题关键是在最高点对汽车受力分析,找出车经过桥的最高点时的向心力来源,然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解.
17.(1)9m (2)2s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)小铁块B在木版上滑行的加速度大小为a1,则
小铁块以v0为初速度做加速度大小为a2的匀减速直线运动,设在木块上滑行的距离为s,则
(2)木块A的加速度大小为a2,则
当A、B相对静止时,它们的速度相等,设经过的时间为t,则有
vA=a2t
vB=v0-a1t
vA=vB
即:
v0-a1t=a2t
解得:t=2s
附加题
1.D
2. 解:右侧封闭气体的压强
当两边的水银柱高度相等时,左边水银柱下降,右边水银柱上升了,所以右侧封闭气体的高度变为,则对于右边封闭的气体有:
初态:,
末态:,
根据玻意耳定律:
所以:
设当两边水银柱高度相等时左边空气柱的高度为,则此时,左右两边的封闭气体的压强相等,所以对于左边封闭的气体有:
初态:,
末态: ,
根据玻意耳定律:
所以:
则活塞下降的距离:
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