天津和平区第一中学高三物理上第二次月考.docx

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天津和平区第一中学高三物理上第二次月考

2021届天津市和平区第一中学高三上学期第二次月考

物理试卷

一、单项选择题

1.行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。

若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（　　）

A.增加了司机单位面积的受力大小

B.减少了碰撞前后司机动量的变化量

C.将司机的动能全部转换成汽车的动能

D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积

【答案】D

2.一个小男孩从楼上窗台突然坠落。

幸运的是，楼下老伯高高举起双手接住了孩子，孩子安然无恙。

假设从楼上窗台到老伯接触男孩的位置高度差为h=20m，老伯接男孩的整个过程时间约为0.2s，则（忽略空气阻力，g取10m/s2）（　　）

A.男孩接触老伯手臂时的速度大小为25m/s

B.男孩自由下落时间约为4s

C.老伯接男孩的整个过程，男孩处于失重状态

D.老伯手臂受到的平均作用力是男孩体重的11倍

【答案】D

3.宇宙中有两颗相距无限远的恒星s1、s2，半径均为R0。

图示分别是两颗恒星周围行星的公转周期T2与公转半径r3的关系图像，则（　　）

A.恒星s1的质量大于恒星s2的质量

B.恒星s1的密度大于恒星s2的密度

C.恒星s1的第一宇宙速度大于恒星s2的第一宇宙速度

D.距两恒星表面高度相同的行星，s1的行星向心加速度较小

【答案】D

4.分析下列三种情况下各力做功的正负情况：

（1）如图甲所示，光滑水平面上有一光滑斜面b，物块a从斜面顶端由静止开始下滑的过程；

（2）人造地球卫星在椭圆轨道上运行，由图乙中的a点运动到b的过程中；（3）小车M静止在光滑水平轨道上，球m用细绳悬挂在车上，由图丙中的位置无初速度释放，小球下摆的过程，则

A.图甲中，斜面对物块不做功，B.图乙中，万有引力对卫星做正功

C.图丙中，绳的拉力对小车做负功D.图丙中，绳的拉力对小球做负功

【答案】D

5.如图所示，光滑的水平面上有一小车，以向右的加速度a做匀加速运动，车内两物体A、B质量之比为2∶1，A、B间用弹簧相连并放在光滑桌面上，B通过质量不计的轻绳与车相连，剪断轻绳的瞬间，A、B的加速度大小分别为（　　）

A.a、0B.a、a

C.a、2aD.0、2a

【答案】C

6.利用直升机抢救伤员经常在应急遇险中发挥重要的作用。

假设直升机放下绳索吊起伤员后（如图甲所示），竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象分别如图乙、丙所示，则（　　）

A.绳索中拉力可能倾斜向上

B.伤员一直处于失重状态

C.在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线

D.绳索中拉力先大于重力，后小于重力

【答案】D

7.一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为

时，起重机达到额定功率P．以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到达到最大速度

为止，则整个过程中，下列说法正确的是（重力加速度为g）

A.钢绳的最大拉力为mg

B.钢绳的最大拉力为

C.重物的平均速度大小为

D.重物匀加速运动的加速度为

【答案】B

8.如图所示，一块足够大的光滑平板能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角α。

板上一根长为L=0.50m的细绳，它的一端系住一质量为m=0.1kg的小球，另一端固定在板上的O点，当平板的倾角固定为α时，先将细绳平行于水平轴MN拉直，然后给小球一沿着平板并与细绳垂直的初速度v0=3.0m/s。

重力加速度g取10m/s2，cos53°=0.6，若小球能在板上做圆周运动，则下列说法正确的是（　　）

A.当倾角α=0°时，细绳中的拉力大小为18N

B.当倾角α=37°时，小球通过最高点时细绳拉力为零

C.当倾角α=90°时，小球可能在竖直面内做圆周运动

D.当倾角α=30°时，小球通过最低点时细绳拉力大小为4.3N

【答案】B

二、多项选择题

9.嫦娥五号已于11月24日在海南文昌航天发射场升空，前往月球执行采样返回任务。

按照计划，嫦娥五号将在吕姆克山附近地区着陆，获取大约2公斤重的月球样本，并带着月壤返回地球，科学家们希望通过月球土壤样品，揭开月球更多的神秘面纱。

“嫦娥五号”要面对月球轨道的交会对接、月面采样、月面起飞和高速返回等四个主要技术难题，要进行多次变轨飞行。

如图所示是“嫦娥五号”绕月球飞行的三条轨道，1轨道是贴近月球表面的圆形轨道，2和3轨道是变轨后的椭圆轨道。

A点是2轨道的近月点，B点是2轨道的远月点，“嫦娥五号”在1轨道的运行速率为1.8km/s，则下列说法正确的是（　　）

A.“嫦娥五号”在2轨道经过A点时的速率一定大于1.8km/s

B.“嫦娥五号”在2轨道经过B点时的速率一定小于1.8km/s

C.“嫦娥五号”在3轨道所具有的机械能小于在2轨道所具有的机械能

D.“嫦娥五号”在3轨道所具有的最大速率小于在2轨道所具有的最大速率

【答案】AB

10.飞机飞行时除受到发动机的推力外，还受到重力和机翼的升力，机翼的升力垂直于机翼所在平面向上。

当飞机在空中盘旋时机翼向内侧倾斜（如图所示），以保证除发动机推力外的其他力的合力提供向心力。

设飞机以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动时机翼与水平面成θ角，飞行周期为T，则下列说法正确的是（）

A.若飞行速率v不变，θ增大，则半径R增大

B.若飞行速率v不变，θ增大，则周期T增大

C.若θ不变，飞行速率v增大，则半径R增大

D.若飞行速率v增大，θ增大，则周期T可能不变

【答案】CD

11.如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h。

让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零。

则在圆环下滑过程中（　　）

A.圆环、弹簧与地球组成的系统机械能守恒

B.弹簧

弹性势能先减小后增大

C.弹簧的弹性势能变化了mgh

D.弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大

【答案】AC

12.一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2。

则（　　）

A.物块下滑过程中机械能不守恒

B.物块与斜面间

动摩擦因数为0.5

C.物块下滑时加速度的大小为6.0m/s2

D.当物块下滑2.0m时机械能损失了

12J

【答案】AB

三、填空实验题

13.在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：

（1）为猜想加速度与质量的关系，可利用图1所示装置进行对比实验。

两小车放在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。

抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。

对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。

关于实验条件，下列正确的是：

________________。

（选填选项前的字母）

A．小车质量相同，钩码质量不同

B．小车质量不同，钩码质量相同

C．小车质量不同，钩码质量不同

（2）某同学为了定量验证

（1）中得到的初步关系，通过实验并得到测量小车加速度a的纸带如图2所示。

纸带上3个相邻计数点的间距为s1、s2和s3。

用米尺测量s1、s3的间距，由图可读出s1=24.3mm，s3=__________________mm。

已知打点计时器打点周期为0.02s，利用s1、s3计算小车加速度a=_____________m/s2。

（计算结果保留三位有效数字）

（3）在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。

为了简化“力”的测量，下列说法正确的是：

________________（选填选项前的字母）。

A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力

B．若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力

C．无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力

D．让小车的运动趋近于匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力

【答案】

（1）.B

（2）.47.0（3）.1.14（4）.AD

14.某实验小组成员用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。

他们在气垫导轨的A位置安装了一个光电门，带有遮光条的滑块与钩码相连，实验时，每次滑块都从B位置由静止释放。

（1）关于实验中的要求，不需要的是_______________

A．滑块和遮光条的质量远大于钩码的质量

B．应使细线与气垫导轨平行

C．位置A、B间的距离适当远些

（2）调节气垫导轨水平后，由静止释放滑块，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t，测得滑块质量为M，钩码质量为m，A、B间的距离为L，遮光条宽度为d，在实验误差允许范围内，钩码减小的重力势能mgL与_________________（用直接测量的物理量符号表示）相等，则机械能守恒。

（3）多次改变钩码的质量m，滑块每次在位置B由静止释放，记录每次遮光条通过光电门的时间t，作出

图像，如果作出的图像是一条直线，图像与纵轴的截距等于___________________，图像的斜率等于_____________________________，则机械能守恒定律同样得到验证。

【答案】

（1）.A；

（2）.

；（3）.

；（4）.

四、计算题

15.2020年3月，中国“天眼”FAST在武仙座球状星团中发现了一个脉冲双星系统，由颗脉冲星与白矮星组成，这是FAST首次发现的脉冲双星系统，现设该双星系统中的两星S1、S2的质量分别为m和2m，两星间距为L，在相互间万有引力的作用下，绕它们连线上的某点O转动。

已知引力常量G，忽略其他星球对两星的影响，求

（1）S1、S2两星之间的万有引力大小；

（2）S2星到O点的距离；

（3）它们运动的周期。

【答案】

（1）

；

（2）

；（3）

（1）根据万有引力定律，有

（2）设O点距S2星的距离为x，双星运动的周期为T，由万有引力提供向心力，对于S2星有

对于S1星有

计算得

（3）将x代入

解得双星周期为

16.如图所示，AB为长L0=2m的粗糙水平轨道，MD为光滑水平轨道，圆O为半径R=0.45m的下端不闭合的竖直光滑圆轨道，它的入口和出口分别与AB和MD在B、M两点水平平滑连接。

D点右侧有一宽x0=0.9m的壕沟，壕沟右侧的水平面EG比轨道MD低h=0.45m。

质量m=0.2kg的小车（可视为质点）能在轨道上运动，空气阻力不计，g取10m/s2。

（1）将小车置于D点出发，为使小车能越过壕沟，至少要使小车具有多大

水平初速度？

（2）将小车置于A点静止，用F=1.9N的水平恒力向右拉小车，F作用的距离最大不超过2m，小车在AB轨道上受到的摩擦力恒为f=0.3N，为了使小车通过圆轨道完成圆周运动进入MD轨道后，能够从D点越过壕沟，力F的作用时间应满足什么条件？

（本问结果可保留根号）

【答案】

（1）3m/s；

（2）

（1）根据h=

gt2得

则小车具有的最小初速度

（2）小球通过最高点的最小速度

根据动能定理知

mg•2R＝

mvM2−

mv12

代入数据解得

可知小球能够通过最高点，则能通过壕沟，对A到C的过程运用动能定理得

Fx−fL0−mg•2R＝

mv12−0

代入数据解得

x=1.5m

根据牛顿第二定律得

根据

x=

at′2

得力F作用的最短时间

力F作用的最长时间

则力F的作用时间应该满足

17.如图所示，5块完全相同的长木板依次紧挨着放在水平地面上，每块木板的长度为l=0.5m，质量为m=0.6kg。

在木板1的最左端放置一质量为M=1kg的小物块，已知小物块与长木板间的动摩擦因数为

=0.2，长木板与地面间的动摩擦因数

=0.1，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，现给物块水平向右的初速度v0=3m/s，使其从木板最左端向右滑动，则（重力加速度g取10m/s2）。

（1）当物块在木块1上滑动时，求地面对这5个木块总的摩擦力大小；

（2）由计算分析小物块滑至哪块长木板时，长木板才开始在地面上滑动，并求出物块相对于木板静止时在木板上的位置；（本问结果可保留分数形式）

（3）在上述滑行过程中，当物块滑到与某块木板共速时，立即给该木板施加一水平向右的推力F=5.1N，为保证物块不从该木板滑出，求该力施加的最长时间。

（本问结果可保留根号）

【答案】

（1）2N；

（2）物块滑上第5块木板时，木板才开始在地面上滑动，

；（3）

（1）木块收到的摩擦力为

5个木板总的最大静摩擦力为

由于

，所以这5个木块保持静止状态，故地面对木块的总摩擦力为

；

（2）设当物块滑到第

块木块时，木块才开始运动，故

解得

即物块滑上第5块木块时时，木块才开始在地面上滑动；

设物块刚滑上第5块木板的速度为

，则

解得

在此过程中，物块的位移为

，有

解得

木板5的位移为

，则

解得

故滑块滑上木板相对静止时，距离木板左端

（3）对木板受力分析可知

解得

木板相对滑板向右加速滑动，当撤去外力后，对木板受力分析，有

解得

此时木板相对滑块向右减速。

显然，当两者再次共速时滑块恰好运动到木板最左端，是力

作用在木板上保证滑块不滑出最长时间的临界条件；

设加速过程的时间为

，减速过程的时间为

，滑块的总位移为

，木板的总位移为

；

又

联立解得