
一、單項選擇題:本大題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項中,只有一項符合題目要求。
1. 許多科學家在物理學發(fā)展過程中做出了重要貢獻,下列說法中正確的是
A. 牛頓通過理想斜面實驗提出力并不是維持物體運動的原因
B. 伽利略發(fā)現(xiàn)了行星運動的規(guī)律
C. 卡文迪許通過實驗測出了引力常量
D. 愛因斯坦相對論的創(chuàng)立表明牛頓運動定律是錯誤的
【答案】C
【解析】
【詳解】伽利略通過理想斜面實驗提出力并不是維持物體運動的原因,選項A錯誤;開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動的規(guī)律,選項B錯誤;卡文迪許通過實驗測出了引力常量,選項C正確;愛因斯坦創(chuàng)立了相對論,相對論的創(chuàng)立并不表明經典力學已不再適用,其實,相對論與經典力學適用的范圍不同,經典力學只適用于宏觀低速物體,而高速物體適用于相對論.故D錯誤;故選C.
2. 木板MN的N端通過鉸鏈固定在水平地面上,M端可自由轉動.剛開始A、B兩物塊疊放在一起靜止在木板上,如圖所示,此時B物塊上表面水平,木板與地面之間的夾角為.現(xiàn)使夾角緩慢增大,若此過程中A、B與木板始終保持相對靜止狀態(tài).則
A. 物塊A、B間始終沒有摩擦力
B. 物塊B對物塊A的作用力不變
C. 木板對物塊B的作用力減小
D. 木板與物塊B之間摩擦力減小
【答案】B
【解析】
【詳解】使夾角θ緩慢增大時,B的上表面傾斜,則物塊A、B間開始出現(xiàn)摩擦力,選項A錯誤;對A受力分析可知,B對A的作用力與A的重力等大反向,可知物塊B對物塊A的作用力不變,選項B正確;對AB的整體,木板對B的作用力等于AB整體的重力,可知木板對物塊B的作用力不變,選項C錯誤;對AB的整體,木板與物塊B之間的摩擦力等于(mA+mB)gsinθ,可知隨θ的增加,摩擦力變大,選項D錯誤;故選B.
【點睛】此題關鍵是能正確選擇研究對象,利用整體法和隔離法,受力分析后利用平衡知識進行解答.
3. 甲、乙兩物體在同一地點同時開始做直線運動的圖像如圖所示。根據圖像提供的信息可知( )
A. 6s末乙追上甲
B. 在乙追上甲之前,甲乙相距最遠為8m
C. 8s末甲、乙兩物體相遇,且離出發(fā)點有32m
D. 在0~4s內與4~6s內甲的平均速度相等
【答案】C
【解析】
【詳解】A.圖像與坐標軸圍成的面積表示位移,在0~6s內,甲的位移
乙的位移
因此6s末乙未追上甲,故A錯誤;
B.當兩者速度相等時,距離最遠,即5s末距離最遠,此時
則最遠距離
故B錯誤;
C.6s以后,甲物體停止運動,因此相遇時,距離出發(fā)點32m,乙所用時間
故C正確;
D.根據圖像可知,在0~4s內甲的平均速度
在4~6s內甲的平均速度
故D錯誤。
故選C。
4. 如圖所示有一臺階,每階高40cm,寬40cm,從臺階頂端邊緣以3m/s的初速度水平拋出一個小球(可看成質點),若不計一切阻力,g取10m/s2,則小球落在第幾階臺階上
A. 第2階
B. 第3階
C. 第4階
D. 第5階
【答案】D
【解析】
【詳解】如圖作一條連接各端點的直線,只要小球越過該直線,則小球落到臺階上.
設小球落到斜線上的時間t;水平:x=v0t;豎直:y=gt2;且x=y;聯(lián)立解得 t=0.6s;相應的水平距離:x=3×0.6m=1.8m;則臺階數(shù):;知小球拋出后首先落到的臺階為第5級臺階.故D正確,ABC錯誤.故選D.
【點睛】本題考查平拋運動基本規(guī)律的應用,在解題要注意只要物體突破了直線,就會落到臺階上,要能熟練運用運動學公式.
5. 用長為l的細線,一端固定在O點,另一端系一質量為m的小球,小球可在豎直平面內做圓周運動,如圖所示,MD為豎直方向上的直徑,OB為水平半徑,A點位于M、B之間的圓弧上,C點位于B、D之間的圓弧上,開始時,小球處于圓周的最低點M,現(xiàn)給小球某一初速度,下述說法正確的是( )
A. 若小球通過A點的速度大于,則小球不一定能通過D點
B. 若小球通過B點時,繩的拉力大于,則小球必能通過D點
C. 若小球通過C點的速度大于,則小球必能通過D點
D. 小球通過D點的速度可能會小于
【答案】B
【解析】
【分析】
【詳解】若小球恰能通過最高點,重力提供向心力,有
解得
小球做圓周運動,只有重力做功,機械能守恒,設此種情況到B點速度為,到M點速度為,有
解得
A.若小球通過A點的速度大于,則小球通過最高點速度一定大于,故A錯誤;
B.在B點,拉力提供向心力,有
故若小球通過B點時,繩的拉力大于,則小球必能通過D點,故B正確;
C.若小球通過C點的速度大于,則小球必能通過 D點,故C錯誤;
D.小球通過D點的速度至少為,故D錯誤;
故選B。
考點:機械能守恒定律;牛頓第二定律。
6. 2020年7月23日12時41分,在海南島文昌航天發(fā)射場,長征五號遙四運載火箭將我國首次執(zhí)行火星探測任務的“天問一號”探測器發(fā)射升空,飛行2000多秒后,成功將探測器送入預定“地火”轉移軌道,此后探測器將被火星引力捕獲,繞火星運動,開始探測火星任務,其大致的運行軌跡如圖所示。已知火星質量與地球質量之比為,火星半徑與地球半徑之比為,忽略火星和地球自轉。關于“天問一號”,下列說法正確的是
A. 要使“天問一號”成功飛向火星,在地球上的發(fā)射速度應滿足7.9km/s≤v≤11.2km/s
B. 火星表面與地球表面的重力加速度之比為
C. 當“天問一號”分別繞火星和地球表面做勻速圓周運動時,其向心加速度之比為
D. 當“天問一號”分別繞火星和地球表面做勻速圓周運動時,其運行的線速度之比為
【答案】B
【解析】
【詳解】A.要使“天問一號”成功飛向火星,逃離地球但為脫離太陽系,在地球上的發(fā)射速度應大于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度,應滿足
故A錯誤;
BC.根據黃金代換可得
當“天問一號”分別繞火星和地球表面做勻速圓周運動時,其向心加速度之比等于重力加速度之比,即為,故B正確,C錯誤;
D.根據得
故
故D錯誤。
故選B。
7. 如圖所示,輕質彈簧一端固定,另一端與質量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長。圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,經過B處的速度最大,到達C處的速度為零,AC=h。圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A;彈簧始終在彈性限度之內,重力加速度為g,則圓環(huán)( )
A. 下滑過程中,加速度一直減小
B. 下滑過程中,因摩擦力產生的熱量小于
C. 下滑經過B的速度小于上滑經過B的速度
D. 在C處,彈簧的彈性勢能為-mgh
【答案】C
【解析】
【詳解】A.圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,經過B處的速度最大,到達C處的速度為零,所以圓環(huán)需要先加速再減速,經過B處的速度最大,加速度為零,所以加速度先減小,后增大,故A錯誤;
B.圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到C過程,由動能定理
圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A,由動能定理
聯(lián)立可解
故B錯誤;
C.圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到B過程,由動能定理
圓環(huán)從B處由靜止開始上滑到A過程,由動能定理
聯(lián)立可解
所以下滑經過B的速度小于上滑經過B的速度,故C正確;
D.圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到C過程,由動能定理
圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A,由動能定理
解得在C處,彈簧的彈性勢能
故D錯誤。
故選C。
二、多項選擇題:本題共3小題,每小題5分,共15分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有錯選的得0分。
8. 當前我國“高鐵”事業(yè)發(fā)展迅猛,假設一輛高速列車在機車牽引力和恒定阻力作用下,在水平軌道上由靜止開始啟動,其v-t圖像如圖所示,已知在0~t1時間內為過原點的傾斜直線,t1時刻達到額定功率P,此后保持功率P不變,在t3時刻達到最大速度v3,以后勻速運動.下列判斷正確的是( )
A. 從0至t3時間內,列車一直勻加速直線運動
B. t2時刻的加速度小于t1時刻的加速度
C. 在t3時刻以后,機車的牽引力為零
D. 該列車所受的恒定阻力大小為
【答案】BD
【解析】
【詳解】A.v-t圖像斜率代表加速度,從圖中可知只有0-t1時段加速度不變,所以0-t1時段為勻加速直線運動,故A錯誤;
B.t2時刻圖像斜率小于t1時刻圖像斜率,t2時刻的加速度小于t1時刻的加速度,故B正確;
C.在t3時刻以后,列車勻速運動,是處于受力平衡狀態(tài),牽引力等于阻力,而不是零,故C錯誤;
D.當汽車達到最大速度時,汽車的牽引力和阻力大小相等,由
P=Fv=fvm
可得
故D正確。
故選BD。
9. 一條河寬100m,船在靜水中速度為4m/s,水流速度是5m/s,則( )
A. 該船能垂直河岸橫渡到對岸
B. 當船頭垂直河岸橫渡時,過河所用的時間最短
C. 當船頭垂直河岸橫渡時,船的位移最小,是100m
D. 當船頭垂直河岸橫渡時,船沿岸方向的位移可能小于100m
【答案】B
【解析】
【詳解】A.設船在靜水中的航速為v1,水流的速度v2;由題,船在靜水中的航速小于水流的速度,根據平行四邊形定則可知,船的合速度方向不可能垂直于河岸,則船不能垂直到達正對岸,故A錯誤;
B.將小船的速度分解為垂直河岸和沿河岸方向,在垂直于河岸的方向上,河寬一定,當在該方向上的速度最大時,渡河時間最短,所以當船頭方向垂直河岸,在該方向上的速度等于靜水航速,時間最短,為
故B正確;
C.船實際是按合速度方向運動,由于v1、v2的大小一定,根據作圖法,由三角形定則分析可知,當船相對于水的速度v1與合速度垂直時,合速度與河岸的夾角最大,船登陸的地點離船出發(fā)點的最小距離;設船登陸的地點離船出發(fā)點的最小距離為S,根據幾何知識得
代入解得
故船的位移最小,是125m ,故C錯誤;
D.當船頭垂直河岸橫渡時,由B選項知渡河時間為25s,則船沿岸方向的位移為
故D錯誤。
故選B。
10. 如圖所示,水平地面上有一傾角為=37°的傳送帶,以v0=16m/s的速度逆時針勻速運行。將一煤塊從h=33.6m的高臺從靜止開始運送到地面,煤塊可看做質點,已知煤塊的質量為m=1kg,煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為=0.25,重力加速度為g=10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8,煤塊由高臺運送到地面的過程中,下列說法正確的是( )
A. 運送煤塊所用的時間為4.5sB. 摩擦力對煤塊做的功為-48J
C. 煤塊相對傳送帶運動而產生的劃痕長8mD. 煤塊與傳送帶之間因摩擦產生的熱量為48J
【答案】BD
【解析】
【詳解】A.設傳動帶的長度為L
解得
煤塊剛放上傳動帶時,受到的滑動摩擦力沿斜面向下,根據牛頓第二定律得
解得
則煤塊從0加速到與傳送帶共速需要
煤塊的位移為
由于
可知煤塊與傳送帶共速后繼續(xù)做勻加速運動,摩擦力沿斜面向上,根據牛頓第二定律得
解得
根據
解得
共計4s,A錯誤;
B.摩擦力大小為
第一個過程摩擦力對煤塊做功
第二個過程摩擦力對煤塊做功
故摩擦力對全程對煤塊做功為-48J,B正確;
C.第一個過程傳動帶的位移為
煤塊與傳送帶的相對位移為
第二個過程傳送帶的位移
相對位移
第一個過程傳送帶運動快,第二個過程煤塊運動快,煤塊在傳動帶上的劃痕應為16m,C錯誤;
D.第一個過程摩擦生熱為
第二個過程摩擦生熱為
故總產熱
D正確。
故選BD。
三、實驗題:本大題共2個小題,共16分。
11. 如圖所示,用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律,即研究兩個大小相同小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系:先安裝好實驗裝置,在地上鋪一張白紙,白紙上鋪放復寫紙,記下重垂線所指的位置O。接下來的實驗步驟如下:
步驟1:不放小球2,讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下,并落在地面上、重復多次,用盡可能小的圓,把小球的所有落點圈在里面,其圓心就是小球落點的平均位置;
步驟2:把小球2放在斜槽前端邊緣位置,讓小球1從A點由靜止?jié)L下,使它們碰撞。重復多次,并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置;
步驟3:用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置、、離點的距離,即線段、、的長度、、。
(1)入射小球1的質量應_______(選填“大于”“等于”或“小于”)被碰小球2的質量;入射小球1的半徑應_______。(選填“大于”“等于”或“小于”)被碰小球2的半徑。
(2)除了圖中器材外,實驗室還備有下列器材,完成本實驗還必須使用的兩種器材是______。
A.秒表 B.天平 C.刻度尺 D.打點計時器
(3)下列說法中正確的是_______。
A.如果小球每次從同一位置由靜止釋放,每次的落點一定是重合的
B.重復操作時發(fā)現(xiàn)小球的落點并不重合,說明實驗操作中出現(xiàn)了錯誤
C.用半徑盡量小的圓把 10 個落點圈起來,這個圓的圓心可視為小球落點的平均位置
D.僅調節(jié)斜槽上固定位置 A,它的位置越低,線段 OP 的長度越大
(4)當所測物理量滿足表達式_________________(用所測物理量的m1、m2、L1、L2、L3表示)時,即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律。如果還滿足表達式__________________(用所測物理量m1、m2、L1、L2、L3表示)時,即說明兩球是彈性碰撞。
【答案】 ①. 大于 ②. 等于 ③. BC##CB ④. C ⑤. ⑥.
【解析】
【詳解】(1)[1]設小球1、2的質量分別為m1、m2,小球1與小球2碰撞前瞬間的速度為v1,碰后瞬間二者的速度分別為v1′和v2′,根據動量守恒定律和機械能守恒定律分別得
①
②
聯(lián)立①②解得
③
由③式可知為了使小球1碰后不反彈,即,應使。
[2]為使兩小球發(fā)生對心碰撞,小球1半徑應等于小球2的半徑。
(2)[3]實驗中還需要天平用來測量兩小球的質量;由于兩小球都做平拋運動,且下落時間相同,因此可以用平拋運動的水平距離來間接表示水平速度,則需要刻度尺測量平均落點到O點的距離,不需要秒表測時間,更不需要打點計時器,故選BC。
(3)[4] AB.即使小球每次從同一位置由靜止釋放,小球在運動過程也會受其他很多因素的影響(如空氣阻力,導軌的摩擦以及微小形變等),導致落點不可能完全重合,這并不是錯誤,而是誤差,故AB錯誤;
C.用半徑盡量小的圓把 10 個落點圈起來,這個圓的圓心可視為小球落點的平均位置,達到多次測量取平均值的效果,故C正確;
D.僅調節(jié)斜槽上固定位置 A,它的位置越低,小球做平拋運動的初速度越小,線段 OP 的長度越小,故D錯誤。
故選C。
(4)[5]由于下落高度相同,所以兩小球做平拋運動的時間相等,均設為t,由題意可知小球1與2碰撞前瞬間的速度為
④
碰撞后瞬間1、2的速度分別為
⑤
⑥
聯(lián)立①④⑤⑥可得,若兩球碰撞遵守動量守恒定律,則應滿足的表達式是
[6]聯(lián)立②④⑤⑥可得,若兩球是彈性碰撞,則應滿足的表達式是
12. 某同學用伏安法測一節(jié)干電池的電動勢和內阻,現(xiàn)備有下列器材:
A.被測干電池一節(jié);
B.開關、導線若干;
C.電流表:量程0~0.6A內阻0.1Ω;
D.電流表:量程0-3A內阻約為0.024Ω;
E.電壓表:量程0~3V內阻未知;
F.電壓表:量程0~15V內阻未知;
G.滑動變阻器∶0~100Ω,2A;
H.滑動變阻器∶0~100Ω,1A。
伏安法測電池電動勢和內阻的實驗中,由于電流表和電壓表內阻的影響,測量結果存在系統(tǒng)誤差。在現(xiàn)有器材的條件下,要盡可能準確地測量電池的電動勢和內阻。
(1)上述器材中,電壓表應選擇______,電流表應選擇______(填寫選項前的字母);
(2)實驗電路圖應選擇圖中的______(填“甲”或“乙”)。
(3)根據實驗中電流表和電壓表的示數(shù)得到了如圖丙所示的U-I圖象,則在修正了實驗系統(tǒng)誤差后,干電池的電動勢E=______V,內電阻r=______Ω。(結果均保留兩位有效數(shù)字)
【答案】 ①. E ②. C ③. 甲 ④. 1.5 ⑤. 0.90
【解析】
【詳解】(1)[1]一節(jié)干電池的電動勢約為1.5V,電壓表應選擇E;
[2]為了減小誤差,應選擇內阻已知的電流表,故選C;
(2)[3]由于電流表內阻已知,為減小實驗誤差,應該選擇圖甲所示電路圖;
(3)[4]由圖像可知,圖線與縱軸交點的縱坐標即為電動勢
[5]圖線的斜率表示電源和電流表電阻之和,即
解得
四、計算題:本大題共3個小題,共41分,其中13題10分14題13分15題18分。解答時應寫出必要的文字說明、公式、方程式和重要的演算步驟,只寫出結果的不得分,有數(shù)值計算的題,答案必須寫出明確的數(shù)值和單位。
13. 如圖所示,均勻介質中兩波源S1、S2分別位于x軸上x1=0、x2=14m處,t=0時兩波源開始振動,波源S1的振動方程為y=3sin5πtcm,波源S2的振動方程為y=5sin5πtcm,質點P位于x軸上xP=4m處,已知質點P在t=0.4s時開始振動,求:
(1)這兩列波在均勻介質中的波長;
(2)t=0至t=1.5s內質點P通過的路程。
【答案】(1)4m;(2)28cm
【解析】
【詳解】(1)波源S1的振動先傳到P,由波源S1的振動方程可知,該波的周期
波速
根據
λ=vT
解得
m
(2)波源S2的振動傳到P所用的時間為
1.0s
故質點P在0~0.4s內靜止不動,在0.4~1.0s內僅參與波源S1的振動,時間為,路程為
s1=6A1=18cm
1.0~1.5s內質點P同時參與兩列波的振動,兩列波頻率相同,發(fā)生干涉,由于
|dS2P-dS1P|=6m=λ
故質點P為振動減弱點,其振幅為
AP=|A1-A2|=2cm
則1.0~1.5s內質點P振動的時間為0.5s=T,路程為
s2=5AP=10cm
故質點P在t=0至t=1.5s內通過的路程為
sP=s1+s2=28cm
14. 如圖所示,圖1是某游樂場中水上過山車實物圖片,圖2是其原理示意圖。在原理圖中半徑為R=8m的圓形軌道固定在離水面高h=3.2m的水平平臺上,圓軌道與水平平臺相切于A點,A、B分別為圓形軌道的最低點和最高點。過山車(實際是一艘?guī)л喿拥臍鈮|小船,可視作質點)高速行駛,先后會通過多個圓形軌道,然后從A點離開圓軌道而進入光滑的水平軌道AC,最后從C點水平飛出落入水中,整個過程刺激驚險,受到很多年輕人的喜愛。已知水面寬度為s=12m,假設運動中不計空氣阻力,重力加速度g取10 m/s2,結果可保留根號。
(1)若過山車恰好能通過圓形軌道的最高點B,則其在B點的速度為多大?
(2)為使過山車安全落入水中,則過山車在C點的最大速度為多少?
(3)某次運動過程中乘客在圓軌道最低點A對座椅的壓力為自身重力的3倍,則氣墊船落入水中時的速度大小是多少?
【答案】(1)4m/s;(2)15m/s;(3)
【解析】
【分析】
【詳解】(1)過山車恰好過最高點時,只受重力,有
則
(2)離開C點后做平拋運動,由
運動時間為
故最大速度為
(3)在圓軌道最低點有
解得
平拋運動豎直速度為
則落水速度為
15. 如下圖是阿毛同學的漫畫中出現(xiàn)的裝置,描述了一個“吃貨”用來做“糖炒栗子”的“萌”事兒:將板栗在地面小平臺上以一定的初速經兩個四分之一圓弧銜接而成的軌道,從最高點P飛出進入炒鍋內,利用來回運動使其均勻受熱.我們用質量為m的小滑塊代替栗子,借這套裝置來研究一些物理問題.設大小兩個四分之一圓弧半徑為2R和R,小平臺和圓弧均光滑.將過鍋底的縱截面看作是兩個斜面AB、CD和一段光滑圓弧BC組成,滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25,且不隨溫度變化.兩斜面傾角均為,AB=CD=2R,A、D等高,D端固定一小擋板,碰撞不損失機械能.滑塊的運動始終在包括鍋底最低點的豎直平面內,重力加速度為g.
(1)如果滑塊恰好能經P點飛出,為了使滑塊恰好沿AB斜面進入鍋內,應調節(jié)鍋底支架高度使斜面的A、D點離地高為多少?
(2)接(1)問,試通過計算用文字描述滑塊的運動過程.
(3)對滑塊的不同初速度,求其通過最高點P和小圓弧最低點Q時受壓力之差的最小值.
【答案】(1) (2) (3)9mg
【解析】
【詳解】試題分析:(1)在P點 (2分)
到達A點時速度方向要沿著AB, (2分)
所以AD離地高度為 (2分)
(2)進入A點滑塊的速度為 (1分)
假設經過一個來回能夠回到A點,設回來時動能為,
所以滑塊不會滑到A而飛出. (1分)
根據動能定理 (2分)
得滑塊在鍋內斜面上走過得總路程 (2分)
(3)設初速度、最高點速度分別為、
由牛二定律,在Q點 (1分)
在P點 (1分)
所以 (2分)
由機械能守恒 (2分)
得為定值
帶入的最小值得壓力差的最小值為9mg (2分)
這是一份重慶市九龍坡區(qū)楊家坪中學2023-2024學年高二上學期第三次月考物理試題(Word版附解析),共15頁。試卷主要包含了單項選擇題,多項選擇題,實驗題,計算題等內容,歡迎下載使用。
這是一份2024屆重慶楊家坪中學高三上學期第五次月考物理試題 (解析版),共20頁。試卷主要包含了考試結束后,將答題卡交回,0km/s等內容,歡迎下載使用。
這是一份重慶市九龍坡區(qū)楊家坪中學2023-2024學年高二上學期第三次月考物理試題(無答案),共6頁。試卷主要包含了單項選擇題,多項選擇題,實驗題,計算題等內容,歡迎下載使用。
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