2020-2021学年广西南宁市第三中学、北海中学高一下学期6月联考试题 物理
展开一、选择题(共12小题,其中1-8为单选题,9-12为多选题,每小题4分,漏选得2分,有错选不得分,共48分)
1.如图所示,一个质量为m的物体在与水平方向成θ角的恒定拉力F的作用下沿水平面由静止开始匀加速前进了时间t,获得速度v,则
A.拉力对物体的冲量大小为Ftcsθ B.拉力对物体的冲量大小为Ft
C.拉力对物体的冲量大小为mv D.摩擦力对物体的冲量大小为mv
2.2020年7月23日,我国在海南文昌发射中心成功发射了“天问一号”火星探测器。假设“天问一号”绕火星做匀速圆周运动,除了引力常量G外,至少还需要两个物理量才能计算出火星的质量,这两个物理量可以是
A.“天问一号”的质量和轨道半径 B.“天问一号”的质量和线速度
C.“天问一号”的质量和角速度 D.“天问一号”的运行周期和轨道半径
3.如图所示,旺旺老师为了亲身体验各种能量的变化,从悬停在离地10m高处的直升机上沿绳竖直速降,质量为60kg的旺旺老师握住绳子下降时受到的摩擦力为520N,重力加速度g=10m/s2,下降过程中若把人视为质点,则从静止开始到刚接触地面的过程中
A.旺旺老师重力势能减少了600J B.旺旺老师机械能增加了5200J
C.旺旺老师机械能减少了6000J D.旺旺老师动能增加了800J
4.如图所示,用一沿水平面运动的小车通过轻绳提升一滑块,滑块沿竖直杆上升,某一时刻,小车的速度大小v0=6m/s,拴在小车上的绳子与水平方向的夹角θ=30°,滑块竖直上升的速度大小为3m/s,则拴在滑块上的绳子与竖直方向的夹角α为
A.37° B.45° C.53° D.60°
5.中国高铁成为了走出国门的“中国名片”。小宏同学评估高铁在运行时撞击飞鸟的安全问题,假设飞鸟的质量有0.25kg,列车的速度是300km/h,忽略小鸟的初速度,两者相撞的作用时间是0.01s,请你帮助小宏同学估算飞鸟对飞机的平均撞击力最接近于
A.2×103N B.2×104N C.2×105N D.2×106N
6.2021年1月,“天通一号”03星发射成功。发射过程简化为如图所示:火箭先把卫星送上轨道1(椭圆轨道,P、Q是远地点和近地点)后火箭脱离;卫星再变轨,到轨道2(圆轨道);卫星最后变轨到轨道3(同步圆轨道)。轨道1、2相切于P点,轨道2、3相交于M、N两点。忽略卫星质量变化。
A.卫星由轨道1变至轨道2,必须在P点向前喷气
B.卫星在轨道1的Q点线速度大于在轨道3的线速度
C.卫星在三个轨道上机械能E3>E2>E1
D.卫星在三个轨道上的周期T3>T2>T1
7.将一平板折成如图所示形状,AB部分水平且粗糙,BC部分光滑且与水平方向成θ角,板绕竖直轴OO′匀速转动,放在AB板E处和放在BC板F处的小物块均刚好不滑动,若放在E处小物块与AB板的动摩擦因数μ=tanθ,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则放在E处和放在F处的小物块到转动轴的距离比r1:r2为
A.1:1 B.2:3 C.2:1 D.1:2
8.如图所示,一质量不计的直角形支架两端分别连接相同质量的小球A和B,支架OA、OB边长度分别为2L和L,支架可绕固定轴O点在竖直平面内无摩擦转动,已知重力加速度大小为g,开始时OA处于水平位置,由静止释放后
A.当OA转过θ=30°时,A球速度为
B.OA转过30°过程中,杆对A做了的正功
C.当OB转过θ=30°时,B球速度为
D.OB转过30°过程中,杆对B做了的正功
9.如图所示,下列说法正确的是(不计摩擦、空气阻力以及滑轮和细线的质量)
A.图甲中火箭匀速升空,火箭的机械能守恒
B.图乙中物块在外力F的作用下匀速上滑,物块的机械能守恒
C.图丙中物块A以一定的初速度将弹簧压缩的过程中,物块A的机械能不守恒
D.图丁中物块A加速下落,物块B加速上升的过程中,A、B系统机械能守恒
10.质量为m的小球从离水平地面H高处以初速度v0水平抛出,下列图象分别描述了小球在空中运动的速率v、重力的瞬时功率P随时间t的变化关系,机械能E、动能Ek随小球距地面高度h的变化关系,选地面重力势能为零且不计空气阻力,其中可能正确的有
11.在一次检测宝骏E200电动汽车时,驾驶员小雪驾车由静止开始沿平直公路做直线运动,直至达到最大速度30m/s。在此过程中利用传感器测得各时刻汽车的牵引力F与对应的速度v,并描绘出F-图象,如图所示,已知图中AB、BO均为直线,汽车质量为1000kg(含驾驶员和测量设备),设汽车行驶中受到的阻力大小不变,则该车
A.从A→B过程中,做匀速运动
B.从B→C过程中,做匀加速运动
C.受到的阻力大小为1200N,最大功率为36kW
D.当汽车速度为20m/s时,汽车的加速度为0.6m/s2
12.如图甲所示,光滑水平面上有一上表面粗糙的长木板,t=0时刻质量m=1kg的滑块以速度v0=7m/s滑上长木板左端,此后滑块与长木板运动的v-t图象如图乙所示。下列分析正确的是
A.长木板的质量为2kg
B.长木板的长度为8m
C.0~2s内滑块与长木板间因摩擦产生的热量为20J
D.0~2s内长木板对滑块做功大小为20J
二、实验题(有2小题,共14分,其中13题6分,14题8分)
13.(6分)某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图1,图1中小车是在一条橡皮筋作用下由静止弹出,沿木板滑行橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,使每次实验中橡皮筋伸长量都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。
(1)关于本实验,下列说法正确的是 。
A.本实验平衡摩擦力时,将图1中木板右侧垫高
B.每次释放小车可以不从同一位置释放
C.平衡摩擦力时,如果放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可
D.当小车速度最大时,小车恰好在两个铁钉的连线处
(2)该小组利用实验数据绘出的W-v2图象如图2所示,可能的原因是 。
A.没有平衡摩擦力 B.平衡摩擦力时小车没有连着纸带
C.平衡摩擦力时木板倾角太大 D.打点计时器使用的电源频率比50Hz小
(3)结合本实验,请写出合力做的功W与最大速度v的关系 。
14.(8分)用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量分析,即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带,0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),所用电源的频率为50Hz。已知m1=150g、m2=250g。当地重力加速度g取10m/s2。(数值结果均保留两位小数)
(1)在打下计数点5时,m1的速度大小为v= m/s;
(2)在打下0点到打下计数点5的过程中,m2动能的增加量为△Ek= J,系统重力势能的减少量为△Ep= J;
(3)某同学测出多个计数点的速度大小v及对应m2下落的高度h,作出的-h图象如图丙所示,则图象的斜率表达式k= (用m1、m2和g表示)。
三、计算题(共4小题,共38分)
15.(8分)如图所示,玩具气手枪的枪管AB对准竖直墙面上的C点,B、C间距xBC=10m且处于同一水平线上。弹丸以v0=10m/s的速度从枪管射出打在墙上的D点,不计空气阻力,g=10m/s2,求:
(1)C、D两点间的距离;
(2)弹丸打到D点时的速度。
16.(8分)如图所示,一宇宙飞船绕地球中心做圆周运动,已知地球半径为R,轨道1离地高度是R,现在欲将飞船转移到另一个离地高度为5R的圆轨道2上去,已知地球表面处的重力加速度为g,飞船质量为m,万有引力常数为G,求:
(1)地球的质量;
(2)飞船在1、2两个轨道上做圆运动的环绕速度之比;
(3)理论上,若规定距地心无穷远处为引力势能零势能点,飞船和地球系统之间的引力势能表达式为,(其中r为飞船到地心的距离)。请根据理论,计算完成这次轨道转移点火需要的能量。
17.(10分)如图所示,粗糙斜面AC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C,整个装置竖直固定,D是最低点,圆心角∠COD=37°,E与圆心O等高,圆弧轨道半径R=1m,斜面长L=4m,现有一个质量m=1kg的小物块P从斜面上端A点无初速下滑,小物块P与斜面AC间的动摩擦因数μ=0.5.取sin37°=0.6,cs37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力。求:
(1)小物块第一次通过C点时的速度大小;
(2)小物块经过D点时对轨道的最小压力;
(3)小物块在AC上滑行的总路程。
18.(12分)如图所示,一足够长的倾斜传送带以速度v=1m/s顺时针匀速运动,传送带与水平方向的夹角θ=37°。质量m1=1kg的小物块P和质量m2=3kg的小物块Q由跨过定滑轮的轻绳连接,P与定滑轮间的绳子与传送带平行,轻绳足够长且不可伸长。某时刻物块P从传送带上端以速度v0=6m/s冲上传送带(此时P、Q的速率相等),已知物块P与传送带间的动擦因数μ=0.5,不计滑轮的质量与摩擦,整个运动过程中物块Q都没有上升到定滑轮处。忽略空气阻力。(sin37°=0.6,cs37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)物块P刚冲上传送带时受到摩擦力的方向,加速度的大小;
(2)从物块P刚冲上传送带到沿传送带运动到最远处的过程中,摩擦力对P所做的功;
(3)若传送带以不同的速度v(0
一.选择题(共12小题,其中1-8为单选题,9-12为多选题,每小题4分,漏选得2分,有错选不得分,共48分)
二.实验题(共2小题,共14分)
13.(6分)(1)C (2)AB (3)W∝V2
14.(8分)(1)1.70 (2) 0.36 0.60
三.计算题(共4小题,共38分)
15.(8分)【解答】解:(1)弹丸从B到D做平抛运动,根据平抛运动的规律得:
xBC=v0t 2分
hCD= 2分
代入数据解得:t=1s,hCD=5m 1分
(2)弹丸打到D点时,竖直分速度vDy=gt=10×1m/s=10m/s 1分
根据平行四边形定则知,vD==10m/s 1分
设速度与水平方向的夹角为α,
则tanα==1,解得α=45° 1分
16.(8分)【解答】解:(1)设在地面附近有一小物体m0,则有:m0g=G,1分
可得地球的质量为:M=; 1分
(2)飞船在轨道1上运行时 G=m, 1分
解得:v1=
飞船在轨道2有: 1分
解得:v2=
可得:v1:v2=; 1分
(3)设飞船在2R和4R轨道上稳定运行时的机械能分别为E1和E2,
则: E1=m+(﹣)=﹣ 1分
同理可得:E2==﹣ 1分
所以完成这次轨道转移点火需要的能量△E=E2﹣E1= 1分
17.(10分)【解答】解:(1)物块从A到B的过程,根据动能定理有:
mgLsin37°﹣μmgLcs37°=mvC2﹣0 2分
代入数据得:vC=4m/s 1分
(3)物块最终在以C点为最高点的圆弧来回运动,此时经过D点时的速度最小。
从C到D的过程,由机械能守恒得 mg(R-Rcs37)= 1分
在D点 1分
得N=14N 1分
由牛顿第三定律,最小压力N’=N=14N,方向竖直向下 1分
(3)在斜面AC上,因mgsin37°>μmgcs37°,
物块不能停在斜面上,物块最终在以C点为最高点的圆弧来回运动。
对从开始到最终经过C点的全过程中,根据动能定理得:mgLsin37°﹣μmgs•cs37°=0 2分
解得在斜面滑行的总路程s=6m 1分
18.(12分)【解答】
(1)刚冲上传送带时P摩擦力方向沿传送带斜向上 1分
设刚冲上传送带时P的加速度为a1,轻绳的拉力为F1
对P:F1+μm1gcsθ﹣m1gsinθ=ma1 1分
对Q:m2g﹣F1=m2a1 1分
解得:a1=7m/s2 1分
(2)P减速到与传动带速度相同时,速度为x1,则 1分
共速后,对物块P
因为μm1gcsθ+m1gsinθ=10N<m2g=30N,
故P将继续向右减速,此时摩擦力沿传送带斜向下,
设此时加速度为a2,绳拉力为F2。
对P:F2﹣μm1gcsθ﹣m1gsinθ=m1a2,
对Q:m2g﹣F2=m2a2,
解得:a2=5m/s2 1分
PQ将以该加速度减速至0,
位移
则摩擦力对P做的功 W=﹣μm1gx1csθ+μm1gx2csθ 1分
W= -9.6J 1分
(3)第一个减速过程用时为t1, ,
皮带位移x2=vt1;
第二个减速过程用时t2 ,
则P运动位移
皮带位移
则整个过程产生的热量:
Q1=μm1gcsθ(x1﹣x2) 1分
Q2=μm1gcsθ(x2′﹣x1′)1分
Q=Q1+Q2
代入数据得 1分
根据数学方法计算可得:当v=2.5m/s,Q最小 1分
说明:第(3)问只要算出其中一段相对位移,就给1分
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
B
D
D
B
A
B
D
C
CD
BC
CD
ABD
2021-2022年广西南宁市第三中学高一(下)期末物理试题含解析: 这是一份2021-2022年广西南宁市第三中学高一(下)期末物理试题含解析
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