2021_2022学年河北省保定市部分高中学校高二(下)月考物理试卷(7月)(含答案解析)
展开2021~2022学年河北省保定市部分高中学校高二(下)月考物理试卷(7月)
1. 2021年10月16日,“神舟十三号”载人飞船发射成功,中国走在了全球太空探索前沿。下列有关“神舟十三号”载人飞船的说法正确的是( )
A. 飞船刚发射时速度很小,所以加速度也很小
B. 研究飞船与“天和”核心舱对接的姿态时,可以将其看成质点
C. 研究飞船飞往太空的运行轨道时,可以将其看成质点
D. 以地球为参考系,飞船在与“天和”核心舱对接后是静止的
2. 某建筑工地运输装置原理图如图所示,套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连。由于B的质量较大,故在释放B后,A将沿杆上升,当A环上升至与定滑轮的连线水平,其上升速度,若这时B的速度为,则( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,物体A、B、C在水平外力F的作用下一起在水平面上向右做匀速直线运动,则关于A、B、C三个物体的受力情况,下列说法正确的是( )
A. 物体B可能受4个力作用,也可能受5个力作用
B. 物体A一定受5个力作用
C. 物体C可能受2个力作用
D. 物体A可能受5个力作用,也可能受6个力作用
4. 有一物块由a点向b点做匀减速直线运动,最后停在b点,c点是ab的中间时刻所到达的位置,物块在c点的速度大小为,d点是ab的中间位置,则物块在d点的速度大小是( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,水平地面上有一带圆弧形凸起的长方体木块A,木块A上的物体B用绕过凸起的轻绳与物体C相连,B与凸起之间的绳是水平的。水平向左的拉力F作用在物体B上,恰使A,B、C保持相对静止。已知A、B、C的质量均为m,重力加速度大小g,不计所有摩擦,则( )
A. C的加速度大小为 B. A、B、C的加速度大小为
C. 拉力F的大小为3mg D. 拉力F的大小为
6. 无人驾驶汽车车头的激光雷达就像车辆的“鼻子”,随时“嗅”着正前方120m范围内车辆和行人的“气息”,大大缩短了汽车的制动反应时间,仅需,图为某次在测试场地进行制动测试时获得的一部分图像为汽车的速度,x为位置坐标。关于该制动测试,下列说法正确的是( )
A. 制动加速度大小为
B. 最大安全速度是
C. 以的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止需要5s
D. 以的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为108m
7. 如图所示,一质量为2kg的小球套在一根足够长的固定直杆上,直杆与水平面的夹角为,现小球在的沿杆向上的拉力作用下,从A点静止出发沿杆向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数,取重力加速度大小,若2s后撤去拉力F,则小球在上滑过程中距A点的最大距离是( )
A. B. C. 3m D.
8. 图为一个玩具陀螺,a、b、c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于水平地面的轴线以角速度稳定旋转时,下列表述正确的是( )
A. a、b、c三点的角速度相等 B. a、b,c三点的线速度大小相等
C. c的线速度比a,b的小 D. a、b的角速度比c的大
9. 如图所示,两个大小不计、质量均为m的物体A、B放置在水平地面上,一根长为不可伸长的轻绳两端分别系在两物体上,绳恰好伸直且无拉力。已知两物体与水平地面间的动摩擦因数均为,若在绳的中点施加一个竖直向上的拉力F,使两物体缓慢靠近,直至两物体接触,则在两物体靠近的过程中( )
A. 拉力F一直增大
B. 物体A所受的摩擦力一直增大
C. 地面对物体A的支持力一直增大
D. 当两物体间的距离为时,绳上的拉力为
10. 如图所示,足够长的倾斜传送带以某一不变的速率逆时针运行。一质量为m的物块无初速度轻放在传送带顶端,在物块下滑的过程中,物块的速度-时间图像可能正确的是重力加速度为( )
A. B. C. D.
11. 图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分.图中背景方格的边长均为,如果取重力加速度,那么:照片的闪光频率为________小球做平抛运动的初速度的大小为_______
12. 某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。
①下列做法正确的是______填字母代号
A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码筒通过定滑轮拴在木块上
C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源
D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度
②为使砝码及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量______木块和木块上砝码的总质量填“远大于”、“远小于”或“近似等于”
③甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图中甲、乙两条直线。设甲、乙用的木块质量分别为、,重力加速度为g,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为,,由图可知,______,______。填“大于”、“小于”或“等于”
13. 放风筝是大人、小孩都爱玩的一项有趣的体育活动,手上牵着线拉着风筝向前跑,就可以将风筝放飞到高处。有一小朋友将一只重为7N的风筝放飞到一定的高度后,保持风筝静止,此时线恰与水平面成角且保持不变,线对风筝的拉力大小为15N。请画出风筝的受力示意图,并求出此时风筝受到的风力大小和方向。
14. 刀削面是北方的一种特色传统面食,操作手法是一手托面,一手拿刀,直接将面削到开水锅里。如图所示,小面圈视为质点刚被削离时距开水锅的高度为h,与锅沿的水平距离为L,锅的半径也为L,将削出的小面圈的运动视为平抛运动,且小面圈都落入锅中,重力加速度大小为g,求落入锅内的小面圈刚被削离时的速度大小的范围。
15. 如图所示,以水平地面建立x轴,质量的木块视为质点放在质量的长木板上,木板长。已知木板与地面间的动摩擦因数,木块与木板间的动摩擦因数设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。木块与木板保持相对静止共同向右运动,已知木板的左端A经过坐标原点O时的速度大小,在坐标处有一挡板P,木板与挡板P碰撞后瞬间立即以原速率反向弹回,而木块在此瞬间速度不变,若碰后立刻撤去挡板P,取重力加速度大小。
求木板与挡板P碰撞前瞬间,木板的速度大小;
试判断运动过程中木块是否会从木板上掉下,若会,求木块与木板发生相对运动到木块掉下的时间,若不会,求木块最终离木板左端A的距离;
求最终木板停止运动时其左端A的位置坐标。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
根据速度与加速度的实际情况判断;质点是只计质量、不计大小、形状的一个几何点,是实际物体在一定条件下的科学抽象,能否看作质点与物体本身无关,要看所研究问题的性质,看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略;在描述一个物体的运动时,选来作为标准的另外的某个物体叫参考系;
对于物理中的基本概念要理解其本质不同,不能停在表面,如看成质点的条件等,难度不大,属于基础题。
【解答】
A.飞船刚发射时速度很小,但其加速度很大,A错误;
B.研究飞船与“天和”核心舱对接的姿态时,要研究对接时的动作、姿势,故飞船的大小和形状不可以忽略不计,不可以将其看成质点,B错误;
C.研究飞船飞往太空的运行轨道时,飞船与轨道相比,飞船的大小和形状可以忽略不计,可以将其看成质点,C正确;
D.以地球为参考系,飞船在与“天和”核心舱对接后绕地球做匀速圆周运动,D错误;
故选C。
2.【答案】D
【解析】
【分析】
把A上升的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的速度,而沿绳子方向的速度与B的速度相等。
【解答】
对A进行上升速度的分解,其分速度分别是垂直于绳子方向和沿绳子方向,其中与B的速度由于在同一根绳子,大小相等,当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时
所以B的速度,故选D。
3.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查受力分析,结合物体的状态分析。
连接体问题,先分析受力简单的C再B再A,结合物体处于平衡状态,逐个受力分析。
【解答】
C.对于物体C,受重力、B对C的支持力和B对C的摩擦力三个力,C错误;
A.先将BC看成一整体,可知B与A之间无摩擦力;则对于物体B,受重力、A对B的支持力、C对B的压力,C对B的摩擦力,所以B受4个力,A错误;
对于物体A,受重力、地面的支持力、B对A的压力、拉力F以及地面的摩擦力,所以物体A的受力个数为5个,B正确,D错误。
故选B。
4.【答案】A
【解析】
【分析】
在处理匀变速直线运动问题时,要熟记匀变速直线运动的基本公式和常用推论,选取合适的公式可以使问题更为简便。
【解答】
设初速度为v,匀变速运动的中间时刻速度为始末速度和的一半,故
设匀减速到停下来经过的位移为x,加速度大小为a,则有
d点是ab的中间位置,则有
联立解得
故选A。
5.【答案】D
【解析】
【分析】
先对整体进行分析,根据牛顿第二定律得出整体的加速度,再对B、C进行分析,列出B、C的加速度关系式,联立即可求解加速度以及拉力大小。
本题主要考查运用整体法与隔离法解决动力学问题,解答此类问题,一般都会优先考虑先对整体进行分析得出加速度的表达式,再对单个物体进行分析。
【解答】
对A、B、C组成的整体有
对B有
对C有,
联立各式得
解得,
D正确,ABC错误。
故选D。
6.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查运动学的图像问题,解题的关键是从图像中得到正确的信息。
由图像斜率及匀变速直线运动位移速度关系求出加速度;根据匀变速运动速度时间关系及制动反应时间求出从“嗅”到前方行人“气息”到停止的时间;根据运动学位移与时间关系及位移与速度关系求解从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离,并分析求解最大安全速度。
【解答】
A.根据可得制动加速度大小为,A错误;
C.以的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止需要的时间为,C错误;
以的速度匀速行驶时,从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为,可知汽车的最大安全速度大于,B错误,D正确。
故选D。
7.【答案】B
【解析】
【分析】
根据小球受力分析解结合牛顿第二定律求出小球运动的加速度,根据速度-时间公式和位移-时间公式求出刚撤去拉力F时小球的速度和位移,根据牛顿第二定律求出撤去F后的加速度,结合运动学公式求出上滑的位移,从而得出小球上滑过程中距A点最大距离。
本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用,关键理清小球在整个过程中的运动规律,结合运动学公式和牛顿第二定律进行求解。
【解答】
开始时
解得
则2s末的位移
2s末的速度
撤去力F后
解得
则速度减为零时的位移
小球在上滑过程中距A点的最大距离是 ,故选B。
8.【答案】AC
【解析】
【分析】
陀螺上三个点满足共轴转动,角速度是相同的.所以当角速度一定时,线速度与半径成正比。
在共轴条件下,只要知道半径关系,就可确定线速度关系。
【解答】
由于a、b、c三点共轴转动,所以a、b、c三点的角速度相等,故A正确,D错误;
B.根据可知,由于a、b、c三点的角速度相等,而半径不同,则a、b,c三点的线速度大小不相等,故B错误;
C.根据可知,由于a、b、c三点的角速度相等,而c点转动半径比a、b点转动半径小,所以c的线速度比a,b的小,故C正确;
故选AC。
9.【答案】AD
【解析】
【分析】
本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
【解答】
A.设连接A、B的轻绳间夹角为,对结点O受力分析,如图甲所示
由平衡条件得
再对物体B受力分析,如图乙所示,物体缓慢靠近的过程,水平方向满足
竖直方向满足
联立解得
当两物体缓慢靠近的过程,逐渐减小,拉力F一直增大,A正确;
设绳子与地面夹角为时绳子拉力最小,根据平衡条件可得
解得
令
则,所以有
当
即时,最小,此时两物体相距
由于绳子拉力先变小再变大,所以A或B受到的摩擦力可表示为
由于增大,减小,所以摩擦力先减小,并不会一直增大,以整体为研究对象,拉力F一直增大,竖直方向受力平衡,则地面对两个物体的支持力一直减小,BC错误;
D.当两物体间的距离为时,即,绳上的拉力为,D正确。
故选AD。
10.【答案】AD
【解析】
【分析】
本题主要考查了传送带问题,判断物体达到共同速度后的运动状态,关键是正确的受力分析是解题的关键。
对物体受力分析,根据牛顿第二定律求得达到传送带速度前下滑的加速度,达到共同速度后,分析物体重力沿斜面的分力和摩擦力的大小关系,判断物体运动状态即可解答。
【解答】
物块刚放到传送带上时,根据牛顿第二定律
当物块速度与传送带速度相等之后,若,则物块与传送带一起匀速运动
若,物块仍然加速,根据牛顿第二定律
解得
故,物块可能先加速后匀速,也可能先以较大的加速度加速运动再以较小的加速度加速运动。
故选AD。
11.【答案】10;。
【解析】
【分析】
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,根据竖直方向上的运动,根据位移差公式求出闪光的时间间隔得到频率,再根据水平方向上的运动求出小球抛出的初速度.
解决本题的关键掌握处理平抛运动的方法,能够灵活运用运动学公式处理水平方向和竖直方向上的运动.
【解答】
在竖直方向上有
其中
代入求得
因此闪光频率为
水平方向匀速运动,有
其中,
代入解得
12.【答案】 ①AD;②远小于;③小于;大于。
【解析】
【分析】
本题考查实验:探究加速度与力、质量的关系。要明白实验原理。
实验要保证拉力等于小车受力的合力,要平衡摩擦力,细线与长木板平行。
砝码桶及桶内砝码加速下降,失重,拉力小于重力,加速度越大相差越大,故需减小加速度,即减小砝码桶及桶内砝码的总质量;
图象的斜率表示加速度的倒数;求解出加速度与拉力F的表达式后结合图象分析。
【解答】
①调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行,否则拉力不会等于合力,A正确;
B.在调节模板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,不应悬挂“重物”,B错误;
C.需要先打开电源,待打点稳定后再释放木块,C错误;
D.平衡摩擦力后,有,即,与质量无关,故通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要从新调节木板倾斜度,D正确。
故选AD。
②实验过程中码桶及砝码也与木块和木块上砝码一起做匀加速运动,即对砝码桶和砝码有
对木块和木块上砝码有
整理有
只有当 时才有。
③当没有平衡摩擦力时有
整理有
即图像的斜率为,纵轴截距大小为,由图线可知 , 。
13.【答案】解:风筝的受力示意图如下
则有
联立可得此时风筝受到的风力大小
与水平方向夹角的正切为
则与水平方向夹角
【解析】对风筝进行受力分析,根据共点力的平衡条件可列出平衡方程求解风力。
本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。
14.【答案】解:根据
得
水平位移的范围
根据得初速度的范围为
【解析】该题主要考查平抛运动相关知识。分析好物理情景,熟知平抛运动特点和规律,灵活应用公式是解决本题的关键。
根据平抛运动水平方向做匀速直线运动、竖直方向做自由落体运动规律分析求解的范围;
15.【答案】解:木板与挡板P碰撞前木块与木板保持相对静止共同向右运动,以木块和木板作为整体研究,有
解得
木板与挡板P碰撞后,根据牛顿第二定律,对木块有
对木板有
一段时间后两者共速,有
解得
共同速度,方向向左。
从碰后至共速,木板的位移
木块的位移
则
故木块未从木板上掉下,最终离A端的距离
共速后木块、木板以加速度向左减速至停下时的位移
最终木板左端A点位置坐标为
【解析】解决本题的关键理清木块和木板的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解,注意在第二问中求解共同速度时,不能运用动量守恒求解,因为木块和木板组成的系统所受的外力之和不为零。
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