2022-2023学年辽宁省锦州市渤海大学附属高级中学高三上学期第二次月考物理含答案

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2022-2023学年辽宁省锦州市渤海大学附属高级中学高三上学期第二次月考第I卷（选择题）一、选择题（本题共10小题，共46分。其中1-7题为单项选择题，每题4分；8-10题为多项选择题，每小题6分，多项选择题选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1. 在水平公路上行驶的汽车，当汽车以一定速度运动时，车轮与路面间的最大静摩擦力恰好等于汽车转弯所需要的向心力，汽车沿如图的圆形路径（虚线）运动、当汽车行驶速度突然增大，则汽车的运动路径可能是 （　　）A. Ⅰ B. Ⅱ C. Ⅲ D. Ⅳ【答案】B【解析】【详解】当汽车行驶速度突然增大时，最大静摩擦力不足以提供其需要的向心力，则汽车会发生离心运动，且合外力为滑动摩擦力，又因为合外力在运动轨迹的凹侧，即汽车的运动路径可能沿着轨迹Ⅱ。故选B。2. 一质点做竖直上抛运动，其位移x与时间t的关系图像如图所示，下列说法正确的是（　　）A. t=0时，质点的速度为零B. t=3s时，质点的速度和加速度均为零C. 在t=0至t=3s间，质点的速度与加速度同向D. 在t=3s至t=6s间，质点的速度与加速度同向【答案】D【解析】【详解】A．x-t图的斜率表示速度，t=0时斜率不为0，A错误；B．t=3s时，质点的速度为零，但随后速度即发生变化，说明加速度不为零，B错误；C．在t=0至t=3s间，图像斜率在减小，物体在做减速运动，速度与加速度反向，C错误；D．在t=3s至t=6s间，图像斜率在增大，质点速度与加速度同向，D正确。故选D。3. 如图所示，卡车通过定滑轮以恒定的功率拉绳，牵引河中的小船沿水面运动，已知小船的质量为m，沿水面运动时所受的阻力为f，当绳AO段与水平面夹角为时，小船的速度为v，不计绳子与滑轮的摩擦，则此时小船的加速度等于（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】假设卡车速度是v0，对小船运动分解，小船的速度为v的沿绳分量与卡车速度相同，如图：由几何关系可知此时卡车的牵引力为再对小船受力分析如图：由牛顿第二定律可知，小船加速度为故选A。4. 如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动的小车。当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间t前进的距离为l，且速度达到最大值vm。设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为Ff，那么这段时间内（　　）A. 小车做匀变速直线运动B. 小车受到的牵引力做的功为C. 小车受到的牵引力逐渐增大D. 小车受到的合外力所做的功为【答案】D【解析】【详解】C．根据功率公式解得 小车的功率不变，速度增大时牵引力减小，C错误；A．根据牛顿第二定律得解得小车的加速度随速度的增大而减小，所以小车做非匀变速直线运动，A错误；D．根据动能定理得 D正确；B．根据动能定理得 解得C错误。故选D。5. 如图所示，小球甲从距离地面高度为处以速度竖直向上抛出，同时小球乙从距离地面高度为处开始自由下落，小球运动的过程中不计空气阻力，重力加速度取，则下列说法中正确的是（  ）A. 小球乙落地前，两小球的速度差逐渐变大B. 落地前的运动过程中小球甲、乙的平均速率之比为1∶2C. 至小球乙落地时，甲、乙两球的位移大小之比为3∶4D. 小球甲、乙在落地前最后下落的高度相同【答案】D【解析】【详解】A．取竖直向上为正方向，甲球跟乙球的速度差为A错误；B．由得乙球落地用时间为对甲球：由解得甲球经过的路程为，乙球经过的路程为，那么落地前的运动过程中小球甲、乙的平均速率之比为5∶6，B错误；C．乙球落地时，甲球的位移为0，即恰好回到抛出点，则至小球乙落地时，甲、乙两球的位移大小之比为0，C错误；D．对甲球，根据公式解得它落地时的速度大小为，方向竖直向下，跟乙球落地时的速度一样，由于加速度相同，根据公式以可知小球甲、乙在落地前最后下落的高度相同，D正确。故选D。6. 一质量为m的物体用一根足够长细绳悬吊于天花板上的O点，现用一光滑的金属钩子勾住细绳，水平向右缓慢拉动绳子（钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上），下列说法正确的是（　　）A. 钩子对细绳的作用力始终水平向右B. OA段绳子的力逐渐增大C. 钩子对细绳的作用力逐渐增大D. 钩子对细绳的作用力可能等于mg【答案】C【解析】【详解】A．钩子对绳的力与绳子对钩子的力是相互作用力，方向相反，两段绳子对钩子的作用力的合力是向左下方的，故钩子对细绳的作用力向右上方，故A错误；B．物体受重力和拉力而平衡，故拉力 T=mg ，而同一根绳子的张力处处相等，故 OA 段绳子的拉力大小一直为mg ，大小不变，故B错误；C．两段绳子拉力大小相等，均等于 mg ，夹角在减小，根据平行四边形定则可知，合力变大，故根据牛顿第三定律，钩子对细绳的作用力也是逐渐变大，故C正确；D．因为钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上，两段绳子之间的夹角不可能达到90°，细绳对钩子的作用力不可能等于，钩子对细绳的作用力也不可能等于，故D错误。故选C。7. 如图所示，一物块置于足够长的水平传送带上，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧右端与物块接触但不栓接，墙壁与物块间系不可伸长的轻绳使水平方向的弹簧处于压缩状态，压缩量为0.2m（弹性限度内）。已知物块质量为0.5kg。物块与传送带间的动摩擦因数、重力加速度g = 10m/s2。若传送带不动，剪断轻绳，当弹簧刚好恢复原长时物块的速度为零；若传送带以v = 3m/s的速度顺时针匀速转动，则剪断轻绳后（   ）A. 在弹簧恢复原长过程中，物块向右先做加速运动，后做减速运动B. 弹簧恢复原长时，物块速度大小为2m/sC. 物块在传送带上运动的过程中，摩擦力对物块做功为2.5JD. 弹簧恢复原长后，物块与传送带之间由于摩擦而产生的热量为2.75J【答案】B【解析】【详解】B．若传送带不动，弹簧压缩量为0.2m到恢复原长时物块的速度为零，由动能定理弹簧弹力做功为若传送带以3m/s速度顺时针匀速转动，剪断轻绳后。弹簧恢复原长时，弹簧弹力做功不变，摩擦力做正功，根据动能定理弹簧恢复原长时，物块速度大小为B正确；A．由B选项分析可知，在弹簧恢复原长的过程中物块的速度一直小于传送带速度，物块所受的滑动摩擦力一直水平向右，弹力水平向右，则物块向右做加速运动，A错误；C．物块与弹簧分离后，在摩擦力的作用下做匀加速直线运动，直至共速后做匀速直线运动，匀加速运动过程中，摩擦力做功为，由动能定理得则物块在传送带上运动的过程中，摩擦力对物块做功为C错误；D．根据牛顿第二定律，物块匀加速运动的加速度大小为匀加速至共速的时间为这段时间内，物块运动距离为传送带运动距离为则弹簧恢复原长后，物块与传送带之间由于摩擦而产生的热量为D错误。故选B。8. 荷兰“MarsOne”研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划。假设登陆火星需经历如图所示的变轨过程。已知引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）A. 飞船在轨道上运动时，运行的周期B. 飞船在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能C. 若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知飞船在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度D. 飞船在P点从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，需要在P点朝速度方向喷气【答案】AC【解析】【详解】A．根据开普勒第三定律可知半长轴越大，周期越大，因此飞船在轨道上运动时，运行的周期，故A正确；BD．飞船在P点从轨道I变轨到轨道II，需要在P点朝速度反方向喷气，从而使飞船加速，则飞船在轨道II上的机械能大于在轨道I上的机械能，故BD错误；C．若轨道I贴近火星表面，可认为轨道半径等于火星半径，根据万有引力提供向心力由密度公式可知联立解得已知飞船在轨道I上运动角速度，可以推知火星的密度，故C正确。故选AC。9. 如图所示，小车A、小物块B由绕过轻质定滑轮的细线相连，小车A放在足够长的光滑水平桌面上，B、C两小物块在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直，右侧细线与桌面平行。已知A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时，整个系统处于静止状态，对A施加一个恒定的水平拉力F后，A向右运动至速度最大时，C刚好离开地面，则（　　）A. 此过程中弹簧的弹性势能一直增大B. 小车向右运动至速度最大时，A、B、C加速度均零C. 拉力F的大小为2mgD. 此过程中拉力F做的功为【答案】BC【解析】【详解】A．开始时整个系统静止，弹簧压缩量为x，则对B有kx=mg解得C恰好离开地面时，弹簧的伸长量仍为可知弹簧的弹性势能先减小后增大，故A错误；B．小车向右运动至速度最大时，加速度为零，由于A、B细线相连，则A的加速度为0；而此时，C刚好离开地面，则加速度也为0。故B正确；C．C刚好离开地面且三者加速度都为零，整体分析，由平衡条件得F=2mg故C正确；D．拉力做的功为故D错误。故选BC。10. 如图所示，两个圆形轨道竖直固定，相切于最低点P，大圆弧的半径是小圆弧的半径R的两倍，圆心、圆心与P点在同一竖直线上。现将a、b两个小球（均视为质点）分别以速率，水平抛出，两球恰好在P点相遇。若a、b球落在P点时速度与竖直方向的夹角分别为、重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　）A. B. C. b球比a球先抛出时间为D. b球刚落在P点的速率以是a球刚落在P点的速率的2倍【答案】ABC【解析】【详解】A．由平抛运动公式分别对两个小球解得B．由平抛运动的推论解得选项B正确；C．两球的下落时间分别为解得选项C正确；D．由机械能守恒定律得解得选项D错误。故选ABC。第Ⅱ卷（非选择题）二、非选择题（本题包括5小题，共54分）11. 用图示装置验证机械能守恒定律。实验前调整光电门位置使直径为d的小球下落过程中球心通过光电门中的激光束实验中通过断开电磁铁开关使小球从A点下落，经过光电门B，记录挡光时间，测出小球在AB间下落的距离h。竖直移动光电门B，重复上述步骤，测得多组h及相应的，已知当地重力加速度为g。（1）小球通过光电门速度的表达式为v=___________。（2）根据测量数据可描绘___________图像来验证机械能是否守恒，若图像是过原点的直线，比例系数为k，则k=___________就验证了自由落体的物体机械能守恒。【答案】    ①.     ②.     ③. 【解析】【详解】（1）[1]利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，则（2）[2]根据机械能守恒的表达式有即可描绘图像来验证机械能是否守恒。[3]若图像是过原点的直线，当斜率就验证了自由落体的物体机械能守恒。12. 某兴趣小组设计如图1所示的实验装置，测定当地的重力加速度。主要器材有：铁架台、细绳、小钢球、刻度尺、铁夹和小型电动机等。实验时，首先将细线上端固定在电动机转盘上，用夹子将刻度尺竖直固定，并将“0”刻度线与悬点水平对齐。然后启动电源，待电动机稳定工作后，将带动钢球做圆锥摆运动。利用转速测定仪测定其转速为n（以r/s为单位），并通过刻度尺测定细线悬点到圆平面的竖直距离h。多次改变n，读出多组h。回答下列问题：
 （1）某次刻度尺上读数如图1所示，读数为______cm；（2）调节电动机的转速n，钢球转动稳定时，若n越大，h越______（选填“大”或“小”）；（3）小组利用测得的多组数据作出图像，得出一条过原点的倾斜直线，如图2所示，图中横坐标代表的物理量是h，则纵坐标应为______（选填“n”、“”或“”）。若图像的斜率为k，则当地的重力加速度为______。【答案】    ①. 20.00    ②. 小    ③.     ④. 【解析】【详解】（1）[1]刻度尺的最小分度为0.1cm，由图可知，刻度尺读数为20.00cm；（2）[2]设细线与竖直方向夹角为，则由牛顿第二定律可得由几何关系有则有所以n越大，h越小；（3）[3][4]由（2）分析可得则横坐标代表的物理量是h，则纵坐标应为；则所以当地的重力加速度为13. 如图所示，两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上，两根长度均为L的轻绳一端系在小环上，另一端系在质量为M的木块上，两个小环之间的距离也为L，小环保持静止.试求：(1)连接小环和木块的轻绳中的拉力大小？(2)每个小环所杆对其的支持力和摩擦力大小?【答案】（1） （2） 【解析】【详解】（1）三个物体之间构成等边三角形，研究M得 2FTcos30°=Mg 解得： （2）整体法分析有：2FN=（M+2m）g 即对小环受力分析可得：FTcos60°=f  解得：14. 一质量的物体从静止于高空的气球上自由落下，下落后降落伞张开，此后该物体匀减速下落，且落地时的速度恰好为零。取重力加速度大小。求：（1）降落伞对物体做的功；（2）物体所受重力的最大功率；（3）该物体从开始下落到落地的时间。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据动能定理有　解得　（2）当降落伞刚张开时，物体的速度最大，最大速度　解得又　解得（3）时间内物体下落的高度设降落伞张开后，物体运动的加速度大小为、时间为，根据匀变速直线运动的规律有　又　解得15. 如图所示，光滑竖直墙壁AB底端与四分之一光滑圆弧轨道BC连接，圆弧轨道半径R。水平轨道与圆弧轨道的最低点相切，右端固定一弹簧，CD段长度L=2R，动摩擦因数，其他摩擦不计。一质量为m的小滑块（可视为质点）从墙壁A点静止释放，A、B间的高度，重力加速度为g。求：（1）小滑块第一次过C点时对轨道的压力；（2）弹簧弹性势能的最大值；（3）若CD段动摩擦因数随距离而变化，满足 （x为滑块在CD段距C点的距离），则小滑块最终停下的位置距离C点多远？【答案】（1）6mg，方向竖直向下；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设小滑块第一次过C点时的速度大小为vC，根据机械能守恒定律有   设小滑块第一次过C点时受到轨道的支持力大小为FN，根据牛顿第二定律有   解得根据牛顿第三定律可知，小滑块第一次过C点时对轨道的压力大小为6mg，方向竖直向下。（2）根据能量守恒定律可得弹簧弹性势能的最大值为（3）由题意可知，小滑块在CD所受摩擦力大小与x的关系满足所以Ff与x成线性关系，则小滑块从C到D（或从D到C）过程中所受平均摩擦力大小为小滑块在CD上完整运动一次克服摩擦力所做的功为而所以当小滑块第8次通过D点并向左运动时所具有的的动能为设小滑块最终停下的位置到C点的距离为s，则小滑块从D点到该点间所受平均摩擦力大小为根据动能定理有解得