2024芜湖师大附中高一下学期3月月考物理试题含解析

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注意事项：
1．答卷前，务必将自己的姓名和座位号填写在答题卡和试卷上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，务必擦净后再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合要求的。
1. 2023年世界泳联锦标赛中，中国军团以20枚金牌的成绩力压美国，位列金牌榜第一名。若把运动员从起跳到接触水面的运动看成匀变速直线运动，某运动员从距离水面某一高度处的跳板上竖直向上跳起，起跳时开始计时，取竖直向下为正方向，速度传感器记录运动员的速度随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 0~t2，运动员处于失重状态
B. 运动员在t1时刻接触水面
C. 运动员在水中时，最深处的加速度最大
D. 运动员潜入水中的深度等于
2. 如图所示，绳子通过固定在天花板上的定滑轮，左端与套在固定竖直杆上的物体A连接，右端与放在水平面上的物体B相连，到达如图所示位置时，两段绳与水平面的夹角分别为37°、53°，两物体的速率分别为、，且此时，，，则的大小为（ ）
A. 3m/sB. 3.5m/sC. 4m/sD. 5m/s
3. 北京时间2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十七号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。在空间站中，如需测量一个物体的质量，需要运用一些特殊方法：如图所示，先对质量为的标准物体P施加一水平恒力F，测得其在1s内的速度变化量大小是8m/s，然后将标准物体与待测物体Q紧靠在一起，施加同一水平恒力F，测得它们在1s内速度变化量大小是2m/s。则待测物体Q的质量为（ ）
A. 3.0kgB. 4.0kgC. 5.0kgD. 6.0kg
4. 由同种材料制成的两滑块A、B用一根轻质细绳连接，将滑块B按在水平桌面上，细绳跨过轻质定滑轮将滑块A悬挂在空中，如图甲所示，松手后滑块A、B的加速度大小均为。现仅将滑块A、B位置互换（如图乙所示），松手后滑块A、B的加速度大小均为3a。已知滑块B的质量等于滑块A的质量的两倍，则滑块与水平桌面间的动摩擦因数为（ ）
A. 0.1B. 0.2C. 0.3D. 0.4
5. 如图甲所示， A、B两小球通过两根轻绳连接并悬挂于O点，已知两轻绳OA和AB长度之比为：1，A、B两小球质量分别为和，现对A、B两小球分别施加水平向右的力F1和水平向左的力F2，两球恰好处于如图乙的位置静止，此时B球恰好在悬点O的正下方，轻绳OA与竖直方向成，则（ ）
A. F1＝F2B. F1＝F2C. F1＝2F2D. F1＝3F2
6. 如图所示，将a、b两小球（均可视为质点）以大小为的初速度分别从A、B两点先后相差1s水平相向抛出，a小球从A点抛出后，经过时间t，a、b两小球恰好在空中相遇，且速度方向相互垂直，不计空气阻力，g取，则抛出点A、B间的水平距离是（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为1kg的物体A、B（B物体与弹簧栓接），弹簧的劲度系数为，初始时系统处于静止状态。现用一方向竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度的匀加速直线运动，重力加速度g取，空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A. 外力F刚施加的瞬间，F的大小为4N
B. 当弹簧压缩量减小到0.3m时，A、B间弹力大小为1.2N
C. A、B分离时，A物体的速度大小为
D. B物体速度达到最大时，B物体的位移为0.40m
8. 某同学投掷篮球空心入筐，篮球的出手点与篮筐的距离为7.2m，篮球进入篮筐时的速度方向恰好与出手时的速度方向垂直。不考虑空气阻力，重力加速度大小取。则篮球从出手到入筐的时间为（ ）
A. 1.6sB. 1.4sC. 1.2sD. 1.0s
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 如图所示的圆盘，半径为R，可绕过圆心O的水平轴转动，在圆盘的边缘沿同一直径方向固定两根长为R的轻杆，杆的端点各有一可视为质点的小球A、B，在圆盘上缠绕足够长的轻绳。轻绳的另一端拴接一小球C。现将装置由静止释放，小球C向下以（g为重力加速度）的加速度做匀加速直线运动，圆盘与轻绳间不打滑，经过一段时间圆盘转过两圈。下列说法正确的是（ ）
A. 圆盘转两圈所用的时间为
B. 圆盘转两圈时，小球A的角速度大小为
C. 圆盘转两圈时，圆盘的角速度大小为
D. 圆盘转两圈时，小球B的线速度大小为
10. 如图所示，上表面光滑的斜面静置于粗糙水平面上，斜面质量，倾角，斜面顶端固定有光滑轻质滑轮，质量的物块系于轻绳一端，轻绳另一端跨过滑轮系于地面上，斜面左侧的轻绳保持竖直，斜面上方的轻绳与斜面平行。已知重力加速度大小，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳拉力大小为8N
B. 水平面对斜面的弹力大小为48N
C. 水平面对斜面的摩擦力大小为零
D. 剪断轻绳瞬间，为使斜面保持静止，斜面与水平面间的动摩擦因数至少为0.125
三、非选择题：共5小题，共58分。
11. 某实验小组用如图甲所示的装置来探究小球做匀速圆周运动时所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中______的方法。
A. 理想实验法B. 等效替代法C. 控制变量法D. 演绎法
（2）在探究向心力F与角速度的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______（填选项前的字母）。
A. B. C. D.
（3）为验证做匀速圆周运动物体的向心力的定量表达式，实验组内某同学设计了如图乙所示的实验装置，电动机带动转轴匀速转动，改变电动机的电压可以改变转轴的转速；其中AB是固定在竖直转轴上的水平凹槽，A端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。
实验步骤：
①测出挡光片与转轴的距离为L；
②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴距离为r；
③启动电动机，使凹槽AB绕转轴匀速转动；
④记录下此时压力传感器示数F和挡光时间。
（a）小钢球转动角速度______（用L、d、表示）；
（b）该同学为了探究向心力大小F与角速度的关系，多次改变转速后，记录了一系列力与对应角速度的数据，作出图像如图丙所示，若忽略小钢球所受摩擦且小钢球球心与转轴的距离为，则小钢球的质量______kg。（结果保留2位有效数字）
12. 某学习小组利用气垫导轨、位移传感器和滑块等器材做验证牛顿第二定律的实验（如图甲）。首先将位移传感器固定在气垫导轨左端，把气垫导轨右端垫起一定高度，测量气垫导轨的长度L和右端垫起的高度H；将质量为M的滑块从气垫导轨顶端由静止释放，传感器采集数据，经计算机处理后得到滑块的位移与时间的比值随时间t变化的图像。
（1）某次实验得到的图线如图乙所示，从图线可得滑块下滑的加速度大小______（结果保留两位有效数字）。
（2）此装置还可用来测量当地的重力加速度g，实验时保持滑块从气垫导轨顶端静止释放，通过改变H的大小，测出对应的加速度a，然后做出图像，图像中的图线是一条倾斜的直线，为求出重力加速度g需要从图像中找出______。
A．图线与a轴截距 B．图线与H轴截距
C．图线的斜率k D．图线与H轴所夹面积S
则当地的重力加速度______（用题中和选项中给出的字母表示）。
（3）换用质量M不同的滑块，调节气垫导轨右端垫起的高度H，保持______（用M、H表示）不变时，可验证力一定时，加速度与滑块的质量成反比。
13. 如图所示，P处能持续水平向右发射初速度不同的小球。高度为L的挡板AB竖直放置，离O点的水平距离为4L。挡板上端A与P点的高度差为，可通过改变发球点P的竖直位置调整A、P两点的竖直高度差，重力加速度为g。
（1）当时，调节初速度使小球能够击中挡板AB，求发射小球的初速度取值范围；
（2）当竖直高度调整为多大时，小球击中A点时的速度取得最小值？并求出该最小值的大小。
14. 如图所示，在风洞实验室中，从A点以水平速度向左抛出一个质量为m的小球，小球抛出后始终受到水平向右的恒定风力的作用，风力大小，经过一段时间小球运动到A点正下方的B点处，重力加速度为g。
求：（1）A、B间距；
（2）小球经过多长时间达到运动过程中的最小速度，并求出最小速度的大小。
15. 如图所示，粗糙的水平地面上有一块长木板P，小滑块Q（可视为质点）放置于长木板上最右端。现将一个水平向右的力F作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动。已知滑块与长木板的动摩擦因数，木板与地面的动摩擦因数，物块质量，木板的质量，重力加速度。
（1）如果在力F作用下P、Q一起向右运动且未发生相对滑动，求力F大小的取值范围；
（2）当作用于长木板P且经过时间撤去F，若运动过程中滑块Q始终没有从长木板P上滑下，求长木板P的长度至少为多少？
（3）在满足（2）问中的情形下，求长木板P在运动过程中的总位移。