牡一中2022级高三学年上学期10月月考物理试题一、选择题（每题4分，共48分，其中1——7题为单选，8——12题为多选，选对但不全得2分）1．如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点，跨过滑轮的细绳连物块a、b，a、b都处于静止状态,现将物块b移至C点后，a、b仍保持静止，下列说法中正确的是（）A．b与水平面间的摩擦力减小B．地面对b的弹力减小C．悬于墙上的绳所受拉力不变D．a、b静止时，图中三角相等2．汽车以恒定的功率在平直公路上行驶，所受到的摩擦阻力恒等于车重的0.1，汽车能达到的最大速度为vm。则当汽车速度为vm时，汽车的加速度为(重力加速度为g)( )A．0.1gB．0.2gC．0.3gD．0.4g3．质量m＝20kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动,0～2s内F与运动方向相反，2～4s内F与运动方向相同，物体的v－t图象如图所示，g取10m/s2，则（）A．拉力F的大小为100NB．物体在4s时拉力的功率大小为120WC．4s内拉力所做的功为720JD．4s内物体克服摩擦力做的功为320J4．一质量为m的物体在竖直向上的拉力F作用下沿竖直方向向上运动，运动过程中物体的动能与位移的关系如下图所示，其中0～x1为一曲线，x1～x2为一与横轴平行的直线，x2～x3为一倾斜直线，不计空气阻力，关于物体在这段位移内的运动，下列说法不正确的是（）A．0～x1过程中拉力F逐渐减小B．x1～x2过程中物体的重力势能可能不变C．x2～x3过程中拉力F为恒力-10-D．0～x3过程中物体的机械能增加5．如图所示，大气球质量为100kg，载有质量为50kg的人(可以把人看做质点)，静止在空气中距地面20m高的地方，气球下方悬一根质量可忽略不计的绳子，此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面，为了安全到达地面，则这绳长至少应为( )A．10mB．30mC．40mD．60m6．在大型物流货场，广泛的应用传送带搬运货物。如下图甲所示，倾斜的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将m＝1kg的货物放在传送带上的A点，经过1.2s到达传送带的B点。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，已知重力加速度g＝10m/s2。由vt图像可知()A．A、B两点的距离为2.4mB．货物与传送带间的动摩擦因数为0.25C．货物从A运动到B的过程中，传送带对货物做功大小为11.2JD．货物从A运动到B的过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为4.6J7．如图，两质量均为m的小球1、2(可视为质点)用一轻质杆相连并置于图示位置，质量也为m的小球3置于水平面OB上，半圆光滑轨道与水平面相切于B点。由于扰动，小球1、2分别沿AO、OB开始运动，当小球1下落h＝0.2m时，杆与竖直墙壁夹角θ＝37°，此时小球2刚好与小球3相碰，碰后小球3获得的速度大小是碰前小球2速度大小的1.25倍，并且小球3恰好能通过半圆轨道的最高点C，取g＝10m/s2，cos37°＝0.8，sin37°＝0.6，一切摩擦不计，则( )A．小球1在下落过程中机械能守恒B．小球2与小球3相碰时，小球1的速度大小为1.6m/sC．小球2与小球3相碰前，小球1的平均速度大于小球2的平均速度D．半圆轨道半径大小为R＝0.08m8．如图所示，发射升空的卫星在转移椭圆轨道Ⅰ上A点处经变轨后进入运行圆轨道Ⅱ．A、B分别为轨道Ⅰ的远地点和近地点．则卫星在轨道Ⅰ上（）-10-A．经过A点的速度小于经过B点的速度B．经过A点的动能大于在轨道Ⅱ上经过A点的动能C．运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期D．经过A点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过A点的加速度9．如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块分别落地的过程中，两物块( )A．速度的变化大小相同B．动能的变化相同C．重力势能的变化相同D．重力的平均功率相同10．在一水平向右匀速运动的传送带的左端A点，每隔相同的时间T，轻放上一个相同的工件．已知工件与传送带间动摩擦因数为μ，工件质量为m.经测量，发现后面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为L.已知重力加速度为g，下列判断正确的有( )A．传送带的速度大小为B．工件在传送带上加速时间为C．传送带因传送每一个工件而多消耗的能量为D．每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为11．如图所示，小球A质量为m，系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到光滑水平面的距离为h.物块B和C的质量分别是5m和3m，B与C用轻弹簧拴接，置于光滑的水平面上，且B物块位于O点正下方．现拉动小球使细线水平伸直，小球由静止释放，运动到最低点时与物块B发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升到最高点时到水平面的距离为.小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，则（）A．碰撞后小球A反弹的速度大小为B．碰撞过程B物块受到的冲量大小-10-C．碰后轻弹簧获得的最大弹性势能D．物块C的最大速度大小为12．如图所示，A、B两个矩形木块用轻弹簧和一条与弹簧原长相等的轻绳相连，静止在水平地面上，绳为非弹性绳且可承受的拉力足够大。弹簧的劲度系数为k，木块A和木块B的质量均为m。现用一竖直向下的压力将木块A缓慢压缩到某一位置，木块A在此位置所受的压力为F(F>mg)，弹簧的弹性势能为E，撤去力F后，下列说法正确的是（）A．当A速度最大时，弹簧仍处于压缩状态B．弹簧恢复到原长的过程中，弹簧弹力对A、B的冲量相同C．当B开始运动时，A的速度大小为D．全程中，A上升的最大高度为二、实验题（每空2分，共16分）13．某探究小组利用气垫导轨和光电门计时器等装置探究动能定理.他们通过改变滑轮下端小盘中沙子的质量来改变滑块水平方向的拉力;滑块上装有宽为d的挡光片.实验中,用天平称出小盘和沙子的总质量为m,滑块(带挡光片)的质量为M,计时器显示挡光片经过光电门1和2的时间分别为Δt1,Δt2.(1)在满足____的条件下,才可以认为小盘和沙子的总重力所做的功等于绳的拉力对滑块做的功. (2)实验中还必须测量的物理量是________,若可以认为小盘和沙子的总重力所做的功等于绳的拉力对滑块做的功，试写出本次需要探究的关系式__________(用测量量和已知量表示).14．在“验证机械能守恒定律”实验中，利用重锤拖着纸带自由下落，通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，即可验证机械能守恒定律。-10-(1)安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示。图中O点为打点起始点，且速度为零。(2)本实验是否需要测定重锤质量m：________(填“需要”或“不需要”)。(3)选取纸带上打出的连续点A、B、C、…,测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。为验证从O点运动到F点的过程中机械能是否守恒，需要验证的表达式是_________(用题中所给字母表示)。15．在“验证动量守恒定律”的实验中，实验装置如图所示。槽口末端在水平地面上的竖直投影为O点，实验中可供选择的碰撞小球均为直径相同的硬质小球，碰撞时都可认为是弹性碰撞。设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2。（1）为了使入射小球在碰撞后不被反弹，则应使m1____m2。（填“>”“＝”或“<”）；（2）为了保证入射小球和被碰小球离开槽口后均做平抛运动，将斜槽末端调成水平；（3）在（1）（2）条件的前提下，让入射小球从同一高度沿斜槽滑下，实验中将被碰小球放入槽口末端前后的落点如图中A、B、C所示，图中OA＝x1，OB＝x2，OC＝x3，为验证小球碰撞前后动量守恒，实验中____（填“需要”或“不需要”）测量槽口末端到水平地面的高度h。若实验中小球碰撞前后动量守恒，则应满足的关系式为m1x2＝__________。三、计算题（本大题共3小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）16（10分）如图所示，一粗糙斜面AB与光滑圆弧轨道BCD相切，C为圆弧轨道的最低点，圆弧BC所对圆心角θ＝37°。已知圆弧轨道半径为R＝0.5m，斜面AB的长度为L＝2.875m。质量为m＝1kg的小物块(可视为质点)从斜面顶端A点处由静止开始沿斜面下滑，从B点进入圆弧轨道运动恰能通过最高点D,sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2。求：(1)物块经过C点时对圆弧轨道的压力大小FC；-10-(2)物块与斜面间的动摩擦因数μ。17（12分）如图所示,长木板B的质量m2=1kg,静止于粗糙的水平地面上,质量m3=1kg的物块C(可视为质点)静止于长木板的最右端,质量m1=0.5kg的物块A从距离长木板B左侧l=9.5m处以大小为10m/s的初速度v0沿直线正对着长木板运动,一段时间后物块A与长木板B发生弹性正碰(时间极短),之后三者发生相对运动,整个过程物块C始终在长木板上.已知物块A及长木板与地面间的动摩擦因数均为μ1=0.1,物块C与长木板间的动摩擦因数μ2=0.2,物块C与长木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,求:(1)碰后瞬间物块A和长木板B的速度;(2)长木板B的最小长度和最终物块A到长木板左侧的距离.18.(14分)如图所示,长L=9m的传送带与水平方向的倾角θ=37°,在电动机的带动下以v=4m/s的速率沿顺时针方向运行,在传送带的B端有一离传送带很近的挡板P-10-可将传送带上的物块挡住,在传送带的顶端A点无初速度地放一质量m=1kg的物块,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,物块与挡板碰撞的能量损失及碰撞时间不计.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求物体从静止释放到第一次返回上升至最高点的过程中：(1)系统因摩擦产生的热量；(2)传送带多消耗的电能；(3)物体的最终状态及该状态后电动机的输出功率．-10-物理试题答案123456789101112DABBBCDADADACACDACD13【答案】（1）m≪M（2）两光电门之间的距离LmgL=M（）2-M（）2 14【答案】不需要15【答案】（1）（3）不需要，16(1)60N (2)0.25解析 (1)由题意知小物块沿光滑轨道从C到D且恰能通过最高点，由牛顿第二定律有：mg＝①从D到C由动能定理可得－mg·2R＝mv－mv②由牛顿第二定律可得FC′－mg＝m③由牛顿第三定律得FC＝FC′④联解①②③④并代入数据得：FC＝60N⑤(2)对小物块从A经B到C过程，由动能定理有：mg[Lsinθ＋R(1－cosθ)]－μmgcosθ·L＝mv－0⑥联解①②⑥并代入数据得：μ＝0.2517.(1)3m/s,向左 6m/s,向右 (2)3m 10.5m[解析](1)设物块A与木板B碰撞前瞬间的速度为v.由动能定理得-μ1m1gl=解得v=9m/s物块A与长木板B发生弹性正碰,设碰撞后瞬间两者的速度分别为v1和v2,取向右为正方向,由动量守恒定律有m1v=m1v1+m2v2由机械能守恒定律有联立解得v1=-3m/s,v2=6m/s.(2)A、B碰撞后,B减速,C加速,B、C达到共同速度之前,根据牛顿第二定律对木板B,有-μ1(m2+m3)g-μ2m3g=m2a1对物块C,有μ2m3g=m3a2设从A、B碰撞后到B、C达到共同速度经历的时间为t,则有-10-v2+a1t=a2t由于整个过程物块C始终在长木板上,则木板B的最小长度d=v2t+a2t2联立解得d=3mB、C达到共同速度之后,二者一起减速至停下,对B、C整体,由牛顿第二定律得-μ1(m2+m3)g=(m3+m2)a3整个过程中B运动的位移,xB=v2t+,解得xB=6mA与B碰撞后,A向左做匀减速运动的加速度也为a3,位移xA=解得xA=4.5m故最终物块A到长木板左侧的距离s=xA+xB=10.5m.18.(1)100.8J (2)76.8J(3)16W[解析](1)物块从A点由静止释放,物块相对传送带向下滑,物块沿传送带向下加速运动的速度a1=gsinθ-μgcosθ=2m/s2与P碰前的速度大小v1==6m/s,物块从A到B的时间t1==3s在此过程中物块相对传送带向下的位移s1=L+vt1=21m物块与挡板碰撞后,以大小为v1的速度反弹,因v1>v,物块相对传送带向上滑,物块向上做减速运动的加速度大小为a2=gsinθ+μgcosθ=10m/s2物块速度减小到与传送带速度相等的时间t2==0.2s,在t2时间内物块向上的位移L1=t2=1m此过程中物块相对传送带向上的位移s2=L1-vt2=0.2m物块速度与传送带速度相等后相对传送带向下滑,物块向上做减速运动的加速度大小a3=gsinθ-μgcosθ=2m/s2,物块速度减小到零的时间t3==2s,在t3时间内物块向上的位移L2=t3=4m此过程中物块相对传送带向下的位移s3=vt3-L2=4m摩擦生热Q=μmg(s1+s2+s3)cosθ=100.8J-10-(2)多消耗的电能等于传送带克服摩擦力做的总功ΔE电＝－Ff(x传送带1－x传送带2＋x传送带3)＝－μmgcosθ(v0t1－v0t2＋v0t3)＝－76.8J即传送带多消耗的电能为76.8J.(3)物体返回上升到最高点时速度为零，以后将重复上述过程，且每次碰后反弹速度、上升高度依次减小，最终达到一个稳态：稳态的反弹速度大小应等于传送带速度4m/s，此后受到的摩擦力总是斜向上，加速度为gsinθ－μgcosθ＝2m/s2，方向斜向下，物体相对地面做往返“类竖直上抛”运动，对地上升的最大位移为xm＝＝4m，往返时间为T＝＝4s传送带受到的摩擦力大小始终为Ff＝μmgcosθ，稳态后方始终斜向下，故电动机的输出功率稳定为P＝Ffv0＝μmgcosθ×v0＝16W.-10-
