2021届天津市和平区第一中学高三上学期第二次月考物理试卷.docx

2021届天津市和平区第一中学高三上学期第二次月考物理试卷一、单项选择题1. 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是（）A. 增加了司机单位面积的受力大小B. 减少了碰撞前后司机动量的变化量C. 将司机的动能全部转换成汽车的动能D. 延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积【答案】D2. 一个小男孩从楼上窗台突然坠落。幸运的是，楼下老伯高高举起双手接住了孩子，孩子安然无恙。假设从楼上窗台到老伯接触男孩的位置高度差为h=20m，老伯接男孩的整个过程时间约为0.2s，则（忽略空气阻力，g取10m/s2）（）A. 男孩接触老伯手臂时的速度大小为25m/sB. 男孩自由下落时间约为4sC. 老伯接男孩的整个过程，男孩处于失重状态D. 老伯手臂受到的平均作用力是男孩体重的11倍【答案】D3. 宇宙中有两颗相距无限远的恒星s1、s2，半径均为R0。图示分别是两颗恒星周围行星的公转周期T2与公转半径r3的关系图像，则（）A. 恒星s1的质量大于恒星s2的质量B. 恒星s1的密度大于恒星s2的密度C. 恒星s1的第一宇宙速度大于恒星s2的第一宇宙速度D. 距两恒星表面高度相同的行星，s1的行星向心加速度较小【答案】D4. 分析下列三种情况下各力做功的正负情况：（1）如图甲所示，光滑水平面上有一光滑斜面b，物块a从斜面顶端由静止开始下滑的过程；（2）人造地球卫星在椭圆轨道上运行，由图乙中的a点运动到b的过程中；（3）小车M静止在光滑水平轨道上，球m用细绳悬挂在车上，由图丙中的位置无初速度释放，小球下摆的过程，则A. 图甲中，斜面对物块不做功，B. 图乙中，万有引力对卫星做正功C. 图丙中，绳的拉力对小车做负功D. 图丙中，绳的拉力对小球做负功【答案】D5. 如图所示，光滑的水平面上有一小车，以向右的加速度a做匀加速运动，车内两物体A、B质量之比为21，A、B间用弹簧相连并放在光滑桌面上，B通过质量不计的轻绳与车相连，剪断轻绳的瞬间，A、B的加速度大小分别为()A. a、0B. a、aC. a、2aD. 0、2a【答案】C6. 利用直升机抢救伤员经常在应急遇险中发挥重要的作用。假设直升机放下绳索吊起伤员后（如图甲所示），竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象分别如图乙、丙所示，则（）A. 绳索中拉力可能倾斜向上B. 伤员一直处于失重状态C. 在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线D. 绳索中拉力先大于重力，后小于重力【答案】D7. 一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为时，起重机达到额定功率P以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到达到最大速度为止，则整个过程中，下列说法正确的是(重力加速度为g)A. 钢绳的最大拉力为mgB. 钢绳的最大拉力为C. 重物的平均速度大小为D. 重物匀加速运动的加速度为【答案】B8. 如图所示，一块足够大的光滑平板能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角。板上一根长为L=0.50m的细绳，它的一端系住一质量为m=0.1kg的小球，另一端固定在板上的O点，当平板的倾角固定为时，先将细绳平行于水平轴MN拉直，然后给小球一沿着平板并与细绳垂直的初速度v0=3.0m/s。重力加速度g取10m/s2，cos53°=0.6，若小球能在板上做圆周运动，则下列说法正确的是（）A. 当倾角=0°时，细绳中的拉力大小为18NB. 当倾角=37°时，小球通过最高点时细绳拉力为零C. 当倾角=90°时，小球可能在竖直面内做圆周运动D. 当倾角=30°时，小球通过最低点时细绳拉力大小为4.3N【答案】B二、多项选择题9. 嫦娥五号已于11月24日在海南文昌航天发射场升空，前往月球执行采样返回任务。按照计划，嫦娥五号将在吕姆克山附近地区着陆，获取大约2公斤重的月球样本，并带着月壤返回地球，科学家们希望通过月球土壤样品，揭开月球更多的神秘面纱。“嫦娥五号”要面对月球轨道的交会对接、月面采样、月面起飞和高速返回等四个主要技术难题，要进行多次变轨飞行。如图所示是“嫦娥五号”绕月球飞行的三条轨道，1轨道是贴近月球表面的圆形轨道，2和3轨道是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近月点，B点是2轨道的远月点，“嫦娥五号”在1轨道的运行速率为1.8km/s，则下列说法正确的是（）A. “嫦娥五号”在2轨道经过A点时的速率一定大于1.8km/sB. “嫦娥五号”在2轨道经过B点时的速率一定小于1.8km/sC. “嫦娥五号”在3轨道所具有的机械能小于在2轨道所具有的机械能D. “嫦娥五号”在3轨道所具有的最大速率小于在2轨道所具有的最大速率【答案】AB10. 飞机飞行时除受到发动机的推力外，还受到重力和机翼的升力，机翼的升力垂直于机翼所在平面向上。当飞机在空中盘旋时机翼向内侧倾斜（如图所示），以保证除发动机推力外的其他力的合力提供向心力。设飞机以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动时机翼与水平面成角，飞行周期为T，则下列说法正确的是( )A. 若飞行速率v不变，增大，则半径R增大B. 若飞行速率v不变，增大，则周期T增大C. 若不变，飞行速率v增大，则半径R增大D. 若飞行速率v增大，增大，则周期T可能不变【答案】CD11. 如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h。让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑过程中（）A. 圆环、弹簧与地球组成的系统机械能守恒B. 弹簧弹性势能先减小后增大C. 弹簧的弹性势能变化了mghD. 弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大【答案】AC12. 一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线、所示，重力加速度取10 m/s2。则（）A. 物块下滑过程中机械能不守恒B. 物块与斜面间动摩擦因数为0.5C. 物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2D. 当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J【答案】AB三、填空实验题13. 在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：(1)为猜想加速度与质量的关系，可利用图1所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件，下列正确的是：_。（选填选项前的字母）A小车质量相同，钩码质量不同B小车质量不同，钩码质量相同C小车质量不同，钩码质量不同(2)某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系，通过实验并得到测量小车加速度a的纸带如图2所示。纸带上3个相邻计数点的间距为s1、s2和s3。用米尺测量s1、s3的间距，由图可读出s1=24.3mm，s3=_mm。已知打点计时器打点周期为0.02s，利用s1、s3计算小车加速度a=_m/s2。（计算结果保留三位有效数字）(3)在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是：_（选填选项前的字母）。A使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力B若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力C无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力D让小车的运动趋近于匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力【答案】 (1). B (2). 47.0 (3). 1.14 (4). AD14. 某实验小组成员用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。他们在气垫导轨的A位置安装了一个光电门，带有遮光条的滑块与钩码相连，实验时，每次滑块都从B位置由静止释放。(1)关于实验中的要求，不需要的是_A滑块和遮光条的质量远大于钩码的质量B应使细线与气垫导轨平行C位置A、B间的距离适当远些(2)调节气垫导轨水平后，由静止释放滑块，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t，测得滑块质量为M，钩码质量为m，A、B间的距离为L，遮光条宽度为d，在实验误差允许范围内，钩码减小的重力势能mgL与_（用直接测量的物理量符号表示）相等，则机械能守恒。(3)多次改变钩码的质量m，滑块每次在位置B由静止释放，记录每次遮光条通过光电门的时间t，作出图像，如果作出的图像是一条直线，图像与纵轴的截距等于_，图像的斜率等于_，则机械能守恒定律同样得到验证。【答案】 (1). A； (2). ； (3). ； (4). 四、计算题15. 2020年3月，中国“天眼”FAST在武仙座球状星团中发现了一个脉冲双星系统，由颗脉冲星与白矮星组成，这是FAST首次发现的脉冲双星系统，现设该双星系统中的两星S1、S2的质量分别为m和2m，两星间距为L，在相互间万有引力的作用下，绕它们连线上的某点O转动。已知引力常量G，忽略其他星球对两星的影响，求(1)S1、S2两星之间的万有引力大小；(2)S2星到O点的距离；(3)它们运动的周期。【答案】(1)；(2)；(3) (1)根据万有引力定律，有(2)设O点距S2星的距离为x，双星运动的周期为T，由万有引力提供向心力，对于S2星有对于S1星有计算得(3)将x代入解得双星周期为16. 如图所示，AB为长L0=2m的粗糙水平轨道，MD为光滑水平轨道，圆O为半径R=0.45m的下端不闭合的竖直光滑圆轨道，它的入口和出口分别与AB和MD在B、M两点水平平滑连接。D点右侧有一宽x0=0.9m的壕沟，壕沟右侧的水平面EG比轨道MD低h=0.45m。质量m=0.2kg的小车（可视为质点）能在轨道上运动，空气阻力不计，g取10m/s2。(1)将小车置于D点出发，为使小车能越过壕沟，至少要使小车具有多大水平初速度？(2)将小车置于A点静止，用F=1.9N的水平恒力向右拉小车，F作用的距离最大不超过2m，小车在AB轨道上受到的摩擦力恒为f=0.3N，为了使小车通过圆轨道完成圆周运动进入MD轨道后，能够从D点越过壕沟，力F的作用时间应满足什么条件？（本问结果可保留根号）【答案】(1)3m/s；(2) (1)根据h=gt2得则小车具有的最小初速度(2)小球通过最高点的最小速度 根据动能定理知mg2RmvM2mv12代入数据解得可知小球能够通过最高点，则能通过壕沟，对A到C的过程运用动能定理得FxfL0mg2Rmv120代入数据解得x=1.5m根据牛顿第二定律得 根据x=at2得力F作用的最短时间 力F作用的最长时间 则力F的作用时间应该满足17. 如图所示，5块完全相同的长木板依次紧挨着放在水平地面上，每块木板的长度为l=0.5m，质量为m=0.6kg。在木板1的最左端放置一质量为M=1kg的小物块，已知小物块与长木板间的动摩擦因数为=0.2，长木板与地面间的动摩擦因数=0.1，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，现给物块水平向右的初速度v0=3m/s，使其从木板最左端向右滑动，则（重力加速度g取10m/s2）。(1)当物块在木块1上滑动时，求地面对这5个木块总的摩擦力大小；(2)由计算分析小物块滑至哪块长木板时，长木板才开始在地面上滑动，并求出物块相对于木板静止时在木板上的位置；（本问结果可保留分数形式）(3)在上述滑行过程中，当物块滑到与某块木板共速时，立即给该木板施加一水平向右的推力F=5.1N，为保证物块不从该木板滑出，求该力施加的最长时间。（本问结果可保留根号）【答案】(1)2N；(2) 物块滑上第 5 块木板时，木板才开始在地面上滑动，；(3) (1)木块收到的摩擦力为5个木板总的最大静摩擦力为由于，所以这5个木块保持静止状态，故地面对木块的总摩擦力为；(2)设当物块滑到第块木块时，木块才开始运动，故解得即物块滑上第5块木块时时，木块才开始在地面上滑动；设物块刚滑上第5块木板的速度为，则解得在此过程中，物块的位移为，有解得木板5的位移为，则解得故滑块滑上木板相对静止时，距离木板左端(3)对木板受力分析可知解得木板相对滑板向右加速滑动，当撤去外力后，对木板受力分析，有解得此时木板相对滑块向右减速。显然，当两者再次共速时滑块恰好运动到木板最左端，是力作用在木板上保证滑块不滑出最长时间的临界条件；设加速过程的时间为，减速过程的时间为，滑块的总位移为，木板的总位移为；又联立解得