河南省六市重点高中2022届高三上学期物理11月联合试卷

更新时间：2022-01-20 浏览次数：68 类型：月考试卷

一、单选题

1. 2021年6月25日，我国首条高原电气化铁路——拉萨至林芝铁路正式通车，复兴号高原内双电源动车组同步投入运营，结束了藏东南不通铁路的历史。动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，其运行的最大速率为 $\text{[math]}$ ，若再把第3、7节车厢改为动车，其运行的最大速率将变为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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2. 如图所示，某段滑雪雪道倾角为 $\text{[math]}$ ，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，其加速度大小为 $\text{[math]}$ 。在他从雪道上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是（）

A . 运动员减少的重力势能为 $\text{[math]}$ B . 系统减少的机械能为 $\text{[math]}$ C . 运动员克服摩擦力做功为 $\text{[math]}$ D . 运动员获得的动能为 $\text{[math]}$

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3. 2021年7月4日，神舟十二号航天员刘伯明、汤洪波从空间站天和核心舱节点舱成功出舱，身上穿着我国自主研制的“飞天”舱外航天服，航天服内置微型喷气发动机和操纵系统，相当于微型载人航天器，未来有一天，航天员登陆月球，在月球表面悬停。已知航天服连同人和装备的总质量为m，喷气口的横截面积为S，气体的密度为 $\text{[math]}$ ，且气体喷出前的速度为零，月球的质量为M，月球的半径为R，引力常量为G。要使航天员能在月球表面悬停，则单位时间内喷射的气体的质量为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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4. 如图所示，长木板A静止放置在光滑的水平地面上，物体B以水平速度 $\text{[math]}$ 冲上A后，由于摩擦力作用，最后停止在长木板A上，则从B冲到长木板A上到相对A静止的过程中，下列说法中正确的是（）

A . 物体B动能的减少量等于系统损失的机械能 B . 物体B动量的改变量等于木板A动量的改变量 C . 物体B与长木板A之间相互作用的滑动摩擦力对系统的总冲量为零 D . 物体B与长木板A之间相互作用的滑动摩擦力对系统做的总功为零

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5. 如图所示，长为L的轻质细绳一端固定在天花板上的O点，另一端拴一质量为m的小球。刚开始细绳处于水平位置，现将小球由静止释放，细绳从水平位置运动到竖直位置，在此过程中小球沿圆弧从A点运动到B点，C点、D点是圆弧的两个三等分点，不计空气和O点阻力，则重力在C点和D点的瞬时功率之比 $\text{[math]}$ 满足（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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6. 光滑半圆槽的边缘上固定有一轻质定滑轮，轻绳一端连接小球P，绕过光滑的定滑轮A，另一端系在竖直杆上的B点。现将另一个重物G用光滑轻质挂钩挂在轻绳上AB之间的O点，已知整个装置处于静止状态，将绳的B端向上缓慢移动一小段距离，小球P沿半圆槽上移一小段距离后系统重新平衡，有关力的变化情况，下列说法正确的是（）

A . 绳的张力大小不变 B . 绳的张力变大 C . 半圆槽对小球P的弹力变小 D . 半圆槽对小球P的弹力变大

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7. 质量 $\text{[math]}$ 的物块在光滑水平地面上以 $\text{[math]}$ 的速度运动， $\text{[math]}$ 时对物体施加以水平外力F，规定 $\text{[math]}$ 的方向为正方向，外力F随时间t变化图线如图所示，则（）

A . 第 $\text{[math]}$ 末物块的速度大小为 $\text{[math]}$ B . 第 $\text{[math]}$ 末物块的动量大小为 $\text{[math]}$ C . 在 $\text{[math]}$ 时间内物块的动量变化量为 $\text{[math]}$ D . 第 $\text{[math]}$ 末时物块的运动方向发生改变

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8. 如图所示，质量为M的滑块静止在光滑水平面上，其左侧是四分之一光滑圆弧，左端底部恰好与地面相切，两小球的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的初速度为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 保持静止，已知 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 发生弹性碰撞，要使 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 发生两次碰撞，则M可能为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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二、多选题

9. 如图所示，小船的两端站着甲、乙两人，初始小船静止于湖面上。现甲和乙相向而行，从船的一端走到另一端，最后静止于船上，已知甲的质量大于乙的质量，不计水的阻力，下列说法正确的是（）

A . 若甲先行，乙后行，小船最终向左运动 B . 若甲先行，乙后行，小船最终静止 C . 最终小船静止于初位置左侧 D . 最终小船静止于初位置右侧

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10. 高空坠物极易对行人造成伤害。若一个 $\text{[math]}$ 的鸡蛋从高空下落撞在地面上，落地前最后 $\text{[math]}$ 的位移为 $\text{[math]}$ ，忽略空气阻力，重力加速度g取 $\text{[math]}$ ，与地面碰撞时间为 $\text{[math]}$ ，则下列说法正确的是（）

A . 鸡蛋下落时的高度约为 $\text{[math]}$ B . 鸡蛋下落时的高度约为 $\text{[math]}$ C . 鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为 $\text{[math]}$ D . 鸡蛋对地面的平均冲击力大小约为 $\text{[math]}$

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11. 2021年2月10日，在历经近7个月的太空飞行后，我国首个火星探测器“天问一号”成功“太空刹车”，顺利被火星捕获，进入环火星轨道。物体在万有引力场中具有的势能叫作引力势能，若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为m的质点距质量为M的引力源中心为r时，其引力势能 $\text{[math]}$ （式中G为引力常量）。已知地球半径约为 $\text{[math]}$ ，地球的第一宇宙速度为 $\text{[math]}$ ，火星半轻约为地球半径的 $\text{[math]}$ ，火星质量约为地球质量的 $\text{[math]}$ ，则“天同一号”刹车后相对于火星的速度不可能为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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12. 轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把质量为 $\text{[math]}$ 的物体1轻放在弹簧上端，物体1由静止向下运动到最低点的过程中，其机械能与弹簧压缩量x间的关系如图线1所示；把质量为 $\text{[math]}$ 的物体2轻放在弹簧上端，物体2由静止向下运动到最低点的过程中，其机械能与弹簧压缩量x间的关系如图线2所示（弹簧始终处于弹性限度范围内）。以桌面为零势能面，已知弹簧的弹性势能与形变量之间的关系满足 $\text{[math]}$ ，则（）

A . 两物体的质量之比 $\text{[math]}$ B . 图中 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的最小机械能之比为1∶3 D . $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的最大动能之比为1∶9

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三、实验题

13. 某实验小组设计实验验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图所示，在铁架台上用铁夹固定好一个力传感器，一根长为L的不可伸长的细线上端固定在力传感器上，下端固定在小球上（小球视为质点），把小球拉离平衡位置使细线偏离竖直方向一个角度，由静止释放小球，力传感器可记录小球在摆动过程中细线拉力大小，实验测得小球在平衡位置静止时传感器的读数为 $\text{[math]}$ 。
1. （1）某次实验测得释放小球时的位置与最低点的高度差为h，小球运动到最低点时力传感器的示数为F，则需要验证机械能守恒的表达式为（用已知量和测量的物理量的符号表示）。
2. （2）实验过程中要求力传感器的最大读数不超过 $\text{[math]}$ ，则释放小球时细线与竖直方向夹角 $\text{[math]}$ 不超过。
3. （3）关于该实验，下列说法正确的有________。
  
  A . 细线要选择伸缩性小的 B . 小球尽量选择密度大的 C . 不必测出小球的质量 D . 可以直接用弹簧测力计代替力传感器进行实验
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14. 如图所示，用碰撞实验器可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在水平轨道碰撞前后的动量关系。

安装好实验装置，并记下重垂线所指的位置O。

第一步，不放小球 $\text{[math]}$ ，让小球 $\text{[math]}$ 从斜槽上某位置由静止滚下，并落在地面上，重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置。

第二步，把小球 $\text{[math]}$ 放在斜槽末端边缘处，让小球 $\text{[math]}$ 由第一步中的同一位置静止滚下，使它们碰撞，重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。

第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的水平距离，即线段 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的长度。在上述实验中：
1. （1）在不放小球 $\text{[math]}$ 时，小球 $\text{[math]}$ 从斜槽某处由静止开始滚下， $\text{[math]}$ 的落点在图中的点，把小球 $\text{[math]}$ 放在斜槽末端边缘处，小球 $\text{[math]}$ 从斜槽相同位置处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球 $\text{[math]}$ 的落点在图中的点。
2. （2）直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。可以通过测量________间接地解决这个问题。
  
  A . 小球开始释放高度h B . 小球抛出点距地面的高度H C . 小球做平抛运动的水平射程
3. （3）本实验中小球1的质量 $\text{[math]}$ 与小球2的质量 $\text{[math]}$ 大小应满足的关系。
4. （4）碰撞的恢复系数的定义为 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别是碰撞前两物体的速度， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 分别是碰撞后两物体的速度。用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的长度分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，则该实验的恢复系数 $\text{[math]}$ 。（结果保留三位有效数字）
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四、解答题

15. 如图所示，倾角 $\text{[math]}$ 的斜面与足够长的水平传送带在B点平滑相接，传送带逆时针转动，速度 $\text{[math]}$ 。某时刻质量 $\text{[math]}$ 的物块（可视为质点）从斜面上距离传送带水平面高 $\text{[math]}$ 的A点由静止滑下，已知物块与斜面和传送带之间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，重力加速度g取 $\text{[math]}$ ，求：
1. （1）物块在传送带上第一次相对地面静止时，由于物块滑上传送带而使得传送带多做的功；
2. （2）物块在斜面上运动的总距离。
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16. 如图所示，质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的物块1、2静止在水平地面上，间距 $\text{[math]}$ ，物块与地面间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 。一长 $\text{[math]}$ 的细线一端固定在悬点，另一端连接一质量 $\text{[math]}$ 的小球。将细线拉至水平并由静止释放，当小球运动到悬点正下方时与物体1发生弹性正撞，此后物块1与物块2发生碰撞后迅速合为一体。重力加速度g取 $\text{[math]}$ ，求：（结果均保留两位小数）
1. （1）小球与物块1碰撞后瞬间细线上的拉力大小；
2. （2）物块1与物块2碰撞过程中损失的动能；
3. （3）整个运动过程中物块1移动的距离。
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17. 如图，在地面上方、水平虚线下方存在一种特殊的相互作用区，作用区对小球A没有力的作用，对小球B有竖直向上的大小等于重力的力的作用。两小球A和B的质量均为m，初始时小球B静止在虚线边界下方h高处，小球A从B正上方的虚线边界处由静止释放。小球A与小球B发生的碰撞为弹性碰撞，碰撞的时间极短。求：
1. （1）两小球发生第一次碰撞的过程中，B受到A的冲量大小；
2. （2）两小球发生第一次碰撞后至第二次碰撞前，A、B间的最大距离；
3. （3）要使两小球能发生三次碰撞，水平虚线距地面的距离至少为多少。
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18. 如图所示，在竖直平面内的轨道由粗糙水平直轨道（足够长）和半径为l的光滑半圆轨道 $\text{[math]}$ 构成，半圆轨道 $\text{[math]}$ 与水平轨道在B点相切，物块P和O（均可视为质点）将原长为 $\text{[math]}$ 的轻质弹簧压缩至l后用细线连在一起，静止在水平轨道上，已知物块P和Q的质量分别为 $\text{[math]}$ 和m，P和Q与水平轨道的动摩擦因数之比 $\text{[math]}$ ，轻弹簧中储存的弹性势能为 $\text{[math]}$ 。烧断细线后，物块P和Q开始沿水平轨道运动，物块P最后停在A点，Q向右滑动 $\text{[math]}$ 后到达B点，在B点对轨道的压力大小为 $\text{[math]}$ 。已知重力加速度为g。
1. （1）试判断Q能否到达半圆轨道的最高点C，若能到达，求出Q到达C点的速度；若不能，求出Q脱离轨道的位置距水平轨道的竖直高度；
2. （2）求Q到达B点时，P的速度大小；
3. （3）求整个过程中P的位移大小。
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