甘肃省张掖市某重点校2022-2023学年高三上学期物理10...

更新时间：2022-10-31 浏览次数：58 类型：月考试卷

一、单选题

1. 如图甲、乙所示为某健身爱好者做俯卧撑运动的示意图，在做俯卧撑运动的过程中可将他的身体视为一根直棒。已知健身爱好者的质量为55kg，重心在c点，重心到地面的投影与脚、两手连线中点间的距离Oa、Ob分别为1.0m和0.5m。若他在1min内做了36个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.5m，取g=10m/s² ，则1min内健身爱好者克服重力做的功和相应的功率约为（）

A . 660J，11W B . 6600J，110W C . 990J，16.5W D . 9900J，165W

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2. 如图所示，在光滑水平面上有A、B两辆小车，水平面的左侧有一竖直墙，在小车B上坐着一个小孩，小孩与B车的总质量是A车质量的10倍。两车开始都处于静止状态，小孩把A车以相对于地面的速度v推出，A车与墙壁碰撞后仍以原速率返回，小孩接到A车后，又将其以相对于地面的速度v推出。每次推出后，A车相对于地面的速度均为v，方向向左。则小孩把A车推出几次后，A车返回时小孩不能再接到A车（）

A . 5 B . 6 C . 7 D . 8

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3. 如图所示，小滑块P、Q质量均为m，P、Q通过轻质定滑轮和细线连接，Q套在光滑水平杆上，P、Q由静止开始运动，P下降最大高度为h，不计一切摩擦，P不会与杆碰撞，重力加速度大小为g。下面分析正确的是（）

A . P下落过程中绳子拉力对Q做功的功率一直增大 B . Q的最大速度为 $\text{[math]}$ C . 当P速度最大时，Q的加速度为零 D . 当P速度最大时，水平杆给Q的弹力等于2mg

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4. 如图所示，一质量不计的直角支架两端分别连接质量均为m的小球A和B。支架的两直角边长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动。已知重力加速度为g。开始时OA边处于水平位置，由静止释放，则（）

A . 当OA边转过45°时，A球的速度最大 B . 当OA边转过90°时，A球的速度为 $\text{[math]}$ C . B球的最大速度为 $\text{[math]}$ D . B球可上升的最大高度为 $\text{[math]}$

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5. 如图所示，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径PQ水平。一质量为m的小球（可视为质点）从P点上方高为R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。小球滑到轨道最低点N时，对轨道的压力大小为4.5mg，重力加速度为g。用W表示小球从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功，则（）

A . 小球恰好可以到达Q点 B . 小球冲出Q点后可上升的最大高度大于 $\text{[math]}$ C . 小球不可能第二次经过P点 D . 小球从N到Q克服摩擦力做的功等于 $\text{[math]}$

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6. 如图所示，半径分别为R和r的两光滑圆轨道固定放置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，在水平轨道CD上一轻弹簧被a、b两小球压缩，同时释放两小球，a、b两小球均能恰好通过各自圆轨道的最高点，已知小球a的质量为m， $\text{[math]}$ 。则（）

A . 小球b的质量为 $\text{[math]}$ B . a、b两小球与弹簧分离时的动能之比为 $\text{[math]}$ C . 若弹簧储存的弹性势能不变，改变两球质量，当满足 $\text{[math]}$ 时，a、b两小球均不可以通过各自轨道的最高点 D . a、b两小球到达各自与圆心等高处时，对轨道的压力大小相等

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二、多选题

7. 某码头采用斜面运送冷链食品，简化如图甲所示，电动机通过绕轻质定滑轮的轻细绳与放在倾角为 $\text{[math]}$ = 30°的足够长斜面上的物体相连，启动电动机后物体沿斜面上升，在0~6s时间内物体运动的v-t图像如图乙所示，其中除1~5s时间段图像为曲线外，其余时间段图像均为直线，1s后电动机的输出功率保持不变。已知物体的质量为2kg，不计一切摩擦，重力加速度g=10m/s²。则下列判断正确的是（）

A . 在0~1s内电动机所做的功为25J B . 1s后电动机的输出功率为100W C . 在1~ 5s内电动机牵引力的冲量大小为50N⋅s D . 在0~ 5s内物体沿斜面向上运动了32.5m

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8. 如图所示，一小车放在光滑的水平地面上，小车的AB段是长为3m的粗糙水平轨道，BC段是光滑的、半径为0.2m的四分之一圆弧轨道，两段轨道在B点平滑连接。小车左端A点有一可视为质点的质量与小车相同的物块，随小车一起以4m/s的速度水平向右匀速运动，一段时间后，小车与右侧挡板发生碰撞，碰撞后小车的速度大小不变，方向相反，发生碰撞后将右侧挡板撤去。已知物块与小车AB段之间的动摩擦因数为0.2，取 $\text{[math]}$ ，则（）

A . 物块第一次到达C点后将做斜抛运动 B . 物块从C点离开后可以上升的最大高度为0.8m C . 小车和挡板第一次碰撞后向左运动的最大距离为1.6m D . 最终物块将停在小车上

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9. 如图所示，一个半径和质量不计的定滑轮O固定在天花板上，物块B和A通过轻弹簧栓接在一起，竖直放置在水平地面上保持静止后用不可伸长的轻绳绕过滑轮连接物块A和C，物块C穿在竖直固定的细杆上，OA竖直，OC间距l=3m且水平，此时A、C间轻绳刚好拉直而无作用力。已知物块A、B、C质量均为2kg，C由静止释放，下滑h=4m时物块B刚好被提起，下列说法正确的是（）

A . 弹簧的劲度系数为20N/m B . 此过程中绳子对物块A做的功为60J C . 此时物块A速度的大小为 $\text{[math]}$ D . 绳子对物块C做功的绝对值大于物块A动能的增加量

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10. 如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m₁、m₂（已知m₂=0.5kg）的两物块A、B相连接，处于原长并静止在光滑水平面上。现使B获得水平向右、大小为6m/s的瞬时速度，从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，从图像提供的信息可得（）

A . 在t₁时刻，两物块达到共同速度2m/s，且弹簧处于伸长状态 B . 从t₃到t₄ ，弹簧由原长变化为压缩状态 C . t₃时刻弹簧的弹性势能为6J D . 在t₃和t₄时刻，弹簧处于原长状态

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三、实验题

11. 某探究小组想利用图甲所示的装置测量当地的重力加速度。框架上装有可上下移动的光电门1和固定不动的光电门2；框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为m的小铁块，小铁块的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐。当小铁块由静止释放时，小铁块先后经过两个光电门，通过与光电门1连接的速度传感器即可测算出其经过光电门1时的速度大小 $\text{[math]}$ 。小组成员多次改变光电门1的位置，得到多组 $\text{[math]}$ 的数据，建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k，纵截距为b。
1. （1）当地的重力加速度为（用k表示），小铁块经过第二个光电门的速度 $\text{[math]}$ 为（用b表示）。
2. （2）若选择光电门2所在的平面为零势能面，则小铁块经过光电门1时的机械能表达式为（用题目所给的字母表示）。
3. （3）关于光电门1的位置，下面哪个做法可以减小重力加速度的测量误差______（填正确答案标号）。
  
  A . 尽量靠近刻度尺零刻度线 B . 尽量靠近光电门2 C . 适当增大与光电门2的距离
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12. 某学习小组利用如图甲所示的实验装置探究恒力的冲量与物体动量变化量的关系。小车的质量为 $\text{[math]}$ ，钩码的质量为 $\text{[math]}$ ，打点计时器的电源为 $\text{[math]}$ 的交流电。
1. （1）挂钩码前，为了消除摩擦力的影响，应调节木板右侧的高度，直至向左轻推小车观察到。
2. （2）挂上钩码，按实验要求打出的一条纸带如图乙所示。选择某一点为 $\text{[math]}$ ，每隔4个计时点取一个计数点。用刻度尺量出相邻计数点间的距离 $\text{[math]}$ ，记录在纸带上。计算打出各计数点时小车的速度 $\text{[math]}$ ，其中打出计数点“1”时小车的速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
3. （3）将钩码的重力大小视为小车受到的拉力大小，取 $\text{[math]}$ ，利用 $\text{[math]}$ 算出拉力对小车的冲量 $\text{[math]}$ ，利用 $\text{[math]}$ 算出小车的动量，并求出对应时间内动量的变化量 $\text{[math]}$ 。计算结果见下表。
  
  $\text{[math]}$
  
  9.8
  
  19.6
  
  29.4
  
  39.2
  
  49.0
  
  $\text{[math]}$
  
  9.2
  
  18.4
  
  27.6
  
  36.8
  
  46.0
  
  请根据表中的数据，在图丙中作出 $\text{[math]}$ 图像。
4. （4）实验结果表明， $\text{[math]}$ 总是略小于 $\text{[math]}$ 。某同学猜想是由于小车所受拉力大小小于钩码重力大小造成的。利用题中纸带上数据求出钩码下落的加速度 $\text{[math]}$ ，小车受到的实际拉力 $\text{[math]}$ 。（计算结果均保留两位有效数字）
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四、解答题

13. (2021高三上·如皋开学考) 如图所示，半径为R的 $\text{[math]}$ 光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，一滑板静止在光滑水平地面上，左端紧靠轨道下端B点，上表面与圆弧轨道末端相平。离滑板右端 $\text{[math]}$ 处有一竖直固定的挡板P。一质量为m的物块（可视为质点）从圆弧轨道顶端A点由静止开始沿轨道滑下，经B点滑上滑板。已知滑板质量 $\text{[math]}$ ，物块与滑板间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g。滑板与挡板碰撞时立刻反弹且没有机械能损失，滑板返回B点时即被锁定而保持静止。滑板足够长使物块总不能滑至滑板右端。
1. （1）求物块滑到B点时对圆弧轨道的压力；
2. （2）求滑板与挡板P碰撞前瞬间物块的速度大小；
3. （3）滑板与挡板碰撞之后物块有一段时间在做加速运动，求这段时间内滑板的速度范围。
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14. 如图所示，长L₀=30m、倾角为 $\text{[math]}$ 的固定斜面顶端，叠放着小滑块A和长木板B，A、B间的动摩擦因数μ₁=0.8，B与斜面间的动摩擦因数μ₂=0.75，斜面底端固定一垂直斜面的挡板，挡板长度小于B的厚度。开始A、B均保持静止，现使A以大小为v₀=4m/s的初速度自B的上端沿木板滑下，已知A、B的质量m_A=m_B=2kg，B的长度L_B=15m，B与挡板发生弹性碰撞，碰撞时间极短，在B第一次碰撞挡板前A未滑离B，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s²。
1. （1）求B第一次碰撞挡板时的速度大小v₁；
2. （2）求B第一次碰撞挡板前运动的时间t_B；
3. （3）求在B第一次碰撞挡板前的运动过程中，A、B及斜面体组成的系统产生的热量Q。
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15. 如图所示，PQC为高1.8m的三角形斜坡，倾角θ=37°，P点左侧有一平台与半径为1.25m的四分之一圆弧底部相切，平台表面与圆轨道均光滑，一质量为3kg的B球静止在平台右侧紧靠P点处。现让一质量为m的小球A从圆弧左侧与圆心等高处静止释放，A球下滑至平台并与B球发生碰撞，碰后其中一个小球落在斜面上的M点，M点和P点的水平距离为0.15m，另一小球恰好落在斜面的底端Q点。A、B两球可视为质点，g=10m/s²^．求：
1. （1） A球到达圆弧底端时对轨道的压力和重力的比值；
2. （2）落点分别为M和Q时，小球从P点抛出时的速度大小；
3. （3）求出符合题意的A球质量m的可能值，并对结果进行合理性论证。
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