哈尔滨六中2021届高三上学期9月月考物理试卷

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物理试题
一、选择题:本题共14小题,每题4分。

在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~14题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选的得0分。

1.如图所示,竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水,内有一个红蜡块能在水中匀速上浮。

在红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时,使玻璃管以速度v 水平向右匀速运动。

红蜡块由管口上升到顶端,所需时间为t ,相对地面通过的路程为L 。

则下列说法正确的是( )
A .v 增大时,L 减小
B .v 增大时,L 增大
C .v 增大时,t 减小
D .v 增大时,t 增大
2.如图为排球比赛场地示意图,其长度为L ,宽度s ,球网高度为h 。

现女排队员在底线中点正上方沿水平方向发球,发球点高度为1.5h ,排球做平抛运动(排球可看做质点,忽略空气阻力),重力加速度为g ,则排球( ) A .从发球到落地所用时间为g
h 3
B .能过网的最小初速度为h
L
3g 2
C .能落在界内的最大位移为4
2
2s L +
D .能落在界内的最大末速度为gh s L h g 24
22
2++)(
3.2022年左右我国将建成载人空间站,轨道高度距地面约400km ,在轨运营10年以上,它将成为中国空间科学和新技术研究实验的重要基地。

设该空间站绕地球做匀速圆周运动,其运动周期为T ,轨道半径为r ,万有引力常量为G ,地球半径为R ,地球表面重力加速度为g 。

下列说法正确的是( )
A.地球的质量为232
4r M GT π= B.空间站的线速度大小为v gr =
C.空间站的向心加速度为2
24a R T
π= D.空间站的运行周期大于地球自转周期
4.质量为m 的物体以加速度3
2g
由静止竖直下落高度h ,在此过程中,下列说法中正确的是( )
A .物体的重力势能减少32mgh
B .物体的机械能减少32mgh
C .物体的动能增加3
2mgh D .重力对物体做功3
2mgh
5.用传感器研究质量为2 kg 的物体由静止开始做直线运动的规律时,在计算机上得到0~6 s
内物体的加速度随时间变化的关系如图所示。

下列说法正确的是( ) A.0-6 s 内物体先向正方向运动,后向负方向运动 B.0-6 s 内物体在4 s 时的速度最大 C.物体在2-4 s 内的速度不变
D.0-4 s 内合力对物体做的功等于0-6 s 内合力对物体做的功
6.如图所示,质量为M 、长度为L 的小车静止在光滑的水平面上,质量为m 的小物块,放在小车的最左端,现用一水平力F 作用在小物块上,小物块与小车之间的摩擦力为f ,经过一段时间小车运动的位移为x ,小物块刚好滑到小车的最右端,则下列说法中正确的是( ) A .此时物块的动能为F(x +L) B .此时小车的动能为f(x +L)
C .这一过程中,物块和小车增加的机械能为F(x +L)
D .这一过程中,物块和小车因摩擦而产生的热量为fL 7.如图,水平圆盘圆心处焊接细立柱O O '与圆盘垂直,一硬币(可视为质点)置于圆盘上P 点,另一小球用不可伸长的细线拴接,细线另一端固定在立柱O '点,已知r O O OQ OP ='==2,立柱与圆盘一起缓慢加速转动,当小球恰好对圆盘无压力时,硬币与圆盘之间摩擦力达到最大静摩擦力(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),重力加速度大小为g 。

则硬币与圆盘间的摩擦因数μ为( ) A.
4
1
B.22
C.
2
1
D.2 8. 如图所示,可视为质点的小球A 、B 用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上半径为R 的光滑圆柱,A 的质量为B 的2倍。

当B 位于地面时,A 恰与圆柱轴心等高。

将A 由静止释放,B 上升的最大高度是( )
A .2R B.5R 3 C.4R 3 D.2R
3
9. 2020年7月21日将发生土星冲日现象,土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成一线,地球位于太阳与土星之间。

此时土星被太阳照亮的一面完全朝向地球,所以明亮而易于观察。

地球和土星绕太阳公转的方向相同,轨迹都可近似为圆,地球一年绕太阳一周,土星约29.5年绕太阳一周。

则( )
A .地球绕太阳运转的向心加速度大于土星绕太阳运转的向心加速度
B .地球绕太阳运转的运行速度比土星绕太阳运转的运行速度小
C .2019年没有出现土星冲日现象
D .土星冲日现象下一次出现的时间是2021年
10. 如图所示,ab 、ac 、ad 、ae 是竖直面内的四根固定的细杆,四根细杆与竖直方向的夹角分别为0、30°、45°、60°。

a 、b 、c 、d 、e 点位于同一圆周上,a 点为圆周的最高点,每根杆上都套着一个相同的小滑环(圆中未画出),小滑环与细杆之间的动摩擦因数为μ。

在四个小滑环从a 点由静止释放分别沿细杆滑到另一端的过程中,以下说法正确的是( )
A .所用时间的关系为:e d c b t t t t ===
B .末速度的关系为:e d c b v v v v >>>
C .损失的机械能关系为:e d c b E E E E ∆<∆<∆<∆
D .产生的热量关系为:d e c b Q Q Q Q <=<
11.汽车在平直公路上以速度v 0匀速行驶时,发动机的功率为P 。

司机为合理进入限速区,减小油门使汽车功率立即减小到
3
2p
,并保持该功率继续行驶。

设汽车行驶过程中所受阻力大小不变,从司机减小油门开始,汽车运动的v-t 图象如图所示,t 1时刻后,汽车做匀速运动。

汽车因油耗而改变的质量可忽略。

下列说法正确的是( ) A .汽车所受阻力大小为0
P v
B .在0~t 1时间内,汽车的牵引力不断增大
C .t 1时刻后,汽车匀速运动的速度大小为320v
D .在0~t 1时间内,汽车行驶的位移大小为106
5t v
12.如图甲所示,小物块A 静止在足够长的木板B 左端,若A 与B 间动摩擦因数为µ1=0.6,木板B 与地面间的动摩擦因数为µ2=0.2,假设各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

某时刻起A 受到F =3t 的水平向右的外力作用,测得A 与B 间摩擦力f 随外力F 的变化关系如图乙所示,则下列判断正确的是( ) A. A 、B 两物体的质量分别为1kg 和0.5kg
B .当t =1s 时,A 、B 发生相对滑动
C .当t =3s 时,A 的加速度为4m/s 2
D .B 物体运动过程中的最大加速度为8m/s 2
13. 如图,两个质量均为m 的可视为质点的A 、B 物块用足够长的轻绳跨过一质量可忽略的光滑定滑轮连接,A 套在竖直杆ab 上,ab 杆光滑且足够长,滑轮到ab 杆的垂直距离为l =0.123 m ,开始时连接A 的细绳与竖直方向垂直,同时由静止释放A 和B ,在之后的运动过程中B 始终未到达与滑轮等高处(滑轮大小不计,空气阻力不计,g =10 m/s 2),则下列说法正确的是( )
A .A 、
B 组成的系统机械能守恒 B .B 的机械能先增加再减少
C .A 、B 组成的系统动能一直在增加
D .当OA 与竖直方向夹角为37°时,v A =1 m/s
14. 固定斜面的倾角θ=30°,物体A 与斜面之间的动摩擦因数,轻弹簧下端固定在
斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C 点,用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A 和B ,滑轮右侧绳子与斜面平行,A 的质量为4 kg ,B 的质量为2 kg ,初始时物体A 到C 点的距离为L =1 m ,现给A 、B 一初速度v 0=3 m/s ,使A 开始沿斜面向下运动,B 向上运动,物体A 将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C 点。

已知重力加速度取g =10 m/s 2,不计空气阻力,整个过程中轻绳始终处于伸直状态,求此过程中:( ) A.物体A 向下运动到达C 点前加速度大小为2.5 m/s 2 B.物体A 向下运动刚到达C 点时的速度大小为4 m/s C.弹簧的最大压缩量为0.4m D.弹簧的最大弹性势能为6J 二、实验题 (共12分)
15.(6分)利用如图所示的实验装置验证动能定理时,完成了如下的操作:
A.取下牵引滑块的细绳,将长木板的右端适当垫高以平衡摩擦力;
B.挂上细绳,将滑块由光电门右侧适当位置静止释放,记录遮光条通过光电门时的挡光时间
t ,同时读出力传感器的示数F;
C.测量遮光条的宽度d ,遮光条到光电门的距离L 。

已知当地的重力加速度为g 。

回答下列问题:
(1)该实验_______(填“要求”或“不要求”)钩码的质量远远小于滑块和遮光条的质量; (2)为了验证动能定理,如果以滑块为研究对象,该实验还应测量________ a.滑块和遮光条的质量M b.钩码的质量m
c.滑块和遮光条以及钩码的质量M +m
则表述动能定理的关系式应为 (用以上对应物理量的符号表示)
16.(6分)如图甲所示,用“落体法”验证机械能守恒定律,打出如图乙所示的一条纸带。

已知打点计时器的频率为50 Hz 。

(1)根据纸带所给数据,打下C 点时重物的速度为________ m/s 。

(结果保留三位有效数字)
(2)某同学选用两个形状相同、质量不同的重物a 和b 进行实验,测得几组数据,画出v 2
2
-h
图象,并求出图线的斜率k,如图丙所示,由图象可知a的质量m1________b的质量m2。

(选填“大于”或“小于”)
(3)通过分析发现造成k2值偏小的原因是实验中存在各种阻力,已知实验所用重物的质量m2=0.052 kg,当地重力加速度g=9.78 m/s2,求出重物所受的平均阻力f=________ N。

(结果保留两位有效数字)
三、计算题(共42分,要求写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤,只写出最后答案的不得分。

有数值计算计算的题,答案中必须明确写出数值和单位).
17.(12分)如图甲所示,一倾角为37°的传送带以恒定的速度运行。

现将一质量m=1 kg 的物体抛上传送带,物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示,取沿传送带向上为正方向,g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

求:
(1)物体与传送带间的动摩擦因数;
(2)0~8 s内物体运动的位移;
(3)0~8 s内物体机械能的增加量。

18(14分)如图,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑斜面,一劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。

一质量为m的滑块受到沿斜面向下的恒
S处静止释放,设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失,弹力F作用,从距离弹簧上端为
簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g .
t;
(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间
1
v,求滑块从静止释放到速度(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为
m
v的过程中弹簧的弹力所做的功W ;
大小为
m
19.(16分)三维弹球是Windows里面附带的一款使用键盘操作的电脑游戏,小明同学受此启发,在学校组织的趣味班会上,为大家提供了一个类似的弹珠游戏。

如图所示,将一质量为0.1 kg的小弹珠(可视为质点)放在O点,用弹簧装置将其弹出,使其沿着光滑的半圆轨道OA和AB运动,BC段为一段长为L=5 m的粗糙水平面,与一倾角为45°的斜面CD相连,圆弧OA和AB的半径分别为r=0.49 m,R=0.98 m, 弹珠与BC段间的动摩擦因数为μ=0.4,C点离地的高度为H=3.2 m,g取10 m/s2,求:
(1)要使小弹珠恰好不脱离圆弧轨道运动到B点,在B位置小弹珠受到半圆轨道的支持力的大小;
(2)在(1)问的情况下,求小弹珠落点到C点的距离;
(3)若在斜面中点竖直立一挡板,在小弹珠不脱离圆轨道的前提下,使得无论弹射速度多大,小弹珠越不过挡板,或者越过挡板落在水平地面上,则挡板的最小长度d为多少?
答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
B A A
C
D D C C AD BD ABC AC ACD ACD
二、实验题:共12分
15.(1)不要求(2)a,
16.(1)2.25(2)大于(3)0.031
17.(1)由v-t图像可得,物体一开始沿传送带向下匀减速,加速度大小为
--------1分
由牛顿第二定律列方程:--------2分
解得:--------1分
(2)由匀变速公式各得0-6s内物体位移,--------2分
6-8s内位移,--------1分
0-8s内位移=14m--------1分
(3) -------4分
18.(1)由牛顿第二定律得:--------2分
由匀变速公式得:--------2分
解得:--------1分
(2)速度最大时,滑块所受合力为零,列式有:-------2分
解得:-------1分
对滑块列动能定理方程:------4分
解得:-------2分
19.(1)由题意可知,小弹珠不脱离圆弧轨道,则在A 点需满足的最小速度为半径较大轨道
的临界速度,在通过最高点A 时,由牛顿第二定律得mg =mv 2A
R
,-------1分
解得v A =gR =9.8 m/s ;
从A 点到B 点由动能定理得mg ·2R =12mv 2B -12mv 2
A ,-------2分 解得v
B =5gR =7 m/s ,
在B 点由牛顿第二定律有F N -mg =mv 2B
R
,-------1分
解得F N =6 N -------1分
(2)小弹珠在BC 段做匀减速直线运动,由动能定理得-μmgL = 12mv 2C -12m v 2
B ------2分 解得v
C =3 m/s ,
假设小球落到斜面上,由几何关系可知平抛运动的水平与竖直方向上位移相等,
即v C t =1
2
gt 2,------1分
解得t =0.6 s ,
此时v C t =1.8 m ,-------1分 12
gt 2
=1.8 m ,-------1分 则落点与C 点距离s = 1.82+1.82 m =9
5
2 m -------1分
(3)小弹珠运动的临界情况是小弹珠掠过挡板顶端后落在D 点,设此时经过C 点速度v ′C ,平
抛运动到D 点时间为t 0,则H =1
2gt 20
,-------1分
x =v ′C t 0=H ,-------1分 解得t 0=0.8 s ,v ′C =4 m/s
若要掠过斜面中点处高度为d 的挡板,设所用时间为t ′,
则v ′C t ′=H
2
,-------1分
12gt ′2=H
2
-d ,-------1分 解得d =0.8 m ,
因此最小长度d 为0.8 m -------1分。

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