安徽省望江县2012届高三上学期第三次月考物理试题
一、本题共12小题,每小题4分,共48分。每小题只有一个选项是正确的,选对的4分,选错或不选得0分。
1.如图所示,甲、乙两小球沿光滑轨道ABCD运动,在轨道的水平段AB上运动时,两小球的速度均为v0=5m/s,相距d=10m,轨道水平段AB和水平段CD的高度差为h=1.2m。设两小球运动时始终未脱离轨道,关于两小球在轨道水平段CD上的运动情况,下列描述中,正确的是:( )
A.两小球在CD段运动时仍相距10m
B.两小球在CD段运动时相距小于10m
C.两小球到达图示位置P点的时间差为2s
D.两小球到达图示位置P点的时间差约为1.4s
2.把一钢球系在一根弹性绳的一端,绳的另一端固定在天花板上,先把钢球托起如图所示,然后放手。若弹性绳的伸长始终在弹性限度内,关于钢球的加速度a、速度v随时间t变化的图象,下列说法正确的是( )
A.图b表示a―t图象,图c表示v―t图象
B.图b表示a―t图象,图a表示v―t图象
C.图d表示a―t图象,图c表示v―t图象
D.图d表示a―t图象,图a表示v―t图象
3.如图所示,表面粗糙的斜劈形物体质量为M,放在水平地面上,质量为m的粗糙物块以某一初速度沿劈的斜面向上滑,至速度为零后又加速下滑,而M始终保持静止,则在物块m沿斜面上滑与下滑的过程中,下列说法不正确的是( )
A.m滑动的加速度大小不变
B.地面对M的摩擦力方向不变
C.M对m的摩擦力大小不变
D.地面对M的支持力总小于(M+m)g
4.如图(a)所示,用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图象如图(b)所示,若重力加速度g取10 m/s2.根据图(b)中所提供的信息可以计算出( )
A.物体的重力2 N
B.斜面的倾角37°
C.加速度为6 m/s2时物体的速度
D.物体能静止在斜面上所施加的最小外力为12 N
5.如图所示,在斜面顶端a处以速度va水平抛出一小球,经过时间ta 恰好落在斜面底端P处;今在P点正上方与a等高的b处以速度vb水平抛出另一小球,经过时间tb恰好落在斜面的中点处.若不计空气阻力,下列关系式正确的是( )
A.va=vb B.va=2vbC.ta=tb D.ta=2tb
6.宇航员乘飞船前往A星球,其中有一项任务是测该星球的密度。已知该星球的半径为R,引力常量为G。结合已知量有同学为宇航员设计了以下几种测量方案。你认为不正确的是( )
A.当飞船绕星球在任意高度运行时测出飞船的运行周期T。
B.当飞船绕星球在任意高度运行时测出飞船的运行周期T和飞船到星球的距离h。
C.当飞船绕星球表面运行时测出飞船的运行周期T。
D.当飞船着陆后宇航员测出该星球表面的重力加速度g。
7.摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车,如图所示。当列车转弯时,在电脑控制下,车厢会自动倾斜,抵消离心力的作用。行走在直线上时,车厢又恢复原状,就像玩具“不倒翁”一样。它的优点是能够在现有线路上运行,勿须对线路等设施进行较大的改造,而是靠摆式车体的先进性,实现高速行车,并能达到既安全又舒适的要求。运行实践表明:摆式列车通过曲线速度可提高20―40%,最高可达50%,摆式列车不愧为“曲线冲刺能手”。假设有一超高速列车在水平面内行驶,以360km/h的速度拐弯,拐弯半径为1km,则质量为50kg的乘客,在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力为(g取10m/s2)( )
A.500NB.1000NC.500 N D.0
8.如图所示,在自行车后轮轮胎上粘附着一块泥巴现将自行车后轮撑起,使后轮离开地面而悬空,然后用手匀速摇脚踏板,使后轮飞速转动,泥巴被甩下来图中四个位置泥巴最容易被甩下来的是( )
A.a点 B.b点
C.C点 D.d点
9.如图所示,用恒力F拉着质量为m的物体沿水平面从A移到B的过程中,下列说法正确的是( )
A.有摩擦力时比无摩擦力时F做的功多
B.有摩擦力时与无摩擦力时F做的功少
C.物体加速运动时F做的功比减速运动时F做的功多
D.物体无论是加速、减速还是匀速,力F做的功一样多
10.汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动,t1 s末关闭发动机,做匀减速直线运动,t2 s末静止,其v-t图象如图所示.图中α<β,若汽车牵引力做功为W、平均功率为P,汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2、平均功率分别为P1和P2,则下列说法不正确的是( )
A.W=W1+W2 B.W1>W2 C.P=P1 D.P1=P2
11.质量为2 kg的物体,放在动摩擦因数为μ=0.1的水平面上,在水平拉力F的作用下,由静止开始运动,拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示,g=10 m/s2.下列说法中正确的是( )
A.此物体在AB段做匀加速直线运动,且整个过程中 拉力的最大功率为15瓦
B.此物体在AB段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为6瓦
C.此物体在AB段做匀加速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为6瓦
D.此物体在AB段做匀速直线运动,且整个过程中拉力的最大功率为15瓦
12.如图所示,质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡(粗糙)底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,AB之间的水平距离为s,重力加速度为g.下列说法不正确的是( )
A.小车克服重力所做的功是mgh
B.合外力对小车做的功是12mv2
C.推力对小车做的功是12mv2+mgh
D.阻力对小车做的功是12mv2+mgh-Fs
二、本题共5小题,共52分,解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能给分。
13.(10分)滑雪是一项既浪漫又刺激的体育运动.在 一次滑雪运动中,运动员从山坡上自由滑下,最后停在一水平的运动场地上.这一运动过程可简化为如图所示的物理模型.物体从斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在水平面上.设物体与斜面间以及水平面间的动摩擦因数都为 ,斜面倾角 物体经过水平面上的某一点P时的速度 ,从A到P滑动时间t=17 s,(重力加速度g=10m/s2, ),求:斜面AB的长度S.
14.(10分)有一质量为m的航天器靠近地球表面绕地球作圆周运动(轨道半径等于地球半径),某时刻航天器启动发动机,在很短的时间内动能变为原来的 ,此后轨道为椭圆,远地点与近地点距地心的距离之比是2:1,经过远地点和经过近地点的速度之比为 1:2.己知地球半径为R,地球质量为M,万有引力恒量为G.
(1)求航天器靠近地球表面绕地球作圆周运动时的动能;
(2)在从近地点运动到远地点的过程中克服地球引力所做的功为多少?
15.(10分)如图甲所示,一质量为m=1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物块在按如图乙所示规律变化的水平力F的作用下向右运动,第3 s末物块运动到B点且速度刚好为0,第5 s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2,求:
(1)A、B间的距离;
(2)水平力F在5 s时间内对物块所做的功.
16. (10分)在一次抗洪救灾工作中,一架直升机A用长H=50 m的悬索(重力可忽略不计)系住一质量m=50 kg的被困人员B,直升机A和被困人员B以v0=10 m/s的速度一起沿水平方向匀速运动,如图7甲所示.某时刻开始收悬索将人吊起,在5 s时间内,A、B之间的竖直距离以l=50-t2(单位:m)的规律变化,取g=10 m/s2.
(1)求在5 s末被困人员B的速度大小及位移大小.
(2)直升机在t=5 s时停止收悬索,但发现仍然未脱离洪水围困区,为将被困人员B尽快运送到安全处,飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标,致使被困人员B在空中做圆周运动,如图乙所示.此时悬索与竖直方向成37°角,不计空气阻力,求被困人员B做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员B的拉力.
(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
17.(12分)所谓“水流星”表演时,就是用绳系着装有水的小桶,在竖直平面内做圆周运动,而水不洒落。如果在表演“水流星”节目时,栓杯子的绳长为 ,其最大承受力是杯子和杯内水的重量的8倍,要使绳子不断裂,节目表演成功,杯子通过最高点时速度的取值范围为多少?
物理答题卷
考生须知
1、考生答题前,在规定的地方准确填写姓名、考号。
2、选择题作答时,必须用2B铅笔填涂,如需要对答案进行修改,应使用绘图橡皮轻擦干净,注意不要擦破答题卷。
3、非选择题必须用 0.5毫米黑色墨水签字笔作答。严格按照答题要求,在答题卷对应题号指定的答题区域内答题,切不可超出黑色边框,超出黑色边框的答案无效。
4、作图题可先用铅笔绘出,确认后,再用 0.5毫米黑色墨水签字笔描清楚。
5、保持卷面清洁,不要将答题卷折叠,弄破。
13. (10分)
14.(10分)
15.(10分)
16.(10分)
17.(12分)
物理答案
一、选择题
1.C 2.B 3.A 4.B 5.B 6.A 7.C 8.C 9.D 10.C 11.D 12.C
13.(1)设物体在斜面上滑动时加速度大小为 、时间为 ,在水平面上滑动时加速度大小为 ,
则有: (3分)
(2分)
(2分)
(2分)
由上面公式解出:S =220m(1分)
14.解:(1) (2分) (1分) (1分)
(2) (2分)
(1分) (1分)
(1分)
克服地球引力所做的功为 (1分)
15解析:(1)由图乙可知在3~5 s内物块在水平恒力作用下由B点匀加速运动到A点,设加速度为a,A、B间的距离为s,则有F-μmg=ma,a=F-μmgm=4-0.2×1×101 m/s2=2 m/s2,s=12at2=4 m.
(2)设整个过程中水平力所做功为WF,物块回到A点时的速度为vA,由动能定理得:
WF-2μmgs=12mv2A,v2A=2as,WF=2μmgs+mas=24 J.
16解析:(1)被困人员在水平方向上做匀速直线运动,v0=10 m/s
在竖直方向上被困人员的位移 y=H-l=50-(50-t2)=t2,
所以竖直方向上做初速度为零匀加速直线运动,加速度a=2 m/s2的,
被困人员5 s末在竖直方向上的速度为vy=at=10 m/s,
合速度v=v20+v2y=102 m/s,
竖直方向上的位移y=12at2=25 m,
水平方向的位移x=v0t=50 m,
合位移s=x2+y2=255 m.
(3)t=5 s时悬索的长度l′=50-y=25 m,旋转半径r=l′sin 37°,
由mv′2r=mgtan 37°,解得v′=1522 m/s.此时被困人员B的受力情况如右图所示,由图可知Tcos 37°=mg,解得T=mgcos 37°=625 N.
17.答案:
解析:杯子在最低点时,进行受力分析如图。设杯子在最低点时的瞬时速度为 ,杯子和杯内的水的总质量为
∴ ………………………………………………………………2分
即 ③
又 ④…………………………………………………2分
∴由③④式可以解得
⑤…………………………………………………………1分
在杯子的整个运动过程中,只有重力做功(绳子的拉力的方向始终与运动的方向垂直,所以不做功,空气阻力忽略不计),机械能守恒。
设杯子在最高点时的瞬时速度为
∴ ⑥………………………………………………2分
由⑤⑥式可以解得
……………………………………………………………………………1分
又要使杯子和杯内的水能在竖直平面内做完整的圆周运动,在最高点时,必须满足至少杯子和杯内的水的重力全部用来提供向心力。
即
∴ …………………………………………………………………………2分
综上所述 …………………………………………………………2分