1、深圳外国语学校2020-2021学年度高三年级第二次月考考试 物理试题试卷共分四个部分，满分100分，考试时间75分钟；所有答案请写在答题卷上。第卷 (选择题，共46分) 一、单项选择题(每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意，选对的得4分，选错或不答的得0分。)1如图所示，质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的 ，她在1min内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则她克服重力做的功W和相应的功率P约为( )AW=4500J P=75W BW=450J P=7.5WCW=3600J P=60W DW=360J P=6WOQP2研
2、究发现，经常低头玩手机会引起各类疾病。当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重量；当低头玩手机时，颈椎受到的压力会随之变化。现将人体头颈部简化为如图所示的模型，P点为头部的重心，PO为提供支持力的颈椎（视为轻杆）可绕O点转动，PQ为提供拉力的肌肉（视为轻绳）。当某人低头时，PO、PQ与竖直方向的夹角分别为30、60，此时颈椎受到的压力与直立时颈椎受到压力之比约为( ) A1:1 B C D2:13如图所示为位于瑞士的世界上最大的人工喷泉日内瓦喷泉，已知该喷泉竖直向上喷出，喷出时水的速度为53 m/s，喷嘴的出水量为0.5 m3/s，不计空气阻力，则空中水的体积应为(g取10 m/s2)( )
3、 A2.65 m3 B5.3 m3 C10.6 m3 D因喷嘴的横截面积未知，故无法确定 4单车共享是目前中国规模最大的校园交通代步解决方案，为广大高校师生提供了方便快捷、低碳环保、经济实用的共享单车服务。如图所示是一辆共享单车，A、B、C三点分别为单车轮胎和齿轮外沿上的点，其中RA=2RB=5RC，下列说法中正确的是( )AB点与C点的角速度，BA点与C点的线速度，CA点与B点的角速度，DA点和B点的线速度，5.如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期
4、绕地球运动。以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是( )Aa2a3a1 Ba2a1a3Ca3a1a2 Da3a2a16.如图所示，倾斜索道与水平面夹角为37，当载人车厢沿钢索运动时，车厢里质量为m的人对厢底的压力为其重量的1.25倍，已知重力加速度为g，下列说法正确的是( )A. 载人车厢一定沿斜索道向上运动B. 人对厢底的摩擦力方向向右C. 车厢运动的加速度大小为是D. 车厢对人的摩擦力大小为mg7.如图所示,一对杂技演员(都视为质点)荡秋千(秋千绳处于水平位置),秋千一端固定在离地面高为H的O点,秋千的长度可调节。改变秋千
5、的长度,杂技演员每次都从A点由静止出发绕O点下摆,当摆到最低点B时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自己刚好能回到A点。已知男演员质量为2m,女演员质量为m,秋千的质量不计,空气阻力忽略不计,则男演员落地点C与O点的水平距离x的最大值是()A. B.H C. D.2H二、多项选择题 （每小题6分，共18分，每小题至少有一个以上的选项符合题意。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。)8某同学用台秤研究在电梯中的超失重现象。在地面上称得其体重为500N，再将台秤移至电梯内称其体重。电梯从v0时由静止开始运动，到t11s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的情况如
6、图所示(g取10m/s2)。则下列选项中正确的是 ( )A电梯为下降过程B在1011s内电梯的加速度大小为2m/s2CF3的示数为550ND电梯运行的总位移为19m9若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L.已知月球半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是( )A月球表面的重力加速度g月B月球的质量m月C月球的第一宇宙速度vD月球的平均密度10轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m的圆环相连，圆环套在倾斜的粗糙固定杆上，杆与水平面之间的夹角为，圆环在A处时弹簧竖直且处于原长。将圆环从A处静止释放，到达C处时速度为零。若圆环在C处获得沿杆向上的速度v，恰好
7、能回到A。已知ACL，B是AC的中点，弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则 ( )A下滑过程中，环受到的合力不断减小B下滑过程中，环与杆摩擦产生的热量为mv2C从C到A过程，弹簧对环做功为mgLsinmv2D环经过B时，上滑的速度大于下滑的速度第卷（非选择题，共54分）三、实验题（2小题，共16分）11.（8分）某兴趣小组在做“验证力的平行四边形定则”实验，手边的器材有：一根轻弹簧、一个校准过的弹簧测力计、刻度尺、装有水的矿泉水瓶、木板、白纸等，步骤如下：将轻弹簧上端固定，用弹簧测力计向下缓慢拉动轻弹簧下端，记录弹簧测力计的读数F以及对应的轻弹簧长度L，如下表：F/N0.000.501.
8、001.502.002.50L/cm12.5012.9113.3013.6914.1114.50根据表中数据，在图甲中做出F-L图像 ，求得轻弹簧的劲度系数为 N/m（保留三位有效数字）； 图甲将一张白纸贴在竖直放置的木板上，如图乙所示，用轻弹簧和测力计共同提起矿泉水瓶并保持静止，在白纸上记下结点位置O，记录弹簧测力计的拉力F1=1.70N和方向OA；测量出轻弹簧的长度L1=13.69cm，记录轻弹簧的拉力F2的方向OB；只用弹簧测力计提起矿泉水瓶并保持静止，使结点仍然在O点，记录此时弹簧测力计的读数F=2.00N和方向OC；实验记录纸如图丙所示，请在图丙中用1cm长的线段表示0.5N的力，以
9、O点为作用点，画出F、F1、F2的图示，并通过平行四边形定则画出F1与F2的合力F ；从弹测力计与轻弹簧间夹角90开始，保持O点位置和弹簧测力计拉力方向不变，顺时针缓慢转动轻弹簧，直至水平状态。则弹簧测力计的读数 、轻弹簧的读数 （填“逐渐变大”、“逐渐变小”或“不变”）。12（8分）用图（甲）所示装置进行“验证机械能守恒定律”的实验时： (1)下列器材中需使用的是 。（填入正确选项前的字母）A直流电源 B交流电源 C刻度尺 D秒表(2) 某实验小组进行了如下操作：按照图（甲）安装好器材，将连有重物的纸带穿过限位孔，用手提住，让重物靠近打点计时器。 在纸带上选取起始点O（速度为零）和点B作为验
10、证的两个状态，测出OB间的距离h，求出打下点B时的速度vB。 计算从O到B重物重力势能的减少量mgh、重物动能的增加量 - 0，比较它们的大小是否相等。接通电源，释放纸带；断开电源，取下纸带。以上操作合理的顺序是 。（填步骤前序号）(3)图（乙）是纸带的一部分，A、B、C是纸带上三个连续的点，相邻两点间的距离如图所示。已知计时器每隔0.02 s打一个点，则当计时器打下点B时，重物下落的速度vB = m/s。（保留三位有效数字）(4)实验中一同学认为，若机械能守恒应满足，即。根据运动学知识，可知只要求出物体下落的加速度a，若a =g，就可证得重物下落过程中机械能守恒。由图（乙）可求得重物下落的加
11、速度a = m/s2。（保留三位有效数字）(5)若求得的加速度a略小于当地的重力加速度g，其原因是 。（写出一条即可）四、计算题（共38分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤 。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位，只写出最后答案的不能得分）13（10分）四旋翼无人机是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用。一架质量m=2kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F=36N，运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4 N。(g取10 ms2)（1）无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞。求在t=5s时离地面的高度h；（2）当无人机悬停在距离地面高
12、度H=100m处，由于动力设备故障，无人机突然失去升力而坠落。求无人机坠落到地面时的速度v；（3）接（2）问，无人机坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动提供向上最大升力。为保证安全着地（到达地面时速度为零），求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t114.（13分）如图所示，一质量为m=1kg的小球从A点沿光滑斜面轨道由静止滑下，不计通过B点时的能量损失，然后依次滑入两个相同的圆形轨道内侧，其轨道半径R=10cm，小球恰能通过第二个圆形轨道的最高点，小球离开圆形轨道后可继续向E点运动，E点右侧有一壕沟，E、F两点的竖直高度d=0.8m，水平距离x=1.2m，水平轨道CD长为L1=1
13、m，DE长为L2=3m。轨道除CD和DE部分粗糙外，其余均光滑，小球与CD和DE间的动摩擦因数=0.2，重力加速度g=10m/s2。求：（1）小球通过第二个圆形轨道的最高点时的速度；（2）小球通过第一个圆轨道最高点时对轨道的压力的大小；（3）若小球既能通过圆形轨道的最高点，又不掉进壕沟，求小球从A点释放时的高度的范围是多少。15（15分）如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量的小物块A。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带始终以的速度逆时针转动。装置的右边是一段光滑的水平台面连接的光滑曲面，质量的小物块B从其上距水平台面m
14、处由静止释放。已知物块B与传送带之间的摩擦因数，传送带的长度。设物块A、B之间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态。取。(1)求物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小；(2)通过计算说明物块B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边曲面上？(3)如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当他们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B第n次碰撞后运动的速度大小。答案：12345678910 ACBCDDDABDABCBCD11、 （图1分） 125N/m（1分） （图2分） 逐渐变大（2分） 逐渐变大（2分）12、BC （2分） （1分） 3.14（2分） 9.7
15、5 （2分） 重物在下落过程中受到空气阻力、纸带的阻力等 （1分） 13、（1）75m（3分） （2）40m/s （3分） （3）（4分）（1）由牛顿第二定律 Fmgf=ma （1分）代入数据解得a=6m/s2上升高度 （1分）代入数据解得 h=75m （1分）（2）下落过程中 mgf=ma1 （1分）代入数据解得 落地时速度 v2=2a1H， （1分）代入数据解得 v=40m/s （1分）（3）恢复升力后向下减速运动过程 Fmg+f=ma2 （1分）代入数据解得设恢复升力时的速度为vm，则有 （1分）由 vm=a1t1 （1分）代入数据解得 （1分）14、（1）1m/s（2分）； （2）40
16、N（3分） ；（3）或（8分）（1）小球恰能通过第二个圆形轨道最高点，则有 （1分）解得v2=1m/s （1分）（2）在小球从第一轨道最高点运动到第二圆轨道最高点过程中，应用动能定理有 （1分）解得m/s在最高点时，合力提供向心力，则有 （1分）解得FN=40N 根据牛顿第三定律知，小球对轨道的压力为40N （1分）（2）若小球恰好通过第二轨道最高点，小球从斜面上释放的高度为h1，在这一过程中应用动能定理有 （1分）解得h1=0.45m （1分）若小球恰好能运动到E点，小球从斜面上释放的高度为h2，在这一过程中应用动能定理有 （1分）解得h2=0.8m （1分）使小球停在BC段，应有h1hh2
17、，即0.45mh0.8m若小球能通过E点，并恰好越过壕沟时，则有解得t=0.4s根据解得=3m/s （1分）设小球释放高度为h3，从释放到运动E点过程中应用动能定理有 （1分）解得h3= 1.25m （1分）即小球要越过壕沟释放的高度应满足h1.25m综上可知，释放小球的高度应满足0.45mh0.8m或 h1.25m （1分）15、(1)4m/s （5分） (2)不能 （6分） (3) （4分） (1)设滑到曲面底部速度为，根据机械能守恒定律： （1分）解得： （1分）由于，在传送带上开始做匀减速运动，设一直减速滑过传送带的速度为，由动能定理可得： （1分）解得： （1分）由于仍大于，说明假设
18、成立，即与碰前速度为4m/s （1分）(2)设地一次碰后的速度为，的速度为，取向左为正方向，根据动量守恒定律和机械等守恒定律得： （1分） （1分）解得： （1分）上式表明碰后以的速度向右反弹.滑上传送带后做在摩擦力的作用下减速，设向左减速的最大位移为，由动能定理得： （1分）解得： （1分）因，在传送带的右端点处的速度减为零，故不能滑上右边曲面 （1分）(3)的速度减为零后，将在传送带的带动下向左匀加速，加速度与向右匀减速时相同，且由于小于传送带的速度，故向左返回到平台上时速度大小仍为，由于第二次碰撞仍为对心弹性碰撞，故由（2）中的关系可知碰后仍然反弹，且碰后速度大小仍为碰前的，即： （2分）同理可推：每次碰后都将被传送带带回与发生下一次碰撞，则与碰撞次后反弹，速度大小为 （2分）
