1、天津市耀华中学2021届高三年级第二次月考物理学科试卷本试卷考试时间60分钟，总分100分第卷（选择题）一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题意，选对的得4分，选错或不选得0分。）1. 下列关于热现象的说法中，正确的是（）A. 将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒就是非晶体B. 布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明液体分子在永不停息地做无规则运动C. 第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律D. 某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏伽德罗常数可表示为【答案】B【解析】【详解】A将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒还是晶体
2、，故A错误；B布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动，它反应了液体分子或气体分子在永不停息地做无规则运动，故B正确；C第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律，故C错误；D某气体的摩尔体积为V，若平均每个分子的所占空间体积为，则阿伏伽德罗常数可表示为由于气体分子实际体积远小于平均每个分子的所占空间体积为，故故D错误。故选B。2. 如图所示为游乐场中过山车的一段轨道，P点是这段轨道的最高点，A、B、C三处是过山车的车头、中点和车尾假设这段轨道是圆轨道，各节车厢的质量相等，过山车在运行过程中不受牵引力，所受阻力可忽略那么过山车在通过P点的过程中，下列说法正确的
3、是( )A. 车头A通过P点时的速度最小B. 车的中点B通过P点时的速度最小C. 车尾C通过P点时的速度最小D. A、B、C通过P点时的速度一样大【答案】B【解析】试题分析：过山车在运动过程中，受到重力和轨道支持力作用，只有重力做功，机械能守恒，动能和重力势能之间相互转化，则当重力势能最大时，过山车的动能最小，即速度最小，根据题意可知，车的中点B通过P点时，重心的位置最高，重力势能最大，则动能最小，速度最小，故B正确考点：考查了圆周运动实例分析【名师点睛】对过山车的运动过程进行分析，运动过程中只有重力做功机械能守恒，当重力势能最大时，过山车的动能最小，即速度最小，据此分析即可3. 2018年1
4、0月12日，中华龙舟大赛(昆明滇池站)开赛，吸引上万名市民来到滇池边观战如图所示，假设某龙舟队在比赛前划向比赛点的途中要渡过288 m宽、两岸平直的河，河中水流的速度恒为v水5.0 m/s.龙舟从M处开出后实际沿直线MN到达对岸，若直线MN与河岸夹角为53，龙舟在静水中的速度大小也为5.0 m/s，已知sin 530.8，cos 530.6，龙舟可看做质点则龙舟在水中的合速度大小v和龙舟从M点沿直线MN到达对岸所经历的时间t分别为()A. v6.0 m/s，t60 sB. v6.0 m/s，t72 sC. v5.0 m/s，t72 sD. v5.0 m/s，t60 s【答案】A【解析】【详解】
5、设龙舟头与航线MN之间夹角为，船速、水速与龙舟在水中的合速度如图所示，由几何知识得53，龙舟在水中的合速度大小v6.0 m/s.航线MN的长度为L360 m故龙舟从M点沿直线MN到达对岸所经历的时间为t60 s.A v6.0 m/s，t60 s与计算结果相符，故A正确B. v6.0 m/s，t72 s与计算结果不符，故B错误C. v5.0 m/s，t72 s与计算结果不符，故C错误D. v5.0 m/s，t60 s与计算结果不符，故D错误4. 在光滑水平面上，质量为m的小球A正以速度v0匀速运动某时刻小球A与质量为3m的静止小球B发生正碰，两球相碰后，A球的动能恰好变为原来的则碰后B球的速度大
6、小是()A. B. C. 或D. 无法确定【答案】A【解析】根据碰后A球的动能恰好变为原来的得： 解得： 碰撞过程中AB动量守恒，则有：mv=mv+3mvB解得：vB=v或vB=v；当vB=v时A的速度大于B的速度，不符合实际，故选项A正确，BCD错误，故选A.点睛：本题考查的是动量定律得直接应用，注意动能是标量，速度是矢量；同时要分析结果是否符合实际情况，即不可能发生二次碰撞5. “蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是（）A. 绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大
7、后减小B. 绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小C. 绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大D. 人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力【答案】A【解析】【详解】A.由于绳对人的作用力一直向上，故绳对人的冲量始终向上；由于人在下降中速度先增大后减小，动量先增大后减小；故A正确；B.在该过程中，拉力与运动方向始终相反，绳子的力一直做负功；但由分析可知，人的动能先增大后减小；故B错误；C.绳子恰好伸直时，绳子的形变量为零，弹性势能为零；但此时人的动能不是最大，故C错误；D.人在最低点时，绳子对人的拉力一定大于人受到的重力；故D错误6. 如图所示为地铁站用于安全检查的装置，主要由水平传
8、送带和X光透视系统两部分组成，传送过程传送带速度不变。假设乘客把物品轻放在传送带上之后，物品总会先、后经历两个阶段的运动，用v表示传送带速率，用表示物品与传送带间的动摩擦因数，则（）A. 前阶段，物品可能向传送方向的相反方向运动B. 后阶段，物品受到摩擦力的方向跟传送方向相同C. v相同时，不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同D. 相同时，若v增大为原来的2倍，则同一物体前阶段的对地位移也增大为原来的2倍【答案】C【解析】【分析】物品放上传送带上时在摩擦力的作用下做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度时，做匀速直线运动，根据牛顿第二定律和运动学公式进行分析。【详解】A物品轻放在传送带上，
9、前阶段，物品受到向前的滑动摩擦力，所以物品的运动方向一定与传送带方向相同，故A错误；B后阶段，物品与传送带一起匀速运动，不受摩擦力，故B错误；C物品加速运动的加速度匀加速运动时间位移为传送带位移物品相对传送带滑行的距离为物品与传送带摩擦产生的热量为则相同时，不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同，故C正确；D前阶段物品的位移为则知相同时，增大到原来的2倍，前阶段物品的位移增大为原来的4倍，故D错误。故选C。【点睛】抓住时间关系和位移关系列式进行分析。7. 如图所示，轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于粗糙水平面上质量为m的小球接触但不连接。开始时小球位于O点，弹簧水平且无形变。O点的左侧有
10、一竖直放置的光滑半圆弧轨道，圆弧的半径为R，B为轨道最高点，小球与水平面间的动摩擦因数为。现用外力推动小球，将弹簧压缩至A点，OA间距离为x0，将球由静止释放，小球恰能沿轨道运动到最高点B。已知弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法中正确的是（）A. 小球在从A到O运动的过程中速度不断增大B. 弹簧恢复原长过程中对小球的冲量大小为C. 小球通过圆弧轨道最低点时，对轨道的压力为5mgD. 小球与弹簧作用的过程中，弹簧的最大弹性势能Ep=2.5mgR+mgx0【答案】D【解析】【详解】A小球在从A到O运动的过程中，受弹力和摩擦力，由牛顿第二定律可知物体做加速度减小的加速运动，当加速度为零的
11、时（弹力等于摩擦力时）速度最大，接下来摩擦力大于弹力，小球开始做减速运动，当弹簧原长时离开弹簧，故A错误；B小滑块恰好能到达圆弧轨道最高点，由重力提供向心力，由牛顿第二定律得从到的过程中，根据机械能守恒定律可得联立得小球在从A到O运动的过程中，合力对小球的冲量为故B错；C小球在最低点时做圆周运动，由牛顿第二定律得联立以上解得故C错误；D从A到O根据能量守恒得联立以上得故D正确。故选D。8. 如图，倾角为30的斜面体固定在水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和小物块B，跨过固定于斜面体顶端的定滑轮O（不计滑轮的摩擦），A的质量为m，B的质量为4m。开始时，用手托住A，使OA段绳恰好处
12、于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动，将A由静止释放，在其下摆过程中B始终保持静止。则在绳子到达竖直位置之前，下列说法正确的是（）A. 物块B受到的摩擦力方向一直沿着斜面向上B. 物块B受到的摩擦力大小可能始终不变C. 小球所受重力的功率一直增大D. 地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右【答案】D【解析】【详解】AB下摆到竖直位置之前，机械能守恒，有在最低点，根据牛顿第二定律有解得F3mg对B受力分析，未释放A时，由平衡条件得B所受的静摩擦力方向沿斜面向上，在A到达最低点的瞬间，有方向沿斜面向下，物块B受到的摩擦力先减小后增大，故A，B错误；C小球在最高点速度为0，重
13、力功率为0，运动过程中竖直方向的分速度不为0，重力功率不为0，在最低点竖直方向的分速度为0，重力功率为0，因此小球所受重力的功率先增大后减小。故C错；D将A由静止释放，在其下摆过程中B始终保持静止，在绳子到达竖直位置之前，把斜面与物块B看做整体，绳子始终有拉力，此拉力水平向左有个分力，而整体保持静止，水平方向受力平衡，因此，地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右，故D正确。故选D。二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，选对的得4分，对而不全得2分，选错或不选得0分。）9. 质量为m的小球M由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的B点和A点，如图所
14、示，当轻杆绕轴以角速度匀速转动时，a绳与水平方向成角，b绳在水平方向上且长为l，下列说法正确的是（）A. a绳的张力不可能为零B. a绳的张力随角速度的增大而增大C. 当角速度时，b绳中存在张力D. 当b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化【答案】AC【解析】【详解】A小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知绳的张力不可能为零，故A正确；B根据竖直方向上平衡得解得可知绳的拉力不变，故B错误；C当绳拉力为零时，有解得可知当角速度时，绳出现弹力，故C正确；D由于绳可能没有弹力，故绳突然被剪断，绳的弹力可能不变，故D错误。故选
15、AC。10. 一定质量的理想气体由状态a经状态b、c到状态d，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O、a、d三点在同一直线上，ab和cd平行于横轴，bc平行于纵轴，则下列说法正确的是（）A. 由状态a变到状态b的过程中，气体吸收热量，每个气体分子的动能都会增大B. 从状态b到状态c，气体对外做功，内能减小C. 从状态a到状态d，气体内能增加D. 从状态c到状态d，气体密度不变【答案】CD【解析】【详解】A由状态a变到状态b过程中，气体体积不变，则W=0，温度升高，平均动能增大，并不是每个分子的动能都增大；同时U0，根据U=W+Q可知气体吸收热量，选项A错误；B从状态b到c，气体温度不变，内能不
16、变；体积变大，则气体对外做功，选项B错误；C从a状态到d状态气体温度升高，则内能增加，选项C正确；D从状态c到d，气体体积不变，则气体的密度不变，选项D正确。故选CD。11. 暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命。为了探测暗物质，我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星。已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于其运动周期），运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为（弧度），引力常量为G，则下列说法中正确的是（）A. “悟空”的发射速度小于第一宇宙速度B. “悟空”的向心加速度数值小于地球表面物
17、体的重力加速度数值C. “悟空”的环绕周期为D. “悟空”的质量为【答案】BC【解析】【分析】第一宇宙速度是发射地球卫星的最小发射速度；利用“悟空”在一定时间内扫过的角度可求得“悟空”运行的周期，根据万有引力提供向心力列式可求解出地球的质量。【详解】A第一宇宙速度是航天器围绕地球作圆周运动时必须具备的速度,也叫环绕速度，在地球发射航天器必须大于或等于第一宇宙速度，否则受地球引力作用会坠落，所以第一宇宙速度被称为最小的发射速度，故A错误；B“悟空”卫星绕地球做匀速圆周运动，地球的万有引力提供向心力，则有得向心加速度近地卫星的向心加速度等于地球表面重力加速度，由此可知“悟空”的向心加速度数值小于地
18、球表面物体的重力加速度数值，故B正确；C“悟空”的环绕周期为故C正确；D“悟空”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即联立解得地球的质量为故D错误。故选BC。12. 质量为m的物体（可视为质点）套在光滑水平固定直杆上，其上栓一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧另一端固定于距离直杆3d的O点，物体从A点以初速度v0向右运动，到达B点速度也为v0，OA、OB与水平杆的夹角大小如图所示，弹簧始终处于弹性限度内（取sin37=0.6，cos37=0.8）。下列说法正确的是（）A. 从A点运动到B点的过程中，弹力先做正功再做负功B. 物体在A、B两点时弹簧弹力的功率相等C. 弹簧的原长为5.5dD. 物
19、体在A点时加速度的大小为【答案】CD【解析】【详解】AC由图中几何关系可得OA5dOB6d由于物体从A点以初速度v0向右运动，到达B点时速度也为v0，可知从A到B的过程中物体的动能变化量为0；在该过程中，由于杆光滑，只有弹簧弹力对小球做功，把小球及弹簧看着一个系统，系统机械能守恒。结合动能定理可知弹簧对物体做功的代数和等于0，物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在B点时的弹性势能，结合弹性势能的特点可知，开始时弹簧处于压缩状态，后来弹簧处于伸长状态，且弹簧的压缩量等于后来弹簧的伸长量，即L05d6dL0，所以弹簧的原长L05.5d；物体从A向O点正下方运动的过程中弹簧继续压缩，所以弹簧对物体做负
20、功，物体的速度减小；物体从O点的正下方向B运动的过程中弹簧伸长，弹簧对物体做正功，物体的速度增大；当弹簧的长度大于弹簧原长后，弹簧又开始对物体做负功，物体的速度又减小所以弹簧对物体先做负功，再做正功，然后又做负功，故A错误，C正确；B如图所示，分别画出A、B两点受到的弹力与速度，由公式PFvcos可知，A、B两点F与v0之间的夹角不同，则A、B两点弹簧弹力的功率不相等，故B错误；D在A点，弹簧的弹力F与运动方向之间的夹角为18037143，则物体在A点的加速度大小a故D正确。故选CD。第卷（非选择题）三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。）13. 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验
21、中，使质量为的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为，那么(1)根据图上所得的数据，应取图中O点到_点来验证机械能守恒定律；(2)从O点到1问中所取的点，重物重力势能的减少量_J，动能增加量_J；（结果取三位有效数字）(3)若测出纸带上所有各点到O点之间距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图像是如图中的（ ）A B C D【答案】 (1). B (2). 1.88 (3). 1.84 (4)
22、. A【解析】【详解】(1)1验证机械能守恒时，我们验证的是减少的重力势能和增加的动能之间的关系，因在B点能够测出相应的h和v的数据，而在A、C两点无法测出v，故选B点(2)2减少的重力势能3B点的速度所以增加的动能(3)4在实验允许的误差范围内可认为则即与h成正比，图A正确。故选A。14. 气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔，空气再由导轨表面上的小孔中喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。滑行器就浮在气垫层上，与导轨平面脱离接触，因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动，极大地减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。某实验小组现在利用气垫导
23、轨装置结合频闪照相的方法进行“探究碰撞中的不变量”这一实验。(1)实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况，若要求碰撞时动能损失最大应选图中的_（填“甲”或“乙”）、若要求碰撞动能损失最小则应选图中的_。（填“甲”或“乙”）（甲图两滑块分别装有弹性圈，乙图两滑块分别装有撞针和橡皮泥）(2)某次实验时碰撞前B滑块静止，A滑块匀速向B滑块运动并发生碰撞，利用闪光照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图所示。已知相邻两次闪光的时间间隔为T，在这4次闪光的过程中，A、B两滑块均在080cm的范围内，且第1次闪光时，滑块A恰好位于x=10cm处。若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短，
24、均可忽略不计，则可知碰撞发生在第1次闪光后的_时刻（用字母T表示），A、B两滑块质量比mA：mB=_。【答案】 (1). 乙 (2). 甲 (3). 2.5T (4). 2:3【解析】【详解】(1)1撞针和橡皮泥能在碰撞过程中吸收动能，使机械能损失较大，故填“乙”；2弹性圈在碰撞过程中会将形变时吸收的动能通过弹力做功重新转化为动能，使机械能损失较小，故填“甲”；(2)3在连续四次闪光中，滑块B只有两个图像，可知滑块B一开始时静止在x=60cm处；由图可知，第三次闪光后，滑块A向前运动了10cm后与滑块B相撞，用时0.5T，故碰撞发生在2.5T时刻；4由图可知，碰撞前A的速度碰撞后A、B的速度由
25、动量守恒有代入数据解得四、计算题（本题共3小题，15题10分，16题12分，17题14分，共36分。要求写出必要的解题步骤，直接写出结果不得分。）15. 某宇航员驾驶飞船成功登上月球后在月球表面做了一个实验：在停于月球表面的登陆舱内固定一倾角为=30的粗糙斜面（足够长），让一个小物体以速度v0由底端沿斜向上运动，并返回斜面底端。他利用速度传感器得到小物块往返运动的v-t图像如图所示，图中v0、t0均已知。已知月球的半径为R，万有引力常量为G。不考虑月球自转的影响。求：(1)小物块返回斜面底端时的速度v；(2)月球表面的重力加速度g；(3)宇宙飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速度v1。【答
26、案】(1)； (2)； (3)【解析】【详解】(1)将沿斜面向上的匀减速运动当做反向的、初速度为零的匀加速度运动来处理，设其加速度为a1；小物体从最高处匀加速下滑时的加速度设为a2，则可解得(2)设小物体和斜面之间的动摩擦因数为，则解得所以(3)宇宙飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动，可认为是重力提供向心力，即解得16. 如图所示，从A点以某一水平速度v0抛出一质量m1 kg的小物块(可视为质点)，当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入BOC37的固定光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面上的长木板上，圆弧轨道C端的切线水平已知长木板的质量M4 kg，A、B两点距C点
27、的高度分别为H0.6 m、h0.15 m，R0.75 m，物块与长木板之间的动摩擦因数10.7，长木板与地面间的动摩擦因数20.2，g10 m/s2.求：(sin 370.6，cos 370.8)(1)小物块的初速度v0及在B点时的速度大小；(2)小物块滑动至C点时，对圆弧轨道的压力大小；(3)长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板【答案】(1)4 m/s5 m/s(2)47.3 N(3)2.0 m【解析】【详解】(1)从点到点，物块做平抛运动，则有：设到达点时竖直分速度为，则有：联立解得： 此时速度方向与水平面的夹角为则有：可得： 在点时的速度大小： (2)从点至点，由动能定理有：设物
28、块在点受到的支持力为，则有：解得：，根据牛顿第三定律可知，物块在点时对圆弧轨道的压力大小为47.3 N(3)小物块与长木板间的滑动摩擦力：长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力：因为，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动小物块在长木板上做匀减速运动则长木板的长度至少为：17. 如图所示，光滑水平面MN的左端M处固定有一能量补充装置P，使撞击它的物体弹回后动能在原来基础上增加一定值。右端N处与水平传送带恰好平齐且靠近，传送带沿逆时针方向以恒定速率v6m/s匀速转动，水平部分长度L9m。放在光滑水平面上的两相同小物块A、B（均视为质点）间有一被压缩的轻质弹簧，弹性势能Ep9J，弹簧与
29、A、B均不粘连，A、B与传送带间的动摩擦因数0.2，物块质量mAmB1kg。现将A、B同时由静止释放，弹簧弹开物块A和B后，迅速移去轻弹簧，此时，A还未撞击P，B还未滑上传送带。取g10m/s2.(1)求A、B刚被弹开时的速度大小；(2)试通过计算判断B第一次滑上传送带后，能否从传送带右端滑离传送带；(3)若B从传送带上回到光滑水平面MN上与被弹回的A发生碰撞后粘连，一起滑上传送带。则P应给A至少补充多少动能才能使二者一起滑离传送带？【答案】(1)vA3m/s，vB3m/s；(2)B不能从传送带右端滑离传送带；(3)108J【解析】【详解】(1)弹簧弹开的过程中，系统机械能守恒由动量守恒有mAvAmBvB0联立以上两式解得vA3m/s，vB3m/s(2)假设B不能从传送带右端滑离传送带，则B做匀减速运动直到速度减小到零，设位移为s，由动能定理得mBgs0解得s2.25m由于sL，B不能从传送带右端滑离传送带(3)设物块A撞击P后被反向弹回的速度为v1，由功能关系可知由物块B在传送带上先向右做匀减速运动，直到速度减小到零，然后反方向做匀加速运动。由运动的对称性可知，物块B回到皮带左端时速度大小应为v2vB3m/sB与A发生碰撞后粘连共速为v，由动量守恒定律可得mAv1mBv2(mAmB)v要使二者能一起滑离传送带，要求(mAmB)v2(mAmB)gL由以上四式可得E108J
