1、山西大学附中2016-2017学年高二上学期9月月考物理24一、单选题：共9题R12016年8月10日清晨6点55分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功发射首颗多极化C频段合成孔径雷达遥感卫星高分三号，实现了全天候随时对地成像。2016年8月16日凌晨1时40分我国再次在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭发射世界首颗量子实验卫星墨子号，这将使中国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构成天地一体化的量子保密通信和科学实验体系。这标志着我国的航天事业已处于世界领先地位。据报道，高分三号和墨子号进入轨道做圆周运动时离地面的高度分别为755 km和500 km，根据以上信息和所学的
2、知识判断下列结论正确的是bA.高分三号和墨子号的运行速度都超过第一宇宙速度cB.高分三号和墨子号的运行周期都超过24小时1C.三号的运行速度小于墨子号的运行速度JD.高分三号的加速度大于墨子号的加速度w【答案】CJ【解析】本题考查了第一宇宙速度、万有引力的应用等相关知识点，意在考查考生识记和理解能力。w高分三号和墨子号都是围绕地球的卫星，它们的运行速度都小于第一宇宙速度，选项A错误；根据可知，高分三号和墨子号的半径均小于同步卫星的半径，故它们的运行周期都小于24小时，选项B错误；根据可知，高分三号和墨子号离地面的高度分别为755 km和500 km，半径大的线速度小，故三号的运行速度小于墨子号
3、的运行速度，选项C正确；根据可知，半径大的线速度小，高分三号的加速度小于墨子号的加速度，选项D错误。综上本题选C。o 2如图所示，河水以相同的速度向右流动，落水者甲随水漂流，至b点时，救生员乙从O点出发对甲实施救助，则救生员乙相对水的运动方向应为图中的2A.Oa方向B.Ob方向C.Oc方向D.Od方向C【答案】Bf【解析】本题考查了运动的合成与分解的内容等相关知识点，意在考查考生理解能力。7以水为参考系，则落水者甲相对水静止，则救生员乙相对水的运动方向应为图中的Ob方向，选项B正确、ACD错误。综上本题选B。g 3如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，圆心为O，ab为沿水平方向的直径
4、若在a点以初速度v1沿ab方向抛出一小球，小球运动t1时间后击中坑壁上的c点；若在a点以较大的初速度v2沿ab方向抛出另一小球，小球运动t2时间后击中坑壁上的d点已知直线Oc、Od与ab的夹角均为60，不计空气阻力，则mA.t1；t2B.t1；v1v213WC.t1t211；v1v23D.t2；v1v212【答案】B8【解析】本题考查了平抛运动等相关知识点，意在考查考生理解和应用能力。e设圆的半径为R，小球做平抛运动，有：，联立得：t1，选项A错误；由于平抛运动的时间只与高度有关，故两者时间相等，即t1t211；则速度之比为：=1:3，选项B正确、CD错误。综上本题选B。A 4如图所示，甲、乙
5、两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动无滑动甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r甲r乙31，两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同，小物体质量m1m2，m1距O点为2r，m2距O点为r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时/A.滑动前m1与m2的角速度之比1231AB.滑动前m1与m2的向心加速度之比a1a213=C.随转速慢慢增加，m1先开始滑动=D.随转速慢慢增加，m2先开始滑动【答案】D【解析】本题考查了圆周运动等相关知识点，意在考查考生理解和应用能力。由题意知，乙靠摩擦随甲转动无滑动，且甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r甲r乙31，可得两轮的边缘线速度相等，由公式，得两小物体滑动前
6、的角速度之比为甲乙13，选项A错误；滑动前，由可得滑动前m1与m2的向心加速度之比a1a229，选项B错误；两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块转动，静摩擦力提供的最大加速度相同，由滑动前m1与m2的向心加速度之比a1a229可得出随转速慢慢增加，m2先开始滑动，选项C错误、D正确。综上本题选D。 5在地面上方某一点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中A.速度和加速度的方向都在不断变化B.速度与加速度方向之间的夹角一直减小C.在相等的时间间隔内，速率的改变量相等D.在相等的时间间隔内，动能的改变量相等【答案】B【解析】本题
7、考查了平抛运动等相关知识点，意在考查考生理解能力。小球做平抛运动，加速度为g保持不变，选项A错误；根据平抛运动速度与加速度方向之间的夹角有，水平速度不变，随着运动时间的增加，则角度逐渐减小，选项B正确；在相等的时间间隔内，速度的改变量，大小相等，但速率为速度的数值相差值，则不相等，选项C错误；由于竖直方向上做自由落体运动，故在相等的时间内下降的高度越来越大，根据机械能守恒知，在相等的时间间隔内，动能的改变量将越来越大，选项D错误。综上本题选B。 6如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动。现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为
8、正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示。不计空气阻力。下列说法中正确的是A.t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等B.t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积相等C.t1时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积不相等D.t2时刻小球通过最高点，图乙中S1和S2的面积不相等【答案】A【解析】本题考查了图象、圆周运动、向心力等相关知识点，意在考查考生理解和应用能力。过最高点后，水平分速度要增大，经过四分之一圆周后，水平分速度为零，可知从最高点开始经过四分之一圆周，水平分速度先增大后减小，可知t1时刻小球通过最高点根据题意知，图中x轴上下方图线围成的阴影面积分别
9、表示从最低点经过四分之一圆周，然后再经过四分之一圆周到最高点的水平位移大小，可知S1和S2的面积相等，选项A正确、BCD错误。综上本题选A。 7如图所示，半径为R的金属环竖直放置，环上套有一质量为m的小球，小球开始时静止于最低点。现使小球以初速度v0沿环上滑，小球运动到环的最高点时与环恰无作用力，则小球从最低点运动到最高点的过程中A.小球机械能守恒B.小球在最低点时对金属环的压力是6mgC.小球在最高点时，重力的功率是mgD.小球机械能不守恒，且克服摩擦力做的功是0.5mgR【答案】D【解析】本题考查了圆周运动、功率、机械能守恒等相关知识点，意在考查考生理解和应用能力。小球运动到环的最高点时与
10、环恰无作用力，可得：，到达最高点的速度为，则，小球的机械能不守恒，选项A错误；损失的机械能克服摩擦力做功，大小为0.5mgR，选项D正确；小球在最低点时，根据牛顿第二定律有：，得对金属环的压力是7mg，选项B错误；小球在最高点时，重力方向与速度方向垂直，故重力的功率是零，选项C错误。综上本题选D。 8如图所示，相同的乒乓球1、2落台后恰好在等高处水平越过球网，过网时的速度方向均水平垂直于球网，不计乒乓球的旋转和空气阻力，乒乓球自起跳到过网的过程中，下列说法正确的是A.过网时球1的速度等于球2的速度B.球1的速度变化率大于球2的速度变化率C.球1的飞行时间小于球2的飞行时间D.球1克服重力做功的
11、功率等于球2克服重力做功的功率【答案】D【解析】本题考查了平抛运动等相关知识点，意在考查考生理解能力。由题意，球1和球2平抛运动的高度相同，则运动的时间相同，但由于球1的水平位移较大，可知过网时球1的速度大于球2的速度，选项AC错误；因为平抛运动为匀变速曲线运动，加速度都为g保持不变，即球1和球2的速度变化率相等，选项B错误；球落到台上时，由于时间相等，根据公式可知竖直分速度相等，由式知，重力的瞬时功率相等，选项D正确。综上本题选D。 9如图所示，一传送带与水平方向的夹角为，以速度v逆时针运转，将一物块轻轻放在传送带的上端，则物块在从A到B运动的过程中，机械能E随位移变化的关系图象不可能是【答
12、案】B【解析】本题考查了传送带问题、动能和重力势能和机械能等相关知识点，意在考查考生理解和应用能力。若物块放上皮带后一直做加速，且到B点速度仍小于v，则皮带对物块的摩擦力做正功，物块机械能一直增大，选项AC正确；若物块在到达B点之前，速度达到v与皮带速度相等，则物块将和传送带一起做匀速运动，此后则重力势能减小，动能不变，故机械能将减小，选项B错误、D正确。综上本题选B。 二、多选题：共4题10我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成
13、正比，某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组A.做匀加速运动时，第5、6节与第7、8节车厢间的作用力之比为31B.关闭发动机后各节车厢之间的相互作用力为零C.进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比D.与改为4节动车带4节拖车的动车组相比最大速度之比为12【答案】ABD【解析】本题考查了牛顿运动定律、动能定理等相关知识点，意在考查考生理解和应用能力。根据牛顿第二定律，有：，选项A正确；关闭发动机后，各节车厢受到摩擦力相同，而各节车厢加速度相同，故车厢之间的相互作用力为零，选项B正确；根据动能定理，解得：可知进站时从关闭发动机到停下来滑行
14、的距离与关闭发动机时的速度的平方成正比，选项C错误；8节车厢有2节动车时的最大速度为；8节车厢有4节动车时的最大速度为，则，选项D正确。综上本题选ABD。 11放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在06 s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象如图所示下列说法正确的是A.06 s内物体的位移大小为30 mB.06 s内拉力做的功为70 JC.合外力在06 s内做的功与02 s内做的功相等D.滑动摩擦力的大小为5 N【答案】ABC【解析】本题考查了功率、图象等相关知识点，意在考查考生理解和应用能力。根据速度图象知，06 s内物体的位移大小为=30 m，选项A正确；根据功率图象知，
15、06 s内拉力做的功为=70 J，选项B正确；根据题意2s6 s这段时间内，物体做匀速运动，合外力做功为零，故合外力在06 s内做的功与02 s内做的功相等，选项C正确；当匀速运动时有F=f，根据有：，选项D错误。综上本题选ABC。 12斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同刚性小球，各球编号如图。斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r。现将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦。则在各小球运动过程中，下列说法正确的是A.球1的机械能守恒B.六个小球的机械能守恒C.球1、2、3的落地点相同D.球4、5、6的落地点相同【答案】BC【解析】本题考查了机械能
16、守恒、平抛运动等相关知识点，意在考查考生理解和应用能力。当6个小球都在斜面上运动时，只有重力做功，整个系统的机械能守恒。当有部分小球在水平轨道上运动时，斜面上的小球仍在加速，故球2对1的作用力做功，所以球1的机械能不守恒，选项A错误、B正确；由于离开A点时，球6的速度最小，水平射程最小，而最后三个球在水平面上运动时不再加速，3、2、1的速度相等，水平射程相同，落地点位置相同，选项C正确、D错误。综上本题选BC。 13如图所示为一个联动装置，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动，不计摩擦，a、b可视为质点，重
17、力加速度大小为g。则A.a落地前，b一直做加速运动B.a下落过程中，其加速度大小始终小于gC.a落地时速度的大小为D.a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg【答案】CD【解析】本题考查了机械能守恒等相关知识点，意在考查考生理解和应用能力。当a落地时，由于杆的作用，在水平方向上无位移，故水平方向的速度为零，可得此时b的速度为零，由此可推断出b应先做加速运动再做减速运动，选项A错误；当b减速运动时，杆对b有拉力作用，则杆对a有向下的拉力作用，故a向下的加速度此时大于g，选项B错误；a落地时，a的重力势能全部转化为a的动能，根据机械能守恒知有：，解得a落地时速度的大小为，选项C正确；
18、a落地前，当a的机械能最小时，则b的机械能最大，此时b在水平方向上所受到的合力应为零，可得杆对b的作用力为零，故b对地面的压力大小为mg，选项D正确。综上本题选CD。 三、填空题：共2题14在如图所示的验证机械能守恒定律的实验中，质量为0.20 kg的重物拖着纸带自由下落，在纸带上打出一系列的点如图所示。已知相邻计数点间的时间间隔为0.02秒，当地的重力加速度为9.80 m/s2，回答以下问题。(1)纸带的(选填“左”或“右”)端与重物相连；(2)打点计时器应接(选填“直流”或“交流”)电源，实验时应先(填“释放纸带”或“接通电源”)；(3)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量E
19、p=J，此过程中物体动能的增加量Ek=J；(结果保留3位有效数字)(4)在上述验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能大于重锤动能的增加，其原因主要是由于在重锤下落的过程中存在阻力作用，通过以上实验数据可以测出重锤在下落过程中受到的平均阻力大小F=N。(结果保留1位有效数字)【答案】(1)左(2)交流，接通电源(3)0.400 ； 0.388(4)0.06【解析】本题考查了验证机械能守恒定律的实验等相关知识点，意在考查考生识记和理解能力。(1)根据开始打点较密，可知纸带的左端与重物相连；(2)打点计时器应接交流电源，实验时应先接通电源后释放纸带；(3)从起点P到打下计数点B的过程中物
20、体的重力势能减少量Ep=mgh=0.209.800.2043 J =0.400 J ；到B点的速度为：1.97m/s，则此过程中物体动能的增加量Ek=J=0.388J；(4)由公式Ep -Ek=FS可得在下落过程中受到的平均阻力大小N=0.06N。 15某兴趣小组想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外力做功和物体速度变化的关系”实验开始前，他们提出了以下几种猜想：W，Wv，Wv2。他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点时的速度)，每次实验，物体从不同初始位置处由静止释放同学们设计了以下表格来记录实验数据其中L1、L2、L3、L4代
21、表物体分别从不同初始位置处无初速释放时初始位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4表示物体每次通过Q点的速度。他们根据实验数据绘制了如图乙所示的Lv图象，并得出结论Wv2。(1)你认为他们的做法是否合适？(2)你有什么好的建议？(3)在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小_(填“会”或“不会”)影响探究出的结果。【答案】(1)不合适(2)应进一步绘制Lv2图像(3)不会【解析】本题考查了探究“合外力做功和物体速度变化的关系”实验的相关知识点，意在考查考生理解和应用能力。(1)在数据处理中，由曲线不能直接确定函数关系，一般都是在直线上确定各个物理量之间的函数关系。因为根据曲线，不能得出结论W
22、v2，故他们的做法不合适；(2)应在直线上确定各个物理量之间的函数关系，应进一步绘制Lv2图像(3)在运动过程中，由于物体受力是恒定的，所以得出合外力做功与物体速度变化的关系。因此在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小不会影响探究出的结果。 四、计算题：共3题16如图所示，一足够长的固定斜面与水平方向的夹角37，物体B与斜面间的动摩擦因数为0.5。将物体A以初速度v0从斜面顶端水平抛出的同时，物体B在斜面上距顶端L16.5 m处由静止释放，经历时间t，物体A第一次落到斜面上时，恰与物体B相碰。已知sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2，不计空气阻力，两物体都可视为质点。求v0和
23、t的大小。【答案】10 m/s1.5 s【解析】本题考查了平抛运动等相关知识点，意在考查考生理解能力。物体B的质量为m，下滑的加速度为a，则mgsin 37mgcos 37maA、B正好相碰，有(at2L)cos 37v0t(at2L)sin 37gt2联立解得a2 m/s2，t1.5 s，v010 m/s。 17如图所示，在竖直平面内有由四分之一圆弧AB和二分之一圆弧BC组成的光滑固定轨道，两者在最低点B平滑连接。AB弧的半径为R，BC弧的半径为。一小球在A点正上方与A相距处由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动。(1)求小球在B、A两点的动能之比；(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C
24、点。【答案】(1)51(2)能【解析】本题考查了牛顿运动定律、圆周运动、机械能守恒等相关知识点，意在考查考生理解和应用能力。(1)设小球的质量为m，小球在A点的动能为EkA，由机械能守恒得EkAmg设小球在B点的动能为EkB，同理有EkBmg由式得5(2)若小球能沿轨道运动到C点，小球在C点所受轨道的正压力FN应满足FN0设小球在C点的速度大小为vC，由牛顿运动定律和向心加速度公式有FNmgmeq f(veq oal(2,C),f(R,2)由式得mgmvC全程应用机械能守恒定律得mgm由式可知，vCvC，即小球恰好可以沿轨道运动到C点。 18在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示。P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒。高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h。(1)若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；(2)求能被屏探测到的微粒的初速度范围；(3)若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，求L与h的关系。【答案】(1)，(2)，(3)【解析】本题考查了平抛运动、能量守恒等相关知识点，意在考查考生理解和应用能力。(1)打在中点的微粒(2)打在B点的微粒同理，打在A点的微粒初速度微粒初速度范围(3)由能量关系代入、式