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天津市第一中学2021届高三物理上学期第二次月考试题天津市第一中学2021届高三物理上学期第二次月考试题年级：姓名：- 30 -天津市第一中学2021届高三物理上学期第二次月考试题本试卷分为第 I 卷（选择题）、第 II 卷（非选择题）两部分，共 100 分，考试用时60 分钟。考生务必将答案涂写规定的位置上，答在试卷上的无效。 祝各位考生考试顺利!第 I 卷一、单项选择题1行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞 后汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的 是（）A增加了司机单位面积的受力大小 B减少了碰撞前后司机动量的变化量 C将司机的动能全部转换成汽车的动能 D延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积2一个小男孩从楼上窗台突然坠落。幸运的是，楼下老伯高高举起双手接住了孩子，孩 子安然无恙。假设从楼上窗台到老伯接触男孩的位置高度差为 h20 m，老伯接男孩的整 个过程时间约为 0.2 s，则(忽略空气阻力，g 取 10 m/s2) （） A.男孩接触老伯手臂时的速度大小为 25 m/sB.男孩自由下落时间约为 4 s C.老伯接男孩的整个过程，男孩处于失重状态 D.老伯手臂受到的平均作用力是男孩体重的 11 倍3宇宙中有两颗相距无限远的恒星 s1、s2，半径均为 R0.图示分别是两 颗恒星周围行星的公转周期 T2 与公转半径 r3 的关系图象，则() A恒星 s1 的质量大于恒星 s2 的质量B恒星 s1 的密度大于恒星 s2 的密度C恒星 s1 的第一宇宙速度大于恒星 s2 的第一宇宙速度 D距两恒星表面高度相同的行星，s1 的行星向心加速度较小4分析下列三种情况下各力做功的正负情况：(1)如图甲所示，光滑水平面上有一光滑斜 面体 b，物块 a从斜面顶端由静止开始下滑的过程；(2)人造地球卫星在椭圆轨道上运行， 由图乙中的 a点运动到 b点的过程；(3)小车 M静止在光滑水平轨道上，球 m用细线悬挂 在车上，由图丙中的位置无初速地释放，小球下摆的过程下列说法正确的是() A物块 a下滑过程中斜面对物块不做功B万有引力对卫星做正功 C小球下摆过程绳的拉力对小球做负功D绳的拉力对小车做负功5如图所示，光滑的水平面上有一小车，以向右的加速度 a做匀加速运动，车内两物体 A、B质量之比为 21，A、B间用弹簧相连并放在光滑桌面上，B通 过质量不计的轻绳与车相连。剪断轻绳的瞬间，A、B的加速度大小分别为()Aa、0Ba、aCa、2aD0、2a6利用直升机抢救伤员经常在应急遇险中发挥重要的作用。假设直升机放下绳索吊起伤 员后(如图甲所示)，竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象分别如图乙、丙所示，则 ( )A绳索中拉力可能倾斜向上 B伤员一直处于失重状态 C在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线 D绳索中拉力先大于重力，后小于重力7一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为 m的重物，当重物的速度为 v1 时，起重 机达到额定功率 P.以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到达到最大速度 v2 为 止，则在整个过程中，下列说法正确的是(重力加速度为 g)()PA钢绳的最大拉力为 mgB钢绳的最大拉力为v1v2C重物的平均速度大小为v1PD重物匀加速运动的加速度大小为 g2v18如图所示，一块足够大的光滑平板能绕水平固定轴 MN调节其与水平面所成的倾角. 板上一根长为 L0.50 m 的细绳，它的一端系住一质量为 m0.1 kg 的小球，另一端固定 在板上的 O点，当平板的倾角固定为时，先将细绳平行于水平轴 MN拉直，然后给小球 一沿着平板并与细绳垂直的初速度 v03.0 m/s.重力加速度 g取 10 m/s2，cos 530.6，若小球能在板上做圆周运动，则下列说法正确的是() A当倾角0时，细绳中的拉力大小为 18 NB当倾角37时，小球通过最高点时细绳拉力为零 C当倾角90时，小球可能在竖直面内做圆周运动 D当倾角30时，小球通过最低点时细绳拉力大小为 4.3 N二、多项选择题9 嫦娥五号已于 11 月 24 日在海南文昌航天发射场升空，前往月球执行采样返回任务。 按照计划，嫦娥五号将在吕姆克山附近地区着陆，获取大约 2 公斤重的月球样本，并带着 月壤返回地球，科学家们希望通过月球土壤样品，揭开月球更多的神秘面纱。 “嫦娥五 号”要面对月球轨道的交会对接、月面采样、月面起飞和高速返回等四个主要技术难题， 要进行多次变轨飞行。如图所示是“嫦娥五号”绕月球飞行的三条轨道，1 轨道是贴近月 球表面的圆形轨道，2 和 3 轨道是变轨后的椭圆轨道。A点是 2 轨道的近月点，B点是 2 轨道的远月点，“嫦娥五号”在 1 轨道的运行速率 为 1.8 km/s，则下列说法正确的是()A“嫦娥五号”在 2 轨道经过 A点时的速率一定大于 1.8 km/s B“嫦娥五号”在 2 轨道经过 B点时的速率一定小于 1.8 km/s C“嫦娥五号”在 3 轨道所具有的机械能小于在 2 轨道所具有的机械能 D“嫦娥五号”在 3 轨道所具有的最大速率小于在 2 轨道所具有的最大速率10飞机飞行时除受到发动机的推力外，还受到重力和机翼的升力，机翼的升力垂直于机 翼所在平面向上。当飞机在空中盘旋时机翼向内侧倾斜(如图所示)，以保证除发动机推力 外的其他力的合力提供向心力。设飞机以速率 v在水平面内做半径为 R的匀速圆周运动时机翼与水平面成角，飞行周期为 T，则下列 说法正确的是()A若飞行速率 v不变，增大，则半径 R增大B若飞行速率 v不变，增大，则周期 T增大 C若不变，飞行速率 v增大，则半径 R增大 D若飞行速率 v增大，增大，则周期 T可能不变11如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为 m 的圆环，圆环与竖直放置的轻质 弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的 A 点，弹簧处于原长 h。让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑 过程中（）A.圆环、弹簧与地球组成的系统机械能守恒 B.弹簧的弹性势能先减小后增大C.弹簧的弹性势能变化了 mghD.弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大12一物块在高 3.0 m、长 5.0 m 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能 随下滑距离 s的变化如图中直线、所示，重力加速度取 10 m/s2。则（） A物块下滑过程中机械能不守恒B物块与斜面间的动摩擦因数为 0.5C物块下滑时加速度的大小为 6.0 m/s2D当物块下滑 2.0 m 时机械能损失了 12 J三、填空实验题第 II 卷13在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：（1）为猜想加速度与质量的关系，可利用图 1 所示装置进行对比实验。两小车放在水平 板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静 止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位 移，可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件，下列正确的是： (选填选项前 的字母)。A小车质量相同，钩码质量不同 B小车质量不同，钩码质量相同 C小车质量不同，钩码质量不同（2）某同学为了定量验证(1)中得到的初步关系，通过实验并得到测量小车加速度 a 的纸 带如图 2 所示。纸带上 3 个相邻计数点的间距为 S1、S2 和 S3。用米尺测量 s 1、s 3 的间 距，由图可读出 S1=24.3mm，S3= mm。已知打点计时器打点周期为0.02s，利用 S1、S3 计算小车加速度 a= m/s2.（计算结果保留三位有效数字）图（3）在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。为了简化“力”的测 量，下列说法正确的是： （选填选项前的字母）。A使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力B若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力C无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力 D让小车的运动趋近于匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力14某实验小组成员用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。他们在气垫导轨的 A位置安装了一个光电门，带有遮光条的滑块与钩码相连，实验时，每次滑块都从 B位置 由静止释放。(1)关于实验中的要求，不需要的是 A滑块和遮光条的质量远大于钩码的质量 B应使细线与气垫导轨平行C位置 A、B间的距离适当远些(2)调节气垫导轨水平后，由静止释放滑块，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间 为 t，测得滑块质量为 M，钩码质量为 m，A、B间的距离为 L，遮光条宽度为 d，在实验 误差允许范围内，钩码减小的重力势能 mgL与 （用直接测量的物理量符号表 示）相等，则机械能守恒。(3)多次改变钩码的质量 m，滑块每次在位置 B由静止释放，记录每次遮光条通过光电门的时间 t，作出 t 2 - 1 图像，如果作出的图像是一条直线，图像与纵轴的截距等于 _，m图像的斜率等于 _，则机械能守恒定律同样得到验证。四、计算题15 2020 年 3 月，中国“天眼”FAST 在武仙座球状星团中发现了一个脉冲双星系统， 由颗脉冲星与白矮星组成，这是 FAST 首次发现的脉冲双星系统。设该双星系统中的两星 S1、S2 的质量分别为 m和 2m，两星间距为 L，在相互间万有引力的作用下，绕它们连线 上的某点 O转动。已知引力常量 G，忽略其他星球对两星的影响，求(1)S1、S2 两星之间的万有引力大小； (2)S2 星到 O点的距离；(3) 它 们 运 动 的 周 期。16如图所示，AB为长 L0=2m 的粗糙水平轨道，MD为光滑水平轨道，圆 O为半径R=0.45m 的下端不闭合的竖直光滑圆轨道，它的入口和出口分别与 AB和 MD在 B、M 两点水平平滑连接。D点右侧有一宽 x0=0.9m 的壕沟，壕沟右侧的水平面 EG比轨道 MD 低 h=0.45m。质量 m=0.2kg 的小车（可视为质点）能在轨道上运动，空气阻力不计，g 取 10m/s2。（1）将小车置于 D点出发，为使小车能越过壕沟，至少要使小车具有多大的水平初速 度？（2）将小车置于 A点静止，用 F=1.9N 的水平恒力向右拉小车，F作用的距离最大不超 过 2m，小车在 AB轨道上受到的摩擦力恒为 f=0.3N，为了使小车通过圆轨道完成圆周运 动进入 MD轨道后，能够从 D点越过壕沟，力 F的作用时间应满足什么条件？（本问结果 可保留根号）17.如图所示，5 块完全相同的长木板依次紧挨着放在水平地面上，每块木板的长度为l=0.5m，质量为 m=0.6kg.在木板 1 的最左端放置一质量为 M=1kg 的小物块，已知小物 块与长木板间的动摩擦因数为=0.2，长木板与地面间的动摩擦因数=0.1，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，现给物块水平向右的初速度 v0=3m/s，使其从木板最左端向右2滑动，则（重力加速度 g取 10 m/s ）。（1）当物块在木块 1 上滑动时，求地面对这 5 个木块总的摩擦力大小；（2）由计算分析小物块滑至哪块长木板时，长木板才开始在地面上滑动，并求出物块相 对于木板静止时在木板上的位置； （本问结果可保留分数形式）（3）在上述滑行过程中，当物块滑到与某块木板共速时，立即给该木板施加一水平向右 的推力 F=5.1N，为保证物块不从该木板滑出，求该力施加的最长时间。（本问结果可保留 根号）参考答案：1D2D3D4C5C6D7B13B47.08B1.14AD9AB10CD11AC12AB14A15( m + M ) d 22t 22Gm21d 22gLMd 22gLL【答案】(1)L2；(2)3L ；(3) 2L3Gm(1)根据万有引力定律，有F万 =GMm r 22Gm 2=L2(2)设 O点距 S2 星的距离为 x，双星运动的周期为 T，由万有引力提供向心力，对于 S2 星有2Gm2L2= 2mx42T 2对于 S1 星有2Gm2L2= m(L - x)4 2T 2计算得x = 1 L3(3)将 x代入2Gm2L2= 2mx42T 2解得双星周期为T = 2LL3Gm16【答案】（1）vD = 3 m/s（2）设小车恰好能过圆轨道最高点 C，设此时速度为 vC，有v 2m cmg=R 设小车到达 D 点速度为 vD1，由 CD 机械能守恒：112 mvc +2mgR= 2 mvD12 2小车由 AD，设 F作用距离为 L，由动能定理12FL fL0= 2 mvD1 F - fa=m12设 F作用最短时间为 t1，由运动学公式得 L= 2 at1 6由得 t1=43s 或8 12设最长时间为 t2，L0= 2 at2 2由得 t2= 2 s62所以：F作用时间为 4st 2 s17.【答案】（1）木块受到的摩擦力为：f1=1Mg=0.2110=2N5 个木板的总的最大静摩擦力：f2=2（Mg+5mg）=0.1（10+50.610）=4N由于 f1f2，故这 5 个木板保持静止状态，故地面对木块的总摩擦力为 2N；（2）设当物块滑到第 n 块木板时，木板才开始运动，故：1Mg2M+（6-n）mg解得：n4.3即物块滑上第 5 块木板时，木板才开始在地面上滑动； 设物块刚滑上第 5 块木板的速度为 v1，则：解得：v1=1m/s在此过程中，物块发生的位移为 S1，有：解得：木板 5 的位移为 S2，则：解得：故滑块滑上木板相对静止时，距离木板左端：d=（3）对木板做受力分析可知： ma1=F-1Mg-2（M+m）g 解得： 木块相对滑板向右加速滑动 当撤去外力后，对木板受力分析，有：Ma2=1Mg+2（M+m）g 解得： 此时木板相对滑块向右减速显然，当两者再次共速时滑块恰好运动到木板最左端，是力 F 作用在木板上保证滑块不滑出的最长时间的临界条件；设加速过程的时间为 t1，减速过程的时间为 t2，滑块的总位移为 x1，木板的总位移为 x2；x2-x1=d又 v2+1g（t1+t2）=v2+a1t1-a2t2联立解得：答：（1）当物块在木块 1 上滑动时，求地面对这 5 个木块总的摩擦力大小为 2N；（2）由计算分析小物块滑至第 5 块长木板时，长木板才开始在地面上滑动，物块相对于 木板静止时在木板上距离木板左端m；（3）该力施加的最长时间为说明： 分值计划选择 4 分*12=48 分 填空实验 =14 分计算题 10 分13 分15 分