2024-2025学年湖南省衡阳市衡阳县第四中学高二（上）月考物理试卷（9月）（含答案）

2024-2025学年湖南省衡阳市衡阳县第四中学高二（上）月考
物理试卷（9月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.飞机沿某水平面内的圆周匀速率地飞行了一周，已知飞机质量为，速率为，圆周运动半径为。下列说法正确的是( )
A. 飞机做匀速圆周运动，速率没变，则所受合外力为零
B. 飞机做匀速圆周运动，速率没变，则动量守恒
C. 飞机飞行时，速度的方向不断变化，因此动量不守恒；飞行一周向心力的冲量大小
D. 飞机飞行时，速度的方向不断变化，因此动量不守恒；飞行半周动量的改变量大小为
2.如图所示，在倾角为的斜面上，质量为的物块受到沿斜面向上的恒力的作用，沿斜面以速度匀速上升了高度。已知物块与斜面间的动摩擦因数为、重力加速度为。关于上述过程，下列说法正确的是( )
A. 合力对物块做功为恒力与摩擦力对物块做功之和
B. 合力对物块做功为
C. 摩擦力对物块做功为
D. 恒力与摩擦力对物块做功之和为
3.跳台滑雪主要分为个阶段，助滑阶段、起跳阶段、飞行阶段和落地阶段。在飞行阶段，运动员会采取一种身体向前倾，同时滑雪板向前分开呈“”字型的经典姿势，如图所示。这种姿势能够加大运动员与下方空气接触的面积，并且还可以让身体和雪板与水平方向呈最为理想的夹角，就像飞机起飞一样，从而获得较大的空气托举力。关于运动员在飞行阶段采用“”字型姿势，下列说法正确的是( )
A. 可以增加竖直方向的加速度
B. 可以获得更长的飞行时间
C. 可以增加运动员的机械能
D. 可以让运动员的机械能保持不变
4.如图所示，有五片荷叶伸出荷塘水面，一只青蛙要从高处荷叶跳到低处荷叶上，设低处荷叶、、、和青蛙在同一竖直平面内，、高度相同，、高度相同，、分别在、正上方，将青蛙的跳跃视为平抛运动，若以最大的初速度完成跳跃，则它应跳到( )
A. 荷叶
B. 荷叶
C. 荷叶
D. 荷叶
5.四个完全相同的小球、、、均在水平面内做圆锥摆运动．如图甲所示，小球、在同一水平面内做圆锥摆运动连接球的绳较长；如图乙所示，小球、在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接、的绳与竖直方向之间的夹角相等连接球的绳较长，则下列说法错误的是( )
A. 小球、角速度相等
B. 小球、线速度大小相等
C. 小球、所需的向心加速度大小相等
D. 小球受到绳的拉力与小球受到绳的拉力大小相等
6.如图所示，地球绕太阳的运动可看作匀速圆周运动。已知地球质量为，地球的轨道半径为，公转周期为，引力常量为。下列说法正确的是( )
A. 根据以上信息，可以计算出地球表面的重力加速度
B. 根据以上信息，可以计算出地球的第一宇宙速度
C. 根据以上信息，可以计算出与太阳质量无关
D. 根据以上信息，可以计算出太阳质量
7.在时刻，将一物体可视为质点竖直向上抛出。以抛出点为坐标原点、竖直向上为正方向，忽略空气阻力，图中能正确反映该物体的动量随时间、动能随位移变化的图像是( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.一辆质量为的汽车，从静止开始启动后沿平直路面行驶，行驶过程中受到的阻力大小一定，如果发动机的输出功率恒为，经过时间，汽车能够达到的最大速度为。则( )
A. 当汽车的速度大小为时，牵引力的大小为
B. 汽车速度达到的过程中，汽车行驶的距离为
C. 汽车速度达到的过程中，牵引力做的功为
D. 汽车速度达到的过程中，克服阻力做的功为
9.如图甲所示，一物块以一定初速度冲上倾角为的固定斜面。物块在斜面上运动的过程中，其动能与运动路程的关系如图乙所示。已知物块所受的摩擦力大小恒定，取。下列说法正确的是( )
A. 物块质量为
B. 物块所受摩擦力大小为
C. 过程中，物块克服摩擦力做功为
D. 过程中与过程中物块所受合力之比为
10.如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为的小球，从离弹簧上端高处由静止释放。以小球开始下落的位置为坐标原点，沿竖直向下方向建立坐标轴，小球所受弹力的大小随小球位置坐标的变化关系如图乙所示。小球向下运动过程中，弹簧始终处于弹性限度内。小球可视为质点。不计空气阻力的影响。重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 处，小球的速度最大
B. 处与处，小球的加速度相同
C. 处，小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和最小
D. 从到过程中，小球所受弹力做功为
三、填空题：本大题共1小题，共6分。
11.在实车撞墙实验中，如图甲为碰撞测试安全气囊弹出的情境。该过程安全气囊的作用是通过_____填“增大”或“减小”作用时间，减小驾乘人员因剧烈碰撞产生的作用力。分别用、车进行撞墙试验时，碰前速度均为，测试数据如图乙，通过数据可以判断_____填“”或“”车受到的平均冲击力较大。
四、实验题：本大题共1小题，共6分。
12.某同学为测定物块与桌面之间的动摩擦因数，利用动能定理设计了如图所示的装置进行实验。首先用天平测量物块的质量，钩码的标称质量为。实验中，当位于水平桌面上的点时，刚好接触地面，将拉到点，待稳定后静止释放，最终滑到点停止。分别测量、的长度和。改变，重复上述实验，分别记录各组实验数据。在坐标纸上画出关系的图像。
关于本实验，下列说法正确的是__________
A.实验中连接一侧的绳子应尽量与桌面平行
B.重物的质量应远小于物块的质量
C.若改变物块的材质，则测得的动摩擦因数不会变化
D.落地时与地面碰撞损失机械能不会影响实验结果
该同学画出图象为纵坐标后，发现十分接近一条斜率为的正比例函数，据此可求得待测动摩擦因数为_________用，，表示。
由于钩码生锈，质量变大。这会使测量结果_________填“偏大”或“偏小”。
在汽车安全装置的开发过程中，需要进行汽车碰撞试验，包括实车撞墙和滑车互撞试验。对不同品牌的、车进行试验，两车质量分别为和。
五、计算题：本大题共4小题，共42分。
13.用、两车进行滑车互撞试验，行驶速度为的车与静止的车碰撞，碰后车速度大小为，方向不变，碰撞时间很短且处于同一水平面上。求：
碰撞过程中车的动量变化量大小：
碰撞后瞬间车的速度大小。
14.图中过山车可抽象为图所示模型：弧形轨道下端与半径为的竖直圆轨道平滑相接，点和点分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为的小球可视为质点从弧形轨道上距点高的点静止释放，先后经过点和点，而后沿圆轨道滑下。忽略一切摩擦，已知重力加速度。
求小球通过点时的速度大小。
求小球通过点时的速度大小。
求小球通过点时，轨道对小球作用力的大小和方向。
15.建立物理模型是解决实际问题的重要方法。如图所示，圆和椭圆是分析卫星运动时常用的模型。已知，地球质量为，半径为，万有引力常量为。
忽略地球自转，求地球表面附近的重力加速度。
卫星在近地轨道Ⅰ上围绕地球的运动，可视作匀速圆周运动，轨道半径近似等于地球半径。求卫星在近地轨道Ⅰ上的运行速度大小。
在点进行变轨操作，可使卫星由近地轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ。卫星沿椭圆轨道运动的情况较为复杂，研究时我们可以把椭圆分割为许多很短的小段，卫星在每小段的运动都可以看作是圆周运动的一部分如图所示。这样，在分析卫星经过椭圆上某位置的运动时，就可以按其等效的圆周运动来分析和处理。卫星在椭圆轨道Ⅱ的近地点的速度为，在远地点的速度为，远地点到地心的距离为。根据开普勒第二定律对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等可知，请你根据万有引力定律和牛顿运动定律推导这一结论。提示：椭圆在对称点两点的圆半径一样
16.体育课上，直立起跳是一项常见的热身运动，运动员先蹲下，然后瞬间向上直立跳起，如图所示。
一位同学站在力传感器上做直立起跳，力传感器采集到的图线如图所示。根据图像求这位同学的质量，并分析他在力传感器上由到过程中的超重和失重情况。取重力加速度。
为了进一步研究直立起跳过程，这位同学构建了如图所示的简化模型。考虑到起跳过程中，身体各部分肌肉包括上肢、腹部、腿部等肌肉的作用，他把人体的上、下半身看作质量均为的两部分和，这两部分用一个劲度系数为的轻弹簧相连。起跳过程相当于压缩的弹簧被释放后使系统弹起的过程。已知弹簧的弹性势能与其形变量的关系为。已知重力加速度为。要想使人的双脚能够刚好离地，即能刚好离地。
起跳前弹簧的压缩量是多少？
若从压缩的弹簧被释放到弹簧到达原长经历的时间为，求在时间内弹簧弹力对物体的冲量的大小。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11. 增大 ；
12.

偏小

13.取小车运动方向为正，根据题意得碰撞过程中车的动量变化量为
动量变化量大小为 ；
根据动量守恒定律
解得

14. ； ； ，方向竖直向下
15. ； ；见解析
16.，先失重后超重； ；
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