2022级高三年级第一学期物理统一作业（7）
考试时间：70分钟分值：100分
一、选择题（本题包含10小题，共42分。第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。）
1. 物理学的发展推动了社会的进步。下列关于物理学的一些重大事件和科学方法，说法正确的是（ ）
A. 伽利略把科学实验与逻辑推理相结合得到了自由落体运动规律
B. 牛顿采用比值定义法得到了加速度的表达式
C. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量
D. 爱因斯坦的相对论否定了牛顿力学理论，成功解决了宏观物体的高速运动问题
2. 成都地铁18号线连通成都市区和成都天府国际机场，其中从世纪城站到海昌路站可看做一段直线轨道，轨道总长为x。一列地铁（可视为质点）从世纪城站由静止出发经过匀加速、匀速、匀减速三个阶段后停在了海昌路站。已知地铁运行的最大速度为v，加速与减速阶段的加速度大小相同，加速阶段用时为t。则下列说法正确的是（ ）
A. 地铁匀速运行的时间为 B. 地铁匀速运行的时间为
C. 地铁运行全程平均速度为 D. 地铁运行全程平均速度为
3. 如图所示，一轻杆两端分别固定着质量为mA和mB的两个小球A和B（均可视为质点）。将其放在一个直角形光滑槽中，已知轻杆与槽右壁成α角，槽右壁与水平地面成θ角时，两球刚好能平衡，且α≠θ，则A、B两小球的质量之比为（ ）
A. B.
C. D.
4. 如图所示，A、B两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，它们轨道在同一平面内且转动方向相反。若已知A卫星转动周期T，A、B两卫星轨道半径之比，从图示位置开始A、B两卫星每隔时间t再次相距最近，则（ ）
A. B. C. D.
5. 如图所示，长为L的直棒一端可绕固定轴O转动，另一端搁在水平升降台上，升降平台以速度v匀速上升，当棒与竖直方向的夹角为θ时，棒的角速度为( )
A. B.
C. D.
6. 如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A、B（B物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为的匀加速运动，A、B的速度随时间变化图像如图乙所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）
A. 拉力F的最小值为Ma
B. A、B分离时，弹簧弹力恰好为零
C. A、B分离时，A上升的距离为
D. 弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值
7. 如图，四个滑块叠放在倾角为的固定光滑斜面上，其中B和C的质量均为m，A和D的质量均为3m，B和C之间用一平行于斜面的轻绳连接，现对A施加平行于斜面向上的拉力F，使得四个滑块以相同加速度一起沿着斜面向上运动，滑块间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（）
A. 拉力F的最大值为
B. C对D的摩擦力为时，A对B的摩擦力为
C. 当拉力F取得最大值时，轻绳上弹力大小为
D. 当拉力F取得最大值时，C、D间的摩擦力为
8. 如图所示，长为L的不可伸长的轻绳，一端系于O点，另一端系一小球（可视为质点），将小球拉至轻绳水平，由静止释放。小球摆动至最低点的过程中，绳与水平方向夹角为时，重力的功率为P。不计空气阻力。当P有最大值时，的取值为（ ）
A. B. C. D.
9. 如图所示，足够宽的水平传送带以的速度沿顺时针方向运行，质量的小滑块被光滑固定挡板拦住静止于传送带上的A点，时，在小滑块上施加沿挡板方向的拉力F，使之沿挡板做加速度大小的匀加速直线运动，已知小滑块与传送带间的动摩擦因数，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（ ）
A. 时，拉力F的大小为0.4N
B. 小滑块在运动过程中始终受到沿挡板方向的摩擦力
C. 时，滑块受到挡板的弹力大小为
D. 时，拉力F的大小为
10. 人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对重物各施加一个恒力，力的大小均为，方向都与竖直方向成，重物离开地面后人停止施力，最后重物自由下落把地面夯实h深度。设重物的质量为，与地面的平均冲击力为，g取。则下列说法中正确的是（）
A. 重物上升时加速度大小为
B. 重物落到地面时的速度大小
C. 重物落到地面时的速度大小
D. 若（，），重物夯实的最大深度
二、实验题（每空2分，共16分）
11. 某同学做“探究两个互成角度力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为标记出的小圆环的位置，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。
（1）本实验主要采用的科学方法是（）
A. 控制变量法 B. 等效替代法 C. 理想实验法 D. 建立物理模型法
（2）图甲中OC方向的拉力大小为__________N；
（3）图乙中的力F和力，一定沿橡皮条AO方向的是__________（选填“F”或“”）
（4）在另一次实验中，该同学用两个弹簧测力计，通过细绳对小圆环施加平行木板平面的拉力作用，两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点，且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计，小圆环平衡时，橡皮条AO、细绳OB和OC对小圆环的拉力的分别为、和，关于这三个力的大小关系，正确的是__________。
A. B. C. D.
12. 某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”，如图甲所示。打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg。若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图乙所示，那么：
（1）纸带的______________（选填“左”或“右”）端与重物相连；
（2）打点计时器打下点B时重物的速度vB=________m/s；从打下点A到打下点C的过程中重力势能的减少量ΔEp=_________J（结果保留两位有效数字）；
（3）动能的增加量ΔEk最有可能___________势能的减少量ΔEp（选填“>”“<”或“=”）。
三、解答题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13. 如图甲所示，在时刻，一质量为1kg、可视为质点的物块冲上一足够长、倾角为的传送带底端，同时传送带顺时针匀减速转动直至停止。取平行于传送带向上为正方向，物块前1.5s内的速度-时间图像如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度g取，。则物体在传送带上向上运动到最高点的过程中。求：
（1）传送带与物块间的动摩擦因数；
（2）物体与传送带共速前物块的位移的大小；
（3）因摩擦产生的热量大小Q。
14. 一种离心测速器的简化工作原理如图所示。细杆的一端固定在竖直转轴上的O点，并可随轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O点，另一端与套在杆上的圆环相连。当测速器稳定工作时，圆环将相对细杆静止，通过圆环的位置可以确定细杆匀速转动的角速度。已知细杆长度，杆与竖直转轴的夹角a始终为，弹簧原长，弹簧劲度系数，圆环质量；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取，摩擦力可忽略不计
（1）若细杆和圆环处于静止状态，求圆环到O点的距离；
（2）求弹簧处于原长时，细杆匀速转动角速度大小；
（3）求圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动角速度大小。
15. 如图，质量为m的电动遥控玩具车在竖直面内沿圆周轨道内壁以恒定速率v运动，已知圆轨道的半径为R，玩具车所受的摩擦阻力为玩具车对轨道压力的k倍，重力加速度为g，P、Q为圆轨道上同一竖直方向上的两点，不计空气阻力，运动过程中。求：
（1）在最低点与最高点对轨道的压力大小之差；
（2）通过P、Q两点时对轨道的压力大小之和；
（3）由最低点到最高点电动机做功为W。2022级高三年级第一学期物理统一作业（7）
一、选择题（本题包含10小题，共42分。第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。）
1.
【答案】A
2.
【答案】C
3.
【答案】D
4.
【答案】C
5.
【答案】D
6.
【答案】C
7.
【答案】C
8.
【答案】A
9.
【答案】ACD
10.
【答案】ACD
二、实验题（每空2分，共16分）
11.
【答案】（1）B （2）1.88 N##1.89 N##1.90N ##1.91N ##1.92N##1.93N
（3）F （4）A
12.
【答案】（1）左 （2） ①. 0.97 ②. 0.38
（3）<
三、解答题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13.
【解析】
小问1详解】
由受力分析可知，物体沿着斜面先做匀减速运动，再和传送带一起减速运动，由牛顿第二定律可知
可知
【小问2详解】
设物体与传送带共速前位移为，由图像乙可知
【小问3详解】
由图可知，在共速，此后二者共同减速，则可知减速运动的加速度为
由速度公式可得物体冲上传送带时，传送带的初速度
则在共速前传送带行驶位移为
则物体与传送带的相对位移
由摩擦生热的定义式可得
代入数据可得
14.
【解析】
【详解】（1）当细杆和圆环处于平衡状态，对圆环受力分析得
根据胡克定律得
弹簧弹力沿杆向上，故弹簧处于压缩状态，弹簧此时的长度即为圆环到O点的距离
（2）若弹簧处于原长，则圆环仅受重力和支持力，其合力使得圆环沿水平方向做匀速圆周运动。根据牛顿第二定律得
由几何关系得圆环此时转动的半径为
联立解得
（3）圆环处于细杆末端P时，圆环受力分析重力，弹簧伸长，弹力沿杆向下。根据胡克定律得
对圆环受力分析并正交分解，竖直方向受力平衡，水平方向合力提供向心力，则有
，
由几何关系得
联立解得
15.
【解析】
【小问1详解】
在最低点，玩具车在半径方向受到向下的重力和向上的支持力，由向心力公式得
在最高点，玩具车在半径方向受到向下的重力和向下的支持力，由向心力公式得
两式相减可得
【小问2详解】
在PQ两点的受力如图所示
在Q点，设过Q点圆的切线与水平方向的夹角为，由向心力公式有
在P点，由几何关系可知，过P点圆的切线与水平方向的夹角也为，由向心力公式有
两式相加可得
【小问3详解】
因摩托车在不同位置与圆轨道间的压力不同，所以摩擦力是一个变力，将圆轨道分成N段，在轨道上下关于水平直径对称的位置上取两小段A、B，每段的长度为
则在A、B两小段的压力可视为恒力，摩擦力做功之和为
解得
所以摩托车从最低点到最高点克服摩擦力做功为
玩具车在竖直面内沿圆周轨道内壁以恒定速率v运动，由最低点到最高点由动能定理可知
解得
