山东省青岛市即墨区第一中学2023-2024学年高二下学期6月月考物理试题
一、单选题
1.神舟十六号载人飞船于2023年5月30日从酒泉卫星发射中心发射升空,随后与天和核心舱对接形成组合体。3名宇航员在轨驻留154天,期间进行了1次出舱活动。出舱活动主要靠手臂的力量,因此宇航员体力消耗很大。根据以上信息判断下列说法正确的是( )
A.出舱活动时,宇航服的质量对宇航员出舱活动的体力消耗没有任何影响
B.出舱活动时,宇航服的质量越大,惯性就越大,宇航员的运动状态越难改变
C.研究宇航员出舱活动的动作时可以把宇航员视为质点
D.宇航员出舱时手对舱门的作用力小于舱门对手的作用力
2.甲、乙两小分队进行军事演习,指挥部通过现代通信设备,在屏幕上观察到两小分队的具体行军路线如图所示,两小分队同时由O点出发,最后同时到达A点,下列说法正确的是( )
A.小分队平均速度
B.小分队平均速率
C.图像表示的是路程—时间图像
D.图像表示的是位移—时间图像
3.如图所示为旅游景区常见的滑索。研究游客沿钢索下滑的运动时,可将钢索简化为一直杆滑轮简化为套在杆上的环。滑轮与钢索间的摩擦力可忽略,不计滑轮和悬挂绳的重力。假设游客在某一小段时间所受空气阻力可忽略。则游客在这一小段时间下滑的状态应是( )
A. B.
C. D.
4.抖空竹是国家非物质文化遗产之一、在某次抖空竹表演时,表演者的左右手所持杆和空竹位置如图所示,此时左手高于右手,轻绳两端位置之间的连线与水平方向成角,空竹悬挂在轻绳上。现保持右手所持杆水平且位置不动,只人为改变一个条件,始终保持空竹处于平衡状态,不考虑空竹的转动及轻绳与空竹之间的摩擦,下列说法正确的是( )
A.若更换为更长的轻绳,绳子的拉力将变小
B.若更换为更长的轻绳,绳子的拉力将不变
C.若使左手持杆缓慢竖直向下移动至的过程中,绳子拉力逐渐变小
D.若使左手持杆顺时针缓慢以右杆为圆心画圆弧移动至的过程中,绳子拉力逐渐变小
5.如图所示,在向右做加速度为的匀加速直线运动的车厢内,小球与车厢相对静止,轻绳a斜向上,轻质弹簧b水平。某一时刻,轻绳a突然断裂(重力加速度为g),断裂瞬间小球的加速度大小为( )
A.g B. C. D.
6.一杂技演员用4个相同的小球做单手抛接球表演,他从同一位置依次将各球略微偏离竖直方向向上抛出,当小球回到抛出点时,用手将小球接住,然后将小球从抛出点再抛出,小球间不发生碰撞,不计空气阻力。已知相邻两球之间的时间间隔相等,刚抛出第4个小球时,第1个小球和第3个小球在空中同一高度,则第3、4个小球间的距离与第1、2个小球间的距离之比为( )
A.4 B.3 C.2 D.1
7.我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块1、6固定,2、5质量相同为m,3、4质量相同为,不计石块间的摩擦,则1、2之间的作用力与2、3之间的作用力之比为( )
A. B. C.1 D.2
8.光滑水平地面上有一质量为m1的长木板,木板的左上端有一质量为m2的物块,如图(a)所示用水平向右的拉力F作用在木板上,F随时间t的变化关系如图(b)所示,其中F1为t1时刻F的大小。某加速度a随时间t的变化关系如图(c)所示。已知物块与木板间的动摩擦因数为μ,假设最大静摩擦力与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g。则( )
A.t1时刻后长木板做匀加速直线运动
B.
C.在t1时刻两者发生相对运动,且t1时刻后物块加速度不变
D.若长木板足够长,最终物块会和长木板达到共速
二、多选题
9.某个同学玩夹盒子的游戏,手握两块木板,两木板间夹起盒子,如图所示,已知木板与盒子之间的动摩擦因数为0.5,盒子与盒子之间的动摩擦因数为0.6,每个盒子重约为G=5N,该同学两手可以给木板提供的水平压力都为FN=60N,则下列说法正确的是( )
A.该同学最多可以夹起16个盒子
B.该同学最多可以夹起12个盒子
C.若该同学夹起9个盒子,则第五个和第六个盒子之间的摩擦力为2.5N
D.无论该同学夹起多少个盒子,最边上的盒子最易滑落
10.某公司生产无人配送小车,车重为60kg,载重为40kg。在某次进行刹车性能测试时,其位移x与时间t的关系可用如图所示的图像表示,则下列说法正确的是( )
A.小车做匀加速直线运动
B.小车运动的初速度大小为6m/s
C.前2s内,小车的位移大小为6m
D.前2s内,小车的位移大小为4.5m
11.A、B两物体同时同地向同一方向运动,其速度与位移变化关系图像如图所示,A物体做匀速直线运动,速度大小为v0,B物体的速度与位移关系图像为过原点开口向右的抛物线。两图像的交点坐标为(x1,v0),下列说法正确的是( )
A.B物体速度随时间均匀增大
B.B物体在x1处的加速度
C.A、B两物体在距坐标原点x1处相遇
D.A、B两物体在时再次相遇
12.如图所示,把倾角为30°的粗糙斜面体C置于粗糙水平地面上,质量为2m的物块A通过跨过光滑轻定滑轮的轻绳与质量为m的小球B连接,O点为轻绳与定滑轮的接触点,初始时,小球B在水平向右的拉力F作用下,使轻绳OB段与水平拉力F的夹角为θ=90°,A、B均保持静止状态。现改变拉力F,并保持夹角θ大小不变,将小球B向右上方缓慢拉起至OB水平,物块A始终保持静止状态。g为重力加速度,下列关于该过程的说法正确的是( )
A.物体A所受的摩擦力一直增大
B.拉力F最小为
C.斜面体C所受地面摩擦力最大时F与水平方向夹角为45°
D.斜面体C所受地面摩擦力的最大值为0.75mg
三、实验题
13.如图(1)所示,用弹簧CO和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。某同学在实验中用两弹簧秤同时拉弹簧CO,此时弹簧秤a、b间夹角等于90°。
(1)弹簧秤a的读数如图(2)所示,图中读数为 N;
(2)此后在纸面内逆时针缓慢旋转弹簧秤a,同时保持弹簧CO两端位置和弹簧秤b位置不变,直到弹簧秤a转至与CO垂直,弹簧秤未超量程,则此过程中弹簧秤a的读数 ,弹簧秤b的读数 。(填“变大”“变小”或“不变”)
(3)该同学认为在此过程中必须注意以下几项,其中正确的是 。
A.两次要将弹簧CO和绳的结点拉到相同位置
B.两细绳必须等长
C.弹簧秤、细绳、弹簧CO都应与木板平行
D.用两弹簧秤同时拉细绳时,两弹簧秤示数之差应尽可能大
(4)该同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2,图中小正方形的边长表示2N,两力的合力用F表示,F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2。下列结论正确的有 。
A.F1=4N B.F=12N C.θ1=45° D.θ1<θ2
14.打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)如图甲、乙是两种打点计时器的图片,其中甲是 计时器。
(2)乙打点计时器使用的电源为 (选填“低压交流”或“低压直流”)电源。
(3)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中必要的措施是 。
A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力
(4)某次实验过程中,小车拖动纸带运动,用打点计时器打出一条纸带,如图丙所示,从某一清晰点开始,描出O、A、B、C、D五个计数点(相邻两个计数点间有四个点未画出),用刻度尺量出各点与O点间距离,已知纸带的右端与小车相连接,所用电源的频率为50Hz,则判断小车做 (选填“加速”或“减速”)直线运动,打下B点时小车运动的速度大小为 m/s,小车的加速度大小为 m/s2.
四、解答题
15.某网红主播举办抓金砖挑战赛,如图为一块质量的棱台形金砖,挑战者须戴上主办方提供的手套,单手抓住金砖的a、b两侧面向上提,保持金砖c面水平朝上,而且手指不能抠底,在空中保持10s,就算挑战成功,可直接带走金砖。已知金砖a、b两侧面与金砖底面的夹角均为,挑战者施加给金砖的单侧压力为F,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度。计算时取,,试解决下列问题:
(1)若手与金砖侧面间动摩擦因数,现要徒手抓起金砖,则F至少需要多大
(2)若要求所有戴上特供手套的挑战者绝无挑战成功的可能性,则手套与金砖侧面的动摩擦因数需满足什么条件
16.在学校科技节上,物理老师在空旷的操场竖直向上发射一枚总质量为2kg的火箭模型。如图所示,在t=0时刻发动机点火,为火箭提供了竖直向上、大小恒为45N的推力,随后经过3s,发动机熄火,在达到最大高度后,火箭打开顶部的降落伞,在降落伞作用下向下做匀加速运动,到达地面时的速度大小为9m/s。已知火箭箭体在运动的过程中,受到的空气阻力大小恒为5N,重力加速度g取10m/s2,不考虑火箭发射过程中喷出的气体对火箭质量的影响,火箭在运动的过程中可视为质点。
(1)求发动机熄火时,火箭的速度大小;
(2)求火箭上升的最大高度;
(3)若把降落伞提供的阻力视为恒定不变,求其大小。
17.如图所示,质量为的物块放在倾角为的斜面体上,斜面质量为,地面光滑,现对斜面体施一水平推力F,要使物块m相对斜面静止,求:(取,,)
(1)若斜面与物块间无摩擦力,求水平推力F的大小;
(2)若斜面与物块间的动摩擦因数为,已知物体所受滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,求推力F的取值范围。(此问结果小数点后保留一位)。
18.猎豹是一种广泛生活在非洲大草原上的大型猫科肉食性动物,捕猎时能达到最大速度30m/s。在一次捕猎过程中,猎豹发现它的正前方190m的地方有一只羚羊,开始以加速度a1=6m/s2加速至最大时速追击羚羊,羚羊在3s后察觉有天敌追击自己,就以加速度a2=5m/s2加速至最大速度25m/s向正前方逃跑。现为了简便处理不考虑现实中猎豹和羚羊存在的转弯动作,两者均可看作质点且只做直线运动。
(1)求猎豹在其加速过程中所用的时间和位移;
(2)求猎豹开始追击羚羊捕猎后第8s末,猎豹与羚羊之间的距离
(3)若猎豹以最大时速追捕猎物的生理极限时间为20s,后筋疲力尽以5m/s2做减速运动,羚羊一直按照最高时速逃跑,根据所学知识计算分析本次猎豹是否能捕猎成功。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B C A B B B C BCD BD
题号 11 12
答案 AD AC
13.(1)3.00
(2) 变大 变大
(3)AC
(4)BC
14.(1)电火花打点
(2)低压交流
(3)AB
(4) 减速 0.62 1.8
【详解】(1)由图可知甲是电火花打点计时器。
(2)乙打点计时器使用的电源为低压交流电源。
(3)ACD.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,只需要保证小车受到的合力恒定不变,不需要平衡小车与长木板间的摩擦力,也不需要小车的质量远大于钩码的质量;为了保证小车运动过程受到的细线拉力恒定不变,细线必须与长木板平行,故A正确,CD错误;
B.为了充分利用纸带,应先接通电源再释放小车,故B正确。
故选AB。
(4)[1]由于纸带的右端与小车相连接,可知相同时间内小车通过的位移逐渐减小,则小车做减速直线运动;
[2]相邻两个计数点间有四个点未画出,则相邻计数点的时间间隔为
打下B点时小车运动的速度大小为
[3]根据逐差法可得小车的加速度大小为
15.(1)1250N;(2)
【详解】(1)对金块受力分析,如图所示,正交分解得
,
解得
代入数据可得
(2)由(1)问得
要使F不存在,则
即
16.(1);(2);(3)
【详解】(1)火箭向上做匀加速运动时,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
发动机熄火时,火箭的速度大小为
(2)火箭匀加速阶段上升的高度为
发动机熄火后,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
发动机熄火后,火箭继续上升的高度为
则火箭上升的最大高度为
(3)火箭在降落伞作用下向下做匀加速运动,根据运动学公式可得
解得加速度大小为
根据牛顿第二定律有
解得降落伞提供的阻力大小为
17.(1)45N;(2)28.8N≤F≤67.2N
【详解】(1)由受力分析得:物块受重力,斜面对物块的支持力,合外力水平向左
根据牛顿第二定律得
得
a=gtanθ=7.5m/s2
水平推力F的大小
(2)设物块处于相对斜面向下滑动的临界状态时的推力为F1,此时物块的受力如下图所示
对物块分析,在水平方向有
竖直方向有
对整体有
代入数值得
a1=4.8m/s2 ,F1=28.8N
设物块处于相对斜面向上滑动的临界状态时的推力为F2, 对物块分析如图
在水平方向有
N′sinθ+μN′cosθ=ma2
竖直方向有
N′cosθ-μN′sinθ=mg
对整体有
F2=(M+m)a2
代入数值得
a2=11.2m/s2 ,F2=67.2N
综上所述可以知道推力F的取值范围为
28.8N≤F≤67.2N
18.(1)5s,75m;(2)87.5m;(3)本次猎豹恰好捕猎成功
【详解】(1)猎豹在其加速过程中,根据速度公式与位移公式有
,
解得
,
(2)羚羊在其加速过程中,根据速度公式与位移公式有
,
解得
,
令,猎豹开始追击羚羊捕猎后第8s末,猎豹匀速运动的位移
羚羊匀速运动的位移
令,则第8s末,猎豹与羚羊之间的距离
解得
(3)结合上述可知,在5s后,猎豹到达最大速度,而羚羊达到最大速度总共经历时间为8s,即在羚羊开始匀速时,猎豹已经匀速运动了3s,令猎豹以最大时速追捕猎物的生理极限时间为t3=20s,此时间内,猎豹与羚羊的间距为
解得
之后猎豹做匀减速直线运动,羚羊做匀速直线运动,若再经历时间,两者速度达到相等,则有
解得
此过程,猎豹的位移
此过程,羚羊的位移
由于
可知,本次猎豹恰好捕猎成功。