江苏省宿豫中学2010届高三第二次月考.doc

江苏省宿豫中学2010届高三第二次月考物理试卷第I卷（选择题 共31分）一、单项选择题：本题共5小题；每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意。1如图所示，在09年柏林田径世锦赛中，牙买加选手博尔特是公认的世界飞人，在400m环形赛道上，博尔特在男子100m决赛和男子200m决赛中分别以9.58s和19.19s的成绩破两项世界纪录，获得两枚金牌。关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是( )A200m决赛中的位移是100m决赛的两倍B200m决赛中的平均速度约为10.42m/sC100m决赛中的平均速度约为10.44m/sD100m决赛中的最大速度约为20.88m/s2A、B是竖直墙壁，现从A墙某处以垂直于墙面的初速度v0抛出一质量为m的小球，小球下落过程中与A、B进行了多次碰撞，不计碰撞过程中的能量损失。下面四个选项中能正确反映下落过程中小球的水平速度vx和竖直速度vy随时间变化关系的是（ ）3土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星，都沿近似为圆周的轨道绕土星运动。其参数如下表所示，则两卫星相比土卫十（ ）卫星半径(m)卫星质量(kg)轨道半径(m)土卫十8.901042.0110181.51108土卫十一5.701045.6010171.51108A受土星的万有引力较小B卫星表面附近的重力加速度较小FLC绕土星做圆周运动的向心加速度较大D动能较大 4如图所示，质量m=1kg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平板与桌面间的动摩擦因数为=0.4现用F=5N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少为（g取10m/s2）（ ）A1J B1.6J C2J D4J5如图所示为一个内、外半径分别为R1和R2的圆环状质量分布均匀的平面，其单位面积质量为。取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为x轴。设轴上任意点P到O点的的距离为x，在P点放置质量为m的质点所受的万有引力大小为F。下面给出F的四个表达式（式中G为万有引力常量），其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的质点所受的万有引力F，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，F的合理表达式应为（ ）ABCDt/s0 2 4Fy/NFx/Nt/s0 2 422二、本题4小题，每小题4分，共16分。在每小题的四个先项中，至少有两个选项正确。全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分。6在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系xOy，质量为1kg的物体原来静止在坐标原点O（0，0），从t0时刻起受到如图所示随时间变化的外力作用，Fy表示沿y轴方向的外力，Fx表示沿x轴方向的外力，下列说法中正确的是（ ）A前2s内物体沿x轴做匀加速直线运动B后2s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向C4s末物体坐标为（4m，4m）D前4s内合力做的功为16Jvm2m17负重奔跑是体能训练常用方式之一，如图所示的装置是运动员负重奔跑的跑步机已知运动员质量为m1，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮摩擦、质量）悬挂质量为m2的重物，人用力向后蹬使传送带沿顺时针方向转动，下面说法正确的是（ ）A若m2静止不动，运动员对传送带的摩擦力大小为m2gB若m2匀速上升时，m1越大，传送带对运动员的摩擦力也越大C若m2匀加速上升时，m1越大，传送带对运动员的摩擦力也越大F0F/Na/ms22030626（a）（b）D若m2匀加速上升时，m1越大，传送带对运动员的摩擦力不变8如图（a）所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图（b）所示，若重力加速度g取10m/s2。根据图中所提供的信息可以计算出（ ）A物体的质量B斜面的倾角C速度为6m/s2时物体的速度D加速度由2m/s2增加到6m/s2过程合力做的功9如图所示，由电动机带动的水平传送带以速度为v=2.0m/s匀速运行，A端上方靠近传送带料斗中装有煤，打开阀门，煤以流量为Q=50kg/s落到传送带上，煤与传送带达共同速度后被运至B端，在运送煤的过程中，下列说法正确的是（ ）A电动机应增加的功率为100WB电动机应增加的功率为200WC在一分钟内因煤与传送带摩擦产生的热为6.0103JD在一分钟内因煤与传送带摩擦产生的热为1.2104J第卷（非选择题 共89分）三、简答题：本题2小题，共计18分请将解答填写在答题卡相应的位置。图乙H/mF/N0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.501.01.02.01.03.01.0H计算机力传感器漏斗图甲10.（10分）一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究水的冲击力F与高度H及流量Q的关系，实验装置如图甲所示水从漏斗口无初速流下冲击正下方的力传感器，通过计算机可得出冲击力F的大小,实验中可改变水的流量Q及漏斗口到力传感器的高度H。该组同学首先保持水的流量Q0不变，改变漏斗口到力传感器间的高度，得到了如下的实验数据，并根据实验数据作出了F-H 图象.（图乙）。F（N）01.001.411.732.002.453.003.16H（m）00.050.100.150.200.300.450.50根据上表的数据和图乙中图象的形状，可猜想F和H之间的关系为_；为验证猜想，请在图丙中确定纵轴所表示的物理量，并另作图象，若该图象的形状为 ，说明猜想正确。H/m0 2.0图丙0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 4.06.08.010F H O Q0 1.5Q0 0.5Q0图 丁在证实了上述关系之后，他们将水的流量分别调整为0.5 Q0、1.5 Q0，又作出了两条F-H图象，他们将三次实验得到的图象放在一个坐标系中，如图丁所示通过对三条图象的比较、分析、讨论，他们得出了F与Q的关系，你认为F与Q之间的关系是：_。通过上述实验，他们得出：水的冲击力F与水的流量Q、漏斗口到力传感器的高度H的数学关系式是： 。11（8分）如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角，获得不同的射程x，最后作出了如图b所示的x-tan图象，g=10m/s2。则：0 0.5 tanx/mxv00 tanx0.1图a图b图c（1）由图b可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0= 。实验中发现超过60后，小球将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为 m。（2）若最后得到的图象如图c所示，则可能的原因是（写出一个） 。四、计算题：本题共5小题，共计71分。解答时请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。12（12分）如图所示，细绳长为L，吊一个质量为m的铁球（可视作质点），球离地的高度h=2L，当绳受到大小为2mg的拉力时就会断裂绳的上端系一质量不计的环，环套在光滑水平杆上，现让环与球一起以速度向右运动，在A处环被挡住而立即停止，A离墙的水平距离也为L求在以后的运动过程中，球第一次碰撞点离墙角B点的距离是多少？13（12分）宇航员在一行星上以10m/s的速度竖直上抛一质量为0.2kg的物体，不计阻力，经2.5s后落回手中，已知该星球半径为7220km。（1）该星球表面的重力加速度多大？（2）要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度至少是多大？（3）若物体距离星球无穷远处时其引力势能为零，则当物体距离星球球心r时其引力势能（式中m为物体的质量，M为星球的质量，G为万有引力常量）。问要使物体沿竖直方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度至少是多大？ OABF14（14分）如图所示，固定的光滑圆柱体半径R=(m)，匀质柔软绳长度L=3m，质量m=0.9kg，搭放在圆柱体上，绳子右端A刚好与圆心O等高。（g=10m/s2）（1）若使绳子在如图位置静止，在A端施加的竖直向下的拉力F1多大？（2）若给绳一个初速度v=2m/s，同时给A端竖直向下的力F2，为保持A端在一段时间内竖直向下匀速运动，则力F2与时间t之间满足什么关系？（3）若给绳一个初速度v=2m/s，为使绳能够从圆柱体右侧滑落，在A端施加的竖直向下的拉力至少做多少功？15（16分）如图所示，物块A的质量为M，物块B、C的质量都是m，并都可看作质点，且mM2m。三物块用细线通过滑轮连接，物块B与物块C的距离和物块C到地面的距离都是L。现将物块A下方的细线剪断，若物块A距滑轮足够远且不计一切阻力。求：ABCLL（1）若B不能着地，求满足的条件；（2）若B能着地，物块A距离最初位置上升的最大高度。 16（17分）一个质量m=1.010-11千克的物体静止在足够大的光滑水平地面上，从t0开始，物体受到一个大小不变、方向呈周期性变化的水平力F作用，力F随时间的变化规律如图所示。已知F0=7.2牛，T=110-6秒。则：（1）该物体在t=0至t= T期间，通过多少距离时速度第一次达到最大，最大速度为多少？（2）请在如图的坐标系中绘出该物体在t=0至t= 4T/3期间的vt图象。（3）该物体运动位移大小等于15厘米，需要的时间为多少？（4）该物体在运动位移大小等于15厘米过程中，水平力F对物体做功多少？0tFF0F0T/35T/63T2T4T/30tv (m/s)5T/64T/3T/3参考答案1C提示：200m的赛道有弯道，位移不等于200m，所以选项AB错误。2B 提示：在竖直方向上做自由落体运动，故选项B正确；水平方向速度大小不变，方向不断改变，故选项ACD错误。3D 提示：两颗卫星的轨道半径相同，所以线速度、角速度、周期、向心加速度相同。4B 提示：薄板向右运动位移超过0.4m时，即可翻下桌子，根据动能定理推力克服摩擦力做功等于mgL/2。5B 提示：本题利用高中知识无法推导出公式，但用特殊值分析法，变得相当容易，且概念清晰。当内径R1=0，x0时，根据可得引力的大小为负值，不符合题意，故选项A错误；当R1=R2，x0时，圆环不存在，引力应该为零，故选项B正确，选项CD错误。6AD 提示：后2s内物体做类平抛运动，故选项B错误；4s末物体坐标为（12m，4m），故选项C错误。7AC提示：若m2静止不动，运动员相对于地面是静止的，人在水平方向受到绳的拉力与摩擦力，二力平衡，摩擦力大小为m2g，故选项A正确；若m2匀速上升时，运动员相对于地面是匀速的，人在水平方向受到绳的拉力与摩擦力，二力平衡，摩擦力大小为m2g，与人的质量m1无关，故选项B错误；若m2匀加速上升时，运动员相对于地面是向左加速运动，根据牛顿第二定律可得Ff-FT=m1a，所以m1越大，传送带对运动员的摩擦力也越大，故选项C正确、D错误。8AB提示：根据牛顿第二定律可得Fcos-mgsin=ma，a=，根据斜率与纵截距即可求得物体的质量与斜面的倾角。9BC 提示：除了使煤的动能增加，还要产生一部分内能。10F2正比于H，直线；F与Q成正比，其中k为常数。11（1）1m/s，0.7m （）， (2)释放位置变高（释放时有初速度）。12解析：环被A挡住的瞬间 ，得，故绳断，之后小球做平抛运动 （4分）设小球直接落地，则，球的水平位移，所以小球先与墙壁碰撞 （2分）球平抛运动到墙的时间为t，则，小球下落高度 （4分）碰撞点距B的距离（2分）13解析：（1） （3分）（2）（2分），（1分）（3）由机械能守恒，得 （2分）因为 （2分）所以 （2分）14解析：（1）与光滑圆柱体接触的绳长为，可见处于悬垂状态的绳长占整个绳长的。为使绳子保持静止，拉力大小 (4分)（2）为保持A端在一段时间内竖直向下匀速运动，力F2需要维持到左、右两边绳长恰好相等，即A端下降1m，此时。在此之前，有（） (5分)（3）为使绳能够从圆柱体右侧滑落，在A端施加的竖直向下的拉力作用下，绳至少应运动到左、右两边绳长恰好相等，且此时绳速度为零。设该过程拉力至少做功Wmin，根据动能定理，有 (3分)得 (2分)15解析：（1）A、B、C三物块系统机械能守恒。B、C下降L，A上升L时，A的速度达最大。2mgL MgL =1/2(M+2m)v 2， -（4分）当C着地后，若B恰能着地，即B物块下降L时速度为零。A、B两物体系统机械能守恒。MgL-mgL=1/2（M+m)v 2 -（2分）将v代入，整理得：M=m所以时，B物块将不会着地。-（2分）（2）若，B物块着地，着地后A还会上升一段。设上升的高度为h，B着地时A、B整体的速度大小为v1，从C着地至B着地过程中根据动能定理可得得-（4分）B着地后A继续上升的高度-（2分）A 上升的最大高度H=2L+h=2L+-（2分）16解析：（1）a= 7.21011m/s2当物体通过距离S =at2=7.21011（）2 = 0.04 m时， 2分0tv (m/s)5T/64T/3T/32.4105-1.2105物体速度第一次达到最大，vmax= at =7.21011（）=2.41052分（2）右图 4分（3）物体在t=0至t= 2T/3期间运动的位移为S1=2.4105=0.08 m物体在t=2T/3至t= T期间运动的位移大小为S2=1.2105=0.02 m物体在t=0至t= T期间运动的位移S3= S1S2= 0.06 m根据物体运动的周期性（见图）物体在t=0至t= 2T期间运动的位移S4= 2S3 = 0.12m物体还有0.03m的距离，根据S=at20.03=7.21011t2t=10-7 s 0.2910-6 s所以物体运动位移大小15厘米的时间：t总=2T+t=+10-7 2.2910-6 s 5分（4）当物体运动位移大小15厘米时的速度vt= at =7.21011（10-7）=104m/s所以物体运动位移大小15厘米过程中，根据动能定理，力F做功：WF=m vt 2=（104）2=0.216 J 4分0tv (m/s)5T/64T/3T/32.4105-1.2105