湖南长沙市第一中学2027届高三月考试卷（二）物理+答案

1.下列说法正确的是B.做匀速圆周运动的物体，相等时间内运动的位移一定相同2.一列简谐横波沿x轴正方向传播，P、Q为该介质中的两质点，波速为5m/s,某时刻波形如图所示。则关于该简谐波，下列说法正确的是A.周期为5sB.经过10s,质点P运动的路程为110cmD.该时刻质点P的加速度为零滑水平面上，一个质量为m的物块(可视为质点),以水平初速度vo从木板的左端滑向另一端，设物块与木板间的动摩擦因数为μ,当物块与木板相对静止时，物块仍在长木板上，物块相对木板的位移为d,木板相对地面的位移为s,重力加速度为g,则在此过程中A.由于摩擦而产生的热量为μmg(s+d)B.木板动能的增量为μmgsC.摩擦力对木板做的功为μmg(s+d)D.摩擦力对物块做的功为μmg(s+d)物理试卷(27Q)第1页(共8页)4.已知质量分布均匀的空心球壳对内部任意位置的物体引力为0。P、Q两个星球的质量分布均匀且自转角速度相同，两星球某位置的重力加速度大小随该位置到星球中心的距离r变化的A.P、Q两个星球质量之比为1:4B.Q星球的密度大于P星球的密度C.P、Q两个星球的第一宇宙速度大小之比为2:1D.P、Q两个星球的同步卫星距星球表面的高度之比为1:2夹角为θ(为未知量)。一质量为m的小球(可达最高点B,接着在B点受到轻微的扰动从B到达C时刚好脱离轨道，最后落到水平面，重力加速度为g,不计空气阻力以及圆管粗细。下列6.如图所示，质量为3m的小球P和质量为m的小球Q通过两根长度均为L的细线D.方向垂直于绳子OP,最小值为为2d。一根轻质不可伸长的细绳一端系在Q点，穿过质量为m的光滑圆环A再绕过定滑轮P,另一端吊着质量为2m的重物B。将圆环A由O点静止释放，设QA与水平方向夹角为θ。已知重力加速度为g,整个过程中B未与滑轮P相撞，不计空气阻力和一切摩擦。下列说法中正确的是A.A和B的速度关系为uB=vAsinθB.A可以下降的最大高度为C.A和B总动能最大时二、选择题(本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)8.如图所示，弹珠发射器(可视为质点)固定于足够高的支架顶端，支架沿着与竖直墙壁平行的方向以速度v₁水平运动，同时弹珠发射器可在水平面内沿不同方向发射相对地面速度大小为v₂(v₂>v₁)的弹珠。弹珠从发射到击中墙壁的过程中水平方向位移为x,竖直方向位移为y。已知发射器到墙壁的垂直距离为L,重力加速度A.x的最小值为LB.x的最小值为LC.y的最小值为D.y的最小值为m的物块从某时刻无初速释放，在释放的同时，分别以图中两种方式对物块施加水平外力F₁使物块贴着墙壁运动。方式一中l表示时间，方式二中v表示例系数，物块与墙壁间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。则A.方式一中，物块的最大速度为,全过程的运动时间B.方式一中，物块的最大速度,全过程的运C.方式二中，若已知物块从释放到速度最大过程的位移为x,则该过程的时间D.方式二中，若已知物块从释放到速度最大过程的位移为x,则该过程的时间10.如图甲，某轻弹簧两端系着质量均为m的小球A、B,小球A用细线悬挂于天花板上，系统处于静止状态。将细线烧断，并以此为计时起图像如图乙所示，S表示0到t₁时间内A的a-t图线与横轴所围面积大小，当地重力加速度为g。下列说法正确的是B.0时刻和t₃时刻弹簧的弹性势能相等，t2时刻弹簧弹性势能最小C.t₁时刻B物体的速度大小为UB=2gt₁—SD.从0到t₃时刻，弹簧对B球的冲量不为0弹簧测力筒11.(6分)某同学利用如图所示的向心力演示器探究小球做圆周运动的向心力F与质量m、运动半径r(1)下列实验中与本实验所采用的实验方法相同的是A.探究小车速度随时间变化的规律B.探究两个互成角度的力的合成规律D.探究平抛运动的特点轴的距离相等。匀速转动时，若左边标尺露出1格，右边标尺露出4格(小球受到的弹力与标尺露出的格子数成正比),则皮带连接的(3)某物理兴趣小组利用力传感器(3)某物理兴趣小组利用力传感器和光电门改进了实验方案，探究向心力大小与角速度关系的装置如图所示。电动机的竖直转轴上，固定有光滑水平直杆，直光电门物块L水平杆12.(10分)某同学用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮，轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K,两者质量均为m=0.8kg,钢柱K下端与质量为M=0.2kg的物块Q相连。铁架电动机台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢柱表面杆上距转轴中心L处固定有宽度为d的竖直遮光条，d<L。水平直杆上套有一质量为m的物块，物块与固定在转轴上的力传感器通过细线连接，细线的长度为r12.(10分)某同学用如图(a)所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮，轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K,两者质量均为m=0.8kg,钢柱K下端与质量为M=0.2kg的物块Q相连。铁架电动机台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢柱表面感光细感光细m电动机P时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时P、K、Q系统在外力作用下(1)开启电动机，待电动机以w=20πrad/s的角速度匀速转动后，将P、迹。取下K,用刻度尺测出感光痕迹间的距离如图(b)所示，则细钢柱K上相邻感光痕迹间的时间间隔T=s,激光束照射到E点时，细钢柱速度大小为v₁=m/s。(此问两空的计算结果均保留1位有效数字)(2)经判断系统由静止释放时激光笔光束恰好经过O点。参照图(b),在OE段，系统动能的增加量△Ek=J,重力势能的减少量△Ep=J;比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。(此问两空的计算结果均保留3位有效数字)(3)选取相同的另一感光细钢柱K,若初始时激光笔对准K上某点，开启电动机的同时系统由静止释放，电动机的角速度按如图(c)所示的规律变化，图像斜率为k,记录下如图(d)所示的感光痕迹，其中两相邻感光痕迹间距均为d。若验证得到表达式k= ,表达式表示)。13.(11分)如图所示，足够长的水平传送带以恒定速率v=3m/s顺时针转动，右端与倾角为37°的斜面的底端P平滑连接，将一质量m=1kg的小物块从A点静止释放。已知A、P的距离L=2m,物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为μ1=0.25,μ2=0.5,取重力加速度g=10m/s²,sin37°=0.6,(1)物块第1次滑过P点时的速度大小v₁;(2)物块第1次在传送带上往返运动的时间t;(3)从释放到最终停止运动，物块与斜面间因摩擦产生的热量Q。物理试卷(27Q)第6页(共8页)物理试卷(27Q)第7页(共8页)木板AB,在B端正上方高度H=2.8m的屋顶O点悬挂一根长度d=2m不可伸长的轻绳OP。一只质量m=1kg的猫，从木板A端走到木板上的C点(图上未标(1)若木板固定在水平面上，AC距离x=0.4m球的质量均为m₁=0.1kg,C球的质量为m2=0.2kg,A、B两球分别用长为L=1m的水平轻杆通过光滑轻质铰链与C球连接，两球间夹有一根劲度系数足够大、长度可忽略的压缩轻弹簧，弹簧与球不相连，弹簧储存弹性势能为Ep=10J,现固定C球，释放弹簧。乙(2)若C球不固定，求释放弹簧后，当C球的速度最大时轻杆的弹力(3)若C球不固定，求释放弹簧后两杆间夹角第一次为θ=60°时(如图高三物理二参考答案一、二选择题(1～7每小题4分。8～10每小题5分，选对但不全得3分)题号123456789答案ADBDCCDBDBCBC4.D【解析】由题图可知，两星球表面的重力加速度大小和半径之比都是1:2,由可得,则两星球的质量之比为1:8,故A错误；由,可得两星球密度相同，故B错误；由v=√gR,得两星球的第一宇宙速度大小之比1:2,故C错误；由可得,则两星球同步卫星的轨道半径之比为1:2,又因为两星球的半径之比为1:2,故同步卫星距星球表面的高度之比也为1:2,故D正确。5.C【解析】设圆弧轨道ABD的半径为R,小球由A到B由机械能守恒定律可得,解得R= ,A错误；把小球在C点的重力分别沿着OC和垂直OC分解，小球运动到C点，支持力刚好等于0,重力沿着OC方向的分力充当向心力，由向心力公式可得,小球从B到C,由机械能守恒可得 ,小球从E到B的过程中小球受到的弹力先变小后变大，先沿半径指均为θ=30°,分析可知，Q受到重力mg、杆的弹力F杆、绳子拉力FrQ而平衡，由平衡条件得F+=FrQcosθ,FTQsinθ=mg,联立解得F杆=√3mg,对P受力分析可知，P受到重力3mg、杆的弹力F杆、绳子拉力Fm和外力衡，如图甲所示。则小球P受的重力与杆的合力F₁=√(3mg)²+(F杆)²,F₁联立以上解得F₁=2√3mg,作出F₁、FTp、F三个力的矢量三角形如图乙所示，当作用在小球P的外力方向与P相连的细绳方向垂直时，外力F最小，即最小值为Fnin=F₁sinθ,联立以上解得Fnin=√3mg,故选C。7.D【解析】B上升的速度等于左侧绳伸长的速度，A沿QA方向的速度分量为vAsinθ,沿PA方向的速度分量也为vAsinθ,故有vg=2vsinθ,A错误；由能量守恒mgH=2mg×2(√H²+d²—d),解得,B错误；AB总动能最大时，即总重力势能最小，此刻重力势能变化率为0,即mgvA=2mgvg,结合关联速度可知sinθ= ,C错误D正确。8.BD【解析】由于v₂>v₁,则弹珠水平方向的合速度可以垂直竖直墙壁，此时x的最小值为L,故B正确；A错误。弹珠在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，当v₂垂直竖直墙壁射出时，弹珠运动时间最9.BC【解析】方式一中合力大小为F=mg-μk₁t,随着时间线性变化。当mg=μk₁t时,加速度为零，速度最大，由a-t图像可知物块的最大速度,运动的时间为,A错误B正确；方式二中根据动量定理于拉伸状态且弹力等于mg,0时刻和t₃时刻弹簧的弹性势能相等，t₂时刻A、B的加速度大小都为g,此时弹簧弹力F=0,即弹簧处于原长，弹性势能最小，故B正确；从0到L₁时刻，以A、B两球整体为对象，由动量定理得2mgt₁=mvx+mug,其中vʌ=S,可得vB=2gt₁-S,故C正确；从图像可知从0到t₃时刻两图线与时间轴所夹面积相等，而小球A、B的初速度为0,即l3时刻两小球速度大小相等，整体由动量定理得2ngt₃=2mvs,可得两球速度大小v₃=gts,设弹簧对球A的冲量为IA,对A球由动量定理有mgt₃+IA=mv₃,则IA=0,故D错误。故选BC。三、非选择题(本题共5小题，共57分)11.(6分，每空2分)【解析】(2)根据Fₙ=mw²r可知皮带连接的左、右轮塔的角速度之比为1:2,结合v=wr可知皮带连接的左、右轮塔半径之比为2:1。(3)遮光条的线速度,角速度为成正比，若F与成正比，说明向心力与角速度的平方成正比。12.(10分，每空2分)【解析】(1)根据角速度与周期的关系有;根据运动学公式有10⁻²m/s=0.5m/s。(2)OE段系统动能的增加量为;重力势能的减少量为△Ep=(M+m)ghæ一mghα:=0.245J(3)从初始时激光笔对准K上某点开始选取连续的n段，根据时间关系有根据运动学公式若机械能守恒;解得13.(11分)【解析】(1)由动能定理………………2分解得v₁=4m/s……………………1分(2)由牛顿第二定律得1μ2mg=ma………………1分物块与传送带共速时，由速度公式得一v=v₁-at₁解得L₁=1.4s………………………·1分匀速运动阶段的时间为…………………1分第1次在传送带上往返运动的时间………1分(3)由分析可知，物块第一次离开传送带以后，每次再到达传送带和离开传送带的速度大小相等，则根据能量………………14.(14分)【解析】(1)将猫的运动反向看成平抛运动，则在竖直方向有4141分解得t=0.4s在水平方向有xe=vot……………1分解得vo=4m/s又竖直方向的速度为vy=gt=4m/s故猫跳起时的初速度大小v=√78+7=4√2m/s 设猫跳起时的初速度方向与水平方向的夹角为θ,根据几何关系有解得θ=45° 即猫跳起时的初速度方向与水平方向夹角为45°。解得cosa=0.6沿切线方向，根据牛顿第二定律有mgsina=ma…………………1分解得a=8m/s²…………………………2分(3)由题意可知，设猫从A端走到B端时，猫和木板相对地面的位移大小分别为x₁和x₂,则由水平方向动量守恒得mx₁=Mx₂………………………1分根据几何关系可得x₁十x₂=L联立解得x₂=0.4m……………………1分根据x₂=v₁t解得v₁=1m/s…………………………1分猫跳起的初速度为v'=√v²+7=√17m/s根据水平方向动量守恒mv₁=Mv₂2……………