高三一轮复习检测题（必修1、必修2、选修3-5）A卷

■河南省信阳市新县高级中学 付培军

一、选择题(1～6题只有一个选项正确,7～10题有多个选项正确)

1.小智同学发现了一张自己以前为研究机动车的运动情况而绘制的图像,如图1所示。已知机动车运动的轨迹是直线,但是不知机动车是加速还是刹车状态,则下列说法中合理的是( )。

图1

A.机动车处于加速状态

B.机动车的初速度为零

C.机动车的加速度大小为8 m/s2

D.机动车在前3 s内的位移是24 m

2.人们经常采用“打夯”的方式将松散的地面夯实。如图2所示,在某次打夯过程中,甲、乙两人通过两根绳子拉着重物,将重物提升到距地面80 cm 后,让重物做自由落体运动,把地面砸结实。已知重物从接触地面到速度减小为零用时0.05 s,重物的质量为60 kg,取重力加速度g=10 m/s2,则下列说法中正确的是( )。

图2

A.重物在下降过程中,机械能变小

B.重物在上升过程中,机械能守恒

C.在重物接触地面到速度减小为零的过程中,重物对地面的平均作用力为6 000 N

D.在重物接触地面到速度减小为零的过程中,地面对重物作用力的冲量大小为270 N·s

3.如图3所示的装置可以测量子弹的飞行速度。在一根轴上相隔s=1 m 处安装两个平行的薄圆盘,用轴带动两圆盘以角速度n=3 000 r/min匀速转动,飞行的子弹平行于轴穿过两圆盘,在盘上留下两个孔。现测得两小孔所在半径之间的夹角为30°,若不计空气阻力和子弹穿透圆盘过程中的能量损失,则子弹的飞行速度可能是( )。

图3

A.500 m/s B.600 m/s

C.700 m/s D.800 m/s

4.吊桶灭火是利用直升机外挂吊桶载水,从空中直接将水喷洒在火头上,进而灭火的方法。在一次灭火演练中,直升机取水后在空中直线上升,其上升过程中的速度-时间图像如图4所示。已知水与吊桶的总质量为4 000 kg,吊桶的直径为1.8 m。四根长度均为4.1 m 的轻绳等间距地系在吊桶边缘,取重力加速度g=10 m/s2,下列说法中正确的是( )。

图4

A.2 s～4 s内轻绳的拉力大于0～2 s内轻绳的拉力

B.第3 s 末每根轻绳的拉力均为10 225 N

C.第5 s 内每根轻绳的拉力均为5 125 N

D.4 s～8 s 内每根轻绳的拉力均为5 200 N

5.如图5所示,某自卸式货车车厢上放有一箱货物,货箱内有一光滑的倾斜隔板AB,其与货箱底板之间的夹角α=30°,隔板与货箱右壁间放有一圆柱形工件,货车在卸货过程中,倾角θ缓慢增大到37°,货箱一直相对车厢底板静止,则( )。

图5

A.车厢对货箱的作用力逐渐增大

B.车厢对货箱的作用力逐渐减小

C.工件对隔板的压力逐渐增大

D.工件对货箱右壁的压力逐渐增大

6.如图6甲所示,质量为m2的长木板静止在光滑的水平面上,其上静止一质量为m1的小滑块。现对长木板施加一随时间t均匀增大的水平力F=kt(k为常量),长木板的加速度a随时间t变化的关系如图6乙所示。已知小滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2,则( )。

图6

A.0～2 s内小滑块与长木板之间的摩擦力增大

B.小滑块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.2

C.m1与m2之比为1∶3

D.当小滑块从长木板上脱离时,其速度比长木板的小0.25 m/s

7.我国劳动人民有智慧,常在农村山区设计如图7所示的装置借助机械代替人进行劳作。水流动时带动B旋转,B和A通过齿轮耦合将水平转动调整为竖直转动,图中CD是固定转轴的装置,转轴转动时带动木榫E周期性运动,使M舂动将坚硬的物质舂碎,实际应用时可以在CD轴上安装多个木榫,让它们同时作业。关于此装置的工作情况,下列说法中正确的是( )。

图7

A.A、B两齿轮耦合角速度相同

B.此装置将水流的动能转化为机械能

C.水流速度越快M舂动的周期越长

D.Q点的线速度比P点的大

8.2021年10月,“神舟十三号”飞船实现了与我国空间站径向对接的创新突破。如图8所示,轨道Ⅰ为飞船对接前的椭圆形轨道,轨道Ⅱ为空间站所在的圆形轨道,A点为两轨道交点,B点为飞船轨道的近地点。对接后飞船和空间站一起在轨道Ⅱ上做圆周运动,绕行角速度为ω,距地表高度为h。已知地球半径为R,引力常量为G,则( )。

图8

A.空间站中的重力加速度为零

B.飞船和空间站在A点的加速度相同C.飞船在B点的速度大于空间站在A点的速度

9.如图9所示,生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带M和N,传送带M、N做匀速直线运动的速度大小分别为v0=0.6 m/s和v1=0.8 m/s,方向均标在图中。可视为质点的小煤块离开传送带M前已与传送带M的速度相同,并平稳地滑到传送带N上。已知小煤块的质量m=1 kg,与传送带N之间的动摩擦因数μ=0.2,取重力加速度g=10 m/s2,传送带N的宽度足够大。下列说法中正确的是( )。

图9

A.小煤块滑到传送带N前的瞬间,相对传送带N的速度大小为1.4 m/s

B.小煤块滑到传送带N上后,经过1 s与传送带N保持相对静止

C.小煤块在传送带N上滑动的划痕是直线,其长度为0.25 m

D.小煤块在传送带N上滑动的过程中,因摩擦而产生的热量为0.5 J

10.如图10所示,两根光滑细杆固定放置在同一竖直面内,与水平方向之间的夹角均为45°。质量均为m=0.2 kg 的两金属小球套在细杆上,用一劲度系数k=20 N/m 的轻弹簧相连。将两个小球同时从相同的高度由静止释放(此时弹簧处于原长),小球释放的位置与细杆最低点的高度差为9 cm,弹簧始终在弹性限度内(已知弹簧的形变量为x时的弹性势能,取重力加速度g=10 m/s2,则下列说法中正确的是( )。

图10

A.两个小球在细杆上运动的过程中,两小球的最大动能为0.1 J

B.小球的速度一直增大

C.小球将从细杆的最低点脱落

D.两小球在细杆上运动时,弹簧的最大弹性势能为0.4 J

二、实验题

11.为验证小球摆动过程中的机械能守恒,物理兴趣小组找来了力传感器,密度较大的带孔金属小球、细线、光电门、量角器、的游标卡尺和窄挡光条,按如图11所示的方式将它们固定在一个竖直平面内。其中力传感器固定在最高点O处,细线穿过带孔的小球后固定在力传感器上。在小球的另一侧固定挡光条,让小球绕O点摆动时不与量角器接触,且光电门的位置可以调节。

图11

(2)粗略实验时将光电门固定在与小球初始释放位置关于过O点铅垂线对称的位置处,若光电门____(选填“有”或“没有”)显示,则说明小球在摆动过程中的机械能守恒。

(3)将光电门固定在O点正下方,将小球从不同位置处释放,记下初始释放时悬线与过O点铅垂钱的夹角θ,以及挡光条过光电门时传感器的示数F,作F-cosθ曲线如图12所示。若AB、BC两条直线的斜率大小____(选填“相等”或“不相等”),则说明小球在摆动过程中的机械能守恒;若直线AB的斜率为k,其纵截距为b,则满足____时说明小球在摆动过程中的机械能守恒。

图12

12.如图13所示为探究加速度与物体所受合外力关系的实验装置图,图中A是质量为M的小车,P是质量为m的重物,C是弹簧测力计,B是打点计时器。若不计绳与滑轮间的摩擦力,改变m的大小读出对应测力计的示数F。某次实验中该小组将打点计时器接在50 Hz的低压交流电源上,在打出的纸带上每5 个点取一个计数点,共取了O、A、B、C、D五个计数点。然后从每个计数点处将纸带剪开分成4 段(分别为a、b、c、d段),将这4段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中,如图14所示。请回答下列问题:

图13

图14

(1)实验时,下列说法正确的有____。

A.一端带有定滑轮的长木板必须保持水平

B.实验中M应远大于m

C.实验中应先接通电源后释放小车

D.实验中小车应在离B较远处释放

(2)实验中纸带上相邻相等时间内位移存在的关系是_____。请在xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v与t关系的图像,并指出_____轴相当于v轴。

(3)从第一个计数点开始计时,为求0.15 s时刻的瞬时速度,需要测出____段纸带的长度。若测得各段纸带的长度如图14所示,则小车加速度的大小为____m/s2。

(4)实验中某小组的同学忘了平衡摩擦力这一环节,得出的a-F图像应是图15中的____。

图15

三、解答题

13.2022年2月11日北京冬奥会男子钢架雪车比赛结束争夺,中国选手闫文港以四轮4分01 秒77 的成绩摘得铜牌,创造了中国选手在这一项目中的历史最好成绩。钢架雪车比赛运动员先在水平赛道上推着雪车由静止出发,匀加速到水平轨道的末端时,运动员快速俯卧到雪车上沿倾角θ=15°的倾斜轨道匀加速下滑到P点,运动员在轨道上从开始运动到下滑至P点的速率v的平方随运动距离x的变化如图16所示,雪车(含运动员)的总质量M=120 kg,sin 15°=0.26,取重力加速度g=10 m/s2,试求:

图16

(1)雪车在倾斜轨道上受到的阻力。

(2)运动员从开始运动到下滑至P点所用的时间。

14.如图17所示,在距地面H=5 m 的光滑平台上将质量m=1 kg 的小球以初速度v0=6 m/s水平向右抛出。在平台右边s=1.2 m 远处,竖直固定一个挡板,并在挡板靠近平台一侧贴上白纸和复写纸,用来记录小球撞击挡板的位置。已知小球以垂直于挡板或平台侧壁的速度撞击时都能等速率反弹,取重力加速度g=10 m/s2,试求:

图17

(1)挡板上撞击点的个数,以及小球在水平面上的落点与挡板之间的距离。

(2)挡板上各撞击点的间隔距离。

15.如图18所示,一个宽度d=3 m 的光滑凹槽BCDE内有一个长度L=2 m,质量M=1.5 kg的长木板,长木板右端与DE紧靠在一起,且长木板的厚度恰与两侧平台等高。光滑平台EJ上一个质量m=3 kg的小物体(可视为质点)在一个随时间t变化的外力F=3+2t(N)作用下开始向左运动,经过t=3 s撤去外力时,小物体恰从E点滑上长木板,当长木板与BC撞击后立即停止不动。已知小物体与长木板上表面、小物体与平台AB之间的动摩擦因数均为μ=0.5,取重力加速度g=10 m/s2,试求:

图18

(1)长木板撞击BC时的速度。

(2)小物体在平台AB上能够滑行的距离。

16.窗帘上部结构可以简化为如图19所示的模型:长滑竿水平固定,上有9个相同的滑环,滑环厚度忽略不计,每个滑环的质量均为m=0.1 kg;每相邻的两个滑环之间由不可伸长的柔软轻质细线相连,细线长度均为l=0.2 m;滑环与水平滑竿之间的动摩擦因数均为μ=0.25。开始时所有滑环可近似地看成挨在一起处于滑竿右侧边缘处,滑环间无挤压;第9个滑环被固定在滑竿最右端。现给第1个滑环一个初速度v0,使其在滑竿上向左滑行(可视为只有平动),在滑环滑行的过程中,前、后滑环之间的细线绷紧后,两个滑环立即以共同的速度向前滑行,细线绷紧的过程用时极短,可忽略不计。取重力加速度g=10 m/s2。

图19

(1)若v0=1.25 m/s,求第1、2个滑环间的细线刚绷紧瞬间第2个滑环的速度。

(2)若第4个滑环已被细线拉动,求第3、4个滑环间的细线绷紧后瞬间整个装置动能与绷紧前瞬间整个装置动能的比值。

(3)为让所有的细线都被拉直,第1个滑环至少需要获得多大的初速度? (计算结果可以带根号)