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- 2021-04-14 发布
辽宁省实验中学2021届高三上学期第一次阶段测试
物理科试题
一、单项选择题：共8道小题，每题4分，共计32分，每题只有一个选项符合题目要求.
1.自动驾驶汽车依靠人工智能、雷达，监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人操作的情况下，自动安全地操作机动车辆.某平直公路上一辆自动驾驶汽车正以的速度匀速行驶，某时刻其右前方一小狗以的速度垂直车道方向匀速跑入公路，当汽车传感器探测到小狗时，小狗到汽车右侧所在直线的距离，到汽车前沿所在直线的距离.已知汽车的车长、车宽，汽车加速时的加速度大小，刹车时的加速度大小.为了避免与小狗发生碰撞，汽车的自动驾驶系统该作出的正确判断是（ ）
A.汽车应保持原速通过 B.汽车应刹车减速
C.汽车应加速通过 D.不论汽车是加速还是刹车均不能避免与小狗发生碰撞
2.如图，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端.现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动.小物块和小车之间的摩擦力为，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x.此过程中，下列结论不正确的是（ ）
A.小物块到达小车最右端时具有的动能
B.小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为
C.小物块克服摩擦力所做的功为
D.小物块和小车增加的机械能为
3.如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮.一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N.另一
端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态.现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°.已知M始终保持静止，则在此过程中（ ）
A.水平拉力的大小可能保持不变 B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D.M所受斜面的摩擦力大小一定一直减小
4.中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量.某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车的牵引力为F.若每节车所受摩擦力、空气力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为（ ）
A.F B. C. D.
5.如图所示，A、B两点相距，处于同一高度，在A点固定一个大小可忽略的定滑轮，细线的一端系有一个质量为M的小球甲，另一端绕过定滑轮固定于B点，质量为m的小球乙固定在细线上的C点，间的细线长度为，用力F竖直向下拉住小球乙，使系统处于静止状态，此时间的细线与水平方向的夹角为53°，撤去拉力F，小球乙运动到与B相同的高度时，速度恰好变为0，然后又向下运动，忽路一切摩擦，重力加速度为g，，下列说法中正确的是（ ）
A.F的大小为
B.
C.小球乙向下运动到最低点时细线对小球甲的拉力等于
D.小球甲运动到最低点时处于超重状态
6.如图所示，两个圆形轨道竖直固定，相切于最低点P，大圆弧的半径是小圆弧的半径R的两倍，圆心、圆心与P点在同一竖直线上.现将a、b两个小球（均视为质点）分别以速率，水平抛出，两球恰好在P点相遇.若a、b球落在P点时速度与竖直方向的夹角分别为、，重力加速度为g，则下
列判断正确的是（ ）
A.
B.
C.b球比a球先池出时间为
D.b球刚落在P点的速率是a球刚落在P点的速率的2倍
7.在航天领域中，悬绳卫星是一种新兴技术，它要求两颗卫星都在圆周轨道上运动，且两颗卫星与地心连线始终在一条直线上，如图所示.已知悬绳的长度为L，其重力不计，卫星A、B的线速度分别、,则下列说法正确的是（ ）
A.两颗卫星的角速度不相同
B.两颗卫星的线速度满足
C.两颗卫星之间的悬绳一定受到拉力的作用
D.假设在B卫星轨道上还有一颗卫星C（图中没有画出），它们在同一平面内同向运动，运动一段时间后B、C一定不会相碰
8.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m的圆环相连，圆环套在倾斜的粗糙固定杆上，杆与水平面之间的夹角为，圆环在A处时弹簧竖直且处于原长.将圆环从A处静止释放，到达C处时速度为零.若圆环在C处获得沿杆向上的速度v，恰好能回到A.已知，B是的中点，弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A.下滑过程中，环受到的合力不断减小
B.下滑过程中，环与杆摩擦产生的热量为
C.从C到A过程，弹簧对环做功为
D.环经过B时，上滑的速度等于下滑的速度
二、多项选择题：共计4道小题，每题4分，共计16分.每小题有多个选项符合题目要求.全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.
9.如图甲所示，质量分别为m、M的物体A、B静止在劲度系数k的轻质弹簧上，A与B不粘连.现对物体A施加竖直向上的力F，A、B一起上升，若以两物体静止时的位置为坐标原点，两物体的加速度随位移的变化关系如图乙所示，重力加速度为g，则（ ）
A.在图乙中段表示拉力F逐渐减小
B.在图乙中段表示物体减速上升
C.位移为时，A、B之间弹力大小为
D.位移为时，A、B一起运动的速度大小为
10.如图所示，两块竖直木板夹着一物块，物块在木板内静止，两板因弹簧作用对物块有一恒定压力并保持两板之间的距离不变（图中未画出弹簧）.让木板从离地高度h位置自由下落，落地后木板静止，物块在木板中下滑了L长度.已知物块与木板间的动摩擦因数不变，以下说法正确的是（ ）（以下各选项中物块均末触地）（ ）
A.如果仅改变木板下落的高度，使其从高度落下，物块下滑的长度将为
B.如果仅改变木板对物块的压力，使其变为原来一半，物块下滑的长度将大于
C.如果仅改变物块的质量，使其变与原来2倍，物块下滑的距离将为
D.如果仅改变木板的质量，使其变为原来一半，物块下滑距离将大于
11.如图所示为倾角的粗糙斜面，质量为的小球用长为的细绳系于斜面上的悬点O处，小球与斜面间动摩擦因数，在最低点B小球获得切向初速度，此后小球绕悬点O做圆周运动，重力加速度取，，，取3.17，m取3.14，则（ ）
A.小球在B点获得初速度后瞬间绳上拉力大小为
B.小球经过最高点A的速度大小至少为
C.小球每做一次完整的圆周运动克服摩擦力做功为
D.全过程小球能通过A点7次
12.如图所示，浅色传送带A、B两端距离，以速度逆时针匀速转动，并且传送带与水平面的夹角为，现将一质量为的煤块轻放在传送带的A端，煤块与传送带间动摩擦因数，g取，则下列叙述正确的是（ ）
A.煤块从A端运动到B端所经历时间为
B.煤块从A端运动到B端重力的瞬时功率为
C.煤块从A端运动到B端留下的黑色痕迹为
D.煤块从A端运动到B端因摩擦产生的热量为
三、非选择题：本题共5道小题，共52分.
13.（6分）某实验小组在测木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图所示的装置，图中长木板水平固定，调整定滑轮高度，使细线与长木板平行.
（1）实验过程中，电火花打点计时器应接在___________（选填“直流”或“交流”）电源上.
（2）已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间的动摩擦因数__________．
（3）图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出.从纸带上测出，，，.则木块加速度大小_______（保留两位有效数字）
14.（6分）如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度关系的实验装置.圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动.力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：
（1）该同学采用的实验方法为____________.
A.等效替代法 B.控制变量法 C.理想化模型法 D.微小量放大法
（2）改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
1.0
2.25
4.0
6.25
9.0
0.88
2.00
3.50
5.50
7.90
①请在图乙中作出图线________；
②若圆柱体运动半径，由作出的的图线可得圆柱体的质量_______（结果保留两位有效数字）
15.（10分）在某行星表面进行了实验，一小物块从倾角为37°的斜面顶端滑到底端所用时间为t，已知斜面长度为L，物块与斜面间的动摩擦因数为0.5，该行星的半径为R，引力常量为G，，.
求：（1）该行星的密度.
（2）该行星的第一宇宙速度.
16.（15分）如图甲.水平桌面上固定一光滑曲面、曲面下端A切线水平，并与半径为的竖直光滑圆轨道平滑连接.质量为的小物块从曲面上距桌面高度h处无初速释放，先通过圆轨道后进入桌面部分.在圆轨道的最高点B有一压力传感器，可测出物块经过B时对轨道的压力F，取不同高度得到相应的压力，做出关系如图乙所示.已知桌面长度，与小物块间的动摩擦因数，
桌面离地面的高度，空气阻力不计，取重力加速度.
（1）若小物块恰能滑到C端，求小物块释放时离桌面的高度；
（2）求关系图的交点坐标值a、b；
（3）若将桌面右端截去长为的一段，滑块仍从位置无初速释放后将滑离桌面落在水平地面上的P点，要使的水平距离最大，应为多大？
17.（15分）如图甲所示，质量为的木板静止在光滑水平面上，质量为的物块以初速度滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为，在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F.当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s，给木板施加不同大小的恒力F，得到的关系如图乙所示，其中与横轴平行，且段的纵坐标为.将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度.
（1）若恒力，则物块会从木板的右端滑下，求物块在木板上滑行的时间是多少.
（2）图乙中为直线段，求该段恒力F的取值范围及函数关系式..
2021届高三上学期第一次阶段测试物理参考答案
一、单项选择题
1.C 2.D 3.B 4.C 5.D 6.C 7.C 8.C
二、多项选择题
9.CD 10.AB 11.BD 12.AC
三、非选择题
13.（1）交流 （2） （3）1.5
14.（1）B （2）略 （3）0.23-0.27
15.（1） （2）
16.（1）；（2）0.2，；（3）
解（1）根据动能定理有
（2）设物块过B点时速度为，由动能定理有
在B点根据牛顿第二定律有解得
结合数学知识可得，当时.当时
（3）截去后，设物块滑离桌面时速度为v，根据动能定理有
物块落点到O点的距离又联立可得
对即得
17.（1） （2）段恒力F的取值范围是，函数关系式是
【解】：（1）从图中可以看出当F较小时，物块将从木板右端滑下，当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端，且两者具有共同速度，所以
以初速度为正方向，物块的加速度大小：
木板的加速度大小：设经历时间t后两者共速，
由图乙知，长，滑块相对木板的路程：可以得出
当F继续增大时，物块减速、木板加速，两者在木板上某一位置具有共同速度：当两者共速后能
保持相对静止（静摩擦力作用）一起以相同加速度a做匀加速运动；当F再继续增大到时两物体达到共速后，将不能一起运动，物体将会从木板的左端滑出.，而，可以求得
所以当时，物块从经过t后与木板的速度相等
而此时的相对位移可以求得
由于物体将会从滑板左侧滑出即，所以可得坐标：
（2）当时，最终两物体达到共速，并最后一起相对静止加速远动，当两者具有共同速度v，历时，则：
根据速度时间关系可得：根据位移关系可得：
联立函数关系式解得：