2021 年昌吉教育体系高三年级第三次模考 物理试卷 考生注意： 1.本试卷共 100 分。考试时间 90 分钟。 2.请将试卷答案填在试卷后面的答题卷上。 3.本试卷主要考试内容：必修 1+曲线运动+万有引力共占 40%，机械能+动量共占 60%。 第 I 卷（选择题 共 40 分） 一、选择题（本题共 10 小题。在每小题给出的四个选项中，第 1～6 小题只有一个选项正确，第 7～10 小 题有多个选项正确；全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分） 1.《三国演义》中“草船借箭”是后人熟悉的故事。若草船的质量为 M，每支箭的质量为 m，草船以速度 v1 驶来 时，对岸士兵多箭齐发，n 支箭以相同的速度水平射中草船。假设此时草船正好停下来，不计水的阻力，则 每支箭的速度大小为 Mv1 A. nm Mv1 B. m mv1 C. nM mv1 D. M 2.如图所示，一质量为 m 的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于 O 点处，将小球拉至 A 处，弹 簧恰好无形变，由静止释放小球，小球运动到 O 点正下方的 B 点，小球到达 B 点时的速度为 v，A、B 两点竖 直方向的高度差为 h，不计空气阻力。在小球从 A 点摆向最低点 B 的过程中（重力加速度为 g） A.小球的重力做正功，重力势能增加 B.弹簧的弹力做正功，弹性势能减小 C.小球的机械能守恒 1 mgh  mv 2 D.小球克服弹力做的功为 2 3.如图所示，质量均为 m 的小球 A、B 用三根轻质细绳连接，左侧轻绳绕过固定的光滑滑轮沿竖直方向固定在 地面上，右侧轻绳绕过另一个固定的光滑滑轮与质量为 M 的物体 C 相连，系统平衡时，左、右两侧轻绳与竖 m 直方向的夹角分别为  和  。若   62� ，   56� ，则 M 等于 1 A. 2 1 B. 3 1 C. 4 1 D. 5 4.为使物体脱离星球的引力束缚，不再绕星球运行，从星球表面发射出物体所需的最小速度称为第二宇宙速 度，星球的第二宇宙速度 v2 与第一宇宙速度 v1 的关系为 v2  2v1 。已知某星球的半径为地球半径的 2 倍，其 质量为地球质量的 4 倍，地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g，不考虑其他星球的影响，则该星球的第二 宇宙速度为 A. 4 gR B. 2 gR C. gR 1 gR D. 2 5.如图所示，光滑水平地面上有 P、Q 两个物块，Q 的质量是 P 的 n 倍，将 P、Q 分别连接在劲度系数为 k 的 轻弹簧的左右两端，用外力压着物块 P、Q，使系统处于静止状态。现同时撤去外力的作用， P、Q 开始运动， 经时间 t0，弹簧恢复至原长，则 A.在时间 t0 内，弹簧对 P、Q 两物块的冲量相同 1 B.在时间 t0 内的任意时刻，P、Q 两物块的动量大小之比始终为 n 1 C.在时间 t0 内的任意时刻，P、Q 两物块的动能之比始终为 n D.在时间 t0 内，P、Q 两物块的位移大小之比为 n 6.如图所示，竖直平面内固定有一个半圆环，OC 是它在竖直方向上的半径，AB 是它在水平方向上的直径。 将两根光滑滑轨 BC、DC 的上 D 端都固定在圆环上（滑轨下端与圆环的 C 点连接），BC>DC。将两个完全相 同的小球 a、b 分别从 B、D 点无初速度同时释放，在它们各自沿滑轨运动到圆环上 C 点的过程中，下列说法 中正确的是 A.重力对 a 球的冲量大小较小 B.弹力对 a 球的冲量大小较大 C.合力对 a 球的冲量大小较大 D.合力对两小球做的功相同 7.若一个物体在 3 个恒力的作用下做匀速直线运动，现撤去其中两个力，保持第三个力大小和方向不变。关 于该物体此后的运动，下列说法正确的是 A.可能做圆周运动 B.不可能做圆周运动 C.可能继续做匀速直线运动 D.一定做匀变速运动 8.质量为 0.1kg 的小物块在水平地面上以 6m/s 的速度与固定的竖直墙壁发生碰撞，碰后小物块反弹的速度大 小为 4m/s，碰撞时间为 0.05s，则在小物块与墙壁发生碰撞的过程中 A.小物块动量的变化量大小为 0.2kg•m/s B.墙面对物块的平均作用力大小为 20N C.小物块受到墙壁的冲量大小为 1N•s D.小物块受到重力的冲量大小为 0 9.如图所示，一轻质细绳跨过两个光滑的定滑轮，其两端分别连接质量为 m 的物块 A 和质量为 M 的小球 B。 物块 A 放在倾角   30� 的固定光滑斜面上，连接物块 A 的细绳与斜面平行，物块 A 与小球 B 均处于静止状 态 ， 此 时 小 球 B 到 水 平 地 面 的 高 度 h=1.25m 。 当 小 球 B 的 质 量 增 大 后 ， B 将 向 下 运 动 （ 重 力 加 速 度 g=10m/s2），则小球 B 从静止到运动至水平地面经历的时间可能为 A. 0.2s B. 0.4s C. 0.6s D. 1.2s 10.如图所示，倾角为  的足够长斜面固定在水平地面上。将质量 m1=4kg 的小物块 A 放在斜面上，物块 A 恰 好处于静止状态，如图甲所示。若将质量 m2=2kg 的物块 B 放置在斜面底端，使物块 B 以一定的初速度 v0 沿 斜面向上运动，如图乙所示。物块 B 沿斜面向上运动的过程中，平均速度与时间的关系为 v  10  5t （表达 式中各物理量的单位均选用国际单位制中的单位），不计空气阻力，A、B 与斜面间的动摩擦因数相同，重力 加速度 g=10m/s2。则下列结论正确的是 甲 乙  ，斜面与物块间的动摩擦因数 A.斜面的倾角   30� B.物块 B 在斜面上上升的最大高度为 5m C.物块 B 经 t=2s 后恰好返回斜面底端 3 3 D.若让物块 A 从斜面底端以初速度 v0 沿斜面向上运动，则物块 A 在运动过程中由于摩擦产生的热量是物块 B 与斜面摩擦产生热量的两倍 第 II 卷（非选择题 共 60 分） 二、实验探究题（本题共 2 小题，共 15 分。第 11 小题 6 分，第 12 小题 9 分） 11.（6 分）某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置测量重力加速度，该小组成员在与竖直光屏 MN 相距 L 处 的 O 点固定一点光源，将一小球紧靠点光源以速度 v0 水平向右抛出，光屏上将随之出现小球影子（影子可视 为一点）的运动轨迹。当小组成员利用闪光频率为 f0 的频闪仪记录下小球影子的图像如图乙所示，通过比例 转换，测得相邻两影子 A、B 的距离为 H0。 甲 乙 （1）小球影子沿竖直光屏向下的运动是 。 A.加速度减小的变加速直线运动 B.匀加速直线运动 C.匀减速直线运动 D.匀速直线运动 （2）小组成员根据分析，得到当地的重力加速度 g= （用 v0、L、H0、f0 表示）。 （3）小组成员保持小球水平抛出的速度 v0 一定，改变闪光频率 f 的大小，通过比例转换，测得小球相邻两影 1 子 A、B 间的距离为 H，以相邻两影子 A、B 间的距离 H 为纵坐标，以闪光频率的倒数 f 为横坐标作出 H 1 1 H f 图像，则下列 f 图像中正确的是 A B C 。 D 12.（9 分）某实验小组利用如图所示的实验装置验证动量守恒定律。将质量为 m1 的球 1 用细线悬挂于 O 点， O 点下方桌子的边缘有一竖直立柱，将球 2 置于立柱上。实验时，调节悬点，使球 1 静止时恰与立柱上的球 2 接触且两球等高。将球 1 拉离平衡位置，保持细线拉直，用量角器测量出细线与竖直方向的夹角为  ，由静 止释放球 1，当它摆到悬点正下方时与质量为 m2 的球 2 发生对心碰撞。碰后球 1 反弹，球 2 落到水平地面上。 测量出球 2 到地面的高度 H 和球 2 做平抛运动的水平位移 s，然后再测出有关数据，即可验证 1、2 两球碰撞 时动量守恒。已知重力加速度为 g，两球均可以看成质点。 （1）要完成上述实验，还需要测量的物理量是 A.球 1 反弹的最大偏角  。 B.直角量角器的半径 R C.悬点到球 1 的距离 L （2）球 2 碰撞后的速率的表达式 v2= ；根据测量的物理量，该实验中两球碰撞时动量守恒的表达式为 。[均用题干所给物理量和（1）中所测物理量表示] 三、计算题（本题共 4 小题，共 45 分。解答时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） 13.（9 分）水平地面上放有一物体，在水平推力 F 的作用下，物体从静止开始运动，推力 F 随物体的位移 x 变化的图像如图所示。求物体从开始运动到最后停止的过程中，摩擦力对物体所做的功。 14.（10 分）一个质量为 40kg 的游戏者在某游乐场的蹦床上蹦跳，从他被弹到最高点开始计时，其运动的 v  t 图线如图所示，其中 0～0.4s 和 1.1s～1.4s 的时间内 v  t 图线为直线，其余为曲线，g 取 10m/s2，不计空 气阻力。求： （1）最高点与蹦床间的高度差。 （2）蹦床对游戏者的平均作用力大小。 15.（10 分）如图甲所示，质量均为 m=1kg 的两个物块 A、B 相距一定的距离静止在水平地面的同一条直线上。 t=0 时刻开始，物块 A 受到水平向右的恒力作用而向右做匀加速直线运动，给物块 B 一个水平向右的初速度 v0，它也水平向右运动。之后两物块运动的 x  t 图像如图乙所示，两图线相切于点 c（2s，10m），物块 B 的 图线上 d 点的切线 ed 恰好与时间轴平行，两物块与地面间的动摩擦因数相同。求： （1）t=0 时刻，A、B 两物块间的距离。 （2）水平恒力 F 的大小。 甲 乙 16.（16 分）如图所示，半径 R=1m 的光滑半圆形凸起轨道固定在水平地面上，A 点位于半圆形轨道圆心 O 的 正上方，OA 与圆弧相交于 B 点，一长 L=AB=2m 的轻质细绳一端固定于 A 点，另一端栓接质量为 m1 的小球 a。现将质量为 m2 的小球 b 静置于 B 点，使小球 a 从与位置 A 等高的 C 点由静止释放。已知细绳始终处于伸 直状态，小球 a、b 发生弹性对心碰撞的时间极短，a、b 大小远小于绳长，且 a 略小于 b，a、b 两球的质量关 系为 m1=3m2，重力加速度 g=10m/s2。 （1）求碰撞前后瞬间，轻质细绳对小球 a 的弹力大小之比。 （2）求碰撞后，小球 b 落地点到圆心 O 的距离。 （3）若将小球 a 从位置 D 由静止释放，AD 与 AB 向的夹角为  ，