2010-2011学年甘肃省兰州市西固区兰化三中高三（上）月考物理试卷（二）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列对几种现象的解释中，正确的是（ ）
A．击钉时不用橡皮锤，是因为橡皮锤太轻
B．跳高时，在沙坑里填沙，是为了减小冲量
C．在推车时推不动，是因为外力冲量为零
D．动量相同的两个物体受相同的制动力的作用时，质量小的先停下来

2. 难度：中等

关于一对作用力与反作用力在作用过程中，它们的总功W和总冲量I，下列说法中正确的是（ ）
A．W一定等于零，I可能不等于零
B．W可能不等于零，I一定等于零
C．W和I一定都等于零
D．W和I可能都不等于零

3. 难度：中等

如图所示，S₁、S₂为水波槽中的两个波源，它们分别激起两列水波，图中实线表示波峰、虚线表示波谷．已知两列波的波长λ₁＜λ₂，该时刻在P点为两列波的波峰与波峰相遇，则以下叙述正确的是（ ）

A．P点有时在波峰，有时在波谷，振动始终加强
B．P点始终在波峰
C．P点的振动不遵守波的叠加原理，P点的运动也不始终加强
D．P点的振动遵守波的叠加原理，但并不始终加强

4. 难度：中等

利用传感器和计算机可以研究快速变化力的大小，实验时，把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落．用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的是（ ）
A．小球在运动过程机械能守恒
B．t₁、t₂时刻小球速度最大
C．t₃与t₄时刻小球动量可能相同
D．t₂、t₅时刻小球的动能最小

5. 难度：中等

如图所示为沿水平方向的介质中的部分质点，每相邻两质点的距离相等，其中O为波源．设波源的振动周期为T，自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时，经过T/4，质点1开始振动，则下列关于各质点的振动和介质中的波的说法中错误的是（ ）

A．介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的，且图中质点9起振最晚
B．图中所画出的质点起振时间都是相同的，起振的位置和起振的方向是不同的
C．图中质点8的振动完全重复质点7的振动，只是质点8振动时，通过平衡位置或最大位移的时间总比质点7通过相同位置时落后T/4
D．只要图中所有质点都已振动了，质点1与质点9的振动步调就完全一致，但如果质点1发生的是第100次振动，则质点9发生的就是第98次振动

6. 难度：中等

质量为0.1kg的钢球自距地面5m高度处自由下落，与地面碰撞后回跳到3.2m高处，整个过程历时2s，不计空气阻力，g=10m/s²．则钢球与地面作用过程中钢球受到地面给它的平均作用力的大小为（ ）
A．100N
B．90N
C．10N
D．9N

7. 难度：中等

假设一小型宇宙飞船沿人造卫星的轨道在高空中做匀速圆周运动，如果飞船沿与其速度相反的方向抛出一个物体A，则下列说法中错误的是（ ）
A．物体A与飞船都可能在原轨道上运动
B．物体A与飞船不可能都在原轨道上运动
C．物体A运动的轨道半径若减小，则飞船运动的轨道半径一定增加
D．物体A可能沿地球半径方向竖直下落，而飞船运动的轨道半径将增大

8. 难度：中等

一质点做简谐运动，先后经过P、Q两点，在下列有关该质点经过这两点的叙述中，正确的是（ ）
A．若经过P、Q点时的位移相等，则质点经过P、Q时的动能必相等
B．若经过P、Q点时的动量相等，则质点经过P、Q点时的位移必相等
C．若经过P、Q点时的回复力相等，则质点经过P、Q点时的速度必相等
D．若经过P、Q点时质点的速度最大，则质点从P到Q必历时半周期的奇数倍

9. 难度：中等

质量为m的小球A以水平初速v与原来静止在光滑水平面上的质量为4m的小球B发生正碰．已知碰撞过程中A球的动能减少了75%，则碰撞后B球的动能是（ ）
A．
B．
C．
D．

10. 难度：中等

一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动，在t时刻撤去力F，其v-t图象如图所示．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则下列关于力F的大小和力F做功W的大小关系式正确的是（ ）
A．F=μmg
B．F=2μmg
C．W=μmgvt
D．W=

二、解答题

11. 难度：中等

取一根轻质弹簧，上端固定在铁架台上，下端系一金属小球，如图甲所示．把小球沿竖直方向拉离平衡位置后释放，小球将在竖直方向做简谐运动（此装置也称竖直弹簧振子）．一位同学用此装置研究竖直弹簧振子的周期T与小球质量m的关系．他多次换用不同质量的小球并测得相应的周期，现将测得的六组数据，用“•”标示在以m为横坐标、T²为纵坐标的坐标纸上，如图乙所示．
（1）根据图乙中给出的数据作出T²与m的关系图线
（2）假设图乙中图线的斜率为b，写出T与m的关系式为______

12. 难度：中等

气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：
a．用天平分别测出滑块A、B的质量m_A、m_B．
b．调整气垫导轨，使导轨处于水平．
c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上．
d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L₁．
e．按下电钮放开卡销，同时使记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t₁和t₂．
（1）实验中还应测量的物理量是______．
（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______．
（3）利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小？______．如能，请写出表达式______．

13. 难度：中等

如图所示为波源O振动1.5s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图，已知波源O在t=0时开始沿x轴负方向振动，t=1.5s时它正好第二次到达波谷，问：
（1）y=5.4m的质点何时第一次到达波峰？
（2）从t=0开始至y=5.4m的质点第一次到达波峰的这段时间内，波源通过的路程是多少？

14. 难度：中等

设想宇航员完成了对火星表面的科学考察任务，乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱，如图所示．为了安全，返回舱与轨道舱对接时，必须具有相同的速度．已知返回舱返回过程中需克服火星的引力做功，返回舱与人的总质量为m，火星表面的重力加速度为g，火星的半径为R，轨道舱到火星中心的距离为r，不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响，则该宇航员乘坐的返回舱至少需要获得多少能量才能返回轨道舱？

15. 难度：中等

在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块，一颗质量为m的子弹以初速v0水平射入木块，且陷入木块的最大深度为d．设冲击过程中木块的运动位移为s，子弹所受阻力恒定．试证明：s＜d．

16. 难度：中等

质量为m的小球B用一根轻质弹簧连接．现把它们放置在竖直固定的内壁光滑的直圆筒内，平衡时弹簧的压缩量为x，如图所示，小球A从小球B的正上方距离为3x的P处自由落下，落在小球B上立刻与小球B粘连在一起向下运动，它们到达最低点后又向上运动，并恰能回到0点（设两个小球直径相等，且远小于x略小于直圆筒内径），已知弹簧的弹性势能为，其中k为弹簧的劲度系数，△x为弹簧的形变量．求：
（1）小球A质量．
（2）小球A与小球B一起向下运动时速度的最大值．

17. 难度：中等

物体A、B都静止在同一水平面上，它们的质量分别是m_A和m_B，与水平面之间的动摩擦因数分别为μ_A和μ_B．用平行于水平面的力F分别拉物体A、B，得到加速度a和拉力F的关系图象分别如图中A、B所示．
（1）利用图象求出两个物体的质量m_A和m_B．
甲同学分析的过程是：从图象中得到F=12N时，A物体的加速度a_A=4m/s²，B物体的加速度a_B=2m/s²，根据牛顿定律导出：，∴m_A=3kg，m_B=6kg
乙同学的分析过程是：从图象中得出直线A、B的斜率为：k_A=tan45°=1，k_B=tan26°34′=0.5，而，∴m_A=1kg，m_B=2kg
请判断甲、乙两个同学结论的对和错，并分析错误的原因．如果两个同学都错，分析各自的错误原因后再计算正确的结果．
（2）根据图象计算A、B两物体与水平面之间动摩擦因数μ_A和μ_B的数值．

18. 难度：中等

如图所示，质量为M=20kg的平板车静止在光滑的水平面上；车上最左端停放着质量为m=5kg的电动车，电动车与平板车上的挡板相距L=5m．电动车由静止开始向右做匀加速运动，经时间t=2s电动车与挡板相碰，问：
（1）碰撞前瞬间两车的速度大小各为多少？
（2）若碰撞过程中无机械能损失，且碰后电动机关闭并刹车，使电动车只能在平板车上滑动，要使电动车不脱离平板车，它们之间的动摩擦因数至少多大？

19. 难度：中等

设地球的质量为M且绕太阳做匀速圆周运动，有一质量为m的飞船由静止开始从P点在恒力F的作用下沿PD方向做匀加速直线运动，一年后在D点飞船掠过地球上空，再过三个月，飞船在Q处掠过地球上空，如图所示，根据以上条件，求地球与太阳间的万有引力大小． （设太阳与地球的万有引力作用不改变飞船所受恒力F的大小和方向，飞船到地球表面的距离远小于地球与太阳间的距离）

20. 难度：中等

如图所示，离水平地面高1.5L的一个光滑小定滑轮上，静止地搭着一根链条．该链条长为L，质量为m（可以看作质量分布均匀）．由于受到一个小小的扰动，链条开始无初速滑动，最后落到水平面上．问：
（1）当该链条的一端刚要接触地面的瞬间（整个链条还在空间），链条的速度是多大？
（2）现在用一根细绳的一端a系住链条的一端，轻绳跨过定滑轮后，将绳拉紧，并在其另一端b用竖直向下的力F缓慢地拉链条，使它仍然搭到定滑轮上去，最终重新静止在定滑轮上，那么拉力F做的功是多少？（不计空气阻力）

21. 难度：中等

铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的．弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还取决于火车在弯道上的行驶速率．下图表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之对应的轨道的高度差h．

弯道半径r/m	660	330	220	165	132	110
内外轨高度差h/mm	50	100	150	200	250	300

（1）根据表中数据，试导出h和r关系的表达式，并求出当r=440m时，h的设计值；
（2）铁路建成后，火车通过弯道时，为保证绝对安全，要求内外轨道均不向车轮施加侧向压力，又已知我国铁路内外轨的间距设计值为L=1435mm，结合表中数据，算出我国火车的转弯速率v（以km/h为单位，结果取整数；路轨倾角很小时，正弦值按正切值处理）
（3）随着人们生活节奏加快，对交通运输的快捷提出了更高的要求．为了提高运输力，国家对铁路不断进行提速，这就要求铁路转弯速率也需要提高．请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施？