陕西省西安市高新一中2019届高三下学期第三次模考物理试题 Word版含解析 23页

‎2019高新一中高三第三次模拟试题物理试卷 一、选择题 ‎1. 奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确的是（ ）‎ A. 加速助跑过程中，运动员的动能增加 B. 起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加 C. 起跳上升过程中，运动员的重力势能增加 D. 越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 动能与物体的质量和速度有关，重力势能与物体的质量和高度有关，弹性势能大小和物体发生弹性形变的大小有关．根据能量转化的知识分析回答．‎ ‎【详解】加速助跑过程中速度增大，动能增加，A正确；撑杆从开始形变到撑杆恢复形变时，先是运动员部分动能转化为杆的弹性势能，后弹性势能转化为运动员的动能与重力势能，杆的弹性势能不是一直增加，B错误；起跳上升过程中，运动员的高度在不断增大，所以运动员的重力势能增加，C正确；当运动员越过横杆下落的过程中，他的高度降低、速度增大，重力势能被转化为动能，即重力势能减少，动能增加，D正确．‎ ‎2. 一轻质弹簧，固定于天花板上的O点处，原长为L，如图所示，一个质量为m的物块从A点竖直向上抛出，以速度v与弹簧在B点相接触，然后向上压缩弹簧，到C点时物块速度为零，在此过程中无机械能损失，则下列说法正确的是 - 23 -‎ A. 由A到C的过程中，动能和重力势能之和不变 B. 由B到C的过程中，弹性势能和动能之和不变 C. 由A到C的过程中，物体m的机械能守恒 D. 由B到C的过程中，物体与弹簧组成的系统机械能守恒 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：由A到C的过程中，由于有弹力做负功，因此物体的机械能减小，动能和重力势能之和减小，A错；从B到C的过程中，系统的机械能不变，物体的重力势能增大，因此系统的弹性势能和动能之和减小，B错；同理C错；D对；‎ 考点：考查系统的机械能的问题 点评：本题难度较小，应用功能关系求解，系统在运动过程中只涉及到动能、弹性势能、重力势能，三种能量均属于机械能范畴，因此系统机械能守恒 ‎3. 一粒石子和一泡沫塑料球以相同初速度同时竖直向上抛出，泡沫塑料球受到的空气阻力大小与其速度大小成正比．忽略石子受到的空气阻力，石子和塑料球运动的速度v随时间t变化的图象如图所示，其中可能正确的是( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ 忽略石子受到的空气阻力，石子只受重力，加速度恒为g，v-t图象是向下倾斜的直线.对于泡沫塑料球，根据牛顿第二定律得：上升过程有，下降过程有 - 23 -‎ ‎，又，得，则上升过程中，随着v的减小，a减小；，则下降过程中，随着v的增大，a减小；所以a不断减小，方向不变，故ABC错误，D正确；故选D.‎ ‎4. 有一个质量为4kg的质点在x-y平面内运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是（　　）‎ A. 质点做匀变速直线运动 B. 质点所受的合外力为6N C. 2s时质点的速度为6m/s D. 0时刻质点的速度为5m/s ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据图像可知，在x方向做匀加速直线运动，y方向做匀速直线运动，则质点的运动是匀变速曲线运动，A错误；‎ B．由图知物体的加速度 根据牛顿第二定律 B正确；‎ C．由图知，2s末在x方向上速度为 ，在y方向上速度为 匀速运动，根据运动的合成，则质点的初速度的大小为 C错误；‎ - 23 -‎ D．由图知，在x方向上做初速度为3m/s，在y方向上速度为 匀速运动，跟据运动的合成，则质点的初速度的大小为 D正确。‎ 故选BD。‎ ‎5. 如图所示，小船以大小为v(船在静水中的速度)、方向与上游河岸成θ的速度从O处过河，经过一段时间，正好到达正对岸的O＇处。现要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸O＇处，在水流速度不变的情况下，可采取的方法是（ ）‎ A. θ角不变且v增大 B. θ角减小且v增大 C. θ角增大且v减小 D. θ角增大且v增大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知，航线恰好垂直于河岸，要使小船在更短的时间内过河并且也正好到达正对岸处，则合速度增大，方向始终垂直河岸。小船在静水中的速度增大，与上游河岸的夹角θ增大，如图所示 故D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ ‎6. 如图所示，P、Q是固定在竖直平面内的一段内壁光滑弯管的两端，P、Q间的水平距离为d．直径略小于弯管内径的小球以速度从P端水平射入弯管，从Q端射出，在穿过弯管的整个过程中小球与弯管无挤压．若小球从静止开始由P端滑入弯管，经时间t恰好以速度从Q - 23 -‎ 端射出．重力加速度为g，不计空气阻力，那么( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据平抛运动知识，结合运动学公式和动能定理求解即可.‎ ‎【详解】AB．设P、Q两端的竖直距离为h，在小球的第二次运动中重力势能转化为动能，有：‎ 得…..①‎ 在小球的第一次整个运动过程中因为小球与弯管无挤压，所以可将小球的运动看为平抛运动，则：‎ ‎….②‎ ‎……③‎ 联立①可求解得，‎ 故A项正确，B项错误.‎ CD．在过程一中小球在水平方向的平均速度为v0，过程二中小球在水平方向的平均速度肯定小于v0，因为都经过了相同的位移，所以.‎ 故D项正确，C项错误.‎ ‎【点睛】要注意题干中告诉的第一次是整个过程中与弯管无挤压来说明是小球做平抛运动；如果由静止释放则小球的运动不是平抛运动，而是一个一般的曲线运动.‎ ‎7. 如图叠放在水平转台上的物体A、B、C正随转台一起以角速度ω匀速转动，A、B、C - 23 -‎ 的质量分别为3m、2m、m，B与转台、C与转台、A与B间的动摩擦因数都为μ，B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是（ ）‎ A. B对A的摩擦力有可能为3μmg B. C与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力 C. 转台的角速度ω有可能等于 D. 若角速度ω再在题干所述原基础上缓慢增大，C将最先发生相对滑动 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ A项：对A受力分析，受重力，支持力和B对A的静摩擦力，静摩擦力提供向心力，有，由此可知随着角速度的增大，摩擦力也增大，只有当A要滑动时B对A的摩擦力才为，故A错误；‎ B项：由于A与C转动的角速度相同，都是由摩擦力提供向心力，对A有，对C有，由此可知C与转台的摩擦力小于A与B间的摩擦力，故B错误；‎ C项：当C刚要滑动时的临界角速度为：，解得 ，对AB整体要滑动的临界角速度为：，解得：，故C正确；‎ D项：由C分析可知，C的临界角速度最小，所以C最先滑动，故D正确．‎ ‎8. 两颗人造卫星绕地球逆时针运动，卫星1、卫星2分别沿圆轨道、椭圆轨道运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等，两轨道相交于A、B两点，某时刻两卫星与地球在同一直线上，如图所示，下列说法中正确的是（ ）‎ - 23 -‎ A. 两卫星在图示位置的速度v2=v1‎ B. 两卫星在A处加速度大小相等 C. 两颗卫星在A或B点处可能相遇 D. 两卫星永远不可能相遇 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．v2为椭圆轨道的远地点，速度小于对应圆轨道的环绕速度，v1表示做匀速圆周运动的速度，根据 可知， ，故A错误；‎ B．两个轨道上的卫星运动到A点时，所受的万有引力产生加速度，加速度相同．故B正确；‎ CD．椭圆的半长轴与圆轨道的半径相同，根据开普勒第三定律知，两颗卫星的运动周期相等，则不会相遇，故D正确，C错误．‎ 故选BD．‎ ‎9. 如图，三个质点a、b、c的质量分别为m1、m2、M（M远大于m1及m2），在万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，已知轨道半径之比为ra：rb=1：4，则下列说法中正确的有（　　）‎ A. a、b运动的周期之比为Ta：Tb=1：8‎ B. a、b运动的周期之比为Ta：Tb=1：4‎ C. 从图示位置开始，在b转动一周的过程中，a、b、c共线12次 D. 从图示位置开始，在b转动一周的过程中，a、b、c共线13次 - 23 -‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．万有引力提供向心力 则 a、b轨道半径之比为，则a、b运动的周期之比为1：8，B错误A正确；‎ CD．设每隔时间t，a、b共线一次，则 所以 故从图示位置开始，在b转动一周的过程中，a、b、c共线 CD错误。‎ 故选A。‎ ‎10. 如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中 A. 弹簧的最大弹力为μmg B. 物块克服摩擦力做的功为2μmgs C. 弹簧的最大弹性势能为μmgs D. 物块在A点的初速度为 - 23 -‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】小物块压缩弹簧最短时有，故A错误；全过程小物块的路程为，所以全过程中克服摩擦力做的功为： ，故B正确；小物块从弹簧压缩最短处到A点由能量守恒得：，故C正确；小物块从A点返回A点由动能定理得：，解得：，故D错误．‎ ‎11. 如图所示，物体A的质量为M，圆环B的质量为m，通过绳子连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上，开始时连接圆环的绳子处于水平，长度l＝4m，现从静止释放圆环。不计定滑轮和空气的阻力，g取10m/s2，若圆环下降h＝3m时的速度v＝5m/s，则A和B的质量关系为（　　）‎ A. ＝ B. ＝‎ C. ＝ D. ＝‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】圆环下降3m后的速度分解如图所示 故可得 物体A上升的高度为 - 23 -‎ A、B和绳子看成一个整体，整体只有重力做功，机械能守恒，当圆环下降h＝3m时，根据机械能守恒可得 联立可得 故BCD错误，A正确。‎ 故选A。‎ ‎12. 有一条长为1m的均匀金属链条，有一半长度在光滑的足够高的斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为，另一半长度竖直下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，则链条刚好全部滑出斜面时的速度为（　　）‎ A. 2.5m/s B. 2.52 m/s C. 5m/s D. 0.535m/s ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设链条的质量为m，以开始时链条的最高点为零势能面，链条的机械能为 链条全部下滑出后，动能为，重力势能为 由机械能守恒可得 即 解得 故选A。‎ - 23 -‎ ‎13. 如图所示，质量为M＝2 kg、长为L＝2 m的木板静置于光滑水平面上，在其左端放置一质量为m＝1 kg的小木块（可视为质点），小木块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.2．现用一水平向右的拉力F＝4 N作用在小木块上，一段时间后小木块从木板另一端滑下，g取10 m／s2，则 A. 小木块在长木板上滑行的时间t＝2 s B. 上述过程中系统由于摩擦产生的热量为8 J C. 小木块滑离木板的瞬间，拉力F的瞬时功率为16 W D. 小木块在上述过程中获得的动能为12 J ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物块的加速度 ‎ ‎ 木板的加速度 ‎ ‎ 滑出木板时：‎ ‎ ‎ 解得 t=2s 选项A正确；‎ B．系统由于摩擦产生的热量为 选项B错误；‎ C．木块滑离木板时的速度 v=a1t=4m/s 则拉力功率：‎ - 23 -‎ P=Fv=16W 选项C正确；‎ D．木块滑离木板时木块的位移：‎ ‎ ‎ 木块获得的动能：‎ 选项D错误；‎ 故选AC.‎ ‎14. 如图所示，白色传送带A、B两端距离L＝14m，以速度v0＝8m/s逆时针匀速转动，并且传送带与水平面的夹角为θ＝37°，现将一质量为m＝2kg的煤块轻放在传送带的A端，煤块与传送带间动摩擦因数μ＝0.25，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，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2.25s B. 煤块运动到B端时重力的瞬时功率为120W C. 煤块从A端运动到B端在传送带上留下的黑色痕迹为4m D. 煤块从A端运动到B端因摩擦产生的热量为8J ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】煤块放在传送带后受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用，一定先向下做匀加速直线运动．‎ A、设经过时间t1，煤块的速度与传送带相同，匀加速运动的加速度大小为a1，则根据牛顿第二定律得：mgsinθ+μmgcosθ＝ma1，可得 a1＝g（sinθ+μcosθ）＝8m/s2，由 v0＝a1t1得 t1＝1s，此过程通过的位移大小为 x1＝t1＝4m＜L．由于mgsinθ＞μmgcosθ - 23 -‎ ‎．故煤块速度大小等于传送带速度大小后，继续匀加速向下运动，受到的滑动摩擦力沿斜面向上．设煤块接着做匀加速运动的加速度为a2，运动的时间为t2，则 mgsinθ﹣μmgcosθ＝ma2，可得 由，代入数据得：t2＝1s．故煤块从A到B的运动时间是t＝t1+t2＝2s．故A错误．‎ B、煤块从A端运动到B端时速度 v＝v0+a2t2＝12m/s，此时重力的瞬时功率为 P＝mgvsinθ＝144W，故B错误．‎ C、由于两个过程煤块与传送带间的相对位移大小（v0t1﹣x1）＞[（L﹣x1）﹣v0t2]，所以煤块从A端运动到B端留下的黑色痕迹长度为 S＝v0t1﹣x1＝4m．故C正确．‎ D、煤块从A端运动到B端因摩擦产生的热量为 Q＝μmgcosθ{（v0t1﹣x1）+[（L﹣x1）﹣v0t2]}，代入数据解得：Q＝24J，故D错误．‎ 二、实验题（共2小题）‎ ‎15. 某同学用如图所示装置测量小木块与接触面间的动摩擦因数,木块放在粗糙的水平桌面上,右侧拴一细线,跨过固定在桌面边缘的定滑轮与重物连接;实验时,木块在重物水平牵引下从静止开始向右运动,重物落地后,木块继续向右滑行,运动过程中木块始终不碰轮,已知木块的木块的质量为M,重物的质量为m,重力加速度为g,回答下列问题:‎ ‎（1）本实验还需直接测量的物理量有_____‎ A.重物距地面的高度h B.木块在桌而上滑行的总距离x C.滑轮距地面的高度H ‎（2）利用上述测量的物理量写出测量的动摩擦因数µ=_______‎ ‎（3）木块运动过程中,由于滑轮与轴间摩擦及绳子和滑轮的质量的影响,导致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数相比,其值将_________（选填“偏大”、“相等”或“偏小”）‎ ‎【答案】 (1). AB (2). (3). 偏大 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]设重物距地面的高度h，木块在桌面上滑行的总距离x，且已知木块的质量为 - 23 -‎ M，重物的质量为m；从开始释放让它们运动，到重物着地过程中，根据系统能量守恒得：‎ 从重物着地到木块停在桌面上这个过程，根据能量守恒得：‎ 联立两式解得 从该式子可知本实验还需直接测量物理量有重物距地面的高度h，木块在桌面上滑行的总距离x，故选AB ‎(2)根据以上分析可知 ‎(3)在计算过程中，认为滑轮与绳子间没有摩擦力，重物重力势能的减少量全部转化为重物落地的动能和木块克服摩擦力做功，而实际滑轮与轴间存在摩擦，计算过程中没有减去克服滑轮与轴间摩擦力做功这部分，因此导致测量的动摩擦因数与实际动摩擦因数偏大；‎ ‎16. 某同学利用如图的装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究．将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，左端固定，右端与一小球A接触而不固连，弹簧的原长小于桌面的长度．向左推小球，使弹簧压缩后由静止释放．小球离开桌面会落到水平地面．已知桌面的高度为h，小球质量为m，重力加速度的大小为g，当弹簧的压缩量为时，小球抛出点到落地点的水平距离为s，则：‎ ‎(1)小球离开桌面时的速率v=_____________（用g、h、s表示）；‎ ‎(2)弹簧被压缩时的弹性势能E=___________（用g、h、s表示）；‎ ‎(3)将弹簧的形变量增大为，测得小球抛出点到落地点的水平距离为2s，则弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系是___________（文字叙述）．‎ - 23 -‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). 弹性势能与形变量的平方成正比 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]由平抛规律应有，，则有 ‎（2）[2]由能量守恒得 ‎（3）[3]当弹簧的压缩量为时，弹簧的弹性势能 当弹簧的压缩量为2时，弹簧的弹性势能 弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系是：弹性势能与形变量的平方成正比．‎ ‎17. 用如图甲所示，实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知、，则：（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）‎ - 23 -‎ ‎(1)在纸带上打下计数点5时的速度__________m/s；‎ ‎(2)在打点0~5过程中系统动能的增加量_____J，系统势能的减少量_____J，由此得出的结论是：________；‎ ‎(3)若某同学作出的－h图象如图丙所示，则当地的实际重力加速度______m/s2。‎ ‎【答案】 (1). 2.4 (2). 0.58 (3). 0.60 (4). 在误差允许的范围内，m1、m2 组成的系统机械能守恒 (5). 9.7‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为 ‎(2)[2]物体的初速度为零，所以动能的增加量为 ‎[3]重力势能的减小量等于物体重力做功，故 ‎[4]在误差允许的范围内，m1、m2 组成的系统机械能守恒。‎ ‎(3)[5]本题中根据机械能守恒可知 即有 所以作出的图象中，斜率表示重力加速度，由图可知斜率 故当地的实际重力加速度 ‎18. 物块A叠放在物块B上，物块B静止于水平桌面上，两个物块质量均为m。已知A、B之间的动摩擦因数为μ1，B与桌面之间的动摩擦因数为μ2，且μ1＞2μ2＞0‎ - 23 -‎ ‎．将水平外力作用在物块A上，能使A从B上滑落，力的最小值为F1，若将水平外力作用在物块B上，能使A从B上滑落，力的最小值为F2，则F1＝_______；F2＝_______。‎ ‎【答案】 (1). 2（μ1﹣μ2）mg (2). 2（μ1+μ2）mg ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]将水平外力作用在物块A上，以A、B为整体有 以B为研究对象，有 联立解得 ‎[2] 将水平外力作用在物块B上，以A、B为整体有 以A为研究对象，有 联立解得 三．计算题（共2小题）‎ ‎19. 筷子是中国人常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一．筷子在先秦时称为“挾”，汉代时称“箸”，明代开始称“筷”．如图所示，用筷子夹质量为m的小球， 筷子均在竖直平面内，且筷子和竖直方向的夹角均为θ，为使小球静止，求每根筷子对 小球的压力N的取值范围？已知小球与筷子之间的动摩擦因数为μ（μ