物理卷·2018届湖南省永州市祁阳县高三上学期第二次模拟考试（2017-11） 15页

www.ks5u.com【来源：全,品…中&高*考+网】‎ 湖南省永州市祁阳县2018届高三上学期第二次模拟考试 物理试卷 一、选择题 ‎1. 伽利略对自由落体运动和运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法.图1、图2分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是 A. 图1通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动 B. 图2的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持 C. 图1中先在倾角较小的斜面上进行实验，可冲淡重力，使时间测量更容易 D. 图2中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成 ‎【答案】C ‎【解析】伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量．伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推．故A错误，C正确；伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持，故B错误；完全没有摩擦阻力的斜面是实际不存在的，故D错误。所以C正确，ABD错误。‎ ‎2. 从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示．在时间内，下列说法中正确的是（ ）‎ A. Ⅰ、Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小 B. Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小 C. Ⅰ物体的位移不断增大，Ⅱ物体的位移不断减小 D. Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是 ‎【答案】A ‎【解析】速度时间图象上某点的切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小，故物体Ⅰ做加速度不断减小的减速运动，物体Ⅱ做加速度不断减小的加速运动，则两物体的合外力都不断减小，故A正确，B错误；两个物体速度方向都没改变，故位移不断变大，故C错误；图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，如果物体的速度从v2均匀减小到v1，或从v1均匀增加到v2，物体的位移就等于图中梯形的面积，平均速度就等于，因Ⅰ物体的位移大于物体匀加速从v1增加到v2的位移，故Ⅰ的平均速度大于，同理Ⅱ的平均速度小于，故D错误；故选A．‎ 点睛：本题关键是根据速度时间图象得到两物体的运动规律，然后根据平均速度的定义和图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小分析处理．‎ ‎3. 如图所示，在粗糙水平面上放一质量为M的斜面，质量为m 的光滑物块在竖直向上力F作用下，沿斜面匀速下滑，此过程中斜面保持静止，则地面对斜面（ ）‎ A. 有水平向右的摩擦力 B. 有水平向左的摩擦力 C. 支持力为（M+m）g D. 支持力小于（M+m）g ‎【答案】D ‎【解析】对物体M和m整体受力分析，受拉力F、重力、支持力，如图 根据共点力平衡条件，竖直方向 ，解得，故C错误D正确；水平方向不受力，故没有摩擦力，故A错误B错误．‎ ‎【点睛】整体法和隔离法是力学部分常用的解题方法． ‎ ‎（1）整体法：整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法．在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）．‎ 整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变体规律，从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题．通常在分析外力对系统的作用时，用整体法．‎ ‎（2）隔离法：隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法．在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力．‎ 隔离法的优点：容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单，便于初学者使用．在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法．‎ 本题中由于m匀速下滑，可以将M与m当作整体分析，然后根据平衡条件列式求解．‎ ‎4. 半圆柱体 P 放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板 MN.在 P 和 MN 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止．如图所示是这个装置的纵截面图．若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止．在此过程中，下列说法中正确的是( )‎ A. MN对Q的弹力逐渐减小 B. 地面对P的摩擦力逐渐增大 C. P、Q间的弹力先减小后增大 D. Q所受的合力不断增大。‎ ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：对圆柱体Q受力分析如图所示，‎ P对Q的弹力为F，MN对Q的弹力为FN，挡板MN向右运动时，F和竖直方向的夹角逐渐增大，如图所示，而圆柱体所受重力大小不变，所以F和FN的合力大小不变，D错误；由图可知，F和FN都在不断增大，A、C错误；对P、Q整体受力分析知，地面对P的摩擦力大小就等于FN，所以地面对P的摩擦力也逐渐增大，故选B。‎ 考点：共点力平衡的条件及其应用、力的合成与分解的运用。‎ ‎【名师点睛】正确选择研究对象，先对物体Q受力分析，再对P、Q整体受力分析，然后根据平行四边形定则画出力图，应用图解法进行讨论。‎ ‎5. 如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住质量为m的物体，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体可以一直运动到B点。如果物体受到的阻力恒定，则( )‎ A. 物体从A到O一直做加速运动 B. 物体运动到O点时，所受合力为零 C. 物体从A到O先加速后减速，从O到B做减速运动 D. 物体从A到O的过程中，加速度逐渐减小 ‎【答案】C ‎...............‎ ‎6. 如图所示,5000个大小相同、质量均为m且光滑的小球,静止放置于两相互垂直且光滑的平面 A,B 上,平面 B与水平面的夹角为30°,已知重力加速度为g,则第2014个小球对第2 015个小球的作用力大小为( )‎ A. 1 493mg B. 2 014mg C. 2 015mg D. 2 986mg ‎【答案】A ‎【解析】2015个球到第5000个球共2986个球看成整体研究，由于无摩擦力，只受重力、斜面支持力和第四个球的支持力；由平衡条件得知，第2014个球对第2015个球的作用力大小等于整体的重力沿AB平面向下的分力大小，即有，A正确．‎ ‎7. 如图甲，水平地面上有一静止平板车，车上放一物块，物块与平板车的动摩擦因数为0.2，t=0时，车开始沿水平面做直线运动，其v﹣t图象如图乙所示，g取10 m/s2，若平板车足够长，关于物块的运动，以下描述正确的是 A. 0~6 s加速，加速度大小为2 m/s2，6~12 s减速，加速度大小为2 m/s2‎ B. 0~8 s加速，加速度大小为2 m/s2，8~12 s减速，加速度大小为4 m/s2‎ C. 0~8 s加速，加速度大小为2 m/s2，8~16 s减速，加速度大小为2 m/s2‎ D. 0~12 s加速，加速度大小为1.5 m/s2，12~16 s减速，加速度大小为4 m/s2‎ ‎【答案】C ‎【解析】根据速度与时间的图象的斜率表示加速度，车先以4m/s2的加速度匀加速直线运动,后以−4m/s2的加速度匀减速直线运动，根据物体与车的动摩擦因数可知，物体与车的滑动摩擦力产生的加速度为2m/s2。根据受力分析，结合牛顿第二定律，则有：0−8s时，车的速度大于物体，因此物体受到滑动摩擦动力而加速，其加速度为2m/s2，同理可得：8−16s时，车的速度小于物体，因此物体受到滑动摩擦阻力而减速，则其加速度为2m/s2，故C正确，ABD错误；‎ 故选：C。‎ ‎8. 在不远的将来，中国宇航员将登上月球，某同学为宇航员设计了测量一颗绕月卫星做匀速圆周运动最小周期的方法。在月球表面上以不太大的初速度 v0竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为h。已知月球半径为R，则如果发射一颗绕月运行的卫星，其做匀速圆周运动的最小周期为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】根据竖直上抛运动规律可知，物体竖直上抛运动的最大高度，可得月球表面的重力加速度；又卫星周期最小时靠近月球表面运动，重力提供圆周运动向心力有：‎ ‎ ，可得月球卫星的最小周期 ，故ACD错误，B正确．故选B．‎ 点睛：掌握竖直上抛运动的规律，知道近地卫星圆周运动时万有引力提供圆周运动向心力是正确解题的关键．‎ ‎9. 质点做直线运动的位移 x 与时间 t 的关系为 x＝5t＋t2(各物理量均采用国际制单位)，则该质点( )‎ A. 第1 s内的位移是5 m B. 前2 s内的平均速度是6 m/s C. 任意相邻的1 s 内位移差都是2m D. 任意1 s内的速度增量都是2 m/s ‎【答案】CD ‎【解析】A、把t=1s代入公式得：x=5t+t2=5+1m=6m，则A错误；‎ B、前2s内的位移为：x=5×2+22=14m，则其平均速度x/t=14/2=7m/s，故B错误；‎ 故选：CD。‎ ‎10. 如图所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间 t 到达一竖直墙面时，速度与竖直方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g．下列说法正确的是（ ）‎ A. 小球水平抛出时的初速度大小为 B. 小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为 C. 若小球初速度增大，则平抛运动的时间变短 D. 若小球初速度增大，则θ减小 ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度求出落地的竖直分速度，结合平行四边形定则求出小球的初速度和着地的速度．本题中要注意水平射程是不变的，故速度越大，时间越短．‎ 小球落地时沿竖直方向和水平方向上的分速度大小分别为，所以水平抛出时的初速度为，故A错误；设小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为α，则，B错误；小球由于小球到墙的距离一定，初速度增大，运动的时间越短，故C正确；若小球初速度增大，由小球到墙的时间变短，由可知θ角增大，故D错误；‎ ‎11. 如图为过山车以及轨道简化模型，过山车车厢内固定一安全座椅，座椅上乘坐“假人”，并系好安全带，安全带恰好未绷紧，不计一切阻力，以下判断正确的是 A. 过山车在圆轨道上做匀速圆周运动 B. 过山车在圆轨道最高点时的速度应至少等于 C. 过山车在圆轨道最低点时乘客处于失重状态 D. 若过山车能顺利通过整个圆轨道，在最高点时安全带对假人一定无作用力 ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当压力为零时，速度最小，在最低点时，重力和轨道对车的压力提供向心力，加速度向上，处于超重状态．‎ 运动过程中，重力势能和动能相互转化，即速度大小在变化，所以不是做匀速圆周运动，A正确；在最高点重力完全充当向心力时，速度最小，故有，解得，B正确；在最低点，乘客受到竖直向上指向圆心的加速度，故处于超重状态，C错误；若过山车能顺利通过整个圆轨道，即在最高点重力完全充当向心力，所以安全带对假人一定无作用力，D正确．‎ ‎12. 如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平。一质量为 m 的质点自 P 点上方高度 R 处由静止开始下落，恰好从 P 点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则( )‎ A. ，质点到达Q点后，继续上升一段距离 B. ，质点恰好能到达Q点 C. 质点再次经过N点时，对N点压力大于2mg D. 要使质点能到达Q 点上方 R处，应在P 点上方 2R处释放质点 ‎【答案】AC ‎【解析】A、质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为，故由牛顿第二定律可得：，解得：；那么对质点从静止下落到N的过程应用动能定理可得：；由于摩擦力做负功，故质点在半圆轨道上相同高度时在NQ上的速度小于在PN上的速度，所以，质点对轨道的压力也较小，那么，摩擦力也较小，所以，质点从N到Q克服摩擦力做的功，所以，质点在Q的动能大于零，即质点到达Q点后，继续上升一段距离，故A正确，B错误； C、由于摩擦力做负功，故质点在QN上运动，在同一位置时下滑速度小于上滑速度，所以，质点对轨道的压力也较小，那么，摩擦力也较小，所以，质点从Q到N克服摩擦力做的功；所以，质点从静止到再次经过N点，克服摩擦力做功为： 故由动能定理可得：； 所以，由牛顿第二定律可得质点受到的支持力为：，故由牛顿第三定律可得：质点再次经过N点时，对N点压力大于，故C正确； D、要使质点能到达Q点上方R处，设在P点上方h处释放质点，那么由动能定理可得：，所以，，故D错误。‎ 点睛：经典力学问题一般先对物体进行受力分析，求得合外力及运动过程做功情况，然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。‎ 二、实验题 ‎13. 以下是小丽同学在“探究共点力作用下物体的平衡条件”实验中的操作步骤。请完成步骤中的填空：‎ A．将一方形薄木板平放在桌面上，在板面上用图钉固定好白纸，将三个弹簧测力 计的挂钩用细线系在小铁环上，如图甲所示；‎ B．先将其中两个测力计固定在图板上，再沿某一水平方向拉着第三个测力计。当铁环平衡时，分别记下三个测力计的示数 、、和_______，并作出各个力的图示；‎ C．根据_____作出、的合力 ，如图乙所示。比较 和________，由此，找出三个力、、的关系。‎ ‎【答案】 (1). 方向 (2). 平行四边形法则 (3). ‎ ‎【解析】B.先将其中两个测力计固定在图板上，再沿某一方向拉着第三个测力计．当铁环平衡时，分别记下测力计的示数F1、F2、F3和它们的方向，并作出各个力的图示； C.按平行四边形定则作出F1、F2的合力理论值F12，如图乙所示．比较理论值F12和实际值F3，由此，找出三个力F1、F2、F3的关系．‎ ‎14. 甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图甲、乙、丙所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，重物的质量为m,试回答下列问题：‎ ‎（1）甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是_______；‎ ‎（2）实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是_________；‎ ‎（3）实验时，若甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的 a-F图线如图丁中A、B、C 所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是___________。‎ ‎（4）实验时，乙组同学得到的一条纸带如图 戊所示，打点计时器所用电源的频率为 50Hz， ‎ A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的时间间隔为T，A、B间的距离为，A、C间的距离为，则小车的加速度a=__________（用字母表达）。若电源频率低于 50Hz 而未被发觉时,则乙组同学所测得的加速度值与真实值比较将__________(选填：偏大、偏小或无影响)‎ ‎【答案】 (1). 甲 (2). 乙 (3). 丙 (4). 甲 (5). C A B 偏大 ‎【解析】（1）本实验探究当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力的关系，所以三个实验小组都需要平衡摩擦力，即甲乙丙都需要平衡摩擦力． （2）乙和丙绳子的拉力可以由弹簧测力计和力传感器直接得到，不需要用重物的重力代替，所以乙丙两组不需要满足M＞＞m，而甲组用重物的重力代替绳子的拉力，要满足M＞＞m． （3）甲组用重物的重力代替绳子的拉力，要满足M≥m，随着m的增大，不满足M＞＞m时，图象出现弯曲，所以甲组对应的是C；根据装置可知，乙图中小车受到的拉力大于弹簧测力计的示数，丙图中受到的拉力等于力传感器的示数，当F相等时，乙组的加速度大，所以乙组对应A，丙组对应B；‎ ‎（4）小车的加速度；若交流电的频率变小，即真实打点周期比使用的值要大，由公式△x=aT2，有T偏小，a偏大．‎ 点睛：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题．探究加速度与力、质量关系实验要采用控制变量法，当钩码的质量远小于小车的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于钩码的重力，若用力传感器，则不需要满足此条件．‎ 三、计算题 ‎15. 飞行员遇紧急情况跳伞，离开飞机后先做自由落体运动，当距地面 60m 时打开降落伞，之后以 20m/s2的加速度做匀减速直线运动，以 10m/s 速度安全着陆。（g=10m/s2）求：‎ ‎（1）飞行员打开降落伞时的速度。‎ ‎（2）飞行员离开飞机到落地所经历的时间。‎ ‎【答案】（1）50m/s（2）7s ‎【解析】试题分析：（1）打开降落伞后，飞行员做匀减速直线运动 v2-v02=2ax得 v0=50m/s ‎（2）打开降落伞前，飞行员做自由落体运动v0=gt1‎ 打开降落伞后v=v0+at2‎ t=t1+t2‎ t=7s 考点：匀变速直线运动的规律的应用 ‎【名师点睛】本题主要考查了自由落体运动的规律，掌握匀变速直线运动的速度位移关系和速度时间关系是正确解题的关键．‎ ‎16. 如图甲所示，质量为m＝2kg的物体置于倾角为θ＝37°的固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F，当作用时间为时撤去拉力，物体运动的部分v－t图象如图乙所示，g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：‎ ‎（1）物体与斜面间的动摩擦因数μ；‎ ‎（2）拉力F的大小．‎ ‎【答案】60 N，μ＝0.5.‎ ‎【解析】设力F作用时物体的加速度为a1，对物体受力分析，由牛顿第二定律可知，F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1 设撤去力后，加速度的大小为a2，由牛顿第二定律可知，mgsinθ+μmgcosθ=ma2 根据速度时间图线得，加速度的大小a1＝m/s2＝20m/s2.‎ a2＝ m/s2＝10m/s2． ‎ 代入解得F=60N，μ=0.5．‎ ‎17. 如图甲所示为某工厂将生产工件装车的流水线原理示意图。AB 段是一光滑曲面，A距离水平段BC的高为H＝1.25m，水平段BC使用水平传送带装置传送工件，已知 BC 长 L＝3m，传送带与工件(可视为质点)间的动摩擦因数为 μ＝0.4，皮带轮的半径为R＝0.1m，其上部距车厢底面的高度 h＝0.45m。设质量m＝1kg的工件由静止开始从 A 点下滑，经过 B 点的拐角处无机械能损失。通过调整皮带轮(不打滑)的转动角速度ω可使工件经C点抛出后落在固定车厢中的不同位置，取g＝10m/s2。‎ ‎(1)当皮带轮静止时，工件运动到点C时的速度为多大？‎ ‎(2)皮带轮以ω1＝20rad/s逆时针方向匀速转动，在工件运动到C点的过程中因摩擦而产生的内能为多少？‎ ‎(3)设工件在固定车厢底部的落点到C点的水平距离为s，试在图乙中定量画出s随皮带轮角速度ω变化关系的s－ω图象。(规定皮带轮顺时针方向转动时 ω取正值，该问不需要写出计算过程)‎ ‎【答案】(1)1m/s (2)20J ‎ ‎(3)如图所示：‎ ‎【解析】解：（1）当皮带轮静止时，工件从A到C过程，由动能定理有：‎ mgH﹣μmgL=mvC2﹣0‎ 代入数值解得：vC=1m/s ‎（2）对工件从A至B过程，由动能定理得：‎ mgH=mvB2﹣0‎ 代入数值解得：vB=5m/s 当皮带轮以ω1=20rad/s逆时针方向匀速转动时，工件从B至C的过程中一直做匀减速运动，对工件，有：‎ μmg=ma 设速度减至vC历时为t，则 vB﹣vC=at 工件对地位移 s工=L 皮带轮速度 v1=Rω1=2m/s 传送带对地位移 s带=v1t 工件相对传送带的位移 s相=s工+s带 由功能关系可知：因摩擦而产生的内能为：‎ Q摩=μmgs相 代入数据解得：Q摩=20J ‎（3）水平距离s随皮带轮角速度ω变化关系的s﹣ω图象如图所示 答：（1）当皮带轮静止时，工件运动到点C时的速度为1m/s；‎ ‎（2）在工件运动到C点的过程中因摩擦而产生的内能为20J；‎ ‎（3）在图乙中定量画出s随皮带轮角速度ω变化关系的s﹣ω图象，如上图所示．‎ ‎【点评】解决本题的关键要正确分析工件的受力情况，来确定工件的运动情况，掌握牛顿第二定律与运动学公式的运用，注意摩擦而产生的内能涉及到相对位移，同时注意作图的要点．‎