衡水中学2018年高三模拟考试物理试题(附答案) 13页

衡水中学 2018 年高三模拟考试物理试题（一） 第 I 卷（选择题 共 60 分） 一、选择题（每小题 4 分，共 60 分。下列每小题所给选项至少有一项符合题意，请将正确 答案的序号填涂在答题卡上） 1．对下列各图蕴含的信息理解正确的是（ ） A．图甲的加速度时间图像说明该物体在做加速直线运动 B．图乙的位移时间图像说明该物体受力平衡 C．图丙的动能时间图像说明该物体做匀减速直线运动 D．图丁的速度时间图像说明该物体的合力随时间增大 2．如图所示为建筑工地一个小型起重机起吊重物的示意图。一根轻绳跨过光滑的动滑轮， 轻绳的一端系在位置 A 处，动滑轮的下端挂上重物， 轻绳的另一端挂在起重机的吊钩 C 处。 起吊重物前，重物处于静止状态。起吊重物过程是这样的：先让吊钩从位置 C 竖直向上缓 慢的移动到位置 B，然后再让吊钩从位置 B 水平向右缓慢地移动到 D，最后把重物卸载到 某一个位置。则关于轻绳上的拉力大小变化情况，下列说法正确的是（ ） A．吊钩从 C 向 B 移动的过程中，轻绳上的拉力不变 B．吊钩从 C 向 B 移动过程中，轻绳上的拉力变大 C．吊钩从 B 向 D 移动过程中，轻绳上的拉力不变 D．吊钩从 B 向 D 移动过程中，轻绳上的拉力变大 3．如图所示，某人从高出水平地面 h 的山坡上的 P 点水平击出一个质量为 m 的高尔夫球， 飞行中持续受到一阵恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为 L 的 洞穴 Q。则（ ） A．球飞行中做的是平抛运动 B．球飞行的时间为 g h2 C．球被击出时的初速度大小为 L g h2 D．球飞行中受到的水平风力大小为 L mgh 4．如图所示，在倾角为 30°的光滑斜面上放置质量分别为 m 和 2m 的四个木块，其中两个 质量为 m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连， 木块间的最大静摩擦力是 mf 。现用平行于斜 面的拉力 F 拉其中一个质量为 2m 的木块， 使四个木块沿斜面以同一加速度向下运动， 则拉 力 F 的最大值（ ） A． mf 5 3 B． mf 4 3 C． mf D． mf 2 3 5．如图所示，叠放在水平转台上的小物体 A、B、C 能随转台一起以角速度 匀速转动， A、 B、C 的质量分别为 m、2m、m，A 与 B、B 与转台间的动摩擦因数为 ，C 与转台间的动摩 擦因数为 2 ， B、C 离转台中心的距离分别为 r、 1.5r。设本题中的最大静摩擦力等于滑动 摩擦力。以下说法 不正确 的是（ ） A．B 对 A 的摩擦力一定小于 mg 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 —定满足： r g 6 D．转台的角速度 —定满足： r g 3 6．据美国媒体报道， 美国和俄罗斯的两颗通信卫星 2009 年 2 月 11 日在西伯利亚上空相撞。 这是人类有史以来的首次卫星碰撞事件。碰撞发生的地点位于西伯利亚上空 490 英里（约 790 公里），恰好比国际空间站的轨道高 27.0 英里（ 43.4 公里），这是一个非常常用的轨道， 是用来远距离探测地球和卫星电话的轨道。则以下相关说法中，正确的是（ ） A．碰撞后的碎片若受到大气层的阻力作用，轨道半径将变小，则有可能与国际空间站 相碰撞 B．在碰撞轨道上运行的卫星的周期比国际空间站的周期小 C．发射一颗到碰撞轨道运行的卫星，则发射速度要大于 7.9km/s D．在同步轨道上，若后面的卫星一旦加速，将有可能与前面的卫星相碰撞 7．在光滑绝缘的水平面上，相距一定的距离放有两个质量分别为 m 和 2m 的带电小球（可 视为质点） A 和 B。在 t1＝0 时，同时将两球无初速度释放，此时 A 球的加速度大小为 ； 经一段时间后， 在 t2＝t 时， B 球的加速度大小也变为 。若释放后两球在运动过程中并未接 触，且所带电荷量都保持不变，则下列判断正确的是（ ） A．两个小球带的是同种电荷 B．两个小球带的是异种电荷 C．t 2 时刻两小球间的距离是 t 1时刻的 2 倍 D．t2时刻两小球间的距离是 t1 时刻的 2 2 倍 8．如图所示的弹弓，橡皮筋两端点 A、B 固定在把手上，橡皮筋 ABC 恰好处于原长状态， 在 C 处（ AB 连线的中垂线上）放一固体弹丸，一手执把，现 将弹丸竖直向上发射，己知 E 是 CD 的中点，则（ ） A．从 D 到 C，弹丸的机械能一直增大 B．从 D 到 C，弹丸的动能一直在增大 C．从 D 到 C，弹丸的机械能先增大后减小 D．从 D 到 E 弹丸增加的机械能大于从 E 到 C 弹丸增加的机械能 9．如图所示，一半径为 R 的光滑半圆形细轨道，其圆心为 O，竖直固定在地面上。轨道正 上方离地高为 h 处固定一水平光滑长直细杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上 P 点处固 定一定滑轮， P 点位于 O 点正上方。 A、B 是质量均为 m 的小环， A 套在杆上， B 套在轨道 上， 一条不可伸长的轻绳通过定滑轮连接两环。 两环均可看作质点， 且不计滑轮大小与摩擦。 现对 A 环施加一水平向右的力 F，使 B 环从地面由静止开始沿轨道运动。则（ ） A．若缓慢拉动 A 环， B 环缓慢上升至 D 点的过程中， F—直减小 B．若缓慢拉动 A 环， B 环缓慢上升至 D 点的过程中，外力 F 所做的功等于 B 环机械 能的增加量 C。若 F 为恒力， B 环运动到 D 点时 A—定处于平衡状态 D．若 F 为恒力， B 环被拉到与 A 环速度大小相等时， sin∠ OPB＝ h R 10．如图所示，静止在光滑水平地面上的半圆轨道的直径 b 水平，小球 P（可视为质点） 从 点正上方高 H 处自由下落，经过轨道后从 b 点冲出，上升的最大高度为 3 2 H，空气阻力 不计，关于小球离开 b 点以后的运动情况，下列说法正确的是（ ） A．小球从 b 点离开槽后做斜抛运动 B．小球从 b 点离开槽后不会再落回半圆槽中 C．小球会从 b 点落入槽中，并且从 点离开槽后能上升的最大高度 h 满足 3 Hh D．小球会从 b 点落入槽中， 并且从 点离开槽后能上升的最大高度 h 满足 3 2 3 HhH 11．如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为 M 的小车，其左侧有半径为 R 的四分之 一光滑圆弧轨道 AB ，轨道最低点 B 与水平轨道 BC 相切，整个轨道处于同一竖直平面内。 将质量为 m 的物块（可视为质点）从 A 点无初速度释放，物块沿轨道滑行至轨道末端 C 处 恰好没有滑出。重力加速度为 g，空气阻力可忽略不计。关于物块从 A 位置运动至 C 位置 的过程，下列说法中正确的是（ ） A．小车和物块构成的系统动量不守恒 B．摩擦力对物块和轨道 BC 所做功的代数和为零 C．物块的最大速度为 gR2 D．小车的最大速度为 MmM gRm 2 22 12．如图所示， A、B 两滑块（可视为质点）质量分别为 2m 和 m，A 与弹簧拴接， B 紧靠 着 A ，二者静止时弹簧处于原长位置，已知 M 点左边的平面光滑，滑块与右边平面间的动 摩擦因数为 ，且 M 、N 间的距离是弹簧原长的 2 倍，重力加速度为 g。现用水平向左的外 力作用在滑块 B 上，缓慢压缩弹簧，当滑块运动到 P 点（图中未标出）时，撤去水平外力， 测得滑块 B 在 M 点右方运动的距离为 l 时停下，则下列说法正确的是（ ） A．水平外力做的功为 2 mgl B．B 与 A 分离时，弹簧正处于原长位置 C．B 与 A 分离后， A 滑块机械能守恒 D．B 与 A 分离， A 仍能运动到 P 点 13．如图所示，光滑地面上有 P、Q 两个固定挡板， A、 B 是两挡板连线的三等分点。 A 点 有一质量为 m2 的静止小球， P 挡板的右侧有一质量为 m1 等大小球以速度 v0 向右运动。小 球与小球、 小球与挡板间的碰撞均没有机械能损失， 两小球均可视为质点。 已知两小球之间 的第二次碰撞恰好发生在 B 点处，则两小球的质量之比 m1：m2 可能为（ ） A．3：1 B．1：3 C．1：5 D．1：7 14．如图所示，静止在光滑水平面上的木板，右端有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连， 木板质量 M ＝6kg，质量 m＝2kg 的铁块以水平速度 v0＝12m/s 从木板的左端沿板面向右滑 行，压缩弹簧后又被弹回，最后恰好停在木板的左端，则下列说法中正确的是（ ） A．铁块和木板最终共同以 3m/s 的速度向右做匀速直线运动 B．运动过程中弹簧的最大弹性势能为 54J C．运动过程中铁块与木板因摩擦而产生的热量为 54J D．运动过程中铁块与木板因摩擦而产生的热量为 108J 15．如图所示， A、B 两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连， A 放在固定的斜面上，斜面的 倾角 ＝30°， B、C 两小球在竖直方向上通过劲度系数为 k 的轻质弹簧相连， C 球放在水 平地面上。现用手控制住 A 球，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖 直、右侧细线与斜面平行。 己知 A 球的质量为 M ，B、C 球的质量均为 m，重力加速度为 g， A 与斜面间的动摩擦因数 ＝ 8 3 ，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止 状态。释放 A 后， A 沿斜面下滑至最低点时 C 恰好离开地面。下列说法正确的是（ ） A．M ＝3.2m B．A 、B 速度最大时弹簧处于原长状态 C．A 到达最低点后会继续沿斜面上升 D．从释放 A 到 C 刚离开地面的过程中， A 、B 两小球组成的系统机械能先增加后减小 卷 II （非选择题 共 50 分） 二、填空题（ 16 题每空 1 分． 17 题每空 2 分） 16．某活动小组利用图甲装置验证机械能守恒定律。 钢球自由下落过程中， 先后通过光电门 A、B，计时装置测出钢球通过 A、B 的时间分别为 tA、tB。用钢球通过光电门的平均速度表 示钢球球心通过光电门的瞬时速度。测出两光电门间的距离为 h，钢球直径为 D，当地的重 力加速度为 g。 （1）用 20 分度的游标卡尺测量钢球的直径， 读数如图乙所示， 钢球直径为 D＝ cm。 （2）要验证机械能守恒，只要比较（ ） A． )11( 22 2 BA tt D 与 gh 是否相等 B． )11( 22 2 BA tt D 与 2gh 是否相等 A． )11( 22 2 AB tt D 与 gh 是否相等 B． )11( 22 2 AB tt D 与 2gh 是否相等 （3）钢球通过光电门的平均速度 _________（选填“〉”或“ 〈”）钢球球心通过光电门的瞬 时速度，由此产生的误差 __________（选填“能”或“不能” ）通过增加实验次数减小。 17．在验证碰撞中的动量守恒的实验中， 各落点的中心位置如图， 假设实验中小球的弹性较 好，可以看作弹性碰撞，且碰撞结果基本符合 0 21 21 1 v mm mmv ， 0 21 1 2 2 v mm mv ，其中 m1、m2 分别是入射球和被碰球的质量， m1>m 2，v1、v2 分别是入射球和被碰球碰后的水平速 度， v0 是入射球碰前的速度。 （1）若相邻落点的分布范围的界限不够分明，甚至有重叠的现象，要同时增大相邻的落点 中心位置之间的距离，可单独采取 A．增大入射速度 v0 B．增大平抛高度 h C．在 m1>m 2 的条件下，尽量增大 2 1 m m 的值 D．在 m1>m 2 的条件下，尽量减小 2 1 m m 的值 （2）要使 OM 、MP、 PQ 接近相等， 2 1 m m 应接近 _______。 三、计算题： （本题共 4 小题） 18．（7 分）如图，光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体，斜面体右侧一蹲在滑板上的 小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面 3m/s 的速度向斜面体 推出，冰块平滑地滑上斜面体， 在斜面体上升的最大高度为 h＝0.3m（h 小于斜面体的高度） 。 已知小孩与滑板的总质量为 m1＝30kg，冰块的质量为 m2＝10kg，小孩与滑板始终无相对运 动。取重力加速度的大小 g＝10m/s2。 （1）求斜面体的质量； （2）求冰块和斜面刚分离时冰块的速度。 19．（11 分）“绿色奥运”是 2008 年北京奥运会的三大理念之一，奥运会期间在各比赛场馆 使用新型节能环保电动车， 负责接送比赛选手和运输器材， 在检测某款电动车性能的某次实 验中， 质量为 8×102kg 的电动车由静止开始沿平直公路行驶， 达到的最大速度为 15m/s，利 用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力 F 与对应的速度 v，并描绘出 F－ v 1 图象 （图 中 AB 、BO 均为直线） ，假设电动车行驶中所受的阻力恒定，求此过程中 （1）电动车的额定功率； （2）电动车由静止开始运动，经过多长时间，速度达到 2m/s； （3）若过 B 点后 16s 达到最大速度，则电动车所走的总路程是多大 ? 20．（10 分）如图所示， ABCD 是由三部分光滑轨道平滑连接在一起组成的， AB 为水平轨 道， BCD 是半径为 R 的半圆弧轨道， DE 是半径为 2R 的圆弧轨道， BCD 与 DE 相切在轨道 最高点 D，R＝0.6m。质量为 M ＝0.99kg 的小物块， 静止在 AB 轨道上， 一颗质量为 m＝0.01kg 的子弹水平射入物块但未穿出，物块与子弹一起运动，恰能贴着轨道内侧通过最高点从 E 点飞出。取重力加速度 g＝10m/s2，求： （1）物块与子弹一起刚滑上圆弧轨道 B 点的速度； （2）若物块和子弹在 CD 段某点脱离轨道，求子弹打击前速度的取值范围。 21．（14 分）如图所示，在水平面上有一弹簧，其左端与墙壁相连， O 点为弹簧原长位置， O 点左侧水平面光滑。 水平段 OP 长 L ＝lm，P 点右侧一与水平方向成 ＝ 30°的足够长的传 送带与水平面在 P 点平滑连接， 皮带轮逆时针转动速率为 3m/s。一质量为 lkg 可视为质点的 物块 A 压缩弹簧（与弹簧不栓接） ，使弹簧获得弹性势能 EP＝9J，物块与 OP 段动摩擦因数 1＝ 0.1。另一与 A 完全相同的物块 B 停在 P 点， B 与传送带的动摩擦因数 2＝ 3 3 ，传送 带足够长。 A 与 B 的碰撞时间不计，碰后 A 、B 交换速度，重力加速度 g＝10m/s2，现释放 A，求： （1）物块 A、B 第一次碰撞前瞬间， A 的速率 v0； （2）从 A、B 第一次碰撞后到第二次碰撞前， B 与传送带之间由于摩擦而产生的热量； （3）A 、B 能够碰撞的总次数。 考试答案 1．B 2．AD 3 ．B 4 ．D 5．C 6．AC 7 ．BD 8 ．AD 9 ．ABD 10 ．D 11 ．AD 12 ．B 13．ABD 14． ABD 15 ． ABD 16．答案： （ 1）0.950 （ 2）D （3） < 不能 17．答案： （ 1）AB （2）3： 1 18．答案： （ 1）20kg （2）lm/s 向右 （1）设斜面质量为 M ，冰块和斜面的系统，水平方向动量守恒： m2v2＝（ m2＋M ）v （1 分） 系统机械能守恒： 2 22 2 22 2 1)( 2 1 vmvMmghm （1 分） 解得： M ＝20kg（1 分） （2）对冰块与斜面组成的系统：设向左为正， 则根据动量守恒得： 32222 Mvvmvm （1 分） 2 3 2 22 2 22 2 1 2 1 2 1 Mvvmvm （1 分） 解得： v2＇＝－ 1m/s （向右） （2 分） 19．答案： （ 1）6kw （ 2）t＝1s （3）26.25m （1）分析图线可知，电动车由静止开始做匀加速直线运动，达到额定功率后，做牵引力逐 渐减小的变加速直线运动，达到最大速度后做匀速直线运动。当达到最大速度 V max＝ 15m/s 时，牵引力 Fmin ＝400N， 故恒定阻力 Ff＝Fmin＝400N（1 分） 额定功率 P＝Fminvmax＝6000W（1 分） （2）匀加速运动的末速度 v＝ F P ，解得 v＝ 3m/s（1 分） 根据牛顿第二定律得 F 一 Ff＝m 解得 ＝2m/s2（1 分） 电动车的速度在达到 3m/s 之前，一直做匀加速直线运动，所求时间 t＝ a v （1 分） 解得 t＝ls（1 分） （3）设达到 B 点时的位移为 x1，根据运动学公式得 v2＝2 x1（1 分） 解得 x1＝2.25m（1 分） 从 B 点到达最大速度的过程中，根据动能定理得 Pt－fx 2＝ 22 2 1 2 1 mvmvm （1 分） 解得： x2＝24m（1 分） 故总位移为： x＝x1＋x2＝26.25m（1 分） 20．【答案】 （1）6m/s（2）40N（3）200 3 m/s≤v0≤100 30 m/ s 试题分析： （ 1）由物块与子弹一起恰能通过轨道最高点 D，得： （M ＋ m） g＝（ M＋m) R vD 2 2 （1 分） 又由物块与子弹上滑过程中根据机械能守恒得： 22 )( 2 12)()( 2 1 BD vmMRgmMvmM （ 1 分） 代入数据解得： smRgvB /66 （2 分） （2）从 CD 段脱离，设整体在 B 点的速度最大值和最小值分别为 vB1 和 vB2 R vmMgmM D 2 1)()( （1 分） 2 1 2 1 )( 2 1)( 2 12)( BD vmMvmMRgmM （1 分） 解得： smvB /301 2 2)( 2 10)( BvmMRgmM （1 分） smsmvB /32/122 由动量守恒 mv 0＝（ M ＋ m） vB（1 分） 解得： 200 3m/s≤v0≤100 30 m/s（2 分） 21．答案： （ 1）4m/s （2）12.25J （3）6 次 解：（1）设物块质量为 m，A 与 B 第一次碰前的速度为 v0，则： mgLmvEP 1 2 02 1 （1 分） 解得： v0＝4m/s（1 分） （2）设 A、B 第一次碰撞后的速度分别为 vA、vB，则 vA＝0，vB＝4m/s，碰后 B 沿传送带 向上匀减速运动直至速度为零，加速度大小设为 1， 则： mgsin ＋ 2mgcos ＝m 1， 解得： 1＝gsin ＋ 2gcos ＝ 10m/s2（1 分） 运动的时间 s a vt B 4.0 1 1 （1 分） 位移 mtvx B 8.0 2 11 （1 分） 此过程相对运动路程 s1＝vt1＋x1＝2m（1 分） 此后 B 反向加速，加速度仍为 1，与传送带共速后匀速运动直至与 A 再次碰撞，加速时间 为 s a vt 3.0 1 2 （1 分） 位移为 mtvx 45.0 2 22 （ 1 分） 此过程相对运动路程 s2＝vt2－x2＝0.45m（1 分） 全过程生热 Q＝ 2mgcos （ s1＋ s2）＝ 12.25J（1 分） （3）B 与 A 第二次碰撞，两者速度再次互换，此后 A 向左运动再返回与 B 碰撞， B 沿传送 带向上运动再次返回，每次碰后到再次碰前速率相等，重复这一过程直至两者不再碰撞． 则对 A 、B 和弹簧组成的系统，从第二次碰撞后到不再碰撞： mgLnmv 1 2 2 2 1 （2 分） 解得第二次碰撞后重复的过程数为 n＝ 2.25 所以碰撞总次数为 N＝2＋2n＝6.5＝6 次（取整数） （2 分）