陕西省榆林市绥德县绥德中学高三年级物理学科高考模拟试卷

陕西省榆林市绥德县绥德中学高三年级物理学科高考模拟试卷

第I卷（选择题，共48分）

一．选择题：本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 如图所示，一个质点做匀加速直线运动，依次经过a，b，c，d四点，已知经过ab，bc和cd三段所用时间之比为3：2：1，通过ab和cd段的位移分别为x1和x2，则bc段的位移为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

设质点经过ab，bc和cd三段所用时间分别为，和，设各段时间内的位移分别为：和，由题可得，…①

设bc段的位移为x，则…②

根据公式，则…③

同时，由于，所以得…④

结合①④可得，…⑤

而 ，即…⑥

联立③⑥可得，，故选项B正确．

2. 如图所示，在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m1，m2的两物体，物体间用轻弹簧相连，弹簧与竖直方向夹角为θ．在m1左端施加水平拉力F，使m1，m2均处于静止状态，已知m1表面光滑，重力加速度为g，则下列说法正确的是（    ）

A. 弹簧可能处于原长状态

B. 弹簧弹力的大小为

C. 地面对m2的摩擦力大小为F

D. 地面对m2的支持力可能为零

【答案】C

【解析】

A．隔离对m1分析，在水平方向上平衡，拉力F等于弹簧在水平方向上的分力，可知弹簧处于伸长状态，故A错误；

B．对m1分析，水平方向上有：，则弹簧弹力，竖直方向上有，可知，故B错误；

C． 对整体分析，地面对m2的摩擦力大小等于F，故C正确；

D． 物体m2在水平方向上平衡，可知m2在水平方向上受到摩擦力，则支持力不为零，故D错误。

故选C。

3. 在一斜面顶端，将质量相等的甲、乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上．甲球落至斜面时的动能与乙球落至斜面时的动能之比为（    ）

A. 2：1 B. 4：1 C. 6：1 D. 8：1

【答案】B

【解析】

设斜面倾角为α，小球落在斜面上速度方向偏向角为θ，甲球以速度v抛出，落在斜面上，如图所示

根据平抛运动的推论可得tanθ=2tanα，所以甲乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等。

对甲有：，对乙有：，联立可得：．

由于甲乙两球质量相等．所以动能之比等于速度之比的平方，故B正确， ACD错误．

4. 假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍,则(  )

A. 同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的倍

B. 同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的倍

C. 同步卫星的运行速度是地球赤道上的物体随地球自转速度的n2倍

D. 同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的倍

【答案】B

【解析】

研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式

解得：，其中r为卫星的轨道半径．地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，即r=nR，所以；而第一宇宙速度为：，所以同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的倍．故A错误，B正确。

同步卫星的周期与地球自转周期相同，即同步卫星和地球赤道上物体随地球自转具有相等的角速度．根据圆周运动公式得

v=ωr

因为r=nR，所以同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转速度的n倍，故C错误；

研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式

=ma

解得：a=，根据地球表面万有引力等于重力得：

=mg

则g=；那么

,

所以同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的倍，故D错误。

故选B。

5. 如图所示，用水平恒力F拉A，B，C三个物体在光滑水平面上运动。在中间的B物体上突然附上一小物块，使它随B物体一起运动，且原拉力F不变。那么附上小物块后，对两段绳的拉力Ta和Tb的变化情况判断正确的是（　　）

A. Ta增大 B. Ta变小 C. Tb增大 D. Tb不变

【答案】A

【解析】

整体的加速度

隔离对C分析，则

隔离A分析有

解得

在中间的B物体上加一块橡皮泥，总质量增大，可知Tb减小，Ta增大。

故选A。

6. 如图所示为发射地球同步卫星简化示意图，先将卫星发射至近地环绕轨道Ⅰ上，在卫星经过P点时点火实施变轨进入椭圆轨道Ⅱ，最后在远地点Q再次点火，将卫星送入同步轨道Ⅲ上，下列判断正确的是（  ）

A. 卫星沿轨道Ⅱ运动的周期可能等于沿轨道Ⅲ运动的周期

B. 卫星在轨道Ⅰ上运动至P点的速率小于卫星在轨道Ⅱ上运动至P点的速率

C. 卫星沿椭圆轨道运动时，经过P，Q两点处的向心加速度大小相等

D. 卫星沿轨道Ⅰ运动至P点的加速度大于沿轨道Ⅱ运动至P点的加速度

【答案】B

【解析】

A．根据开普勒第三定律知，卫星轨道的半长轴越长，周期越大，则知卫星沿轨道Ⅱ运动的周期一定小于沿轨道Ⅲ运动的周期，故A错误；

B．在P点必须加速，卫星才能从轨道Ⅰ运动到轨道Ⅱ上，所以卫星在轨道Ⅰ上运动至P点的速率小于卫星在轨道Ⅱ上运动至P点的速率，故B正确；

C．根据，知卫星离地心越近，加速度越大，则知卫星沿椭圆轨道运动时，经过P点处的向心加速度比Q处的大，故C错误；

D． 根据，知卫星沿轨道Ⅰ运动至P点的加速度等于沿轨道Ⅱ运动至P点的加速度，故D错误。

故选B。

7. 如图,位于水平面的圆盘绕过圆心O的竖直转轴做圆周运动,在圆盘上有一质量为m的小木块A，距圆心的距离为r，木块与圆盘间的最大静摩擦力为压力的k倍,在圆盘转速缓慢增大的过程中,下列说法正确的是(   )

A. 摩擦力对小木块做正功,其机械能增加

B. 小木块受重力、支持力和向心力

C. 小木块获得的最大动能为kmgr

D. 小木块所受摩擦力提供向心力,始终指向圆心,故不对其做功

【答案】A

【解析】

木块随圆盘一起做加速转动，线速度越来越大，是摩擦力沿速度方向的分力对小木块做正功，其机械能增加，故A正确，D错误；

小木块在运动的过程中受到重力、支持力和摩擦力的作用．向心力是效果力，不能说小球受到向心力．故B错误；

根据牛顿第二定律得，，解得最大速度，则小木块的最大动能，故C错误．

故选A.

8. 一个质量为2kg的质点在x-y平面上运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（    ）

A. 质点所受合外力大小为3N B. 质点的初速度大小为3m/s

C. 质点做匀变速直线运动 D. 质点初速度的方向与合外力的方向垂直

【答案】A

【解析】

A． 由图知物体的加速度为x轴方向的加速度，y轴方向匀速，加速度为零。

根据牛顿第二定律：

F=ma=2×1.5N=3N

故A正确；

B． 由图知，在x方向上初速度为3m/s，在y方向上初速度为4m/s，根据运动的合成，则质点的初速度的大小为v=5m/s，故B错误；

C． 因为加速度与合速度不再一条直线上，质点做匀变速曲线运动，故C错误；

D． 质点合外力的方向沿x方向，初速度方向与x方向的夹角正切值为：

，.

不垂直，故D错误；
故选A。

9. 如图所示，光滑水平面上有一长为L小车，在小车的一端放有一物体，在物体上施一水平恒力F，使它由静止开始从小车的一端运动到另一端，设小车与物体之间的摩擦力为f，则（    ）

A. 物体到达另一端时的动能为(F－f)(s＋L)

B. 物体到达另一端时小车的动能为fs

C. 整个过程中消耗的机械能为fs

D. 物体克服摩擦力做功为fL

【答案】AB

【解析】

AB．对物体，物体到达另一端时，相对于水平面发生的位移为：s+L，根据动能定理得：

（F-f）（s+L）=△Ek

对小车，位移为s，摩擦力做正功，根据动能定理得：

fs=△Ek′

所以小车具有的动能为fs，故A B正确；

C．摩擦力对系统做功-fL，则摩擦产生的内能为fL，所以整个过程中消耗的机械能为fL．故C错误；

D．物体克服摩擦力做功为f（s+L），故D错误。

故选AB。

10. 如图所示，A，B两物块的质量皆为m，静止叠放在水平地面上．A，B间的动摩擦因数为4μ，B与地面间的动摩擦因数为μ。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，则（  ）

A. 当F<4μmg时，A，B都相对地面静止

B. 当F=7μmg时，A的加速度为3μg

C. 当F=8μmg时，A相对B滑动

D. 无论F为何值，B的加速度不会超过μg

【答案】BC

【解析】

A，B之间的最大静摩擦力为：

fmax=4μmAg=4μmg

B与地面间的最大静摩擦力为：

f′max=μ（mA+mB）g=2μmg

当A，B相对滑动时，对B

整体分析此时

解得：

A． 当 F＜6μmg 时，F＜，AB之间不会发生相对滑动，当2μmg＜F＜4μmg，由于拉力大于B与地面间的最大静摩擦力，A，B与地面间发生相对滑动；故A错误；

B． 当F=7μmg时，F＞；故A，B间会发生相对滑动，此时A的加速度

故B正确；

C． 当F=8μmg时，F＞，故A，B间会发生相对滑动，故C正确；

D．根据分析可知，相对滑动后，B的加速度

故D错误。

故选BC。

11. 如图所示，一轻绳系着可视为质点的小球在竖直平面内做圆周运动，已知绳长为，重力加速度为g，小球在最低点Q的速度为，则（    ）

A. 小球运动到最低点Q时，处于超重状态

B. 小球的速度v0越大，则在P，Q两点绳对小球的拉力差越大

C. 当时，小球一定能通过最高点P

D. 当时，轻绳始终处于绷紧状态

【答案】AC

【解析】

A．小球运动到最低点Q时，由于合力的方向向上，加速度向上，则小球处于超重状态，故A正确；

B． 在Q点，根据牛顿第二定律得，

在最高点，根据牛顿第二定律得

根据动能定理得，

联立解得

TQ-TP=6mg

故B错误；

C． 小球通过P点的最小速度，根据动能定理得

最低点的最小速度

当时，小球一定能通过最高点P，故C正确；

D．小球刚好到达N点，

当时，小球能过N点但到不了最高点，则绳不是始终处于绷紧状态，故D错误。

故选AC。

12. 如图所示，A,B的质量分别为m，2m，叠放在轻质弹簧上（弹簧下端固定于地面上），对A施加一竖直向下、大小为F（F＞3mg）的力，将弹簧再压缩一段距离（始终在弹性限度内）而处于平衡状态，现突然撤去F，设两物体向上运动的过程中A,B间相互作用力大小为FN，则关于FN的说法中正确的是（重力加速度为g）（    ）

A. 刚撤去外力F时，FN= B. 弹簧弹力等于F时，FN=

C. 当两物体速度最大时，FN=mg D. 当弹簧恢复原长时，FN=0

【答案】BCD

【解析】

在突然撤去F的瞬间，AB整体的合力向上，大小为F，根据牛顿第二定律，有

得

对物体A受力分析，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有

联立解得

故A错误；

弹簧弹力等于F时，根据牛顿第二定律得，对整体有

对m有

联立解得

故B正确；

C．当物体的合力为零时，速度最大，对m，由平衡条件得

故C正确；

D．当弹簧恢复原长时，根据牛顿第二定律得，对整体有

对m有

联立解得

故D正确。

故选BCD。

第Ⅱ卷（非选择题，共52分）

二、实验探究题（共1题，共15分）

13. 利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验.

（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的（       ）

A．动能变化量与势能变化量

B．速度变化量和势能变化量

C．速度变化量和高度变化量

（2）除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是（       ）

A．交流电源

B．刻度尺

C．天平(含砝码)

（3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A,B,C，测得它们到起始点O的距离分别为,,.

已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为T．设重物的质量为，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp＝________，动能变化量ΔEk＝__________.

（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_______________________________________________________________．

【答案】    (1) A    (2) AB    (3)        (4) 存在阻力

【解析】

(1)验证机械能守恒，即需比较重力势能的变化量与动能增加量的关系，A正确，BC错误．

(2)电磁打点计时器需要接低压交流电源，实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而得出瞬时速度以及下降的高度．实验验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要用天平测量质量，AB正确，C错误．

(3)从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量;

B点的瞬时速度为： ，则动能的增加量为： ．

(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦力阻力的影响．

三、计算题（本大题共3小题，共37分，需写出规范的解题步骤）

14. 额定功率为80kW的汽车在平直公路上行驶时，其最大速度可达20m/s，汽车的质量为2t。如果汽车从静止开始做匀加速运动，设运动中阻力不变，加速度为2m/s2，求:

（1）汽车所受的阻力；

（2）第3s末汽车的瞬时功率。

【答案】（1）4000N；（2）4.8×104W

【解析】

（1）当速度最大时有

P额=F牵v=fvm

（2）匀加速过程有

F-f=ma

F=f+ma=4×103+2×103×2=8×103N

v1=at1=2×3=6m/s

则3s末汽车的瞬时功率为

P1=Fv1=8×103×6=4.8×104W

15. 如图所示，一辆上表面光滑的平板小车长L＝2 m，车上左侧有一挡板，紧靠挡板处有一可看成质点的小球．开始时，小车与小球一起在水平面上向右做匀速运动，速度大小为v0＝5 m/s。某时刻小车开始刹车，加速度a＝4 m/s2．经过一段时间，小球从小车右端滑出并落到地面上。求：

（1）从刹车开始到小球离开小车所用的时间；

（2）小球离开小车后，又运动了t1＝0．5 s落地．小球落地时落点离小车右端多远？

【答案】(1) t＝1 s.；(2)Δx＝2.375 m.

【解析】

（1）刹车后小车做匀减速运动，小球继续做匀速运动，设经过时间，小球离开小车，判别小车没有停止运动，则

代入数据可解得：.

（2）经判断小球落地时，小车已经停止运动。设从刹车到小球落地，小车和小球总位移分别为，则：

设小球落地时，落点离小车右端距离为，则

解得：.

16. 如图所示，质量为m＝1 kg的小物块由静止轻轻放在水平匀速运动的传送带上的A点，从A点随传送带运动到水平部分的最右端B点，经半圆轨道C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道，恰能做圆周运动．C点在B点的正上方，D点为轨道的最低点．小物块离开D点后，做平抛运动，恰好垂直于倾斜挡板打在挡板跟水平面相交的E点．已知半圆轨道的半径R＝0.9 m，D点距水平面的高度h＝0.75 m，取g＝10 m/s2，试求：

(1)摩擦力对小物块做的功；

(2)小物块经过D点时对轨道压力的大小；

(3)倾斜挡板与水平面间的夹角α.

【答案】(1)4.5 J；　(2)60 N；　(3)60°；

【解析】

（1）设小物块经过C点时的速度大小为v1,经过C点恰能做圆周运动，所以，由牛顿第二定律得：

mg=mv12/R,

解得v1=3m/s,

小物块由A运动到B的过程中，设摩擦力对小物块做的功为w，由动能定理得：

W=mv12/2=4.5J.

(2)设小物块经过D点时瞬时速度大小为v2，对由C点运动到D点的过程，有机械能守恒定律得：

mv12/2+mg2R=mv22/2,

小物块经过D点时，设轨道对它的支持力大小为FN,由牛顿第二定律得：

FN-mg=mv22/R,

联立解得：FN=60N,

由牛顿第三定律可知，小物体对轨道的压力大小为：

F压=FN=60N.

(3)小物块离开D点后做平抛运动，设经时间t打在E点，由h=gt2/2得t=s .

设小物块打在E点时速度的水平、竖直分量分别为vx,vy，速度与竖直方向夹角为θ，则

Vx=v2,

Vy=gt,

tanθ= Vx/ Vy=.

θ=60°.

由几何关系得：α=θ=60°.