2019届山东师范大学附属中学高三上学期第二次模拟考试理科综合物理试题（解析版）

山东省师范大学附属中学2019届高三上学期第二次模拟考试理科综合

物理试题

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。

注意事项：

1.答题前，考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上，考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的准考证号、姓名与本人准考证号、姓名是否一致。

2.第Ⅰ卷每小题选出答案后用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。第Ⅱ卷用黑色墨水签字笔在答题卡上规定的答题区域内书写作答，超出答题区域书写的答案无效。在试题卷上作答，答案无效。

3.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

4.保持卡面清洁，不要折叠、弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

5.考试结束后，监考员将试题卷、答题卡一并收回。

可能用到的相对原子质量：

H:1 Li:7 C:12 N:14 O:16 Na:23 Al:27 S:32 Cl:35.5 K:39 Cr:52 Mn:55 Fe:56 Cu:64 Zn:65 Hg:200 Pb:207

第Ⅰ卷（选择题共126分）

本卷共21小题，每小题6分，共126分。

二、选择题：本题共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一个选项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1.如图所示是甲、乙两物体从同一点出发的位移时间(x ­t)图象，由图象可以看出在0～4 s这段时间内(　　)

A. 甲、乙两物体始终同向运动

B. 2 s时甲、乙两物体之间的距离最大

C. 甲的平均速度大于乙的平均速度

D. 甲、乙两物体之间的最大距离为3 m

【答案】BD

【解析】

试题分析：由于位移-时间图象的斜率表示该时刻的速度，可以从图中看出乙物体的斜率始终为正值，速度始终为正方向，而甲物体前内速度为正方向，到内速度为负方向，故A错误；末两物体的位置坐标相同，说明两物体相遇，故B错误；由图知：内甲的位移大小为，乙的位移大小为，可见，位移相等，所用时间也相等，则由平均速度相等，故C错误；从位移-时间图象来看，两个物体末纵坐标读数之差最大，即两物体相距最远，可知末两物体相距最远，最大距离为，故D正确。

考点：匀变速直线运动的图像、匀变速直线运动的速度与时间的关系

【名师点睛】位移-时间图象表示物体的位置随时间的变化，图象上的任意一点表示该时刻的位置，图象的斜率表示该时刻的速度，斜率的正负表示速度的方向．结合这些知识分析。

2.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所受的合力始终为零

【答案】BD

【解析】

试题分析：先对N受力分析，受重力、M对N的支持力和PQ对N的支持力，根据共点力平衡条件，有，

再对NM整体受力分析，受重力、地面支持力、PQ挡板对其向左的支持力和地面对其向右的支持力，根据共点力平衡条件，有

PQ保持竖直且缓慢地向右移动过程中，角θ不断变大，故f变大，N不变，N1变大，N2变大，MN受到的合力为零；

故选A，

考点：考查了力的动态变化

点评：本题关键是先对物体N受力分析，再对MN整体受力分析，然后根据共点力平衡条件求出各个力的表达式，最后再进行讨论．

3.如图所示，质量为m的物块与转台之间的最大静摩擦力为物块重力的k倍，物块与转轴OO′相距R，物块随转台由静止开始转动，转速缓慢增大，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到恰好要滑动前的这一过程中，转台的摩擦力对物块做的功最接近

A. 0    B. 2πkmgR

C. kmgR    D. kmgR

【答案】C

【解析】

分析：通过题目情境我们发现在物块由静止到开始滑动前的这一过程中，转台对物块的作用力是一个变力，

对于变力做的功我们应该首先想到运用动能定理．

对于圆周运动的临界问题，我们要通过临界条件列出等式．

解答：解：由于物体做圆周运动，物体刚开始滑动这一时刻，物体受到转台的摩擦力达到最大静摩擦力去提供向心力．

即：kmg=m，v2=kgR．

设转台对物块做的功为W转，运用动能定理研究在物块由静止到开始滑动前的这一过程，

W转=mv2-0=

故选D．

4.设地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，月球绕地球公转周期为T，玉兔号月球车所拍摄的月面照片从月球以电磁波形式发送到北京航天飞行控制中心所用时间约为（真空中的光速为c，月地距离远大于地球半径）

A.     B.     C.     D.

【答案】D

【解析】

【详解】研究月球绕地球的运动，根据万有引力定律和向心力公式：…①
物体在地球表面上时，由重力等于地球的万有引力得：…②
由①②解得：；再由t=r/c，则有从月球以电磁波形式发送到北京航天飞行控制中心所用时间约：；故选D。

5.如图所示，摆球的质量为m，从A处由静止释放，摆球运动到最低点B时的速度大小为v,重力加速度为g，不计空气阻力,则摆球从A运动到B的过程中

A. 重力做的功为    B. 重力的最大瞬时功率为mgv

C. 重力的冲量为0    D. 重力的冲量大小为mv

【答案】A

【解析】

试题分析：摆球从最大位移A处由静止开始释放，摆球运动到最低点B，根据动能定理得：，故A正确．某个力的功率应用力乘以力方向上的速度，摆球运动到B时的速度方向是水平的，所以重力的瞬时功率是0，故B错误．由动量定理，合外力的冲量等于物体动量的改变量．所以摆球从A运动到B的过程中合力的冲量为mv，故C错误；D错误．

考点：本题考查动能定理、瞬时功率、动量定理．

6.如图所示为粮袋的传送装置，已知AB间长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时其运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

A. 粮袋到达B点的速度与v比较，可能大，也可能相等或小

B. 粮袋开始运动的加速度为g(sin θ－μcos θ)，若L足够大，则以后将一定以速度v做匀速运动

C. 若μ≥tan θ，则粮袋从A到B可能一直是做加速运动

D. 不论μ大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a>gsin θ

【答案】AC

【解析】

试题分析：A、粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B点时的速度小于v；可能先匀加速运动，当速度与传送带相同后，做匀速运动，到达B点时速度与v相同；也可能先做加速度较大的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动，到达B点时的速度大于v,故A正确．B、粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，大小为μmgcosθ,根据牛顿第二定律得到，加速度．故B错误．C、若μ≥tanθ，粮袋从A到B可能一直是做加速运动,也可能先匀加速运动,当速度与传送带相同后,做匀速运动．故C错误．D、由上分析可知，粮袋从A到B不一定一直匀加速运动．故D错误．故选A.

考点：本题考查牛顿第二定律；滑动摩擦力、匀变速直线运动的规律。

【名师点睛】本题考查分析物体运动情况的能力，而要分析物体的运动情况，首先要具有物体受力情况的能力．传送带问题，物体的运动情况比较复杂，关键要考虑物体的速度能否与传送带相同．

7.一轻杆下端固定一质量为m的小球，上端连在光滑水平轴上，轻杆可绕水平轴在竖直平面内运动(不计空气阻力)，如图所示．当小球在最低点时给它一个水平初速度v0，小球刚好能做完整的圆周运动．若小球在最低点的初速度从v0逐渐增大，则下列判断正确的是

A. 小球能做完整的圆周运动，经过最低点的最小速度为

B. 小球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大

C. 小球在最低点对轻杆的作用力一直增大

D. 小球在运动过程中所受合外力的方向始终指向圆心

【答案】ABC

【解析】

【详解】设轻杆对小球的作用力大小为F，方向向上，小球做完整的圆周运动经过最高点时，对小球，由牛顿第二定律得mg-F=m，当轻杆对小球的作用力大小F=mg时，小球的速度最小，最小值为0，从最高点到最低点，由动能定理：mg∙2R=mv02，则v0=2，故A正确。由mg-F=m，可得在最高点轻杆对小球的作用力F=mg-m，若小球在最低点的初速度从v0逐渐增大，小球经过最高点时的速度v也逐渐增大，所以轻杆对小球的作用力F先减小后反向增大（先为支持力后为拉力，正负表示力的方向）。由牛顿第三定律可得小球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大，故B正确。在最低点，由F-mg=m，可得轻杆对小球的作用力（拉力）F=mg+m，若小球在最低点的初速度从v0逐渐增大，则轻杆对小球的作用力（拉力）一直增大，故C正确。轻杆绕水平轴在竖直平面内运动，小球不是做匀速圆周运动，所以合外力的方向不是始终指向圆心，只有在最低点和最高点合外力的方向才指向圆心，故D错误。故选ABC。

【点睛】本题关键对小球在最高点和最低点分别受力分析，然后根据牛顿第二定律列式分析，要注意，杆对小球可以无弹力，可以是拉力、支持力．

8.在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上有一个质量为m＝2 kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ＝45°角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小球的弹力恰好为零．当剪断轻绳的瞬间，取g＝10 m/s2，以下说法正确的是

A. 此时轻弹簧的弹力大小为零

B. 小球的加速度大小为8 m/s2，方向向左

C. 若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度大小为10 m/s2，方向向右

D. 若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度为0

【答案】BD

【解析】

试题分析：在剪断轻绳前，小球受重力、绳子的拉力以及弹簧的弹力处于平衡，根据共点力平衡得，弹簧的弹力：F=mgtan45°=20×1=20N，故A正确；剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力仍然为20N，小球此时受重力、支持力、弹簧弹力和摩擦力四个力作用；小球所受的最大静摩擦力为：f=μmg=0．2×20N=4N，根据牛顿第二定律得小球的加速度为：；合力方向向左，所以向左加速．故B正确；剪断弹簧的瞬间，轻绳对小球的拉力瞬间为零，此时小球所受的合力为零，则小球的加速度为零，故C错误，D正确；故选ABD。

考点：牛顿第二定律的应用

第Ⅱ卷（非选择题共174分）

注意事项：

第Ⅱ卷页，须用黑色墨水签字笔在答题卡上作答，在试题卷上作答，答案无效。

三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题～第32题为必考题，每个试题考生必须作答。第33题～第38题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题（共129分）

9.某同学在做探究弹力跟弹簧长度的关系的实验中，设计了如图所示的实验装置。所用的钩码每只的质量都是30g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应弹簧的长度，将数据填在了下面的表中。（弹力始终未超过弹性限度，取g=10m/s2）

（1）由以上实验数据求得弹簧的劲度系数k=_______N/m。

（2）由以上实验数据得出弹簧弹力大小F与长度L的关系式为______。对应的函数关系图线与横轴（长度L）的交点代表______。

【答案】    (1). 20    (2). 0.2(L-6)    (3). 弹簧原长

【解析】

【详解】（1）任取两组表格数据，使用胡克定律有；
 所以弹簧弹力可表示为F=kx=20（L-0.06）（全部取国际单位时），

按本题表格数据表示即为F=0.2（L-6）；

与横轴交点即F=0时，L=6cm，即弹簧原长．

10.实验装置探究重锤下落过程中动能与重力势能的转化问题。

（1） 实验操作步骤如下：

A．按实验要求安装好实验装置。

B．使重锤靠近打点计时器，接着先释放重锤，再接通电源， 打点计时器在纸带上打下一系列的点。

C．图为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点。分别测出若干连续打点A、B、C……与 O点之间的距离h1、h2、h3……。

以上A、B、C三个选项中哪个选项是错误的_________。

（2）已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测的h1、h2、h3，可得重锤下落到B点时的速度大小为________，纸带从O点下落到B点的过程中，重锤增加的动能为________，减小的重力势能为__________，在误差允许范围内重锤动能增加量______重力势能减少量（填写“大于”、“等于”或“小于”）。

（3）取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek 和重力势能Ep，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示Ek和Ep，根据以上数据在图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ。已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94 J/m，请计算图线Ⅱ的斜率k2=____J/m（保留3位有效数字）。重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为_________（用k1和k2字母表示）。

【答案】    (1). B    (2).     (3).     (4). mgh2    (5). 等于    (6). 2.80（2.73～2.83均可）    (7). （k1用mg表示也可）

【解析】

【详解】（1）步骤B中如果先释放纸带后接通电源，有可能会出现小车已经拖动纸带运动一段距离，电源才被接通，那么纸带上只有很小的一段能打上点，大部分纸带没有打上点，纸带的利用率太低；所以应当先接通电源，后让纸带运动．
（2）B点的瞬时速度，则重物动能的增加量△Ek＝mvB2＝，重力势能的减小量为△Ep=mgh2．在误差允许范围内重锤动能增加量等于重力势能减少量；
（3）取打下O点时重物的重力势能为零，因为初位置的动能为零，则机械能为零，每个位置对应的重力势能和动能互为相反数，即重力势能的绝对值与动能相等，而图线的斜率不同，原因是重物和纸带下落过程中需要克服阻力做功．根据图中的数据可以计算计算图线Ⅱ的斜率k2=2.80 J/m．根据动能定理得，mgh-fh=mv2，则mg-f=，图线斜率k1＝＝mg，图线斜率k2＝，知k1-f=k2，则阻力f=k1-k2．所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为．

【点睛】解决本题的关键知道实验的原理，验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等．以及知道通过求某段时间内的平均速度表示瞬时速度．

11.如图所示，一个质量m＝2 kg的滑块在倾角为θ＝37°的固定斜面上，受到一个大小为40 N的水平推力F作用，以v0＝20 m/s的速度沿斜面匀速上滑。（sin 37°＝0.6，取g＝10 m/s2）

（1）求滑块与斜面间的动摩擦因数；

（2）若滑块运动到A点时立即撤去推力F，求这以后滑块再返回A点经过的时间。

【答案】（1）0.5　（2）3s

【解析】

试题分析：（1）滑块在水平推力作用下沿斜面向上匀速运动时，合力为零，则有

Fcos37°=mgsin37°+μ（mgcos37°+Fsin37°）

代入解得，μ=0．5

（2）撤去F后，滑块上滑过程：根据牛顿第二定律得：mgsin37°+μmgcos37°=ma1，

得，a1=g（sin37°+μcos37°）

上滑的时间为

上滑的位移为

滑块下滑过程：mgsin37°-μmgcos37°=ma2，

得，a2=g（sin37°-μcos37°）

由于下滑与上滑的位移大小相等，则有x=a2t22

解得，

故 t=t1+t2=（1+）s

考点：牛顿第二定律的综合应用

【名师点睛】本题分析滑块的受力情况和运动情况是关键，由牛顿第二定律和运动学公式结合是处理动力学问题的基本方法。

12.如图所示，劲度系数k=20.0N/m的轻质水平弹簧右端固定在足够长的水平桌面上，左端系一质量为M=2.0kg的小物体A，A左边所系轻细线绕过轻质光滑的定滑轮后与轻挂钩相连。小物块A与桌面的动摩擦因数μ=0.15，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将一质量m=1.0kg的物体B挂在挂钩上并用手托住，使滑轮右边的轻绳恰好水平伸直，此时弹簧处在自由伸长状态。释放物体B后系统开始运动，取g=10m/s2。

（1）求刚释放时物体B的加速度a；

（2）求小物块A速度达到最大时,弹簧的伸长量x1；

（3）已知弹簧弹性势能，x为弹簧形变量，求整个过程中小物体A克服摩擦力所做的总功W。

【答案】（1）    （2）0.35m    （3）2.4J

【解析】

【详解】（1） 对A、B两物体组成的系统由于mg＞μMg，所以B刚释放时物体A将开始向左运动，

此时弹簧弹力为零，据牛顿第二定律有：      

解得 

（2） 在A向左加速过程中位移为x时A和B的加速度为a′，

据牛顿第二定律有 

A第1次向左运动到a′=0位置时，速度达到最大，设A此时向左运动位移为x1，则有：

mg- μMg- kx1= 0                                              

解得 

（3）设A向左运动的最大位移为x2，则有mgx2= kx22+μMgx2 

解得x2=0.7 m                

此时kx2＞mg+μMg，故A将向右运动。

设A向右运动返回到离初始位置距离为x3时速度再次减为零，则有

kx22- kx32=mg（x2-x3）+μMg（x2-x3）

解得x3=0.6 m  

此时mg＜μMg+kx3，所以A静止在x3处。  

整个过程中A运动的总路程s=x2+（x2-x3）=0.8 m     

A克服摩擦力所做总功W=μMgs=2.4 J

【点睛】本题综合考查了牛顿第二定律、能量守恒定律，综合性较强，对学生的能力要求较高，关键合理的选择研究对象，运用牛顿第二定律和能量守恒定律进行求解，掌握整体法和隔离法的运用．

（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡答题区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

[物理----选修3-3]（15分）

13.在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，下列说法正确的是_______

A．胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比

B．牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点

C．卡文迪许用扭称实验测出万有引力常量，由此称他为第一个“测出地球质量”的人

D．在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证

E．开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律

【答案】ACE

【解析】

【详解】胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比，故A正确；伽利略应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点，故B错误；卡文迪许用扭称实验测出万有引力常量，由此称他为第一个“测出地球质量”的人，选项C正确；伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，故D错误；开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律，选项E正确；故选ACE.

14.我国首次执行载人航天飞行的“神舟”六号飞船于2005年10月12日在中国酒泉卫星发射中心发射升空，由“长征—2F”运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上.近地点A距地面高度为h1.实施变轨后，进入预定圆轨道，如图所示.在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，之后返回.已知引力常量为G，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，求：

（1）预定圆轨道距地面的高度为多大？

（2）飞船在近地点A的加速度为多大？

【答案】（1）  （2）

【解析】

【详解】（1）由题设飞船做匀速圆周运动，在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，因周期为转一圈的时间，所以飞船在预定圆轨道上运动的周期为

设预定圆轨道距地面的高度为h，飞船在预定圆轨道上做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律及万有引力定律得：

当飞船在地球表面时有

以上各式联立解得：预定圆轨道距地面的高度为

（2）根据万有引力定律得：飞船在近地点A所受的万有引力为

又　

根据牛顿第二定律得：

以上各式联立解得：飞船在近地点A的加速度为

【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和地面附近万有引力等于重力这两大理论，并能熟练运用．