2019届黑龙江省哈尔滨市第三中学高三上学期第二次调研考试物理试题（解析版）

 2019届黑龙江省哈尔滨市第三中学高三上学期第二次调研考试物理试题（解析版）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1-8题只有一个选项正确，9-12题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的不得分）1.在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是：A. 卡文迪许发现了万有引力定律B. 开普勒在第谷观测数据的基础上提出了开普勒行星运动定律C. 牛顿通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因D. 笛卡尔用扭秤实验测出了万有引力常量【答案】B【解析】【详解】卡文迪许通过扭秤实验测得了引力常量，牛顿发现了万有引力定律，AD错误；开普勒在第谷观测数据的基础上提出了开普勒行星运动定律，B正确；伽利略通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因，C错误．2.宇宙中两颗靠得比较近的恒星可认为只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转,称之为双星系统。设双星A、B绕其连线上的某点做匀速圆周运动，下列说法中正确的是：A. A、B的角速度相同B. A、B的线速度相同C. A、B做圆周运动的轨道半径与质量成正比D. A、B的向心加速度大小相等【答案】A【解析】【详解】两星同轴转动，故角速度相等，由于两者绕同一点做匀速圆周运动的半径不一定相同，根据可知线速度不一定相等，A正确B错误；两者之间的引力充当向心力，故，解得，即两者之间的轨道半径与质量成反比，C错误；根据可知，两者之间的向心加速度大小不一定相等，D错误．【点睛】解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度．3.火箭发射回收是航天技术的一大进步。火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上。不计火星质量的变化，则（    ）A. 火箭在匀速下降过程中机械能守恒B. 火箭在减速下降过程中携带的检测仪器处于失重状态C. 火箭在减速下降过程中合力做功，等于火箭机械能的变化D. 火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力【答案】D【解析】匀速下降阶段，说明阻力等于重力，阻力做负功，所以机械能不守恒，故A错误；在减速阶段，加速度向上，所以超重，故B错误；火箭在减速下降过程中合力做功等于动能改变量，故C错误；火箭着地时，加速度向上，所以地面给火箭的力大于火箭重力，故D正确。所以D正确，ABC错误。 4.如图所示，光滑木板长1 m，木板上距离左端O点m处放有一物块，木板可以绕左端O点垂直纸面的轴转动，开始时木板水平静止．现让木板突然以一恒定角速度顺时针转动，物块下落正好可以砸在木板的末端，已知重力加速度g＝10 m/s2，则木板转动的角速度为(　　)A. π rad/s    B. π rad/s    C. π rad/s    D. π rad/s【答案】C【解析】设从开始到物块砸在木板的末端，木板转过的角度为，根据几何知识可知，解得，所以物块下落的高度，由，得物块下落时间为，所以木板转动的角速度，C正确．【点睛】木块做自由落体运动，木板做匀速圆周运动，当木块砸在木板末端时，两者的运动时间相同．根据自由落体运动求时间是本题的关键．5.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。在从A到B的过程中，物块（    ）A. 加速度逐渐减小B. 经过O点时的速度最大C. 所受弹簧弹力始终做正功D. 所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功【答案】D【解析】【详解】由于水平面粗糙且O点为弹簧在原长时物块的位置，所以弹力与摩擦力平衡的位置在OA之间，加速度为零时弹力和摩擦力平衡，所以物块在从A到B的过程中加速度先减小后反向增大，A错误；物体在平衡位置处速度最大，所以物块速度最大的位置在AO之间某一位置，B错误；从A到O过程中弹力方向与位移方向相同，弹力做正功，从O到B过程中弹力方向与位移方向相反，弹力做负功，C错误；从A到B过程中根据动能定理可得，即，即弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功，D正确．6.如图所示,水平细杆上套一球A，球A与球B间用一轻绳相连，质量分别为和，由于B球受到水平风力作用，球A与球B一起向右匀速运动。已知细绳与竖直方向的夹角为，则下列说法中正确的是:A. 球A与水平细杆间的动摩擦因数为B. 球B受到的风力F为C. 风力增大时，若A、B仍匀速运动，轻质绳对球B的拉力保持不变D. 杆对球A的支持力随着风力的增加而增加【答案】B【解析】【分析】先对球B受力分析，受重力、风力和拉力，根据共点力平衡条件列式分析；对A、B两物体组成的整体受力分析，受重力、支持力、风力和水平向左的摩擦力，再再次根据共点力平衡条件列式分析各力的变化．【详解】对球B受力分析，受重力、风力和拉力，如图：风力为，绳对B球的拉力为，把环和球当作一个整体，对其受力分析，受重力、支持力N、风力F和向左的摩擦力f，如图，根据共点力平衡条件可得：杆对A环的支持力大小：、，则A环与水平细杆间的动摩擦因数为，B正确A错误；当风力增大时，增大，则T增大。C错误；对整体分析，竖直方向上杆对环A的支持力，不变，D错误．【点睛】本题考查受力分析以及共点力的平衡条件应用，要注意明确整体法与隔离法的正确应用．
①整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解．在许多问题中用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力．
②隔离法：从系统中选取一部分（其中的一个物体或两个物体组成的整体，少于系统内物体的总个数）进行分析．隔离法的原则是选取受力个数最少部分的来分析．
③通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法．有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用1、当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时常用隔离法．
2、整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法．7.“嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于2020年登陆火星．假如某志愿者登上火星后将一小球从高为h的地方由静止释放，不计空气阻力，测得经过时间t小球落在火星表面，已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星自转，则下列说法正确的是(　　)A. 火星的第一宇宙速度为B. 火星的质量为C. 火星的平均密度为D. 环绕火星表面运行的卫星的周期为【答案】CD【解析】根据h＝gt2得火星表面的重力加速度g＝，在火星表面的近地卫星的速度即第一宇宙速度mg＝m，解得，所以火星的第一宇宙速度，故A错误；火星表面任意物体的重力等于万有引力mg＝G，得，故B错误；火星的体积为V＝πR3，根据，故C正确；根据，故D正确，故选CD.点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用，知道第一宇宙速度等于贴近星球表面做圆周运动的速度，即轨道半径等于星球的半径.8.如图所示，跨过同一高度处的光滑定滑轮的细线连接着质量相同的物体A和B，A套在光滑水平杆上，B被托在紧挨滑轮处，细线与水平杆的夹角，定滑轮离水平杆的高度,。当B由静止释放后,A所能获得的最大速度为 :A.     B.     C.     D. 【答案】B【解析】【分析】将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于B的速度大小，根据该关系得出A、B的速率之比．当时，A的速率最大，此时B的速率为零，根据系统机械能守恒求出A获得的最大速度．【详解】将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于B的速度大小，有，A、B组成的系统机械能守恒，当时，A的速率最大，此时B的速率为零。根据系统机械能守恒有：，解得，B正确．9.从水平地面上方同一高度处，使A球斜上抛，使B球平抛，且两球质量相等，初速度大小相同，最后落于同一水平地面上，空气阻力不计，在此过程中，下列说法正确的是：A. 重力对两球做功相同    B. 重力对两球冲量不同C. 两球运动过程中动量的变化量相同    D. 两球着地时的动量相同【答案】AB【解析】【详解】斜直上抛和平抛过程中两球都只受重力作用，只有重力做功，两物体初位置高度相同，故重力做功相同，A正确；由于两球初始高度相同，a球斜上抛，b球平抛，a球开始时具有向上的分速度，所以a运动的时间比b球运动的时间长，故重力对a球的冲量比对b球的冲量大，B正确；根据动量定理可得重力对两者的冲量不同，故两球的动量变化量不同，C错误；由机械能守恒定律可得，小球落地时的速度大小相等，方向不同，落地时的动量大小相等，方向不同，动量不同，D错误．【点睛】本题考查了判断动量、冲量是否相同，应用动量定理即可正确解题，解题时要注意，动量、冲量都是矢量，只有大小与方向都相同时，两动量或两冲量才相等．10.2016年9月15日,我国的空间实验室天宫二号在酒泉成功发射。9月16日,天宫二号在椭圆轨道Ⅰ的远地点A开始变轨，变轨后在圆轨道Ⅱ上运行，如图所示，A点离地面高度约为380km，地球同步卫星离地面高度约为36000km。若天宫二号变轨前后质量不变，则下列说法正确的是:A. 天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过远地点A点的速度一定小于7.9km/sB. 天宫二号在轨道Ⅰ上运行的周期可能大于在轨道Ⅱ上运行的周期C. 天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过近地点B的速度一定大于Ⅱ轨道的速度D. 天宫二号在轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ机械能减少【答案】AC【解析】【详解】7.9km/s为第一宇宙速度，也为最大轨道环绕速度，故天宫二号在轨道Ⅰ上运行通过远地点A点的速度一定小于7.9km/s，A正确；根据开普勒第三定律，因为轨道Ⅰ的半长轴小于圆轨道Ⅱ的半径，所以“天宫二号”在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期，B错误；根据可得，即轨道半径越大，线速度越小，若轨道I为圆周，则在轨道I上的速度大于在轨道II上的速度，而轨道I为椭圆，即在B点需要点火加速，所以在B点的速度一定大于Ⅱ轨道的速度，C正确；从轨道I变轨到轨道II，需要在A点点火加速逃逸，即外力做正功，机械能增大，D错误．11. 如图所示，一竖直面内有OA.OB.OC三个倾角不相同的斜面，它们的底端都相交于O点，竖直的虚线圆与水平面相切与O点，虚线PQ水平，虚线MN竖直。现将一系列完全相同的滑块（可视为质点）分别从这些斜面上的某点同时由静止释放，下列判断正确的是A.若各斜面均光滑，滑块释放时分别处在同一水平虚线PQ与各斜面的交点上，则这些滑块到达O点的速率相等B.若各斜面均光滑，滑块释放时分别处在虚线圆与各斜面的交点上，则这些滑块达到O点的速率相等C.若各斜面均光滑，滑块释放时分别处在虚线圆与各斜面的交点上，则这些滑块到达O点的时间相等D.若各斜面与这些滑块间的动摩擦因数相等，滑块释放时分别处于同一竖直虚线MN与各斜面的交点上，则滑到O点的过程中，各滑块损失的机械能相等【答案】ACD【解析】试题分析：若各斜面光滑，各释放点处在同一水平线上，则h相同，根据，则到达O点的速率相等，A正确B错误；以O点为最低点的虚线圆是等时圆，可知滑块从虚线圆和各斜面的交点运动到O点的时间相等，C正确；若各释放点处在同一竖直线上，则各滑块滑到O点的过程中滑块滑动的水平距离x相同，滑块损失的机械能等于克服摩擦力做功，所以损失的机械能相等，D正确；考点：考查了机械能守恒定律，功能关系【名师点睛】力做功相同，小球的重力势能改变量就相同，动能增加量相同；根据“等时圆”的适用条件构造出“等时圆”，作出图象，根据位移之间的关系即可判断运动时间；滑块损失的机械能为克服摩擦力做功12.如图所示,一足够长的轻质滑板置于光滑水平地面上，滑板上放有质量分别为和的 A、B两物块,A、B与滑板之间的动摩擦因数都为，一水平恒力F作用在A物体上,重力加速度g取，A、B与滑板之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则当F逐渐增大时，A、B的加速度为和，下列说法正确的是:A. 若，则A、B物块及木板都静止不动B. 若，则A、B物块的加速度都为C. 无论外力多大，B物块与木板都不会发生相对滑动D. 若，B物块的加速度为【答案】BCD【解析】【分析】根据滑动摩擦力公式求出A、B与木板之间的最大静摩擦力，比较拉力和最大静摩擦力之间的关系判断物体的运动情况，进而判断物体所受摩擦力的情况，根据牛顿第二定律求出B的加速度和A的加速度变化情况【详解】A与木板间的最大静摩擦力为，B与木板间的最大静摩擦力为，轻质滑板受到的最大摩擦力为，当F=1N时小于2N，故三者相对静止，一块加速运动，A错误；若F=1.5N时小于2N，即三者仍相对静止的一起加速，加速度为，B正确；因为轻质滑板受到的最大摩擦力为，所以无论外力多大，B物块与木板都不会发生相对滑动，若时，A相对轻质滑板滑动，B和轻质滑板的加速度为，CD正确．二、实验题（16分）13.某同学探究加速度、力与质量的关系实验装置如下，（1）在实验之前，首先平衡摩擦力，使细线的拉力近似等于砝码及砝码盘所受的总重力，关于平衡摩擦力，下列正确的是（_____）A.将木板右端适当垫高，放上小车让其沿板匀速下滑即可B.将木板右端适当垫高，放上小车，穿好纸带，让小车沿板滑下时，打点计时器在纸带上打下一系列等间距的点即可C.将木板右端适当垫高，放上小车，穿好纸带，小车前端用细绳绕过滑轮连接砝码盘（不放砝码），让小车匀速下滑即可D.平衡摩擦之后，通过增加或者减少小车上的砝码改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦（2）甲、乙、丙三名同学在做实验之前都将木板的右侧垫高，然后根据实验数据分别做出了-和-图像（小车的加速度为，小车的质量为，绳中拉力为，砝码盘及砝码的质量总和为）由甲图可知砝码盘及砝码的总质量为_________kg（g取10m/s2）    由乙图可知乙同学在操作中使木板的倾角过_________（填大、小）分析丙图，图线上部分弯曲的原因是未满足 ____________（3）在实验中挑选一条点迹清晰的纸带，打点计时器的频率为50Hz，每5个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离，纸带的一段如图所示由纸带求得小车加速度为_________m/s2 （结果保留两位有效数字）。【答案】    (1). BD    (2). 0.02    (3). 小    (4). M»m    (5). 0.20【解析】【详解】（1）平衡摩擦力时应将木板右端适当垫高，放上小车，穿好纸带，让小车沿板滑下时，打点计时器在纸带上打下一系列等间距的点，由于平衡摩擦力是利用，两边的质量相互抵消，即平衡摩擦之后，通过增加或者减少小车上的砝码改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦，BD正确；（2）根据牛顿第二定律可得，图像的斜率表示F，故，解得砝码和砝码盘的质量为0.02kg；图乙中当小车的质量减小到一定程度时，才开始做匀加速直线运动，即平衡摩擦力的力度较小，故在操作中使木板的倾角过过小；图丙中图线发生弯曲，是因为当小车的质量发生变化时，不再满足，即砝码盘和砝码的总重力对小车的拉力不等于小车受到的合外力；（3）每五个点取一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为，根据逐差公式可得．14.利用如图装置进行验证机械能守恒定律的实验，（1）实验中若改用电火花计时器，工作电压是交流________v（2）需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落的高度，某同学对实验得到的纸带设计了以下几种测量的方案，正确的是（____）A.由刻度尺测出物体下落的高度，用打点间隔算出下落时间，通过计算出瞬时速度B.由刻度尺测出物体下落的高度，通过计算出瞬时速度C.由刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度D.根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度，并通过计算得出高度（3）在实验中，有几个注意的事项，下列正确的是（_____）A.为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，应该与纸带在同一竖直线上B.可以选用质量很大的物体，先用手托住，等计时器通电之后再释放C.实验结果如果正确合理，得到的动能增加量应略大于重力势能的减少量D.只有选第1、2两点之间的间隔约等于2mm的纸带才代表第1 点的速度为0【答案】    (1). 220    (2). C    (3). AD【解析】【详解】（1）电火花打点计时器使用的是220V的交流电；（2）物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用，不是自由落体运动，，，都是自由落体运动的公式．若用这些公式进行分析，就不需要验证了，相当于用机械能守恒验证机械能守恒．下落的高度用刻度尺测量，瞬时速度用平均速度的方法计算，故C正确．（3）为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，使它在同一竖直线上，A正确；应选择质量大，体积小的重锤，减小实验的误差，B错误；因为存在阻力作用，知动能的增加量略小于重力势能的减小量，C错误；根据知，只有选第1、第2两打点间隔约2mm的纸带才代表打第1点时的速度为零，D正确．【点睛】实验中应注意事项
（1）因为不需要知道物体在某点动能和势能的具体数值，所以不必测量物体的质量m，而只需验证就行了．（2）打点计时器要竖直架稳，使板面在同一竖直平面内，其两限位孔中心要在同一竖直线上，以尽量减少纸带与打点计时器间的摩擦阻力作用．
（3）实验时，必须先接通电源，让打点计时器正常工作后才能松开纸带让重物下落．
（4）测量下落高度时，都必须从起始点算起，不能弄错．为了减小测量h值的相对误差，选取的各个计数点要离起始点适当远些．
（5）由于实验中不可避免地存在纸带与限位孔、振针间的摩擦及空气阻力作用，因此减小的重力势能值△Ep要大于增加的动能值△Ek．三、计算题(共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)15.撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动。在某次比赛中，认为运动员越过横杆后做自由落体运动，重心下降4.05m时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t=0.90s。已知运动员质量m=65kg，重力加速度g＝10 m/s2，不计撑杆的质量和空气的阻力。求：软垫对运动员平均作用力的大小。【答案】【解析】【详解】运动员越过横杆后做自由落体运动，故根据，可得越过横杆瞬间的速度大小为：；设向上为正方向，根据动量定理可得：，解得．16.如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动．现测得转台半径R＝0.5 m，离水平地面的高度H＝1.25m，物块与转台间的动摩擦因数。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2。求：（1）物块做平抛运动的初速度大小v0；（2）物块的落地点与O的水平距离（第二问结果保留两位有效数字）【答案】（1） （2）【解析】【详解】（1）物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有，解得（2）物块做平抛运动，在竖直方向上有，解得在水平方向上有，解得物块落地点到转台中心的水平距离s，由，解得．17.如图，轻质弹簧左端固定，右端连接一个光滑的滑块A，弹簧的劲度系数，弹簧的弹性势能表达式为（为弹簧的形变量）。滑块B靠在A的右侧与A不连接，A、B滑块均可视为质点，质量都为，最初弹簧的压缩量为，由静止释放A、B，A到平台右端距离，平台离地高为，在平台右侧与平台水平相距S处有一固定斜面，斜面高为，倾角。若B撞到斜面上时，立刻以沿斜面的速度分量继续沿斜面下滑。B与水平面和斜面之间动摩擦因数均为0.5，若B在斜面上滑动时有最大的摩擦生热，求：(1)B离开平台的速度等于多少？(2)斜面距平台右端距离S为多少？(3)B滑到斜面底端的速度为多大？【答案】（1）  （2）  （3）【解析】【详解】（1）A、B分离时，A、B的加速度相同，A、B间弹力为0对B分析：，解得对A分析:：，解得弹簧伸长量时，A、B分离，由释放至A、B分离，根据能量守恒可得分离后，物体B：解得：（2）从抛出到刚落到斜面上的过程中，做自由落体运动，即，解得；在水平方向上，（3）平抛竖直分速度，B在斜面滑动有最大的摩擦生热，则B在斜面顶端滑上斜面，其沿斜面的速度为，B在斜面上：，解得