辽宁省开原市第二高级中学2020届高三9月第一次模拟物理试题

开原二高2018-2019学年度高三第一次模拟考试

物理试卷

第I卷（选择题）

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12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.汽车A在红灯前停住，绿灯亮时启动，以0.4 m/s2的加速度做匀加速运动，经过30 s后以该时刻的速度做匀速直线运动．设在绿灯亮的同时，汽车B以8 m/s的速度从A车旁边驶过，且一直以相同的速度做匀速直线运动，运动方向与A车相同，则从绿灯亮时开始

A. 两车不可能相遇

B. A、B相遇时速度相同

C. A车在加速过程中与B车相遇

D. 相遇时A车做匀速运动

【答案】D

【解析】

【详解】作出A、B两车速度时间图线，如图所示：

由图象可知：A先做匀加速运动，后做匀速运动，B一直做匀速运动， 相遇时两者的位移相等，即AB速度图象与时间轴围成的面积相等，30s时，B的位移大于A的位移，所以相遇时在30s以后，即A做匀速运动时二者相遇；

A.由上面分析可知：在30s以后，即A做匀速运动时二者相遇，故AC错误，D正确；

B.由上面分析可知：在30s以后二者相遇，相遇时A的速度大于B的速度，故B错误。

2.如图所示，2012年8月7日伦敦奥运会体操男子单杠决赛，荷兰选手宗德兰德荣获冠军．若他的质量为60 kg，做“双臂大回环”，用双手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动．此过程中，运动员到达最低点时手臂受的总拉力至少约为(忽略空气阻力，g＝10 m/s2)

A. 600 N

B. 3 000 N

C. 2 400 N

D. 3 600 N

【答案】B

【解析】

【详解】设人的长度为，人的重心在人体的中间，在最高点的最小速度为零，设最低点时人的速度为，根据动能定理得：

解得最低点人的速度为：

在最低点，拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得：

解得：

；

A.由上面分析可知，到达最低点时手臂受的总拉力至少约为，故A错误；

B.由上面分析可知，到达最低点时手臂受的总拉力至少约为，故B正确；

C.由上面分析可知，到达最低点时手臂受的总拉力至少约为，故C错误；

D.由上面分析可知，到达最低点时手臂受的总拉力至少约为，故D错误。

3.如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同．空气阻力不计，则

A. B的加速度比A的大

B. B在最高点的速度比A在最高点的小

C. A、B的飞行时间相等

D. B在落地时的速度比A在落地时的小

【答案】C

【解析】

【详解】A.不计空气阻力，两球的加速度都为重力加速度g，大小相等、方向相同，故A错误；
B.两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，两球上升和下落的时间相等，而下落过程，由知下落时间相等，则两球运动的时间相等，在竖直方向由，而且最大高度相同，则知，竖直方向的初速度大小相等，由于A球的初速度与水平方向的夹角大于B球的竖直方向的初速度，由（是初速度与水平方向的夹角）得知，A球的初速度小于B球的初速度，由于B球的初速度与水平方向的夹角小，所以B球水平分初速度较大，而两球水平方向都做匀速直线运动，故B在最高点的速度比A在最高点的大，故B错误，C正确；
D.由于B的初速度大于A球的初速度，运动过程中两球的机械能都守恒，则知B在落地时的速度比A在落地时的大，故D错误。

4.如图，光滑的四分之一圆弧轨道A、B固定在竖直平面内，A端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力F的作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N。在运动过程中

A. F增大，N减小

B. F减小，N减小

C. F增大，N增大

D. F减小，N增大

【答案】A

【解析】

对球受力分析，受重力、支持力和拉力，如图，根据共点力平衡条件，有
N=mgcosθ       F=mgsinθ
其中θ为支持力N与竖直方向的夹角；当物体向上移动时，θ变大，故N变小，F变大；故A正确，BCD错误．故选A．

注：此题答案应该A.

此处有视频，请去附件查看】

5.升降机底板上放一质量为100 kg的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动4 m时速度达到4 m/s，则此过程中(g取10 m/s2)

A. 升降机对物体做功5 800 J

B. 合外力对物体做功5 800 J

C. 物体的重力势能增加500 J

D. 物体的机械能增加4800 J

【答案】D

【解析】

【详解】A、设升降机对物体做功为，则对物体运用动能定理有：

得到：

故A错误；
B、对物体运用动能定理有：

故B错误；
C、重力势能的增加量等于克服重力做的功，故：

故C错误；
D、机械能的增加量为：

故D正确。

6.人通过滑轮将质量为m的物体，沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h，到达斜面顶端的速度为v，如图所示，则在此过程中

A. 物体所受的合外力做功为mgh＋mv2

B. 人对物体做的功为mgh

C. 物体所受的合外力做功大于mv2

D. 人对物体做的功大于mgh

【答案】D

【解析】

【详解】A、对物体受力分析可知，物体受重力、拉力及摩擦力的作用，由动能定理可知，合外力做功一定等于动能的改变量，即等于，故AC错误；
B、由动能定理可知：

则人对物体做的功为：

可知人对物体做的功一定大于，故B错误，D正确。

7.如图所示，一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中(容器固定)由静止开始自边缘上的A点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力为FN．重力加速度为g，则质点自A滑到B的过程中，摩擦力对其所做的功为

A. R(FN－3mg)

B. R(3mg－FN)

C. R(FN－mg)

D. R(FN－2mg)

【答案】A

【解析】

【详解】设在B点的速度为，由牛顿第二定律，有：

则质点在B点的动能为：

质点从A滑到B的过程中，由动能定理得：

解得：

A.根据上面分析可知摩擦力的功为，故A正确；

B.根据上面分析可知摩擦力的功为，故B错误；

C.根据上面分析可知摩擦力的功为，故C错误；

D.根据上面分析可知摩擦力的功为，故D错误。

8.如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为2M和M的行星做匀速圆周运动．下列说法正确的是

A. 甲的向心加速度比乙的小

B. 甲的运行周期比乙的小

C. 甲的角速度比乙的大

D. 甲的线速度比乙的大

【答案】BCD

【解析】

【详解】卫星由万有引力提供向心力有：

则得：

，，，
可见，中心天体的质量越大，越大，T越小，所以得：甲的向心加速度、角速度、线速度都比乙大，而甲的周期比乙小；

A.由上面的分析可知：甲的向心加速度比乙的大，故A错误；

B.由上面的分析可知：甲的运行周期比乙的小，故B正确；

C.由上面的分析可知：甲的角速度比乙的大，故C正确；

D.由上面的分析可知：甲的线速度比乙的大，故D正确。

9.汽车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动，所受阻力始终不变，在此过程中，下列说法正确的是

A. 汽车牵引力保持不变

B. 汽车牵引力逐渐增大

C. 发动机输出功率不变

D. 发动机输出功率逐渐增大

【答案】AD

【解析】

【详解】A、因为汽车做匀加速运动，则物体受到的合力大小不变，又因为阻力不变，合力等于牵引力减去摩擦力，因此牵引力保持不变，故A正确，B错误；
C、输出功率，因为牵引力F不变，速度越来越大，因此发动机的输出功率逐渐增大，故C错误，D正确。

10.关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是

A. 教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，这种运动是布朗运动

B. 热量只能从高温物体向低温物体传递，不可能由低温物体传给高温物体

C. 用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0×105 J，若空气向外界放出热量1.5×105 J，则空气内能增加5×104J

D. 一定质量的理想气体，如果保持温度不变，体积越小，压强越大

【答案】CD

【解析】

【详解】A. 教室内看到透过窗子“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，是固体小颗粒在气体中的运动，这种运动是空气的流动引起的，不是布朗运动，故A项与题意不相符；

B. 热量可以自发地从高温物体传到低温物体，但不会自发地从低温物体传到高温物体，而不引起其他方面的变化，故B项与题意不相符；

C. 根据热力学第一定律知：△U=Q+W=-1.5×105J+2.0×105J=5×104J，故C项与题意相符；

D. 由理想气体状态方程知一定质量的理想气体，如果保持温度不变，体积越小，压强越大，故D项与题意相符。

11.如图所示，一轻弹簧的左端固定，右端与一小球相连，小球静止于光滑水平面上．现对小球施加一个水平向右的恒力F，使小球从静止开始运动，则小球在向右运动的整个过程中，下列说法正确的是

A. 小球和弹簧组成的系统机械能守恒

B. 小球的动能先逐渐增大后逐渐减小

C. 小球的动能逐渐增大

D. 小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大

【答案】BD

【解析】

【详解】A、根据功能关系得，外力F做正功，小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大，故A错误，D正确；
B、开始时，拉力大于弹簧的弹力，加速度方向向右，小球做加速运动，由于弹簧弹力逐渐增大，根据牛顿第二定律知，加速度逐渐减小，当加速度减小到零，速度最大，然后弹簧的弹力大于拉力，加速度向左，与速度反向，速度逐渐减小，所以动能先增大后减小，故B正确，C错误。

12.如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速率v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程下列说法正确的是(　　)

A. 电动机多做的功为

B. 摩擦力对物体做的功为

C. 电动机增加的功率为μmgv

D. 传送带克服摩擦力做功为

【答案】BC

【解析】

由能量守恒知电动机多做的功为物体动能增量和摩擦生热Q，所以A项错；根据动能定理，对物体列方程，Wf＝mv2，所以B项正确；因为电动机增加的功率P＝＝＝μmgv，C项正确；因为传送带与物体共速之前，传送带的路程是物体路程的2倍，所以传送带克服摩擦力做功是摩擦力对物体做功的2倍，即mv2，D项错误．

第II卷（非选择题）

二、实验题(共16分)

13.李明同学在做“互成角度的两个力的合成”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小．

(1)有关此实验，下列叙述正确的是___________

A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大

B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力

C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O．这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同

D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可

(2)上图所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个实验比较符合实验事实？(力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示)

答：_________________________(选填“李明的实验”或“张华的实验”)

【答案】    (1). AC    (2). 张华的实验

【解析】

【详解】（1）[1]A、两弹簧测力计的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等，两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大，故A正确；
B、两弹簧测力计的拉力与橡皮条的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，B错误；
C、两次拉橡皮筋时，为了使两次达到效果相同，橡皮筋结点必须拉到同一位置O，故C正确；
D、结点位置不变，合力不变，当一只弹簧测力计的拉力大小改变时，另一弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变，故D错误；
（2）[2]用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮条拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮条拉力一定在同一直线上，故张华的实验符合实验事实。

14.验证牛顿第二定律的实验装置示意图．图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源，打点的时间间隔用T表示．在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”．

 (1)完成下列实验步骤中的填空：

①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板______(选填“右端”或“左端”)的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列间隔均匀的点．

②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码．

③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m．

④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③．

⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点．测量相邻计数点的间距s1，s2，…．求出与不同m相对应的加速度a．

⑥以砝码的质量m为横坐标为纵坐标，在坐标纸上做出─ m关系图线．若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m处应成_________关系(选填“线性”或“非线性”) ．

(2)完成下列填空：

(I)本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车M所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和m'应满足的条件是：m' ______M(选填“远大于”或“远小于”) ．

(II)设纸带上三个相邻计数点的间距为x1、x2、x3如图所示．a可用x1、x3和T表示为a＝__________．

(III)图为所得实验图线的示意图．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________．

【答案】    (1). 右端    (2). 线性    (3). 远小于    (4).     (5).     (6).

【解析】

【详解】（1）[1]在平衡摩擦力时，小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列均匀的点，则此时说明小车做匀速运动；
[2]由牛顿第二定律：

可知：

F一定时，与m成正比，与m成线性关系；

（2）[3] 探究牛顿第二定律实验时，当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力，认为小车受到的拉力不变；

[4] 两个相邻计数点之间还有4个点，打点计时器的打点时间间隔为T，计数点间的时间间隔：，由匀变速直线运动的推论：可知，加速度为：

；

[5] [6] 设小车质量为M，由牛顿第二定律得：

则：

由图示图象可知：

则拉力：

，

则：

；

三、计算题：本题共3小题，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能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

15.质量为0.1 kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v－t图象如图所示．弹性球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的．设球受到的空气阻力大小恒为f，取g＝10 m/s2，求：

(1)弹性球受到的空气阻力f的大小；

(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h（保留1位有效数字）．

【答案】(1)0.1N(2)0.4m

【解析】

【详解】(1) 设弹性球第一次下落过程中的加速度为，由速度时间图象得：

a1＝＝9 m/s2

根据牛顿第二定律得：

得到：

；

(2) 由速度时间图象可知，弹性球第一次到达地面的速度为

则弹性球第一次离开地面时的速度大小为：

v2＝v1＝3 m/s

根据牛顿第二定律得：

得到：

，（方向竖直向下）

根据速度与位移关系有：

0－＝－2a2h

解得：

h＝m≈0.4m。

16.如图所示，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径为r＝0.4 m的1/4细圆管CD，内径略大于小球的直径，管口D端正下方直立一根劲度系数为k＝25 N/m的轻弹簧，轻弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐．质量为m＝1 kg的小球(可视为质点)在曲面上距BC的高度为h＝0.8 m处从静止开始下滑，与BC间的动摩擦因数μ＝0.5，进入管口C端时与圆管恰好无作用力，通过CD后压缩弹簧，小球速度最大时弹簧的弹性势能为Ep＝2 J．(g取10 m/s2)求：

(1)小球在B点的速度vB；

(2)在压缩弹簧过程中小球的最大速度vm．

(3)小球最终停止的位置距B点的距离．

【答案】(1) 4m/s (2)4m/s(3)0.8m

【解析】

【详解】(1)滑块在曲面上下滑过程，由动能定理得：

解得：

；

(2)设在压缩弹簧过程中速度最大时，滑块离D端的距离为x0，则有：

kx0＝mg

得到：

x0＝＝0.4 m

在C点，根据牛顿第二定律有：

mg＝m

得到：

vC＝2 m/s

由能量守恒得：

mg(r＋x0)＝

得到：

；

(3) 滑块从A点运动到C点过程，由动能定理得：

mgh－μmgx＝

解得：

x＝1.2m

对全过程，由动能定理有：

0＝mgh－μmgS

得到：

S＝h/μ＝1.6 m

故到B点的距离为：

Δx＝2x－S＝0.8m。

17.我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜超过七千米，再创载人深潜新纪录．在某次深潜实验中，“蛟龙”号探测到990 m深处的海水温度为280 K．某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化．如图所示，导热良好的气缸内封闭一定质量的气体，不计活塞的质量和摩擦，气缸所处海平面的温度T0＝300 K，压强p0＝1 atm，封闭气体的体积V0＝6 m3．如果将该气缸下潜至990 m深处，此过程中封闭气体可视为理想气体．求：

(1)求990 m深处封闭气体的体积(1 atm相当于10 m深的海水产生的压强)．

(2)下潜过程中封闭气体内能________(填“增加”或“减少”)，外界对气体所做的功________放出的热量(填“大于”或“小于”)．

【答案】(1)5.6×10－2m3(2)减少；小于

【解析】

【详解】（1）气缸在海平面时，对于封闭气体：
气缸在990m深处时，海水产生的压强为：
封闭气体的压强为：，。
根据理想气体状态方程得：

代入数据得：

；

（2）[1] 下潜过程中温度降低，其内能减小，即：；

 [2] 由上知封闭气体的体积减小，外界对气体做功，，封闭气体可视为理想气体，温度降低，其内能减小，，根据热力学第一定律得：，即下潜过程中封闭气体放热，而且由于，则外界对气体所做的功小于放出的热量。