1、全国百强校word版河北省衡水中学届高三上学期第四次模拟考试物理试题第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
2、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C球被击出时的初速度
3、大小为LD球飞行中受到的水平风力大小为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。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 B C D5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,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( )AB对A的摩擦力一定
4、小于mgBC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:D转台的角速度定满足: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.
5、9km/sD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t10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t2t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Ct2时刻两小球间的距离是t1时刻的倍Dt2时刻两小球间的距离是t1时刻的倍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
6、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
7、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,sinOPB10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D
8、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D小车的最大速度为A水平外力做的功为2芦wg/_气BB与A分离时,弹簧正处于原长位置CB与A分离后,A
9、滑块机械能守恒DB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mi的等大小球以速度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。己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m2可能为( )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
10、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2mglBB与A分离时,弹簧正处于原长位置CB与A分离后,A滑块机械能守恒DB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( )A3:1 B1:3 C1:5 D
11、1:714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M6kg,质量m2kg的铁块以水平速度v012m/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54JC运动过程中铁块与木板因摩擦而产生的热量为54JD运动过程中铁块与木板因摩擦而产生的热量为108J15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。
12、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,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( )AM3.2mBA、B速度最大时弹簧处于原长状态CA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
13、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与gh是否相等B与2gh是否相等A与gh是否相等B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
14、弹性碰撞,且碰撞结果基本符合,其中m1、m2分别是入射球和被碰球的质量,m1m2,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v0B增大平抛高度hC在m1m2的条件下,尽量增大的值D在m1m2的条件下,尽量减小的值(2)要使OM、MP、PQ接近相等,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
15、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h0.3m(h小于斜面体的高度)。已知小孩与滑板的总质量为m130kg,冰块的质量为m210kg,小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小g10m/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8102kg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图象
16、(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,R0.6m。质量为M0.99kg的小物块,静止在AB轨道上,一颗质量为m0.01kg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g10m/s2,求:(
17、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Llm,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EP9J,物块与OP段动摩擦因数10.1。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,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g10m/s2,现释放A
18、,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。20172018学年度高三年级上学期四模考试答案1B 2AD 3B 4D 5C 6AC 7BD 8AD 9ABD 10D 11AD 12B 13ABD 14ABD 15ABD16答案:(1)0.950 (2)D (3) 不能17答案:(1)AB(2)3:118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(m2M)v (1分)系统机械能守恒: (1分)解得:M20kg(1分
19、)(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:(1分) (1分)解得:v21m/s (向右)(2分)19答案:(1)6kw (2)t1s (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Vmax15m/s时,牵引力Fmin400N,故恒定阻力FfFmin400N(1分)额定功率PFminvmax6000W(1分)(2)匀加速运动的末速度v,解得v3m/s(1分)根据牛顿第二定律得F一Ffm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
20、,所求时间t(1分)解得tls(1分)(3)设达到B点时的位移为x1,根据运动学公式得v22x1(1分)解得x12.25m(1分)从B点到达最大速度的过程中,根据动能定理得Ptfx2(1分)解得:x224m(1分)故总位移为:xx1x226.25m(1分)20【答案】(1)6m/s(2)40N(3)200m/sv0100m/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:(Mm)g(Mm)(1分)又由物块与子弹上滑过程中根据机械能守恒得:(1分)代入数据解得:(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(1分)(1分)解得:(1分)由动量守恒mv
21、0(Mm)vB(1分)解得:200m/sv0100m/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:(1分)解得:v04m/s(1分)(2)设A、B第一次碰撞后的速度分别为vA、vB,则vA0,vB4m/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:mgsin2mgcosm1,解得:1gsin2gcos10m/s2(1分)运动的时间(1分)位移(1分)此过程相对运动路程s1vt1x12m(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(1分)位移为(1分)此过程相对运动路程s2vt2x20.45m(1分)全过程生热Q2mgcos(s1s2)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:(2分)解得第二次碰撞后重复的过程数为n2.25所以碰撞总次数为N22n6.56次(取整数)(2分)
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