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doc 2019届高三物理12月巩固考试题(含解析) 一、选择题 1. 以下关于弹力和摩擦力描述正确的是( ) A. 两个物体之间有相互作用的弹力,形变大的物体受到的弹力大 B. 物体受到弹力的方向一定与施力物体恢复原状的方向相同 C. 物体受到的滑动摩擦力方向与其运动的方向一定在一条直线上 D. 两物体的接触面存在摩擦力,但不一定有弹力 【答案】B 【解析】两个物体之间有相互作用的弹力,这一对弹力为相互作用力,等大反向,A错误;物体受到弹力的方向一定与施力物体恢复原状的方向相同,B正确;物体受到的滑动摩擦力方向与其运动的方向不一定在一条直线上,有可能垂直,如水平向右运动的小车墙壁上压着一个物块,该物块受到的摩擦力方向在竖直方向,而运动方向却沿水平方向,故C错误;两物体之间有摩擦力时,两物体一定接触,且相互挤压,即存在弹力作用,D错误. 2. 如图所示,光滑的四分之一圆弧轨道AB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:此题答案应该是A. 视频 3. 如右图所示,在圆轨道上运行的国际空间站里,一宇航员A静止(相对于空间舱)“站”在舱内朝向地球一侧的“地面”B上.则下列说法中正确的是(  ). A. 宇航员A不是完全失重 B. 宇航员A所受重力与他在该位置所受的万有引力相等 C. 宇航员A与“地面”B之间的弹力大小等于重力 D. 宇航员A将一小球无初速度(相对空间舱)释放,该小球将落到“地面”B上 【答案】B 【解析】试题分析:国际空间站绕地球做匀速圆周运动,宇航员受力不平衡.根据万有引力定律分析引力与地面重力的关系.国际空间站处于完全失重状态.靠地球的万有引力提供向心力,做圆周运动. 空间站和宇航员的万有引力完全充当向心力,处于完全失重状态,A错误;因为宇航员不随地球自转,所以万有引力等于重力,B正确;因为处于完全失重状态,宇航员与地面B之间没有相互作用力,C错误;宇航员相对于太空舱无初速释放小球,小球受地球的万有引力提供向心力,做圆周运动,D错误. 4. 如图甲、乙所示,物体A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向匀速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是(  ) A. 两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相同 B. 两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反 C. 两图中物体A均不受摩擦力 D. 图甲中物体A不受摩擦力,图乙中物体A受摩擦力,方向和F相同 【答案】D 【解析】甲中A做匀速直线运动,合外力为零,水平方向不受外力,故甲中A没有相对于B的运动趋势,故甲中A不受摩擦力; 乙中A也是平衡状态,但A的重力使A有一沿斜面下滑的趋势,故B对A有向上摩擦力,故A受与F 方向相同的摩擦力。 故选:D。 点睛:因两物体均做匀速直线运动,故受力平衡,根据共点力平衡条件可判断摩擦力的有无及方向。 5. 光滑水平面上有一直角坐标系,质量m=4 kg的质点静止在坐标原点O处.先用沿x轴正方向的力F1=8 N作用了2s;然后撤去F1,并立即用沿y轴正方向的力F2=24 N作用1 s,则质点在这3 s内的轨迹为图中的( D ). A. B. C. D. 【答案】D 【解析】质点在F1的作用由静止开始从坐标系的原点O沿+x轴方向做匀加速运动,加速度 ,速度为v1=at1=4m/s,对应位移x1=a1t12=4m,到2s末撤去F1再受到沿+y方向的力F2的作用,物体在+x轴方向匀速运动,x2=v1t2=4m,在+y方向加速运动,+y方向的加速度 ,方向向上,对应的位移y= a2t22=3m,物体做曲线运动.q再根据曲线运动的加速度方向大致指向轨迹凹的一向,知D正确,ABC错误.故选D. 6. 如图所示,A、B两物块叠放在一起放在水平圆盘的边缘,用不可伸长的细线将A与转轴相连,且线刚好拉直。已知A的质量为m,B的质量为2m,A和B、B和圆盘间的动摩擦因数均为,细线长为L,重力加速度为g,不计物块的大小,转动圆盘使物块随圆盘起做匀速圆周运动,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,细线能承受的拉力很大,则下列说法正确的是 A. 只要圆盘转动,细线就会有拉力 B. 当B与圆盘间的摩擦力刚达到最大静摩擦力时,A与B间的摩擦力小于 C. 当转动的角速度为,物块B刚好要滑动 D. 当转动的角速度为,细线的拉力大小等于 【答案】C ............... 7. 如图甲所示,一轻弹簧上端固定,下端悬挂着质量为m的物体A,其静止点为O,然后再用细线在A下面挂上另一个质量也为m的物体B(如图乙所示),平衡后将细线剪断,当物体A弹回到O点时的速度为v,而此时物体B下落的速度为u,不计空气阻力,则在这段时间里弹簧的弹力对物体A的冲量大小为(  ) A. mv B. mu C. m(v-u) D. m(v+u) 【答案】D 【解析】试题分析:剪断细线以后,A做简谐振动,根据最高点和最低点的弹力找到平衡位置时的弹力,跟平衡位置受力平衡求解质量关系,B做自由落体运动,B运动的时间等于A做简谐运动的时间,根据动量定理求解A从最低点运动到O点的过程中弹力的冲量. 剪断细线以后,A做简谐振动.B做自由落体运动,B的速度为u,所以B运动的时间为:,当A向上运动到O时,此时A运动的时间也是.该过程中A受到质量和弹簧的弹力,弹力的方向向上,取向上为正方向,则有,所以,D正确. 8. 如图所示,物块甲、乙经轻质细绳通过光滑滑轮连接,系统处于静止状态时,物块甲两边细绳间的夹角为2θ。滑轮质量以及摩擦力均不计。物块甲、乙的质量之比( ) A. cosθ B. 1 C. 2sinθ D. 2cosθ 【答案】D 【解析】同一条绳子上的拉力相等,都为T,对乙分析,则有,对甲分析,受两绳子的拉力,以及重力作用,根据共点力平衡条件可得,故,D正确. 9. 如右图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道,转弯处为圆心在O点的半圆,内外半径分别为r和2r.一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达A′B′线,有如图所示的①、②、③三条路线,其中路线③是以O′为圆心的半圆,OO′=r.赛车沿圆弧路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力为Fmax.选择路线,赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变,发动机功率足够大),则(  ) A. 选择不同路线,赛车经过的位移相等 B. 选择路线②,赛车的速率最小 C. 选择路线③,赛车所用时间最短 D. ①、②、③三条路线的圆弧上,赛车的向心加速度大小相等 【答案】CD 【解析】位移只与初末位置有关,与路径无关,所以经过路线②③时的位移相等,而①不同,A错误;根据得,知,选择路线①,轨道半径最小,则速率最小,故B错误;根据知,通过①、②、③三条路线的最大速率之比为,根据,由三段路程可知,选择路线③,赛车所用时间最短,故C正确;根据知,因为最大速率之比为,半径之比为1:2:2,则三条路线上,赛车的向心加速度大小相等,D正确. 10. 如图所示,小车上竖直杆与一轻杆固定连接,夹角为30°,轻杆的下端固定一个小球A,A通过细线再连接小球B,两个小球的质量均为m。小车向右匀加速运动时,细线与竖直方向的夹角为60°,重力加速度为g。以下正确的是( ) A. 小车的加速度大小为g B. 小车的加速度大小为g C. 轻杆对小球A的作用力方向一定沿杆的方向 D. 如果将轻杆与绳的位置对调,小车依然匀加速向右运动,稳定时轻杆与细线将在同一直线上 【答案】AD 【解析】对小球B受力分析可知,B受重力、拉力的作用而做匀加速直线运动,则B的加速度,而A和B以及小车是一个整体,整体的加速度相同,所以小车的加速度为,A正确B错误;将AB看做一个整体,假设杆对A的作用力沿杆方向,则有在竖直方向上,在水平方向上,两式求解出来的F不相等,所以假设不成立,即轻杆对小球A的作用力方向一定不沿杆的方向,C错误;杆与绳对调后,杆的作用力沿杆方向上了,则设绳子与竖直方向上的夹角为,则对两球组成的整体有,设杆上的作用力与竖直方向上的夹角为,则对杆一端的小球分析可得,故,D正确. 11. 某国发射了一枚疑似潜射弹道导弹的发射体,若该发射体出水时初速度与水平方向成θ角,出水后只受到重力的作用,飞行到最高点时离出水点的水平距离为工,发射体的质量为m,则(重力加速度大小为g)( ) A. 该发射体出水时的初速度大小为 B. 该发射体的最大竖直位移为 C. 发射体从发射到最高点的过程中重力的平均功率为 D. 发射体在轨迹最高点时所受重力的瞬时功率为 【答案】BC 【解析】炮弹出水后做斜上抛运动,水平方向x=vcosθt;竖直方向,解得,选项A错误;发射体的最大竖直位移为,选项B正确;发射体从发射到最高点的过程中重力的平均功率为,选项C正确;发射体在轨迹最高点时竖直速度为零,则所受重力的瞬时功率为0,选项D错误;故选BC. 二、实验题 12. 某同学利用铁架台、弹簧、刻度尺及钩码探究“弹力和弹簧伸长的关系”,如图所示。 (1)实验中,下列操作正确的是________。 A.弹簧水平放置在桌面上,稳定后测出原始长度 B.弹簧竖直悬挂在铁架台上,稳定后测出原始长度 C.每次悬挂钩码后应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态 D.用刻度尺测出弹簧的长度即为弹簧的伸长量 (2)下表是该同学实验中所测的几组数据,请你在下图中的坐标纸上作出F ­x图线_____。 (3)由第(2)中的F ­x图线可求得,弹簧的劲度系数k=________N/m。(保留三位有效数字) 【答案】 (1). BC (2). (3). 18.9(18.8~20.0均对) 【解析】(1)AB、弹簧自身有重力,竖直放置时由于自身的重力必然就会有一定的伸长.故弹簧应该竖直悬挂在铁架台上,稳定后测出的长度才为弹簧的原始长度,故A错误、B正确.每次悬挂钩码后应保持弹簧竖直位置且处于平衡状态,此时测量的长度才准确.故C正确.用刻度尺测出弹簧的长度即为弹簧的总长度,减去原来的长度才为弹簧的伸长量,故D错误.故选BC. (2)根据表中数据作F-x如图所示: (3)根据数据,有图象可知,弹力为零时弹簧的长度为8cm,即弹簧的原长为8cm, 在直线上取较远的1点(20.0,2.25),根据胡克定律可知弹簧的劲度系数为 点睛:解决本题的关键掌握弹力与弹簧伸长关系的实验步骤,会描点作图,掌握作图的方法.弄清图像的斜率及截距的物理意义,会从图象中分析数据. 13. 物理必趣小组用图示装置测滑块与长木板间的动摩擦因数,在水平桌面上放有一端装有定滑轮的长木板,长木板上固定有甲、乙两个光电门,与光电门相连的计时器能显示固定在滑块上的遮光片通过光电门时遮光的时间,滑块经绕过定滑轮的轻质细绳与测力计的挂钩相连,测力计下端吊着装有砂的砂桶;测力计能显示挂钩处所受的拉力。当地的重力加速度为g。 (1)长木板没有定滑轮的-端_______ (填“需 要”或“不需 要”)垫高来平衡摩擦力。 (2)测出遮光片的宽度为d,两光电门间的距离为L,将滑块从图示位置由静止释放,测得滑块通过甲、乙两光电门的时间分别为、,记录滑块运动过程中测力计的示数F,滑块和遮光片的总质量为m,则滑块运动的加速度为__________,所求动摩擦因数为____________。(用题中所给或测量得出的物理量的符号表示) 【答案】 (1). 不需要 (2). (3). 【解析】试题分析:用平均速度代替瞬时速度求得通过甲乙光电门的速度,根据速度位移公式求得加速度;根据动能定理求解动摩擦因数. (1)因为实验装置中有测力计,所以不需要垫高来平衡摩擦力; (2)滑块通过甲乙光电门时的速度分别为,根据可得加速度为;根据动能定理可得,解得; 三、计算题 14. 静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连,如图所示,轻绳长L=1 m,能承受最大拉力为8 N,A的质量m1=2 kg,B的质量m2=8 kg,A、B与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,现用一逐渐增大的水平力F作用在B上,使A、B向右运动,当F增大到某一值时,轻绳刚好被拉断(g=10 m/s2)。 (1)求绳刚被拉断时F的大小。 (2)若绳刚被拉断时,A、B的速度为2 m/s,保持此时F大小不变,当A的速度恰好减为0时,A、B间距离为多少? 【答案】(1)40N(2)3.5 m 【解析】试题分析:(1)先分析A当绳达拉力最大时产生的加速度,再整体分析产生该加速度时整体需要受到的拉力; (2)绳断后,A在摩擦力作用下做匀减速直线运动,B在拉力作用下做匀加速直线运动,分析地A的运动时间,确定B和A的位移可得AB间距. 解:(1)设绳刚要拉断时产生的拉力为F1,根据牛顿第二定律对A物体有: F1﹣μm1g=m1a 代入数值得 a=2m/s2 对AB整体分析有: F﹣μ(m1+m2)g=(m1+m2)a 代入数值计算得F=40N; (2)设绳断后,A的加速度为a1B的加速度为a2,则有 a2==﹣μg=﹣0.2×10=3m/s2. A停下来的时间为 A的位移为: B的位移为:==3.5m 则此时AB间距离△x=x2+L﹣x1=2.5m 答:(1)绳刚被拉断时F的大小为40N. (2)若绳刚被拉断时,A、B的速度为2m/s,保持此时的F大小不变,当A静止时,A、B间的距离为2.5m. 【点评】整体法和隔离法是解决连接体问题的主要方法,抓住一起运动时加速度相同的联系点是解题的关键. 15. 一根内壁粗糙的细圆管弯成半径为R的圆弧固定在竖直面内,0、B两点在同-条竖直线上,如图所示。一