标签: 2019   届高三   物理   12   段考   试题   解析  
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doc 2019届高三物理12月段考试题(含解析) 一、选择题 1. 如图,物体P静止于固定的斜面上,P的上表面水平,现把物体Q轻轻地叠放在P上,由此可求出 A. P与斜面的摩擦力 B. P与Q的摩擦力 C. P对斜面的正压力 D. 斜面的倾角 【答案】B 【解析】没有放Q时,对P受力分析,受重力、支持力、静摩擦力,根据平衡条件,有: 支持力:N=Mgcosθ;沿斜面向上的摩擦力:f=Mgsinθ;根据平衡条件可得:重力沿斜面向下的分力为Mgsinθ≤μMgcosθ;所以当Q放在P上方时,整体有:(M+m)gsinθ≤μ(M+m)gcosθ,所以系统仍然静止;两个物体的质量和斜面倾角不知道,所以无法求解摩擦力大小,AD错误;由于系统静止且P的上表面水平,且P和Q无相对运动趋势,所以Q受到的摩擦力为零,B正确;两个物体的质量和斜面倾角不知道,所以无法求解P对斜面的正压力,C错误;故选B. 点睛:本题关键是对物体受力分析,求解出支持力和静摩擦力表达式;物体Q轻轻地叠放在P上,相当于增大物体P重力. 2. “神舟七号”飞船绕地球运转一周需要时间约90min,“嫦娥二号”卫星在工作轨道绕月球运转一周需要时间约118min(“神舟七号”和“嫦娥二号”的运动都可视为匀速圆周运动)。已知“嫦娥二号”卫星与月球中心的距离约为“神舟七号”飞船与地球中心距离的。根据以上数据可求得 A. 月球与地球的质量之比 B. “嫦娥二号”卫星与“神舟七号”飞船的质量之比 C. 月球与地球的第一宇宙速度之比 D. 月球表面与地球表面的重力加速度之比 【答案】A 【解析】:A、根据万有引力提供向心力,得,所以是定值,即可以计算出月球与地球的质量之比,所以A选项是正确的. B、“嫦娥二号”卫星与“神舟七号”飞船是环绕天体,质量在等式两边约去了,所以计算不出它们的质量,故B错误. C、根据第一宇宙速度的公式,因为不知道月球和地球的半径,故无法计算月球与地球的第一宇宙速度之比,故C错误. D、星球表面的重力加速度 ,因为不知道月球和地球的半径,故无法计算月球表面与地球表面的重力加速度之比,故D错误. 综上所述本题答案是:A 3. 汽车以额定功率在水平路面上行驶,空载时的最大速度为v1,装满货物后的最大速度是v2.已知汽车空车的质量是m0,汽车所受的阻力与车重成正比,则汽车后来所装货物的质量是( ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】试题分析:当汽车空载时,有:.当汽车装满货物后,有:,联立两式解得:.故C正确,ABD错误.故选C. 【点睛】汽车在水平路面上行驶时,当牵引力等于阻力时,速度最大.根据功率与速度的关系,结合汽车阻力与车重的关系求出所装货物的质量. 4. 如图所示,在倾角为α=30°的光滑斜面上,有一根长为L=0.8 m的轻绳,一端固定在O点,另一端系一质量为m=0.2 kg的小球,沿斜面做圆周运动,取g=10 m/s2,若要小球能通过最高点A,则小球在最低点B的最小速度是(   ) A. 4 m/s B. C. D. 【答案】C 【解析】小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,刚小球通过A点时细线的拉力为零,根据圆周运动和牛顿第二定律有:,解得:,由动能定理:,带入数据解得:。故C正确,ABD错误。 5. 如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块A、B、C、D,其中A、C两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μmg。现用水平拉力F拉D木块,使四个木块以同一加速度运动,则A、C轻绳的最大拉力为(   ) A. B. C. D. 【答案】C 【解析】设左侧两木块间的摩擦力为 ,右侧木块间摩擦力为。对左侧下面的大木块有: ,对左侧小木块有 ;对右侧小木块有 ,对右侧大木块有 ,联立可知 。四个物体加速度相同,由以上式子可知 一定大于 ;故应首先达到最大静摩擦力,由于两个接触面的最大静摩擦力最大值为 ,所以应有 ,联立解得: 故C项正确。 综上所述本题答案是:C 点睛:本题属于比较难的连接体问题,本题的关键是要使四个木块一起加速,则任两个木块间的静摩擦力都不能超过最大静摩擦力,把握这一特征会比较有利于解题。 6. 如图所示,固定在水平面上的光滑斜面倾角为30°,质量分别为M、m的两个物体通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧,斜面底端有一与斜面垂直的挡板。开始时用手按住物体M,此时M距离挡板的距离为s,滑轮两边的细绳恰好伸直,且弹簧处于原长状态。已知M = 2m,空气阻力不计。松开手后,关于二者的运动下列说法中正确的是 A. M和m组成的系统机械能守恒 B. 当M的速度最大时,m与地面间的作用力为零 C. 若M恰好能到达挡板处,则此时m的速度为零 D. 若M恰好能到达挡板处,则此过程中重力对M做的功等于物体m的机械能增加量 【答案】B 【解析】因Mm之间有弹簧,故两物体受弹簧的弹力做功,机械能不守恒;故A错误;M的重力分力为Mgsinθ=mg;物体先做加速运动,当受力平衡时M速度达最大,则此时m受力为mg,故m恰好与地面间的作用力为零;故B正确;从m开始运动至到M到达底部过程中,弹力的大小一直大于m的重力,故m一直做加速运动,M到达底部时,m的速度不为零;故C错误;M恰好能到达挡板处,则此过程中重力对M做的功等于弹簧弹性势能的增加量与物体m的机械能增加量之和;故D错误;故选B. 7. 粗糙的水平面上一物体在水平方向拉力作用下做直线运动,水平拉力F及运动速度v随时间变化的图线如图中甲.乙所示,取重力加速度,则( ) A. 前内物体运动的加速度为 B. 前内物体运动的位移的大小为 C. 物体的质量m为 D. 物体与地面间的动摩擦因数 【答案】AD 【解析】试题分析:根据速度图象的斜率等于加速度,求出前2s内物体运动的加速度,在v-t图象中与时间轴所围面积为物体的位移,即可求出位移.分析物体的运动情况:前2s内做匀加速运动,后2s内做匀速直线运动,由图读出两个过程中水平拉力的大小,根据牛顿第二定律分别研究两个过程,列出方程,联立解得m和μ. 根据速度图象的斜率等于加速度,可知前2s内物体的运动加速度,故A正确;前4s内物体的位移为,故B错误;根据牛顿第二定律得:前2s内,后2s内,由图得,代入解得:,故C错误,D正确 8. 一半径为R的均匀带正电圆环水平放置,环心为O点,质量为m的带正电的小球从O点正上方h高的A点静止释放,并穿过带电环,关于小球从A运动到与O对称的点A′的过程中,其加速度(a)、重力势能(EpG)、机械能(E)、电势能(Ep电)随位置变化的图象如图所示(取0点为坐标原点且重力势能为零,向下为加速度的正方向,并取无限远处电势为零).其中不正确的是 A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】圆环中心的场强为零,无穷远处场强也为零,则小球从A到圆环中心的过程中,场强可能先增大后减小,则小球所受的电场力先增大后减小方向竖直向上,由牛顿第二定律得知,重力不变,则加速度可能先减小后增大;小球穿过圆环后,小球所受的电场力竖直向下,加速度方向向下,为正值,根据对称性可知,电场力先增大后减小,则加速度先增大后减小.故A是可能的,故A正确;小球从A到圆环中心的过程中,重力势能EpG=mgh,小球穿过圆环后,EpG=-mgh,根据数学知识可知,B是可能的,故B正确;小球从A到圆环中心的过程中,电场力做负功,机械能减小,小球穿过圆环后,电场力做正功,机械能增大,故C是可能的,故C正确;由于圆环所产生的是非匀强电场,小球下落的过程中,电场力做功与下落的高度之间是非线性关系,电势能变化与下落高度之间也是非线性关系,所以D是不可能的,故D图错误。所以选D。 9. 一个质量为m的物体以某一速度从固定斜面底端冲上倾角α=30°的斜面,其加速度为,如图此物体在斜面上上升的最大高度为h,则此过程中正确的是 A. 物体动能增加了 B. 物体克服重力做功 C. 物体机械能损失了 D. 物体克服摩擦力做功 【答案】BC 【解析】物体在斜面上加速度为,方向沿斜面向下,物体的合力,方向沿斜面向下,斜面倾角,物体从斜面底端到最大高度处位移为2h,物体从斜面底端到最大高度处,物体合力做功,根据动能定理研究物体从斜面底端到最大高度处得,所以物体动能减小,故A错误;根据功的定义式得:重力做功,故B正确;重力做功量度重力势能的变化,所以物体重力势能增加了mgh,而物体动能减小,所以物体机械能损失了,故C正确;除了重力之外的力做功量度机械能的变化.物体除了重力之外的力做功还有摩擦力做功,物体机械能减小了,所以摩擦力做功为,故D错误. 【点睛】解这类问题的关键要熟悉功能关系,也就是什么力做功量度什么能的变化,并能建立定量关系. 我们要正确的对物体进行受力分析,能够求出某个力做的功. 10. 如图所示,MNPQ为有界的竖直向下的匀强电场,电场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形轨道,圆轨道半径为R,A、B为圆水平直径的两个端点,ACB为圆弧。一个质量为m、电荷量为-q的带电小球,从A点正上方高为H处由静止释放,并从A点沿切线进入半圆轨道。不计空气阻力及一切能量损失,关于带电小球的运动情况,下列说法正确的是 A. 小球一定能从B点离开轨道 B. 小球在AC部分可能做匀速圆周运动 C. 小球再次到达C点的速度可能为零 D. 当小球从B点离开时,上升的高度一定等于H 【答案】BD 【解析】试题分析:由于题中没有给出H与R、E的关系,所以小球不一定能从B点离开轨道,故A错误;若重力大小等于电场力,小球在AC部分做匀速圆周运动,故B正确;若小球到达C点的速度为零,则电场力大于重力,则小球不可能沿半圆轨道运动,所以小球到达C点的速度不可能为零,故C错误;由于小球在AB部分电场力做功为零,所以若小球能从B点离开,上升的高度一定等于H,故D正确。 考点:匀强电场中电势差和电场强度的关系、向心力 【名师点睛】本题考查了带电小球在电场和重力场中的运动,综合运用了动能定理、牛顿第二定律等知识,综合性强,对学生的能力要求较高。 二、实验题 11. 某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下实验方案,实验装置如图甲所示.已知小车(含遮光条)质量M,砝码盘质量m0,长木板上固定两个光电门A、B,其实验步骤是: A.按图所示安装好实验装置; B.挂上细绳和砝码盘(含砝码),调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动; C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m; D.将小车置于长木板上由静止释放,让小车在木板上运动,并先后经过AB两个光电门 E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码的质量,重复B-D步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度。 回答下列问题: (1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?______(填“是”或“否”). (2)如图乙,遮光条的宽度为______mm。若遮光条宽度为d,经过光电门A、B时遮光时间分别为t1、t2,光电门A、B中心之间的距离为L,砝码盘中砝码的质量为m,重力加速度为g,则小车的加速度为______,小车受到的合外力为______(用题目给定的物理量符号表示) (3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,他根据表中的数据画出a-F图象(如图丙).造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是:_______________________。 【答案】 (1). 否 (2). 5.45 (3). (4). (5). 在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力 12. 学校开展研究性学习,某同学为了探究杆子转动时的动能表达式,设计了下图甲所示的实验:质量为m的均匀长直杆一端固定在转轴O处,杆由水平位置静止释放,用置于圆弧上某位置的光电门测出另一端A经过该位置时的瞬时速度vA,并记下该位置与转轴O的高度差h. ⑴该同学用20分度的游标卡尺测得长直杆的横截面的直径如图乙为______________mm. ⑵调节光电门在圆弧上的位置,测得多组数据如表格所示.请选择适当的数据处理方法,猜想并写出vA与h的函数关系等式___________________. 组次 1 2 3 4 5 h/m 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 vA(m/s) 1.73 2.12 2.46 2.74 3.00 ⑶当地重力加速度g取10m/s2,不计一切摩擦,结合你找出的函数关系式,根据守恒规律写出此杆转动时动能的表达式EK= ________(请用数字、质量m、速度vA表示). 【答案】 (1). 7.25mm (2). (3). 【解析】试题分析:(1)游标卡尺的主尺读数为7mm,游标尺上第5条刻度线和主尺上某一刻度线对齐,所以游标读数为5×0.05mm=0.25mm,所以最终读数为:7mm+0.25mm=7.25mm. (2)质点的动能与速度的平方成正比,故可以求出速度的平方,如下表:由上述表格得到:vA2=30h; (3)设杆长L,杆转动的角速度为:;在杆上取△x长度微元,设其离O点间距为x,其动能为:;积分得到:; 考点:探究杆子转动时的动能 三、计算题 13. 有一个推矿泉水瓶的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推瓶一段时间后,放手让瓶向前滑动,若瓶最后停在桌上有效区域内,视为成功;若瓶最后未停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下,均视为失败。其简化模型如下图所示,AC是长度为L1=5 m的水平桌面,选手们可将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶,BC为有效区域。已知BC长度L2=1 m,瓶子质量m=0.5 kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数μ=0.4。某选手作用在瓶子上的水平推力F=20 N,瓶子沿AC做直线运动,假设瓶子可视为质点,g取10 m/s2,那么该选手要想游戏获得成功,试问: (1)推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少? (2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少? 【答案】(1)(2)