山东省师大附中2018届高三第二次模拟考试物理试卷
一、选择题
1. 春风650KT是优秀国产跑车.分析其报呈的直线加速赛的数据(近似看做匀变速直线运动).发砚它在第一个4s内的平均速度比它在策一个5s内的平均速度小3m/s,则.摩托车的加速度大小为
A. 1m/s2 B. 2m/s2 C. 3m/s2 D. 6m/s2
【答案】D
【解析】设在第一个4s内的平均速度为v1,根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于这段过程的平均速度可得,在2s时刻的瞬时速度为v2s=v1,设在第一个5s内的平均速度为v2,同理可得,在2.5s时刻的瞬时速度的大小为v2.5s=v2,根据,所以D正确.故选D.
点睛:本题关键是掌握住匀变速直线运动的规律,根据中间时刻的速度等于这段过程的平均速度可以求得物体在两个不同时刻的速度的大小,进而可以求得加速度的大小.
2. 下图为一位于墙角的光滑斜面,其倾斜角为,劲度系效为k的轻质弹簧一端系在质量为m小球上,另一端固定在墙上,弹簧水平放置,小球在斜面上静止时,则弹簧的形变量大小为(,)
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】对小球受力如图所示,受到重力mg、斜面的支持力FN和弹簧的弹力F作用下处于平衡状态,故斜面的支持力FN和弹簧的弹力F的合力与mg等大、反向,则得
F=mgtan53°;又由胡克定律得kx=F,解得,弹簧的形变量大小,故选A.
3. 如图所示,我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”,实际上相当于两个人拔河,如果绳的质量不计,且保持水平,甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是( )
A. 甲对乙的拉力始终大于乙对甲的拉力
B. 当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
C. 只有甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小
D. 甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力
【答案】D
【解析】甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力,大小始终相等,与运动状态无关,故ABC错误;即不管哪个获胜,甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是当地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,甲才能获胜,故D正确;故选D.
4. 下雨天,小李同学站在窗边看到屋檐上不断有雨水滴下.如图所示,他发现当第1滴水滴落地时,第4滴刚好形成,并目测第3、4两水滴的高度差约为40cm,假设相邻两水滴形成的时间间隔相同,则屋檐离地高度约为( )
A. 5.5m B. 4.5m C. 3.5m D. 2.5m
【答案】C
【解析】根据比例关系,从上到下相邻水滴间距离之比为1:3:5:7:9,而3、4两滴间距离为40cm=0.4m,所以总高度H=(1+3+5)×0.4=3.6m.C选项最接近.故C正确,ABD错误,故选C.
点睛:解决本题的关键掌握初速度为0的匀加速直线运动,在连续相等时间间隔内的位移比为1:3:5:7.以及掌握自由落体运动的位移时间公式H=gt2.
5. 2017年8月四川某地发生特大泥石流,许多建筑物因此损毁,而一根电线杆因设计合理而
无丝毫倾斜(如图所示),电线杆BO是用两根钢丝绳AB、BC垂直固定在地面上的,且他们在同一个平面内,设AO=9m,OC=16m,OB=12m,为使电线杆不发生倾斜,两根绳上张力之比FAB:FBC为
A. 39:25 B. 4:3 C. 3:4 D. 3:5
【答案】B
点睛:该题考查共点力的平衡与力的合成问题,解答本题的关键是两根绳上的张力在水平方向上的分力大小相等.
6. 粗糙水平面上一个1kg的物体在水平外力的作用下做直线运动,其运动的速度——时间(v-t)图象如图所示,已知1~2s时间内水平作用力是2N,取g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 物体受到的摩擦力Ff=4N
B. 0~1s内水平外力为2N
C. 2~3s内水平外力为4N
D. 地面与物体之间的滑动摩擦因数是
【答案】D
【解析】1~2s时间内物体匀速运动,因水平作用力是2N,则摩擦力为2N,动摩擦因数为,选项A错误,D正确; 0-1s内的加速度,根据牛顿第二定律可得:F1-f=ma1,解得F1=4N,选项B错误;2-3s内的加速度,根据牛顿第二定律可得:F2-f=ma2,解得F2=3N,选项C错误;故选D.
7. 甲、乙两辆汽车前后行驶在同一笔直车道上,速度分别为6.0m/s和8.0m/s,相距5.0m时前面的甲车开始以2.0m/s2的加速度做匀减速运动,后面的乙车也立即减速,为避免发生撞车事故,则乙车刹车的加速度至少是( )
A. 2.3m/s2 B. 2.4m/s2 C. 2.7m/s2 D. 2.8m/s2
【答案】A
【解析】设经过时间t甲乙两车速度相等,则有:,
即:6−2.0t=8−a乙t…①
,
即:6t−×2t2+5=8t−a乙t2…②
联立①②解得:a=2.4m/s2,故B正确,ACD错误;故选B.
点睛:本题考查了运动学中的追及问题,关键抓住临界状态,即速度相等时,两车距离最近这个条件,结合运动学公式列出位移关系求解.
8. 如图所示,两个小球通过两个相同的弹簧和一个水平向左的外力在竖直平面内达到平衡,则以下说法正确的是( )
A. A、B弹簧产生的弹力大小相等
B. A、B两弹簧形变量之比为4:l
C. 撤去F.的瞬间,a球的加速度为零
D. 撤去F的瞬间.b球处于失重状态
【答案】B
【解析】对小球a,由平衡条件可知: ,对小球b:TA=mg,解得TB=4mg,因两弹簧相同,则A、B两弹簧形变量之比为1:4,选项B正确;因F=TBsin600=2mg,可知撤去F的瞬间,a球的加速度为,加速度不为零,选项C错误;撤去F的瞬间.b球的加速度为零,则不是失重状态,选项D错误;故选B.
9. 如图所示,将小球从倾角为的斜面上P的点先后以不同的速度向右水平抛出,小球分别落到斜面上的A点、B点,以及水平面上的C点,已知B点为斜面底端点,p、A、B、C在水平方向间隔相等,不计空气阻力,则( )
A. 三次抛出小球后,小球在空中飞行的时间均不同
B. 小球落到A、B两点时,其速度的方向不同
C. 若小球落到A、C两点,则两次抛出时小球的速率之比为
D. 若小球落到B,C两点,明两次抛出时小球的速率之比为
【答案】C
【解析】试题分析:根据h=gt2,得,由于B.C下落的高度相同,则这两球飞行时间相同,大于A球飞行时间.故A错误;A.B两球都落在斜面上,竖直方向的位移和水平方向上位移比值一定,即有:
, 解得:.则落在斜面上时竖直方向上的分速度为:vy=gt=2v0tan45°=2v0
设球落在斜面上时速度与水平方向的夹角为α,有:.知落在斜面上时,速度与水平方向的夹角与初速度无关,则A.B小球在落点处的速度方向相同,故B错误;小球落到A.B两点,水平位移,据题,P、A.B在水平方向间隔相等,可得:两次抛出时小球的速率之比为:vA:vB=1:; 小球落到B.C两点,则运动的时间相等,而P、A.B.C在水平方向间隔相等,根据可知,两次抛出时小球的速率之比为:vB:vC=2:3, 所以得:vA:vC=:3,故C正确,D错误.故选C.
考点:平抛运动的规律
【名师点睛】解决本题的关键把握隐含的条件,知道小球落在斜面上,竖直分位移与水平位移之比等于tanθ.要灵活选择比较的对象,再结合平抛运动的规律(水平方向做匀速运动,竖直方向做自由落体运动)研究这类问题。
10. 下列关于债性的理解正确的是( )
A. 一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速运动状态
B. 惯性是物体保持原运动状态的固有属性,是物体抵抗运动状态变化的性质
C. 自由下落物体处于完全失重状态,物体的惯性消失
D. A司机例车过程中,车尾撞击了刚刚停稳的B车的车头,则A车司机背部受到冲击.B车司机胸前受到冲击
【答案】ABD
【解析】根据牛顿第一定律可知,一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速运动状态,选项A正确;惯性是物体保持原运动状态的固有属性,是物体抵抗运动状态变化的性质,选项B正确;物体的惯性只与物体的质量有关,与物体的运动状态无关,则自由下落物体处于完全失重状态,物体的惯性也不会消失,选项C错误;A司机刹车过程中,车尾撞击了刚刚停稳的B车的车头,则由于惯性,A车司机将后仰背部受到冲击,B车司机将前倾,胸前受到冲击,选项D正确;故选ABD.
11. 如图所示,直线a和曲践b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置时间(x一t)图线,由图可知( )
A. 在t1时刻,a、b两车的运动方向相同
B. 在t2时刻,a、b两车的速度相同
C. 在t2到t3这段时间内,a、b两车的平均速率相等
D. 在t1到t3这段时间内,a、b两车的平均速度大小相等
【答案】BD
【解析】由x-t图线斜率表示速度,斜率的正负表示运动方向,分析可知,t1时刻a车沿正向运动,b车沿负向运动,两者运动方向相反,故A错误.x-t图线的斜率的正负表示运动方向,t2时刻,a车沿正方向运动,b车沿正方向运动,方向相同,且斜率大小相同,则速度相同.故B正确.在t2到t3这段时间内,b车的路程大于a车,则a、b两车的平均速率不相等,选项C错误;在t1到t3这段时间内,a、b两车的位移相同,则平均速度大小相等,选项D正确;故选BD.
点睛:解决本题的关键知道位移时间图线的物理意义,知道图线的斜率表示速度的大小,能够通过图线得出运动的方向.
12. 河水的流速与离河岸的关系如图甲所示,船在静水中的速度与时间关系如图乙所示,若要使船以最短时间渡河,则( )
A. 船渡河的航程足300m
B. 船在河水中的最大速度是5m/s
C. 船渡河的最短时间100s
D. 船在行驶过程中船头始终与河岸垂直
【答案】BCD
点睛:解决本题的关键将船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向,抓住分运动与合运
动具有等时性进行求解.
13. 如图所示,倾角为的斜面体C置于水平面上,B置于斜面C上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连,连接B的一段细绳与斜面平行,A、B、C处于静止状态,则( )
A. 水平面对C的支持力小于B、C的总力
B. 一定爱到C的摩擦力
C. C受到水平面的摩擦力为零
D. 若将细线剪断,B物体开始沿斜面向下滑动,则水平面对C的摩擦力不为零
【答案】AD
【解析】把BC看做一个整体,对其受力分析,绳子对B的拉力在竖直方向上有分量,所以水平面对C的支持力比B、C的总重力要小,故A正确; 若AB的质量存在关系MAg=MBgsinθ时,B在斜面C上无相对运动趋势,所以此时BC之间无摩擦力作用,故B错误.把BC看做一个整体,对其受力分析,不论B、C间摩擦力大小、方向如何,绳子对B的拉力在水平方向上始终有向右的分量,所以整体有向右的运动趋势,所以水平面对C的摩擦力方向一定向左,故C错误.若将细线剪断,B向下滑动时,B对C有向下的滑动摩擦力,则C有向左的运动趋势,因此水平面对C有向右的摩擦力,故D正确.故选AD.
点睛:解答该题的关键是正确的判断静摩擦力的有无,对于静摩擦力的有无,关键在于正确判断其运动的趋势,解答过程中重用假设法和特殊值法来判断静摩擦力的相关问题.该题还应注意整体法和隔离法的正确应用.
14. 探月工程三期飞行试验器在中国西昌卫星发射中心发射升空,最终进入距月球表面h的圆形工作轨道。设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,则下列说法正确的是
A. 在飞行试验器的工作轨道处的重力加速度为
B. 飞行试验器绕月球运行的周期为
C. 飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为
D. 由题目条件可知月球的平均密度为
【答案】AD
【解析】根据,得,又GM=gR2,则,故A正确;飞行器绕月的周期 ,其中GM=g R2,得,故B错误;根据,飞行器在工作轨道的线速度,得 ,故C错误;根据,得月球的质量,
月球的体积,月球的密度,故D正确;故选AD.
点睛:解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论:1、万有引力等于重力,2、万有引力提供向心力,并能灵活运用.
15. 如图所示,质量为m的小球放在半径为R的光滑半球形槽内,当槽以加速度a向右匀加速运动时,球离开槽底部的高度为h,下列说法正确的是( )
A. 槽加速度a越大,则h越大
B. 槽加速度a越大,则h越小
C. 槽加速度a越大,则球对槽的压力越大
D. 槽加速度a越大,则球对槽的压力越小
【答案】AC
【解析】设小球所在位置的半径与水平方向的夹角为θ.
则小球所受的合力 ,根据牛顿第二定律得:,得,则槽加速度a越大,θ越小,由几何关系可知h越大.故A正确,B错误.由图可得:槽对球的支持力 ,槽加速度a越大,θ越小,由知,N越大,由牛顿第三定律知球对槽的压力越大.故C正确,D错误.故选AC.
16. 如图所示,在意1/2g匀加速下滑的电梯地板上放有质量为m的物体,劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定在电梯壁上,另一端与物体接触(未相连),弹簧水平且无弹性形变,用水平力F缓慢推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了l,此时物体静止,撤去F后物体开始向左运动,运动的最大距离为2l,物体与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度为g,则撤去F后( )
A. 物体与弹簧分离前加速度越来越大
B. 物体与弹簧分离前加速度越来越小
C. 弹簧压缩量为时,物体速度最大
D. 物体做匀减速运动的时间为
【答案】CD
【解析】当弹簧恢复到原长时物体与弹簧分力,则物体与弹簧分离前,弹力逐渐减小,合外
力逐渐减小,加速度逐渐减小,当弹力等于摩擦力时加速度为零,然后弹力小于摩擦力,加速度反向增加,即加速度先减后增加,选项AB错误;电梯匀加速下滑,则竖直方向,解得;当弹力等于摩擦力时加速度为零,加速度最大,则,即时物体速度最大,选项C正确;物体脱离弹簧时做匀减速运动,运动的加速度为,匀减速的位移为l,则匀减速的时间,选项D正确;故选CD.
17. 如图所示,一个水平传送带以的速度顺时针转动,水平部分,一质量为的小工件由A点轻轻放上传送带,工件在B处无能量损失且怡好能滑到斜面最高点P,已知BP=L=1.6m,斜面与水平面的夹角为,斜面光滑,不计空气阻力,下列选项正确的是( )
A. 工件从A到B先做匀加速运动再做匀速运动
B. 工件在水平传送带上的最大速度为
C. 工件与传送带间的动摩擦因数为0.5
D. 工件在水平传送带上的运动时间为1.2s
【答案】BC
【解析】工件在斜面上运行的加速度a=gsinθ=5m/s2.根据速度位移公式得,B点的速度 ,可知传送带一直做匀加速直线运动,工件在水平传送带上的最大速度为,故A错误,B正确.根据速度位移公式得,vB2=2a′s,解得: ,根据牛顿第二定律得:a′=μ′g,解得:μ′=0.5.故C正确.从A到B的过程中,工件的运行的时间,故D错误;故选BC.
点睛:解决本题的关键理清工件在传送带和斜面上的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.
二、实验题
18. 某同学利用图示方法测量一根硬弹簧的劲度系数。图中金属槽的质量为M,槽中装有n个质量为m的铁块,此时弹簧上端连接的指针指在刻度尺的d0刻度,弹簧下端与刻度尺的零刻度对齐。实验时从槽中每拿出一个铁块,指针就沿刻度尺上升△d,由此可求出弹簧的劲度系数为_______;当把金属槽和铁块全部拿走后弹簧的长度为______。(重力加速度为g)
【答案】 (1). (2).
【解析】根据胡克定律可得 解得;开始时弹簧的形变量 ,当把金属槽和铁块全部拿走后,弹簧的长度为;
19. 某研究性学习小组为“研究加速度与力、质量的关系”,设计了如图甲所示的的实验装置。已知小车的质量为m1,砝码和盘的质量为m2,交流电频率为50Hz,除了装置中所给的器材外,另外备有复写纸、电键及导线若干。
(1)除了上面涉及的实验器材外,本次实验还缺少的器材有_______________;
(2)保持m1不变,改变m2的大小,一位同学根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图象如图乙所示,该图线不通过坐标原点,最可能的原因是________________________;
(3)如图丙所示为某次实验得到的一条纸带,相邻计数点间还有四个点没有画出。由于疏漏,B、C两计数点之间忘记了标注,根据纸带上现有的数据情况,可计算出小车运动的加速度为_________m/s2(结果保留两位有效数字)
【答案】 (1). 学生电源(或低压交流电源)和刻度尺 (2). 没有平衡摩擦力或是摩擦力平衡不够 (3).
【解析】解:(1)由题意可知,打点计时器需要交流电流,打出纸带需要刻度尺来测量长度,算出加速度.
(2)从图象可以看出当有了一定的拉力F时,小车的加速度仍然是零,小车没动说明小车的合力仍然是零,即小车还受到摩擦力的作用,说明摩擦力还没有平衡掉,或者是平衡摩擦力了但是平衡的还不够,没有完全平衡掉摩擦力,
所以图线不通过坐标原点的原因是实验前该同学未平衡(或未完全平衡)摩擦力.
(3)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2得:==0.52m/s2.
故答案为:(1)交流电源(或答学生电源)和刻度尺;
(2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够;
(3)0.52.
【点评】实验时要平衡摩擦力,平衡摩擦力不足或过平衡摩擦力都是错误的.利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,提高解决问题能力.
三、计算题
20. 短跑运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段。一次比赛中,某运动员用11.00s跑完全程。已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5m,求:
(1)该运动员的加速度.
(2)在加速阶段通过的距离
【答案】(1)(2)
【解析】(1)根据题意,在第1s和第2s内运动员都做匀加速直线运动,设运动员在匀加速阶段的加速度为a,在第1s和第2s内通过的位移分别为s1和s2,由运动学规律得:
s1=at02
s1+s2=a(2t0)2
t0=1s
联立解得:a=5m/s2
(2)设运动员做匀加速运动的时间为t1,匀速运动的时间为t2,匀速运动的速度为v,跑完全程的时间为t,全程的距离为s,依题决及运动学规律,得:
t=t1+t2
v=at1
s=at12+vt2
即为:s=a t12+(at1)×(t-t1),
设加速阶段通过的距离为s′,则s/=a t12
求得:s′=10m
21. 如图所示。倾角为的粗糙斜面AB底端与半径的光滑半圆轨道BC平滑相连,O为轨道圆心,.BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高,质量的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O等高的D点,,,求
(1).求滑块与斜面间的动动摩擦因数.
(2).若使滑块能到达C点.求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度V0的最小值.
(3).若滑块离开C处的速度大小为4m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的时间t.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)A到D过程,据动能定理:
解得:
(2)要使滑块能到达C点,则在圆周最高点C处,
A到C过程,据动能定理:
解得:
(3)从C点平抛后,建立以C点为原点,向左为x轴,向下为y轴的坐标系,则
,
由几何关系,知
代入得:
22. 如图所示,质量 的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块A与质量的小球B相连.今用跟水平方向成α=30°角的力,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取g=10m/s2.求:
(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ;
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ.
(3)当α为多大时,使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小?
【答案】(1)(2)(3)时,F最小
【解析】试题分析:(1)对B进行受力分析,设细绳对B的拉力为T,由平衡条件可得
解得: ,即
(2)对A进行受力分析,由平衡条件有
(1分)解得
(3)对A进行受力分析,由平衡条件有、
解得:
令,,即则:
显然,当时F有最小值,所以时F的值最小。
考点:考查了共点力平衡条件的应用
【名师点睛】在处理共点力平衡问题时,关键是对物体进行受力分析,然后根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力,然后列式求解,如果物体受到三力处于平衡状态,则可根据矢量三角形法,将三个力移动到一个三角形中,然后根据角度列式求解,