2020-2021学年山东省高三第二次模拟考试物理试题及答案解析

2020-2021学年山东省高三第二次模拟考试物理试题及答案解析

高考理综（物理部分）模拟试题 本试卷分第 I 卷和第 II 卷两部分。第 I 卷 1 至 4 页，第 II 卷 5 至 8 页。 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡上。 2．第 I 卷每小题选出答案后用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑， 如需改动， 用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。第 II 卷用黑色墨水签字笔在答题卡上规定的 答题区域内书写作答，超出答题区域书写的答案无效。在试题卷上作答，答案无效。 3．保持卡面清洁，不要折叠、弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 第 I 卷(选择题 共 48 分) 一、选择题 (本题共 14 小题， 1-8 为单项选择题，每小题 3 分。 9-14 为多项选择题，在 每小题给出的四个选项中， 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．在平直公路上行驶的 a 车和 b 车，其位移 - 时间图像分别为图 中直线 a 和曲线 b，由图可知 A．b 车运动方向始终不变 B．在 t1 时刻 a 车与 b 车速度相同 C．t1 到 t3 时间内 a 车与 b 车的平均速度相等 D．t1 到 t 2 时间内有一时刻两车的速度相同 2．一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前 5s 内做匀加速直线运动， 5s 末达到额 定功率，之后保持以额定功率运动．其 v—t 图象如图所示．已知汽车的质量为 m=2× 103kg，汽车受到地面的阻力为车重的 0.l 倍．则以下说法正确的是 A．汽车在前 5 s 内的牵引力为 4×103N B．汽车的最大速度为 30m／s C．汽车的额定功率为 50kw D．0～t0 时间内汽车牵引力做功为 21 2 mmv 3．如图，一小球从一半圆轨道左端 A 点正上方某处开始做平抛运动 (小球可视为质点 )， 飞行过程中恰好与半圆轨道相切于 B 点． O 为半圆轨道圆心，半 圆轨道半径为 R，OB 与水平方向夹角为 60°，重力加速度为 g，则 小球抛出时的初速度为 A． 3 2 gR B． 3 2 gR C． 3 3 2 gR D． 3 3 gR 4．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 3m、2m、m，A 与 B、B 与转台、 C 与转台间的动摩擦因数都为 ，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。 以下说法中不正确的是 A．当转速增大时， C 先开始滑动 B．C 与转台间的摩擦力等于 A 与 B 间的摩擦力的一半 C．转台的角速度一定满足： 2 3 g r D．转台的角速度一定满足： 3 g r 5．如图，固定斜面， CD 段光滑， DE段租糙， A、B 两物体叠 放在一起从 C 点由静止下滑， 下滑过程中 A、B 保持相对静止， 则 A．在 CD 段时， A 受三个力作用 B．在 DE段时， A 可能受二个力作用 C．在 DE段时， A 受摩擦力方向一定沿斜面向上 D．整个下滑过程中， A、B 均处于失重状态 6．研究表明，地球自转在逐渐变慢， 3 亿年前地球自转的周期约为 22 小时。假设这种 趋势会持续下去，地球的其它条件都不变，则未来与现在相比 A．地球的第一宇宙速度变小 B．地球赤道处的重力加速度变小 C．地球同步卫星距地面的高度变小 D．地球同步卫星的线速度变小 7．如图所示，在光滑的水平面上有一个质量为 M 的木板 B 处于静止状态，现有一个质 量为 m 的木块 A 从 B 的左端以初速度 V0=3m／ s 开始水平向右滑动，已知 M>m．用① 和②分别表示木块 A 和木板 B 的图像，在木块 A 从 B 的左端滑到右端的过程中，下面 关于二者速度 v 随时间 t 的变化图像，其中可能正确的是 8．开口向上的半球形曲面的截面如图所示，直径 AB 水平。一小物块在曲面内 A 点以 某一速率开始下滑， 曲面内各处动摩擦因数不同， 因摩擦作用物 块下滑时速率不变，则下列说法正确的是 A．物块运动过程中加速度始终为零 B．物块所受合外力恒定不变 C．在滑到最低点 C 以前，物块所受摩擦力大小逐渐变小 D．滑到最低点 C时，物块所受重力的瞬时功率达到最大 9．如图所示，某段滑雪雪道倾角为 30°，总质量为 m 的滑雪运动员从距底端高为 h 处 的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为 1 3 g 。运动员从上向下滑到底端的过程中 A．合外力做功为 1 3 mgh B．增加的动能为 2 3 mgh C．克服摩擦力做功为 1 3 mgh D．减少的机械能为 1 6 mgh 10．如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道 I，然后在 Q 点 通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道 II，则下列说法正确的是 A．该卫星需在 Q 点点火加速才能进入同步轨道 II B．卫星在同步轨道 II 上的运行速度大于在轨道 I 上 Q 点的速度 C．卫星在轨道 I 上 P 点的速度小于在轨道 II 上的速度 D．如果要把该同步卫星回收且在 P 点着陆可在轨道Ⅱ上的 Q 点通过 点火减速实现 11．如图，两个质量分别为 m1=3kg、m2=2kg 的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质 弹簧秤连接。两个大小分别为 F1=30N、F2=20N 的水平拉力分别作用在 m 1、m 2 上，则 A．弹簧秤的示数是 50 N B．弹簧秤的示数是 24 N C．在突然撤去 F2 的瞬间， m1 的加速度大小为 2 m／s2 D．在突然撤去 F2 的瞬间， m2 的加速度大小为 12 m／ s2 12．放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在 0~6s 内其速度与时间的图象 和该拉力的功率与时间的图象分别如图所示．下列 说法正确的是 A．0～ 6s 内物体的位移大小为 30m B．2～ 6s 内拉力做的功为 40J C．合外力在 0～ 6s 内做的功与 0~2s 内做的功相等 D．滑动摩擦力的大小为 5N 13．如图所示，物体 A 和 B 质量均为 m，分别与轻绳连接跨过定滑轮 (不计绳与滑轮之 间的摩擦 )．当用水平力 F 拉 B 物体沿水平面向右做匀速直线运动时。下列判断正确的 是 A．物体 A 也做匀速直线运动 B．绳子对物体 A 的拉力始终大于 A 的重力 C．物体 A 的速度小于物体 B 的速度 D．物体 A 的速度大于物体 B 的速度 14．如图所示， 一水平的浅色长传送带上放置一质量为 m 的煤块 (可视为质点 )，煤块与 传送带之间的动摩擦因数为 。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒 定的加速度 a 开始运动， 当其速度达到 v 后，便以此速度作匀 速运动。 经过一段时间， 煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹 后，煤块相对于传送带不再滑动，关于上述过程，以下判断正 确的是 (重力加速度为 g) A． 与 a 之间一定满足关系 a g B．煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的位移为 2v g C．煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为 v g D．黑色痕迹的长度为 2 22 a g v a 第Ⅱ卷 (非选择题 共 52 分) 注意事项： 第 II 卷须用黑色墨水签字笔在答题卡上作答，在试题卷上作答，答案无效。 二、实验题 (2 小题，共 14 分 ) 15．请写出下列仪器的读数： 纸带上 O 点与 A 点间的距离： _____________cm 16．为了探究质量一定时加速度与力的关系， 一同学设计了如图所示的实验装置。 其中 M 为带滑轮的小车的质量， m 为砂和砂桶的质量。 (滑轮质量不计 ) (1)实验时，一定要进行的操作是 _______ A．用天平测出砂和砂桶的质量 B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测 力计的示数 D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车的质量 M (2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带 (两相邻计数点间还有四个点没有画出 )，测 得： x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.38cm，x4=2.88cm， x5=3.39cm，x6=3.87cm．那么：则 打 3 点处瞬时速度的大小是 _____m／s，若纸带上两相邻计数点的时间间隔为 T，则小 车运动的加速度计算表达式为 _______，加速度的大小是 ____m／s2 ．已知打点计时器采 用的是频率为 50Hz 的交流电 (结果保留两位有效数字 )． (3)以弹簧测力计的示数 F 为横坐标，加速度为纵坐标，画出的 a—F 图像是一条直线， 图线与横坐标的夹角为 ，求得图线的斜率为 k，则小车的质量为 A． 2tan B． 1 tan C．k D． 2 k 三、计算题 (3 小题，共 38 分，请写出必要的文字和公式，只写结果的不得分 ) 17．(9 分)如图所示，斜面 AB 倾角为 37°，底端A 点与斜面上 B 点相距 10m，甲、乙两 物体大小不计，与斜面间的动摩擦因数为 0.5，某时刻甲从 A 点沿斜面以 10m／s 的初 速度滑向 B，同时乙物体从 B 点无初速释放， (sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=l0m／s2)求： (1)甲物体沿斜面上滑的加速度大小； (2)甲、乙两物体经多长时间相遇． 18．(16 分 )如图，在水平轨道右侧固定半径为 R 的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的 PQ 段铺设特殊材料， 调节其初始长度为 l，水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定， 弹簧 处于自然伸长状态。可视为质点的小物块从轨道右侧 A 点以初速度 v0 冲上轨道，通过 圆形轨道、 水平轨道后压缩弹簧， 并被弹簧以原速率弹回。 已知 R=0.4 m，l=2.5 m，v0=6 m／s，物块质量 m=1 kg，与 PQ段间的动摩擦因数 0.4 ，轨道其它部分摩擦不计。 取 g=10 m／s2 。求： (1)物块第一次经过圆轨道最高点 B 时对轨道的压力； (2)物块从 Q 运动到 P 的时间及弹簧获得的最大弹性势能； (3)物块仍以 v0 从右侧冲上轨道，调节 PQ 段的长度 l，让物块能第二次滑上圆轨道但不 脱离圆轨道，求 l 长度应该满足什么条件。 19．(13 分)如图是利用传送带装运煤块的示意图．其中传送带长 20m，倾角 037 ， 煤块与传送带间的动摩擦因数 0.8 ，传送带的主动轮和从动轮半径相等，主动轮轴 顶端与运煤车底板间的竖起高度 H=3.2m，与运煤车车箱中心的水平距离 x=1.6m．现在 传送带底端由静止释放一些煤块 (可视为质点 )，煤块在传送带的作用下先做匀加速直线 运动， 后与传送带一起做匀速运动， 到达主动轮时随轮一起匀速转动． 要使煤块在轮的 最高点水平抛出并落在车箱中心．取 g=l0m／s2 ，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)传送带匀速运动的速度 v 及主动轮和从动轮的半径 R (2)煤块在传送带上由静止开始加速至落到车底板所经过的时间 T． 物理答案 一、选择题 1-8 C B C D C D A C 9-14 9.BC 10.ABD 11. BCD 12. ABC 13. BC 14. AC 二、实验题 15. _5.015___cm __4.50____cm 16.（1）BCD；（2）0.26；a= 4 5 6 1 2 3 29 x x x x x x T ；0.49(或 0.50)（3）D。 三、计算题 17. 18.（1）40N（2）t= 5.0 s 8J（3） l≤1 m 或者≤ l <2.25m (1)物块冲上圆形轨道最高点 B 时速度为 v，由机械能守恒得： mgRmvmv 2 2 1 2 1 22 0 物块到 B 点，由牛顿运动定律得： R mvmgN 2 联立 ①② 式并代入数据解得 N=40N 由牛顿第三定律，物块对轨道压力大小为 40N，方向为竖直向上 总 4 分 (2)物块在 Q 点时速度为 v0＝6 m/s ，在 PQ 运动时，由牛顿运动定律有： mamg 由运动规律 2 0 2 1 attvl 联立 ⑤⑥ 式并代入数据解得在 PQ 段运动时间 t= 5.0 s 设物块在 P 点时速度为 v1，有 glvv 22 0 2 1 由能量守恒，物块压缩弹簧，动能转化为弹性势能，有 2 1 2 1 mvEpm 联立 ⑧⑨ 式代入数据解得 Epm = 8J 总 5 分 (3)物块以 v0 冲上轨道直到回到 PQ段右侧 Q 点时速度为 v2，有 2 0 2 2 2 1 2 12 mvmvmgl 要想能第二次滑上圆轨道，需要 >0,代入数据得 l<2.25m 若物体恰好能运动到圆周运动最右侧的位置，则 -2 μ mg-mgR=0- 代入数据得 所以≤ l <2.25m 若物块恰能通过最高点不脱离轨道， 则物块能沿轨道上滑至最高点且在最高点的速度大 小为 v3，则满足 2 3 2 2 2 12 2 1 mvmgRmv 且 R mvmg 2 3 联立代入数据解得 l＝1 m， 所以 l≤1 m 所以 l≤1 m 或者≤ l <2.25m 总 7 分 19.（1）速度 v 为 2m/s， R 为 0.4m；（2）时间 T 为 13.3s． 解：（l）煤块离开轮的最高点后做平抛运动，由平抛运动的公式，得： x=vt′，H= gt′2 解得： v=x =1.6× =2m/s 要使煤块在轮的最高点做平抛运动， 则煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零， 由牛顿 第二定律，得： mg=m 代入数据得： R= =0.4m 故传送带匀速运动的速度 v 为 2m/s ，从动轮的半径 R 为 0.4m． 共 6 分 （2）由牛顿第二定律得： 煤块匀加运动的加速度 a= =μgcos37°﹣ gsin37°=0.8×8﹣ 6=0.4m/s2 由 v=v0+at 得： 匀加速运动的时间 t1= = s=5s 匀加速运动的位移为： x1= at1 2= ×0.4×25m=5m， 则匀速运动的时间为： t2= = s=7.5s， 平抛运动的时间为： t′= = s=0.8s， 则 煤 块 在 传 送 带 上 由 静 止 开 始 加 速 至 落 回 运 煤 车 车 箱 中 心 所 经 过 的 时 间 为 ： T=t1+t2+t′=5+7.5+0.8=13.3s．