【物理】河北省保定市2019届高三下学期摸底考试试题（解析版）

【物理】河北省保定市2019届高三下学期摸底考试试题（解析版）

河北省保定市2019届高三下学期摸底考试 一、不定项选择题（本题共10个小题，每小题4分，共40分。每小题给出的四个选项中，其中1-7小题只有一个是正确的，8-10小题有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选得0分。）‎ ‎1.如图所示，轻杆下端固定在光滑轴上，可在竖直平面自由转动，重力为G的小球粘在轻杆顶部，在细线的拉力作用下处于静止状态。细线、轻杆与竖直墙壁夹角均为，则绳与杆对小球的作用力的大小分别是（　　）‎ A. ， B. ， C. G，G D. ，‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】分析小球受力，小球受到竖直向下的重力G、沿细线方向的拉力FT和轻杆的弹力FN，由平衡条件可得 联立解得 故ACD错误，B正确。‎ 故选B。‎ ‎2.两个物体A、B同时从同一地点向同一方向运动，图甲为A物体的速度─时间图象，图乙为B物体的位移─时间图象，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 两物体都做加速运动 B. 1s末A物体追上B物体 C. 2s末A物体追上B物体 D. 0~1s内AB两物体的间距先增大后减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.图甲的斜率表示物体的加速度，斜率不变，因此A物体做匀加速直线运动，图乙的斜率表示物体的速度，斜率不变，表示B物体做匀速直线运动，故选项A错误；‎ BC.图甲与横坐标围成的面积表示物体位移，图乙的纵坐标表示物体的位移，图甲函数关系式为 图乙的函数式为 可列方程 解得 故选项B错误，选项C正确；‎ D.两物体间距为 可知在0~1s内AB两物体的间距逐渐增大，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎3.一串质量为‎50g的钥匙从橱柜上‎1.8m高的位置由静止开始下落，掉在水平地板上，钥匙与地板作用的时间为0.05s，且不反弹。重力加速度，此过程中钥匙对地板的平均作用力的大小为（　　）‎ A. 5N B. 5.5N C. 6N D. 6.5N ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】钥匙自由落体到地面的速度为 解得 取向上的方向为正方向，根据冲量等于动量的变化量可得 解得 故选D。‎ ‎4.如图所示，小球在水平轻绳和轻弹簧拉力作用下静止，弹簧与竖直方向夹角为。设重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）‎ A. 从A点剪断弹簧瞬间，小球的加速度大小为g，方向竖直向下 B. 从A点剪断弹簧瞬间，小球的加速度大小为，方向与竖直成角斜向右下 C. 从B点剪断轻绳瞬间，小球的加速度大小为，方向与水平成角斜向左下 D. 从B点剪断轻绳瞬间，小球的加速度大小为，方向与竖直成角斜向左上 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.从A点剪断弹簧瞬间，小球所受的弹簧拉力消失，所受的轻绳拉力突变为零，小球在重力作用下向下运动，小球的加速度大小为g，方向竖直向下，故选项A正确选项B错误；‎ CD.剪断弹簧前，设弹簧的拉力为F，轻绳的拉力为FT，由平衡条件可知 解得 从B点剪断轻绳瞬间，小球所受的轻绳拉力消失，所受弹簧的拉力和重力不变，则小球所受的合力大小为，由 可得小球的加速度为 方向水平向左，故CD错误。‎ 故选A。‎ ‎5.如图所示，匀速转动的齿轮和，齿数比为，下列说法正确的是（　　）‎ ‎、‎ A. 和转动周期之比为 B. 和转动周期之比为 C. 和转动角速度大小之比为 D. 齿轮上A、B两点的线速度大小之比为 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】C.两齿轮的线速度大小相同，因此角速度之比为 故选项C错误；‎ AB.因为 所以和转动周期之比为 故选项A正确选项B错误；‎ D.齿轮转动边缘点的线速度相等，故选项D错误。‎ 故选A。‎ ‎6.小物块从一固定斜面底端以初速度冲上斜面，如图所示，已知小物块与斜面间动摩擦因数为0.5，斜面足够长，倾角为，重力加速度为g。则小物块在斜面上运动的时间为（，）（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】运用牛顿第二定律，上升时 下降时 所以 故选C。‎ ‎7.从倾角为的斜面顶端水平抛出一小球，最终落回斜面。那么小球运动过程中距斜面最远时速率与落回斜面时速率之比为（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由题可知，当平抛运动方向与斜面方向平行时，距斜面最远，此时小球速率与初速度的关系为 解得 落回斜面时 联立解得 故选D。‎ ‎8.静止在斜面底端的物块，在外力的作用下沿光滑斜面向上做匀加速运动，在某位置撤去外力，经过一段时间物块返回斜面底端。下列说法正确的是（　　）‎ A. 物块沿斜面上滑的过程中，机械能一直增加 B. 物块下滑过程机械能一定守恒 C. 外力所做的功等于物块回到底端时的动能 D. 外力所做的功小于物块到达最高处的重力势能 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.撤去外力后物块依然有向上的速度，所以还可以上滑一段时间，这段时间里机械能不变，所以选项A错误；‎ B.下滑时无外力，机械能守恒，故选项B正确；‎ C.合外力做功等于动能的变化量，因此选项C正确；‎ D.物块到最高点，速度为0，初速度为零，末速度为零，动能无变化，所以外力做功等于最高点重力势能，选项D错误。‎ 故选BC ‎9.某半径为R的星球上，两极点处的重力加速度为g，是赤道上重力加速度的n倍，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 星球自转周期为 B. 星球自转周期为 C. 星球的第一宇宙速度 D. 星球的第一宇宙速度 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.在星球两级处物体受到的重力等于其受到的万有引力，有 在赤道上随星球自转的物体，万有引力与星球表面支持力的合力提供其自转的向心力，有 解得自转周期 故选项A正确，选项B错误；‎ CD.绕星球表面运行的卫星，万有引力提供向心力，有 与 联立解得第一宇宙速度为 故选项C正确，选项D错误。‎ 故选AC。‎ ‎10.绷紧传送带与水平方向夹角为，传送带的图象如图所示。时刻质量为‎1kg的楔形物体从B点滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动，2s后开始减速，在时物体恰好到达最高点A点。重力加速度为。对物体从B点运动到A点的过程中，下列说法正确的是（，）（　　）‎ A. 物体与传送带间的摩擦因数为0.75‎ B. 物体重力势能增加48J C. 摩擦力对物体做功12J D. 物块在传送带上运动过程中产生的热量为12J ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据速度时间图像的斜率表示加速度，可得传送带运动的加速度为‎-1m/s2，t=0时刻质量为‎1kg的楔形物体从B点滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动，说明物体受力平衡，由平衡条件可知 解得物体与传送带之间的动摩擦因数，故选项A正确；‎ BC. 2s末，传送带的速度为‎2m/s，物体开始减速，分析可知，物体做匀速直线运动的速度为‎2m/s，且2s后物体与传送带一起做加速度为‎-1m/s2的匀减速运动，在时物体恰好到达最高点A点，则传送带的长度，对物体从B点运动到A点的过程，根据动能定理有 其中 则物体的重力势能增加量为 摩擦力对物体做功为，故选项BC错误；‎ D.物体在2s内传送带相对运动，二者间的相对位移为，该过程中的滑动摩擦力，则物体在传送带上运动过程中产生的热量为 故选项D正确。‎ 故选AD。‎ 二、实验题（本题共2个小题，共15分。）‎ ‎11.如图所示，某同学在研究物体做匀变速直线运动规律时得到的一条纸带（单位；cm），每五个点取一个计数点，那么打下C点时物体的速率是________m/s，物体的加速度大小是__________。（打点计时器所接交流电源的频率为50Hz，所有计算结果保留两位小数）‎ ‎【答案】0.68 1.58‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1] 打点计时器所接交流电源的频率为50Hz，因此打点计时器的周期为 相邻两计数点间的时间间隔 由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度知，打下C点的物体的速率为 ‎[2]物体的加速度可用逐差法计算，为了计算精确，应带入尽可能多的数据，则 ‎12.某同学用如图所示装置验证动量守恒定律。在上方沿斜面向下推一下滑块A，滑块A匀速通过光电门甲，与静止在两光电门间的滑块B相碰，碰后滑块AB先后通过光电门乙，采集相关数据进行验证。（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力）‎ ‎（1）下列所列物理量哪些是必须测量的_________‎ A．滑块A的质量，滑块B的质量 B．遮光片的宽度d（滑块A与滑块B上遮光片遮光片宽度相等）‎ C．本地的重力加速度g D．滑块AB与长木板间的摩擦因数 E．滑块A、B上遮光片通过光电门的时间 ‎（2）滑块A、B与斜面间的摩擦因数、，质量、，要完成本实验，它们需要满足的条件是_______。‎ A．，B．，C．，D．，‎ ‎（3）实验时，要先调节斜面倾角，应该如何调节_______________。‎ ‎（4）若光电门甲的读数为，光电门乙先后的读数为，，用题目中给定的物理量符号写出动量守恒的表达式____________。‎ ‎【答案】 (1). AE (2). C (3). 滑块下滑通过两光电门所用时间相等 ‎ ‎(4). (或)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]本实验中要验证两滑块碰撞前后动量是否守恒，需要验证 故选项AE正确。‎ ‎（2）由于滑块A匀速通过光电门甲，则有 要通过光电门验证两滑块碰撞前后动量是否守恒，需要滑块B也满足 即 所以有 又因为碰撞后两滑块先后通过光电门乙，所以A的质量大于B的质量，故C正确。‎ ‎（3）[3]实验过程要求两滑块匀速运动，所以调整斜面的倾角，当滑块下滑通过两光电门所用时间相等时，表示滑块在斜面上做匀速运动。‎ ‎（4）[4]由第（1）问解析可得两滑块碰撞前后动量守恒的表达式为 三、解答题（本题共4个小题，共45分。）‎ ‎13.一物体由静止开始做匀加速直线运动，在某段时间t内位移为s，物体在前一半时间和后一半时间的位移之比为。求：‎ ‎（1）质点加速度的大小；‎ ‎（2）质点在这段时间之前已经发生位移的大小。‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设物体加速度大小为a，其在某段时间t初速度为v0‎ 对时间t内有：‎ ‎①‎ 对时间t内的前一半时间有：‎ ‎②‎ 解得：‎ ‎， ‎ ‎（2）设物体在时间t之前的位移大小为x 由速度位移关系有：‎ 联立①②③解得：‎ ‎14.右端放有小物块A的长木板B静置于水平地面上，A与B、B与地面间的动摩擦因数均为0.5，A的质量为m，B的质量为‎2m，重力加速度为g。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。‎ ‎（1）用大小等于mg的水平恒力向左推A，经过一段时间A自B的左端掉落。A在B上运动时，A受到B的摩擦力和B受到地面的摩擦力各为多大；‎ ‎（2）若在B上施加一向右水平恒力，使得A在B上的运动时间与（1）中相等，则此力为多大。‎ ‎【答案】（1）；；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）对小物块A进行受力分析可知，A将在推力作用下在长木板B上做加速运动，其所受到B的摩擦力大小为：‎ 地面对长木板B的最大静摩擦力大小大于A对B的摩擦力，即 所以B仍处于静止状态，则地面对B摩擦力大小为 ‎（2）设A在B上滑动时间为t，木板B长为l 设在（1）中A加速度大小为aA，由牛顿第二定律知：‎ ‎①‎ 由运动学公式：‎ ‎②‎ 设推力大小为F,小物块A的加速度大小为aA′，与木板B的加速度大小为aB 对小物块A：‎ ‎③‎ 对长木板B：‎ ‎④‎ 由运动学关系：‎ ‎⑤‎ 联立以上各式解得：‎ ‎15.如图所示，楔形物体放在水平地面上，斜面光滑，倾角为。轻绳一端固定在斜面，另一端系一质量为m的小球在斜面上做圆周运动，A、B分别是圆周运动轨迹的最低点和最高点，已知小球恰能通过B点。在小球运动过程中楔形物体始终静止不动，重力加速度为g。求：‎ ‎（1）小球运动到最低点A时绳对小球的拉力大小；‎ ‎（2）小球经过最高点B时，地面对楔形物体的摩擦力大小。‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设绳长为l，小球在B时速度大小为vB，小球恰好能通过B点 对小球运用牛顿第二定律：‎ ‎①‎ 设小球在A点时的速度大小为vA，绳对小球拉力大小为T，在A点 对小球运用牛顿第二定律：‎ ‎②‎ 小球运动过程中机械能守恒：‎ ‎③‎ 联立①②③解得：‎ ‎（2）小球在B时绳对其拉力为0，设小球在B点时受斜面弹力大小为N 在垂直斜面方向上小球平衡：‎ ‎④‎ 设斜面受小球作用力大小N′，由牛顿第三定律：‎ 设斜面所受地面摩擦力大小为f，由斜面的水平方向平衡条件：‎ ‎⑤‎ 解得：‎ ‎（或）‎ ‎16.如图，将圆心角为半径为R的光滑圆弧竖直固定于水平桌面上，用水平向右的恒力将质量为m的小球由静止开始从底端A推到B点，立即撤去此恒力，小球恰好水平撞击到与圆心等高的竖直墙壁的C点。重力加速度为g，忽略空气阻力。求：（，，）‎ ‎（1）水平恒力的大小；‎ ‎（2）若在OB延长线上安置以点为转轴，长度为半径的可在竖直平面内自由转动的轻杆，当小球运动到B点时立刻附着于轻杆顶端，设小球在附着过程中无机械能损失，如果小球恰好不撞到墙壁，则小球在转动过程中所受轻杆的最大拉力是多少？‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设小球在B点时速度大小为vB，小球由B点运动到C点过程中，在竖直方向上 ‎①‎ 设推力大小为F,对小球从A到B过程应用动能定理 ‎②‎ 联立①②解得：‎ ‎（2）设小球由B做斜抛运动到C用时为t，BC间水平距离为d，则小球由B点运动到C点过程中 在竖直方向上：‎ ‎③‎ 水平方向上：‎ ‎④‎ 小球在B点附着在轻杆上后做圆周运动，设其运动半径为r 由于恰好不撞墙壁，几何关系满足：‎ ‎⑤‎ 球由B点做圆周运动至最低点，设其在最低点时速度大小为v，此过程中机械能守恒，有 ‎⑥‎ 最低点时杆对小球拉力最大，设其大小为T，由牛顿第二定律 ‎⑦‎ 由以上各式联立解得：‎