黑龙江省哈尔滨市第三十二中学2020届高三上学期期末考试物理试题

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黑龙江省哈尔滨市第三十二中学2020届高三上学期期末考试物理试题

哈32中2019~2020学年度上学期期末考试 物理试题 一.单项选择题(每题5分,共30分)‎ ‎1.如图所示,在粗糙水平面上放置A、B、C、D四个小物块,各小物块之间由四根完全相同的轻弹簧相互连接,正好组成一个菱形,∠BAD=120°,整个系统保持静止状态.已知A物块所受的摩擦力大小为Ff,则D物块所受的摩擦力大小为(   )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】已知A物体受到的摩擦力为Ff,因为组成了菱形,所以每根弹簧弹力大小相等,设每根弹簧的弹力为F,有,对D物体有,解得:,ABD错误C正确.‎ ‎2.某高处落下一个鸡蛋,分别落到棉絮上和水泥地上,下列结论正确的是( )‎ A. 落到棉絮上鸡蛋不易破碎,是因为它的动量变化小 B. 落到水泥地上的鸡蛋易碎,是因为它受到的冲量大 C. 落到棉絮上的鸡蛋不易破碎,是因为它的动量变化率小 D. 落到水泥地上的鸡蛋易碎,是因为它的动量变化慢 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、鸡蛋分别落到棉絮上和水泥地上,在与棉絮和水泥地接触的过程中,鸡蛋的速度都由v变化为零,可知动量变化量相同,根据动量定理知,合力的冲量相等,故AB错误.C、落到棉絮上的鸡蛋不易破碎,根据 知,落到棉絮上的作用时间长,动量的变化率小,即合力小,导致对鸡蛋的作用力较小,不容易破碎,故C正确.D、落到水泥地上,作用时间较短,动量的变化率大,动量变化快,导致对鸡蛋的作用力大,所以易碎,故D错误.故选C.‎ ‎【点睛】鸡蛋落地前是自由落体运动;与地面碰撞过程,根据动量定理列式分析即可.‎ ‎3.如图所示,小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动,下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是( )‎ A. f的方向总是指向圆心 B. 圆盘匀速转动时f=0‎ C. 在转速一定的条件下,f跟物体到轴O的距离成正比 D. 在物体与轴O距离一定的条件下, f跟圆盘转动的角速度成正比 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】如果圆盘在做非匀速圆周运动,摩擦力不指向圆心,摩擦力分解为一个指向圆心的力和沿圆弧切线方向的力,指向圆心力提供向心力改变速度的方向,切向的分力改变速度的大小,所以A项错误;圆盘匀速转动时,物体在做匀速圆周运动,摩擦力提供向心力,摩擦力不为零,所以B项错误;当转速一定时,根据,角速度也是一定,摩擦力提供向心力,摩擦力与半径成正比关系,所以C项正确;在物体与轴O的距离一定的条件下,摩擦力与角速度的平方成正比,所以D项错误.‎ ‎4.如图所示,在斜面顶端先后水平抛出同一小球,第一次小球落到斜面中点,第二次小球落到斜面底端,从抛出到落至斜面上(忽略空气阻力)(  )‎ A. 两次小球运动时间之比::1‎ B. 两次小球运动时间之比::2‎ C. 两次小球抛出时初速度之比::‎ D. 两次小球抛出时初速度之比::2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B项:平抛运动在竖直方向上自由落体运动,根据,得,因为两次小球下降高度之比为1:2,由运动时间之比为,故A、B错误;‎ C、D项:小球水平位移之比为1:2,由得:水平初速度之比,故C正确,D错误.‎ 故选C.‎ ‎5.质量为m的汽车行驶在平直公路上,在运动中所受阻力不变.当汽车加速度为a,速度为v时发动机的功率为P1;当功率为P2时,汽车行驶的最大速度应为( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】对汽车受力分析,设受到的阻力的大小为f,由牛顿第二定律可得F−f=ma,所以F=f+ma,所以功率P1=Fv=(f+ma)v,解得f=−ma,‎ 当功率恒为P2时,设最大速度为v′,则P2=F′v′=fv′,所以v′==,故ABC错误,D正确.‎ 故选:D.‎ ‎【点睛】对汽车受力分析,由牛顿第二定律,可以求得汽车运动过程中的受到的阻力的作用,再由P=Fv=fv可以求得汽车的最大速度.‎ ‎6.不计空气阻力,下列运动的物体中机械能不守恒的是(  )‎ A. 起重机吊起物体匀速上升 B. 物体做平抛运动 C. 圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动 D. 一个轻质弹簧上端固定,下端系一个重物,重物在竖直方向上上下振动(以物体和弹簧整体为研究对象)‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.起重机吊起物体匀速上升时,动能不变,重力势能变大,可知机械能增加,选项A符合题意;‎ B.物体做平抛运动,只有重力做功,机械能守恒,选项B不符合题意;‎ C.圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动,动能和势能都不变,机械能守恒,选项C不符合题意;‎ D.一个轻质弹簧上端固定,下端系一个重物,重物在竖直方向上上下振动(以物体和弹簧整体为研究对象),只有重力和弹力做功,则整体的机械能守恒,选项D不符合题意;‎ 故选A.‎ 二.多项选择题(每题6分,选不全得3分,错选不得分,共30分)‎ ‎7.以初速度为水平抛出的物体,当竖直方向的位移与水平方向的位移相等时(g=10m/s2)‎ A 竖直分速度与水平分速度大小相等 B. 瞬时速度大小 C. 运动的时间t=1s D. 位移大小 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、根据题意有:,得:,则竖直分速度:,故AC错误; B、根据平行四边形定则知:瞬时速度,故B正确; D、水平位移大小,根据平行四边形定则知,位移大小为:‎ ‎,故D正确.‎ ‎8.质量为 m、速度为 v 的 A 球与质量为 3m 的静止 B 球发生正碰.碰撞后 B 球的速度可能有不同的值.碰撞后 B 球的速度大小可能是 A. 0.6v B. 0.4v C. 0.25v D. 0.1v ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 若vB=0.6v,由动量守恒得:‎ mv=mvA+3m•0.6v 得 vA=-0.8v 碰撞前系统的总动能为 碰撞后系统的总动能为 违反了能量守恒定律,不可能。故A错误。‎ B. 若vB=0.4v,由动量守恒得:‎ mv=mvA+3m•0.4v 得 vA=-0.2v 碰撞后系统的总动能为 不违反能量守恒定律,是可能的。故B正确。‎ C. 若vB=0.25v,由动量守恒得:‎ mv=mvA+3m•0.25v 得 vA=0.25v 碰撞后系统的总动能为 不违反能量守恒定律,是可能的。故C正确。‎ D. 若vB=v,由动量守恒得:‎ mv=mvA+3m•v 得 碰撞后系统的总动能必定大于碰撞前系统的总动能,违反了能量守恒定律,不可能。故D错误。‎ ‎9.嫦娥三号卫星到达月球附近并绕月球在椭圆轨道上运动,月球在椭圆轨道的一个焦点上,如图所示。已知卫星在运行中是无动力飞行,只受到月球对它的万有引力作用。在卫星从轨道的A点沿箭头方向运行到B点的过程中(  )‎ A. 卫星的速度逐渐减小 B. 卫星的速度逐渐增大 C. 卫星的机械能守恒 D. 卫星的机械能逐渐增大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.飞船从A到B半径增大,只有万有引力对飞船做负功,故飞船动能关小,速度减小,故A正确,B错误;‎ CD.因为只有地球对飞船的引力做功,满足机械能守恒条件,即飞船的机械能守恒,故C正确,D错误;‎ 故选AC。‎ ‎10.如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零。小球下降阶段,下列说法中正确的是(  )‎ A 小球机械能守恒 B. 在C位置小球速度最大 C. 从A→C位置小球重力势能的减少量小于重力做的功 D. 从A→D位置小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.小球下落时,弹簧的弹力对小球做负功,则小球的机械能减小,选项A错误;‎ B.小球从B至C过程,重力大于弹力,合力向下,小球加速。随着弹力的增大,合力减小,加速度减小。从C到D过程,重力小于弹力,合力向上,小球减速,随着弹力增大,合力反向增大,加速度增大,所以小球加速度先减小后增大,在D位置小球加速度最大。速度先增大后减小,在C点速度最大,故B正确; C.据功能关系有:从A→C位置小球重力势能的减少量等于重力做的功,故C错误。 D.小球下降过程中,重力和弹簧弹力做功,小球和弹簧系统机械能守恒;从A→D位置,动能变化量为零,故小球重力势能的减小等于弹性势能的增加,故D正确。 故选BD。‎ ‎11.如图所示,地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动.设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3,向心加速度分别为a1、a2、a3,则说法正确的是( )‎ A. v1>v2>v3‎ B. v1a2>a3‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】山丘e与同步通信卫星q转动周期相等,根据v=,由于山丘e的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径,故v1<v3;根据卫星的线速度公式,由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径,故近地资源卫星的线速度大于同步通信卫星的线速度,即v3<v2;故v1<v3<v2,故A错误,B正确;山丘e与同步通信卫星q转动周期相等,根据a=ω2r=,由于山丘e的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径,故山丘e的轨道加速度小于同步通信卫星q的加速度,即a1<a3;根据加速度公式a=,由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径,故近地资源卫星的加速度小于同步通信卫星的加速度,即a3<a2;故a1<a3<a2,故C正确,D错误;故选BC.‎ ‎【点睛】本题关键要将地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p、同步通信卫星q分为两组进行分析比较,最后再综合;一定不能将三个物体当同一种模型分析,否则会使问题复杂化.‎ 三.计算题(每题20分,共40分)‎ ‎12.某游乐场的过山车从较高的弧形轨道顶部,由静止开始向下运动,在底部进入与之连接的圆形轨道,它可以底朝上在竖直圆轨道顶部运行,游客不会掉下来,可以把这种情形抽象为如图所示的简图,为了游客的安全,载人过山车在通过圆轨道的最高点时,对轨道要有一定的压力,假设该压力为人与过山车总重力的0.5倍,圆轨道的半径为R,不考虑一切阻力,问:‎ ‎(1)载人过山车在最高点时的速度?‎ ‎(2)弧形轨道顶部到底部的高度h应多大?‎ ‎(3)若人的质量为m,过山车经过圆轨道最低点时人对座椅的压力多大?‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)在最高点时,由牛顿第二定律:‎ ‎ ‎ FN1=0.5Mg 解得;‎ ‎(2)由机械能守恒:‎ 解得 ‎。‎ ‎(3)由开始释放到最低点:‎ 联立 FN2=6.5mg 牛三定律知 FN2'=FN2=6.5mg ‎13.如图甲所示,物块A、B的质量分别是mA=4.0kg和mB=3.0kg.用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙壁相接触.另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动,在t=4s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不分开,C的v-t图象如图乙所示.求:‎ ‎(1)C的质量mC;‎ ‎(2)t=8s时弹簧具有的弹性势能Ep1‎ ‎(3)4—12s内墙壁对物块B的冲量大小I ‎【答案】(1) 2kg (2) 27J (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由题图乙知,C与A碰前速度为v1=9m/s,碰后速度大小为v2=3m/s,C与A碰撞过程动量守恒 mCv1=(mA+mC)v2‎ 解得C的质量 mC=2kg.‎ ‎(2)t=8s时弹簧具有的弹性势能 Ep1= (mA+mC)v22=27J ‎(3)取水平向左为正方向,根据动量定理,4~12s内墙壁对物块B的冲量大小 I=(mA+mC)v3-(mA+mC)(-v2)=36N·s ‎ ‎ ‎ ‎
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