物理卷·2017届陕西省西安市高新一中高三下学期一模考试（2017-04）

物理卷·2017届陕西省西安市高新一中高三下学期一模考试（2017-04）

物理试题 一、选择题(每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确，有的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，处于平直轨道上的A、B两物体相距s，同时同向开始运动，A以初速度v1、加速度a1做匀加速运动，B由静止开始以加速度a2做匀加速运动．下列情况不可能发生的是（假设A能从B旁边通过且互不影响）‎ ‎ A. a1=a2，能相遇一次 ‎ ‎ B. a1＞a2，能相遇两次 ‎ C. a1＜a2，可能相遇一次 ‎ ‎ D. a1＜a2，可能相遇两次 ‎2. 如图所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的托盘和砝码总重量为6N，弹簧秤读数为2N，滑轮摩擦不计．若轻轻取走部分砝码，使总重量减小为4N，将会出现的情况是 ‎ A. A对桌面的摩擦力不变 ‎ B. A所受合力增大 ‎ C. A仍静止不动 ‎ D. 弹簧秤的读数减小 ‎3.如图所示，A、B两物块质量均为m，用一轻弹簧相连，将A用长度适当的轻绳悬挂于天花板上，系统处于静止状态，B物块恰好与水平桌面接触，此时轻弹簧的伸长量为，现将悬绳剪断，则 ‎ A． 悬绳剪断瞬间A物块的加速度大小为2g ‎ B． 悬绳剪断瞬间A物块的加速度大小为g ‎ C． 悬绳剪断后A物块向下运动距离2时速度最大 ‎ D． 悬绳剪断后A物块向下运动距离时加速度最小 ‎4. 如图所示，一小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑，斜面倾角为θ，物块与斜面间的动摩擦因数μ＞tanθ.下列图中表示物块的速度v、加速度a、动能Ek及所受摩擦力Ff随时间t变化的图线（以初速度v0的方向为正方向），可能正确的是 ‎5.一小船在静水中的速度为3m/s，它在一条河宽150m，流速为4m/s的河流中渡河，则下列说法错误的是 ‎ A. 小船不可能到达正对岸 ‎ B. 小船渡河时间不少于50 s ‎ C. 小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为200 m ‎ D. 小船以最短位移渡河时，位移大小为150 m ‎6. 如图所示，在倾角θ＝37°的斜面底端的正上方H处，平抛一个物体，该物体落到斜面上的速度方向正好与斜面垂直，则物体抛出时的初速度为 ‎ A. B. ‎ C. D. ‎7. 关于万有引力定律，下列说法正确的是 ‎ A. 牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值 ‎ B.万有引力定律只适用于天体之间 ‎ C. 万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律 ‎ D. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是相同的 ‎8. 一些星球由于某种原因而发生收缩，假设该星球的直径缩小到原来的四分之一，若收缩时质量不变，则与收缩前相比 ‎ ‎ A．同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的4倍 ‎ B．同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的2倍 ‎ C．星球的第一宇宙速度增大到原来的4倍 ‎ D．星球的第一宇宙速度增大到原来的2倍 ‎9．物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能．若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为m0的质点距质量为M0的引力中心为r0时，其万有引力势能(式中G为引力常数)．一颗质量为m的人造地球卫星以半径为r1圆形轨道环绕地球飞行，已知地球的质量为M，要使此卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径增大为r2，则在此过程中 ‎ A．卫星势能增加了 ‎ B．卫星动能减少了 ‎ C．卫星机械能增加了 ‎ D．卫星上的发动机所消耗的最小能量为 ‎10. 如图，一物体从光滑斜面AB底端A点以初速度v0上滑，沿斜面上升的最大高度为h.下列说法中正确的是(设下列情境中物体从A点上滑的初速度仍为v0) ‎ ‎ A．若把斜面CB部分截去，物体冲过C点后上升的最大高度仍为h ‎ B．若把斜面AB变成曲面AEB，物体沿此曲面上升仍能到达B点 ‎ C．若把斜面弯成圆弧形D，物体仍沿圆弧升高h ‎ D．若把斜面从C点以上部分弯成与C 点相切的圆弧状，物体上升的最大高度有可 能仍为h ‎11. 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 ‎12. 如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连．弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出)．物块的质量为m，AB＝a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W.撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零．重力加速度为g.则上述过程中 A．物块在A点时，弹簧的弹性势能等于W－μmga B．物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W－μmga C．经O点时，物块的动能小于W－μmga D．物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能 ‎ 二 实验和填空（每空2分，共24分）‎ ‎13. 某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如右图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．‎ ‎(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________电源(填“交流”或“直流”)．‎ ‎(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是______．‎ A．放开小车，能够自由下滑即可 B．放开小车，能够匀速下滑即可 C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可 D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可 ‎(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________．‎ A．橡皮筋处于原长状态 B．橡皮筋仍处于伸长状态 C．小车在两个铁钉的连线处 D．小车已过两个铁钉的连线 ‎(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量(根据下面所示的纸带回答)．‎ ‎14.某实验小组利用如下图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．‎ ‎(1)如下图所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d＝_____ cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过某光电门的时间Δt＝1.35×10－2 s，则滑块经过该光电门时的瞬时速度为________m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、滑块的质量和________(文字说明并用相应的字母表示)．‎ ‎(2)在这个过程中系统减少的重力势能为________，系统增加的动能为________，只要两者在误差允许范围内相等，即可验证机械能守恒(用测量的物理量字母表示)．‎ ‎15. 质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么，当汽车的速度为时，汽车的瞬时加速度的大小为______________(用m, P, v表示 )‎ ‎16. 如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块．现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中支持力对小物块做功为______________,滑动摩擦力对小物块做功为_______________‎ 三 计算题（共38分）‎ ‎17.（8分）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？‎ ‎18．(9分)我国发射的“嫦娥一号”卫星发射后首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，通过加速再进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地心最近距离为L1，最远距离为L2，卫星快要到达月球时，依靠火箭的反向助推器减速，被月球引力“俘获”后，成为环月球卫星，最终在离月心距离L3的“绕月轨道”上飞行，如下图所示．已知地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g，月球表面的重力加速度为，求：‎ ‎ (1)卫星在“停泊轨道”上运行的线速度大小；‎ ‎(2)卫星在“绕月轨道”上运行的线速度大小；‎ ‎(3)假定卫星在“绕月轨道”上运行的周期为T，卫星轨道平面与地月连心线共面，求在该一个周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间(忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影响)．‎ ‎19． (9分)山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如下．图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1＝1.8 m，h2＝4.0 m，x1＝4.8 m，x2＝8.0 m．开始时，质量分别为M＝10 kg和m＝2 kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头．大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤下端，荡到右边石头上的D点，此时速度恰好为零．运动过程中猴子均可看成质点，空气阻力不计，重力加速度g＝10 m/s2.求：‎ ‎ (1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值；‎ ‎ (2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小；‎ ‎ (3)猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小．‎ ‎20.(12分)过山车是游乐场中常见的设施.下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，B、C间距与C、D间距相等，半径R1＝2.0 m、R2＝1.4 m.一个质量为m＝1.0 kg的小球(可视为质点)，从轨道的左侧A点以v0＝12.0 m/s的初速度沿轨道向右运动，A、B间距L1＝6.0 m.小球与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，圆形轨道是光滑的.假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠.重力加速度取g＝10 m/s2，计算结果保留小数点后一位数字.试求：‎ ‎(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；‎ ‎(2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道，B、C间距L应是多少；‎ ‎(3)在满足(2)的条件下，如果要使小球不能脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径R3应满足的条件；小球最终停留点与起点A的距离.‎ 物理试题答卷 一、选择题 （48分）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 二、实验与填空（24分）‎ ‎13.(1) (2) (3) (4) ‎ ‎14. (1) cm m/s ‎ ‎(2) ‎ ‎15. 16. ‎ 三 计算题（共38分）‎ ‎17（8分）‎ ‎18. （9分）‎ ‎19．(9分) ‎ ‎20. (12分)‎ 物理参考答案 一、选择题 （48分）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 B C AC BD D A C D AC BD BC BC 二、实验与填空（24分）‎ ‎13.(1)交流　 (2)D　 (3)B　 (4)GK ‎14. (1)0.540　0.4　滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离x ‎(2)mgx　(m＋M)()2‎ ‎15. 16. mgLsin α mv2－mgLsin α 三 计算题（共38分）‎ ‎17（8分）‎ 解：(1) （5分）要想游戏获得成功，瓶滑到C点速度正好为0，力作用时间最长，设最长作用时间为t1，有力作用时瓶的加速度为a1，t1时刻瓶的速度为v1，力停止后加速度为a2，由牛顿第二定律得 ①‎ ‎ ②‎ 加速运动过程中的位移 ③‎ 减速运动过程中的位移 ④‎ 位移关系满足 ⑤ ‎ 又 ⑥‎ 联立①②③④⑤⑥解得 ‎ ‎(2) （3分）要想游戏获得成功，瓶滑到B点速度正好为零，力作用距离最小，设最小距离为d，则 ⑦‎ ‎ ⑧ ‎ 联立⑦⑧解得d=0.4 m ‎18. （9分）‎ 解析　(1) （3分）＝m ＝mg，得v1＝ .‎ ‎(2) （3分）G＝m G＝mg月，解得：v2＝ .‎ ‎(3)（3分）cos α＝cos∠DOA＝ cos β＝cos∠CO′B＝ t＝T＝.‎ ‎19．(9分) ‎ 解析： (1) (3分)设猴子从A点水平跳离时速度的最小值为vmin，根据平抛运动规律，有 h1＝gt2 ①‎ x1＝vmint ②‎ 联立①②式，得vmin＝8 m/s ③‎ ‎(2) (3分)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时的速度为vC，有 ‎(M＋m)gh2＝(M＋m)vC2 ④‎ vC＝＝ m/s≈9 m/s⑤‎ ‎(3) (3分)设拉力为FT，青藤的长度为L，对最低点，由牛顿第二定律得 FT－(M＋m)g＝(M＋m)⑥‎ 由几何关系(L－h2)2＋x＝L2 ⑦‎ 得L＝10 m ⑧‎ 综合⑤⑥⑧式并代入数据解得：FT＝(M＋m)g＋(M＋m)＝216 N⑨‎ ‎20. (12分)‎ 解析(1) (3分)设小球经过第一个圆轨道的最高点时的速度为v1，根据动能定理 ‎－μmgL1－2mgR1＝ ①‎ 小球在最高点受到重力mg和轨道对它的作用力F，根据牛顿第二定律 F＋mg＝m ②‎ 由①②式解得F＝10.0 N ③‎ ‎(2) (3分)设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为v1，由题意知mg＝m④‎ ‎－μmg(L1＋L)－2mgR2＝ ⑤‎ 由④⑤式解得L＝12.5 m ⑥‎ ‎(3) (6分)要保证小球不脱离轨道，可分两种情况进行讨论：‎ Ⅰ.轨道半径较小时，小球恰好能通过第三个圆轨道，设在最高点的速度为v3，应满足 mg＝m ⑦‎ ‎－μmg(L1＋2L)－2mgR3＝ ⑧‎ 由⑥⑦⑧式解得R3＝0.4 m Ⅱ.轨道半径较大时，小球上升的最大高度为R3，根据动能定理有 ‎－μmg(L1＋2L)－2mgR3＝0－‎ 解得R3＝1.0 m 为了保证圆轨道不重叠，R3最大值应满足 ‎(R2＋R3)2＝L2＋(R3－R2)2‎ 解得R3＝27.9 m 综合Ⅰ、Ⅱ，要使球不脱离轨道，则第三个圆轨道半径需满足0

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