2019-2020上学期高三年级期中考试仿真卷物理(B)解析版

2019-2020上学期高三年级期中考试仿真卷物理（B）解析版

一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题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．许多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，如理想实验法、等效代换法、控制变量法、微元法、建立物理模型法、放大法等等。以下关于物理学史和所用物理学方法的叙述不正确的是( )

A．伽利略为了说明力不是维持物体运动的原因用了理想实验法

B．牛顿巧妙地运用扭秤测出引力常量，采用了放大法

C．在探究加速度与力和质量关系的实验中采用了控制变量法

D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，其和代表物体的位移，这里采用了微元法

【答案】B

【解析】伽利略为了说明力不是维持物体运动的原因用了理想实验法，故A项正确；卡文迪许巧妙地运用扭秤测出引力常量，采用了放大法，故B项错误；在探究加速度与力和质量关系的实验中采用了控制变量法，故C项正确；在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，其和代表物体的位移，这里采用了微元法，故D项正确。

2．如图所示，两个小球a、b的质量均为m，用细线相连并悬挂于O点。现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角θ＝60°，已知弹簧的劲度系数为k，则弹簧形变量最小值是( )

A. B. C. D.

【答案】A

【解析】以小球ab整体为研究对象，分析受力，作出F在几个方向时整体的受力图，根据平衡条件得知：F与T的合力与整体重力2mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F的最小值为，根据胡克定律，所以，A正确。

3．关于人造地球卫星，下列说法正确的是( )

A．在地球周围做匀速圆周运动的人造卫星的线速度都等于7.9 km/s

B．发射速度大于7.9 km/s的人造地球卫星进入轨道后的线速度一定大于7.9 km/s

C．由v＝可知，离地面越高的卫星其发射速度越小

D．卫星的轨道半径因某种原因缓慢减小，其线速度将变大

【答案】D

【解析】试题分析：地球的第一宇宙速度是7.9 km/s，故A错误；人造地球卫星进入轨道后的线速度小于7.9 km/s，故B错误；公式v＝是运行速度，离地面越高的卫星其运行速度越小，但发射速度要更大一些，因为要克服地球的引力做更多的功，故C错误；由公式v＝可知，卫星受阻力作用轨道半径缓慢减小后，其线速度将变大，故D正确。

4．如图(a)所示，用一水平外力F推物体，使其静止在倾角为θ的光滑斜面上。逐渐增大F，物体开始做变加速运动，其加速度a随F变化的图象如图(b)所示。取g＝10 m/s2。根据图(b)中所提供的信息不能计算出的是(　　)

A．物体的质量

B．斜面的倾角

C．使物体静止在斜面上时水平外力F的大小

D．加速度为6 m/s2时物体的速度

【答案】D

【解析】对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图，x方向：Fcosθ－mgsinθ＝ma，y方向：N－Fsinθ－mgcosθ＝0，解得从图象中取两个点（20N、2 m/s2），（30N、6 m/s2）代入解得：m＝2kg，θ＝37°因而AB可以算出，当a＝0时，可解得F＝15N，因而C可以算出，题中并未说明力F随时间变化的情况，故无法求出加速度为6 m/s2时物体的速度大小，因而D不可以算出，故D正确。

5．如图所示，有一半圆，其直径水平且与另一圆的底部相切于O点，O点恰好是下半圆的圆心，现在有三条光滑轨道AB、CD、EF，它们的上下端分别位于上下两圆的圆周上，三轨道都经过切点O，轨道与竖直线的夹角关系为α＞β＞θ，现在让一物块先后从三轨道顶端由静止下滑至底端，则物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为(　　)

A．tAB＝tCD＝tEF

B．tAB>tCD>tEF

C．tAB<tCD<tEF

D．tAB＝tCD<tEF

【答案】B

【解析】设上面圆的半径为，下面圆的半径为，则轨道的长度，下滑的加速度，根据位移时间公式得，，则，因为，则，故B正确，A、C、D错误。

6．如图所示，相互接触的A、B两物块放在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2，且m1＜m2。现对两物块同时施加相同的水平恒力F，设在运动过程中两物块之间的相互作用力大小为FN，则( )

A．物块B的加速度为

B．物块A的加速度为

C．F＜FN＜2F

D．FN可能为零

【答案】B

【解析】由于没有摩擦力，且m1 < m2，故两者会一块运动，对整体由牛顿第二定律：，解得：，故A错误，B正确；再对B受力分析，由牛顿第二定律：F＋FN＝ma，代入加速度解得：，由于m1≠m2，故FN不可能为零，故C、D错误。

7．在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v1和v2绳子对物体的拉力为FT，物体所受重力为G，则下面说法正确的是( )

A．物体做匀速运动，且v1＝v2

B．物体做加速运动，且v1＞v2

C．物体做加速运动，且FT＞G

D．物体做匀速运动，且FT＝G

【答案】BC

【解析】小车的运动可分解为沿绳子方向和垂直绳子的方向两个运动，设两段绳子的夹角为θ，由几何知识可得v2＝v1sinθ，所以v1＞v2，小车向右运动，θ逐渐增大，故v2逐渐增大，物体由向上的加速度，处于超重状态，所以FT＞G，故B、C正确，A、D错误。

8．在星球表面发射探测器，当发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动；当发射速度达到v时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球。已知地球、火星两星球的质量比约为10∶1，半径比约为2∶1，下列说法正确的有(　　)

A．探测器的质量越大，脱离星球所需要的发射速度越大

B．探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大

C．探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等

D．探测器脱离星球的过程中，势能逐渐增大

【答案】BD

【解析】探测器刚好脱离星球，动能全部转化为势能，发射速度与质量无关，故A错误；根据万有引力公式得：探测器在地球表面受到的引力，在火星表面受到的引力，而地球、火星两星球的质量比约为10：1，半径比约为2：1，解得：F1：F2＝5：2，即探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大，故B正确；探测器脱离星球时，其需要发射速度为，地球与火星的不同，所以所需发射速度也不同，故C错误；由于探测器脱离星球过程中，引力做负功，引力势能增大，故D正确。

9. 飞镖运动于十五世纪兴起于英格兰，二十世纪初，成为人们日常休闲的必备活动。一般打飞镖的靶上共标有10环，第10环的半径最小。现有一靶的第10环的半径为1 cm，第9环的半径为2 cm……以此类推，若靶的半径为10 cm，在进行飞镖训练时，当人离靶的距离为5 m，将飞镖对准第10环中心以水平速度v投出，g＝10 m/s2。则下列说法中正确的是(　　)

A．当v≥50 m/s时，飞镖将射中第8环线以内

B．当v＝50 m/s时，飞镖将射中第6环线

C．若要击中第10环的线内，飞镖的速度v至少为50 m/s

D．若要击中靶子，飞镖的速度v至少为25 m/s

【答案】BD

【解析】当v＝50m/s时，运动的时间，则飞镖在竖直方向上的位移，将射中第6环线，当v≥50 m/s时，飞镖将射中第6环线以内，A错误B正确；击中第10环线内，下降的最大高度为0.01m，根据得，则最小初速度，C错误；若要击中靶子，下将的高度不能超过0.1m，根据，得 s，则最小速度，D正确。

10．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ω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μ，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．B对A的摩擦力一定为3μmg

B．C与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力

C．转台的角速度一定满足：ω≤

D．转台的角速度一定满足：ω≤

【答案】AD

【解析】对A受力分析，受重力、支持力以及B对A的静摩擦力，静摩擦力提供向心力，有f＝3mω2r≤μ3mg，选项A错误；由于C与AB转动的角速度相同，由摩擦力提供向心力有fC＝1.5mrω2，fAB＝5mrω2，故fC＜fAB，即C与转台间的摩擦力小于A与B间的摩擦力的一半，选项B正确；对AB整体，有(3m＋2m)ω2r≤μ(3m＋2m)g，对物体C，有mω21.5r≤μmg，对物体A，有3mω2r≤μ3mg，联立解得ω≤，所以选项C正确、D错误。故不正确的选项为AD。

二、非选择题：本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

11．(5分)某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验，将橡皮条一端固定在A点，另一端系上两根细绳及绳套，用两个弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条，将结点拉到O点，如图甲所示。

(1)如果没有操作失误，图乙中Fʹ是用一个弹簧测力计拉细绳套时，在白纸上根据实验结果画出的图示，则图乙中的F与F'两力中，方向一定沿AO方向的是______。

(2)本实验采用的科学方法是______。

A．理想实验法 B．等效替代法

C．控制变量法 D．建立物理模型法

(3)在同一对比实验的两次操作中，O点位置______变动。（选填“可以”或“不可以”）

【答案】(1)Fʹ (2)B (3)不可以

【解析】(1)Fʹ 是通过实验方法得出的，其方向一定与AO方向相同。

(2)合力与分力的作用效果相同，所以本实验的科学方法是等效替代法。

(3)在同一对比实验的两次操作中，为了保证合力与分力的作用效果相同，O点位置不可以变动。

12．(10分)图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图，图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。

(1)完成下列实验步骤中的填空：

①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列点迹间隔均匀的点。

②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。

③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。

④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。

⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…求出与不同m相对应的加速度a。

⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出－m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成________关系(填“线性”或“非线性”)。

(2)完成下列填空：

①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是______________________。

②设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3。a可用s1、s3和Δt表示为a＝________。图乙为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可求得加速度的大小a＝________m/s2。

③图丙为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为________，小车的质量为________。

【答案】(2)线性 (2)①远小于小车和砝码的总质量(填“远小于小车的质量”也可以) ② 1.16(1.13～1.19之间) ③

【解析】(1)由得，知与m应成线性关系；

(2)①设小车的质量为M，小吊盘和盘中物块的质量为m，设绳子上拉力为F，以整体为研究对象有，解得：，故有M>>m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于小吊盘和盘中物块的重力；②根据，，则；由图可读出s1＝24.2mm，s3＝47.3mm，代入数据解得a＝1.16m/s2；③设小车质量为M，小车受到外力为F，由牛顿第二定律有，所以，由图象的斜率为，故，纵轴截距为，则。

13．(8分)某物体从离水平地面高50 m处自由落下，当下降至离地面高30 m处时，某人用与此物体在同一高度上的相机对其拍照。已知相机的曝光时间为0.1 s，取重力加速度g＝10 m/s2，求：

(1)物体到达相机正前方时速度的大小；

(2)曝光时间内物体下降的高度。

【答案】(1)20 m/s (2)2.05 m

【解析】(1)物体到达相机正前方时，有：v2＝2g(H－h)

解得：v＝20 m/s

(2)物体在0.1s内下降的高度为：

解得：Δh＝2.05 m

14．(8分)图示为一个四星系统，依靠四颗星间的相互作用，维持稳定的运动状态。其中三颗质量均为m的星体A、B、C等间隔分布在半径r的圆轨道上并做同向的圆周运动，质量为M的星体D在圆轨道上的圆心上，该星体的半径为R，引力常量为G，其它三颗星体的半径可以忽略不计，求：

(1)星体C做圆周运动的向心力大小；

(2)星体C做圆周运动的周期。

【答案】(1) (2)

【解析】(1)星体C做圆周运动的向心力为A、B、D对C引力的矢量和

大小为：

由几何关系得：

解得：

(2)由

解得：。

15．(13分)如图所示，从A点以某一水平速度v0抛出质量m＝1 kg的小物块(可视为质点)，当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入圆心角∠BOC＝37°的光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面上的长木板，圆弧轨道C端的切线水平。已知长木板的质量M＝4 kg，A、B两点距C点的高度分别为H＝0.6 m、h＝0.15 m，圆弧轨道半径R＝0.75 m，物块与长木板间的动摩擦因数μ1＝0.7，长木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2，g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)小物块在B点时的速度大小；

(2)小物块滑至C点时，对圆弧轨道的压力大小；

(3)长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。

【答案】(1)5 m/s　(2) N　(3)2 m

【解析】(1)从A点到B点，小物块做平抛运动，有H－h＝gt2

到达B点时，竖直分速度vy＝gt

tan 37°＝

联立解得：vB＝＝5 m/s

(2)从A点到C点，有mgH＝mv－mv

设小物块在C点受到的支持力为FN，则：

FN－mg＝m

联立解得：v2＝2 m/s，FN＝ N

由牛顿第三定律可知，小物块在C点时对圆弧轨道的压力大小为 N

(3)小物块与长木板间的滑动摩擦力为Ff＝μ1mg＝7 N

长木板与地面间的最大静摩擦力为Ff′＝μ2(M＋m)g＝10 N

由Ff<Ff′知，小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动

故长木板的长度至少为l＝＝2 m

16．(16分) 2019年新春佳节，我市的许多餐厅生意火爆，常常人满为患，为能服务更多的顾客，服务员需要用最短的时间将菜肴送至顾客处(设菜品送到顾客处速度恰好为零)。某次服务员用单手托托盘方式(如图)给12 m远处的顾客上菜，要求全程托盘水平。托盘和手、碗之间的摩擦因数分别为0.2、0.15，服务员上菜最大速度为3 m/s。假设服务员加速、减速运动过程中是匀变速直线运动，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：

(1)服务员运动的最大加速度；

(2)服务员上菜所用的最短时间。

【答案】(1)1.5 m/s2　(2)6 s

【解析】(1)设碗的质量为m，托盘的质量为M，以最大加速度运动时，碗、托盘、手保持相对静止，碗受力如图甲所示，由牛顿第二定律得：Ff1＝ma1

碗与托盘间相对静止，则：Ff1≤Ff1max＝μ2mg

解得：a1≤μ2g＝0.15×10 m/s2＝1.5 m/s2

对碗和托盘整体，由牛顿第二定律得：Ff2＝(M＋m)a2

手和托盘间相对静止，则：Ff2≤Ff2max＝μ1(M＋m)g

解得：a2≤μ1g＝0.2×10 m/s2＝2 m/s2

则最大加速度amax＝1.5 m/s2

(2)服务员以最大加速度达到最大速度，然后匀速运动，再以最大加速度减速运动，所需时间最短，加速运动时间：t1＝＝ s＝2 s

位移：x1＝vmaxt1＝×3×2 m＝3 m

减速运动时间：t2＝t1＝2 s，位移：x2＝x1＝3 m

匀速运动位移：x3＝L－x1－x2＝12 m－3 m－3 m＝6 m

匀速运动时间：t3＝＝2 s

最短时间：t＝t1＋t2＋t3＝6 s。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/61036070afaad1f34693daef5ef7ba0d4b736d3f.html