1、- 1 -安徽省定远县启明中学 2018 届第一学期高三 12 月摸底考物理试卷一、选择题1. 铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为 ，若质量为 的火车转弯时速度大于 ，则（ ）A. 内轨对内侧车轮轮缘有向外的挤压力B. 外轨对外侧车轮轮缘有向内的挤压力C. 内轨对内侧车轮轮缘有向内的挤压力D. 外轨对外侧车轮轮缘有向外的挤压力【答案】B【解析】火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度正好是 ，当火车火车转弯的速度大于 时，需要的向心力增大，而重力与支持力的合力不变，所以合力小于所需要的向心力，外轨就要对
2、火车产生一个向内的力来补偿一部分向心力，所以此时外轨对内外侧车轮轮缘有挤压，ACD 错误，B 正确故选 B.点睛：火车转弯主要是分析清楚向心力的来源，再根据速度的变化，可以知道对内轨还是对外轨由作用力2. 一辆警车在平直的公路上以 40 m/s 的速度巡逻，突然接到报警，在前方不远处有歹徒抢劫，该警车要尽快赶到出事地点且到达出事地点时的速度也为 40m/s，有三种行进方式： a为一直匀速直线运动； b 为先减速再加速； c 为先加速再减速，则( )A. a 种方式先到达B. b 种方式先到达C. c 种方式先到达D. 条件不足，无法确定【答案】C【解析】a 一直做匀速直线运动，平均速度为 40
3、m/s，b 先减速再加速，平均速度小于 ，c 先加速再减速，平均速度大于 ，根据 ，知 c 的运动时间最短，b 的运动时间最长，c 种方式先到达，故 C 正确，ABD 错误。点睛：解决本题的关键掌握平均速度的定义式，通过定义式分析判断，本题也可以根据速度- 2 -时间图线分析判断。3. 某地区的地下发现了天然气资源,如图所示,在水平地面 P 点的正下方有一球形空腔区域内储藏有天然气.假设该地区岩石均匀分布且密度为 ,天然气的密度远小于 ,可忽略不计.如果没有该空腔,地球表面正常的重力加速度大小为 g;由于空腔的存在,现测得 P 点处的重力加速度大小为 kg(k1).已知引力常量为 G,球形空腔
4、的球心深度为 d,则此球形空腔的体积是( )A. B. C. D. 【答案】D【解析】试题分析：如果将近地表的球形空腔填满密度为 的岩石，则该地区重力加速度便回到正常值，因此，如果将空腔填满，地面质量为 m 的物体的重力为 mg，没有填满时是kmg，故空腔填满后引起的引力为（1-k）mg；根据万有引力定律，有：解得： 故选 D考点：万有引力定律4. 如图所示，铁板 AB 与水平地面之间的夹角为 ，一块磁铁吸附在铁板下方。在缓慢抬起铁板的 B 端使 角增大（始终小于 90）的过程中，磁铁始终相对于铁板静止。下列说法正确的是( )A. 磁铁所受合外力逐渐减小B. 铁板对磁铁的弹力逐渐增大C. 磁铁
5、所受到的摩擦力逐渐减小D. 磁铁始终受到三个力的作用- 3 -【答案】B【解析】对物体受力分析：A 项，缓慢抬起过程，磁铁视为平衡状态，根据物体平衡条件，合外力始终为零，故 A 项错误。B、C 项，注意到铁板对磁块的磁力大小不变，在抬起过程中磁力的方向与 AB 的相对位置关系不变，将电磁力分解到 x、y 轴上，两个分量大小不变，如上图受力分析图所示，因此抬起过程中，重力沿 x 轴分量增大，摩擦力 f 增大，重力沿 y 轴方向分力减小，因此弹力增大，故 B 正确，C 错误；D 项，磁铁受到重力、铁板弹力、铁板的电磁力、摩擦力作用，故 D 项错误。综上所述本题答案是：B5. A、B 两球沿一直线运
6、动并发生正碰，如图所示为两球碰撞前后的位移时间图象a、b 分别为 A、B 两球碰前的位移图象，C 为碰撞后两球共同运动的位移图象，若 A 球质量是m=2kg，则由图象判断下列结论正确的是（）A. A、B 碰撞前的总动量为 3kgm/sB. 碰撞时 A 对 B 所施冲量为4NsC. 碰撞前后 A 的动量变化为 4kgm/sD. 碰撞中 A、B 两球组成的系统损失的动能为 10J【答案】A- 4 -【解析】由 s-t 图象可知，碰撞前有： ， ，碰撞后有：vA=v B=v= ；对 A、B 组成的系统，A、B 两球沿一直线运动并发生正碰，碰撞前后物体都是做匀速直线运动，所以系统的动量守恒碰撞前后 A
7、 的动量变化为：PA=mvA-mv A=2（-1）-2（-3）=4kgm/s，根据动量守恒定律，碰撞前后 A 的动量变化为：P B=-P A=-4kgm/s，又：P B=mB（v B-v B） ，所以： ，所以 A 与 B 碰撞前的总动量为：p 总 =mvA+mBvB=2（-3）+ 2=- kgm/s; 由动量定理可知，碰撞时 A 对 B 所施冲量为：I B=P B=-4kgm/s=-4Ns碰撞中 A、B 两球组成的系统损失的动能：E K= mvA2+ mBvB2- （m+m B）v 2，代入数据解得：E K=10J，故 A 错误，BCD 正确；故选BCD6. 如图所示，两个小球通过两个相同的
8、弹簧和一个水平向左的外力在竖直平面内达到平衡，则以下说法正确的是（ ）A. A、B 弹簧产生的弹力大小相等B. A、B 两弹簧形变量之比为 4：lC. 撤去 F.的瞬间， a 球的加速度为零D. 撤去 F 的瞬间. b 球处于失重状态【答案】B【解析】A、对小球 a 受力分析如图所示：- 5 -由平衡条件可知： ，对小球 b： ，解得 ，因两弹簧相同，则 A、B 两弹簧形变量之比为 ，故选项 A 错误，B 正确；C、因 ，可知撤去 F 的瞬间， a 球的加速度为 ，加速度不为零，选项C 错误；D、撤去 F 的瞬间，由于弹簧的弹力不会发生突变，故 b 球受力情况不变，则其加速度为零，不是失重状态
9、，选项 D 错误。点睛：本题考查的是力的平衡，重点要注意弹簧的弹力不会发生突变！7. 如图所示，由半径为 R 的 光滑圆周和倾角为 450 的光滑斜面组成的轨道固定在竖直平面内，斜面和圆周之间由小圆弧平滑连接。一小球恰能过最高点，并始终贴着轨内侧顺时针转动。则小球通过斜面的时间为（重力加速度为 g） （ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】试题分析：小球能在圆周内侧斜面做圆周运动，恰能通过圆周最高点的速度 ，则根据动能定理，可求出小球到达斜面顶端时的速度 v1，则：可得：- 6 -物体在光滑斜面上下滑时，沿斜面下滑的加速度 a=gsin= ，已知小球在斜面上做匀加速运动的初速度 ，加速
10、度 a= ，位移 x= R，根据运动学公式可以求出小球通过斜面的时间为： ，故 D 正确考点：圆周运动；牛顿第二定律；动能定理【名师点睛】此题是牛顿第二定律及动能定理的综合应用问题；解决本题的关键是认识小球能圆内侧轨道做圆周运动时能过通过最高点的临界条件是 从而得求小球滑上斜面时的速度，再根据运动学公式求出运动的时间。8. 据报道，嫦娥二号卫星将于 年发射，其环月飞行的高度距离月球表面 ，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为 的嫦娥一号更加详实若两颗卫星环月飞行均可视为匀速圆周运动，飞行轨道如图所示则（ ）A. 嫦娥二号环月飞行的周期比嫦娥一号更大B. 嫦娥二号环月飞行的线速度比嫦娥一号
11、更大C. 嫦娥二号环月飞行时角速度比嫦娥一号更大D. 嫦娥二号环月飞行时向心加速度比嫦娥一号更大【答案】BCD【解析】依据万有引力公式 可得： ， ， ，由于 ，则嫦娥二号环月飞行的周期比嫦娥一号更小，选项 A 错误； 嫦娥二号环月飞行的线速度比嫦娥一号更大，选项 B 正确；嫦娥二号环月飞行时角速度比嫦娥一号更大，选项 C 正确；嫦娥二号环月飞行时向心加速度比嫦娥一号更大，选项 D 正确；故选 BCD.9. 如右图所示， M、 N 两物体叠放在一起，在恒力 F 作用下，一起向上做匀加速直线运动，则关于两物体受力情况的说法正确的是（ ）- 7 -A. 物体 M 一定受到 4 个力B. 物体 N
12、可能受到 4 个力C. 物体 M 与墙之间一定有弹力和摩擦力D. 物体 M 与 N 之间一定有摩擦力【答案】AD【解析】试题分析： M、N 两物体一起向上做匀加速直线运动，合力向上，对 MN 整体进行受力分析，受到重力和 F，墙对 M 没有弹力，否则合力不能向上，也就不可能有摩擦力；对 N进行受力分析，得：N 受到重力，M 对 N 的支持力，这两个力的合力不能向上，所以还受到M 对 N 向上的静摩擦力，则 N 也给 M 一个沿斜面向下的静摩擦力，再对 M 进行受力分析，得：M 受到重力、推力 F、N 对 M 的压力以及 N 给 M 沿斜面向下的静动摩擦力，一共 4 个力，故AD 正确，BC 错
13、误; 故选 AD考点：受力分析【名师点睛】本题主要考查了同学们受力分析的能力，注意整体法和隔离法的应用。10. 如图所示，物体自 O 点由静止开始做匀加速直线运动，A、B、C、D 为其运动轨迹上的四点，测得 AB2 m，BC3 m且物体通过 AB、BC、CD 所用的时间相等，则下列说法正确的是( )A. 可以求出物体加速度的大小B. 可以求得 CD4 mC. 可以求得 OA 之间的距离为 1.125 mD. 可以求得 OB 之间的距离为 12.5 m【答案】BC【解析】试题分析:由匀变速直线的运动规律知： 可得：- 8 -，而时间 T 未知，故 A 错、B 对；由匀变速直线运动的规律知： ，故
14、 ，故 ，C 对、D 错。考点:匀变速直线的运动规律。【名师点睛】1匀变速直线运动的两个重要推论（1）物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，还等于初、末时刻速度矢量和的一半，即： v 。（2）任意两个连续相等的时间间隔 T 内的位移之差为一恒量，即：xx 2x 1x 3x 2x nx n1 aT 2。11. 如图所示，斜面固定在水平面上，轻质弹簧一端固定在斜面顶端，另一端与物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于 O 点，物块与斜面间有摩擦。现将物块从 O 点拉至 A 点，撤去拉力后物块由静止向上运动，经 O 点到达 B 点时速度为零，则物块从 A 运动到 B 的过程中（ ）A
15、. 经过位置 O 点时，物块的动能最大B. 物块动能最大的位置与 AO 的距离无关C. 物块从 A 向 O 运动过程中，弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量D. 物块从 O 向 B 运动过程中，动能的减少量大于弹性势能的增加量【答案】BD【解析】物体从 A 向 O 运动过程，受重力、支持力、弹簧的拉力和滑动摩擦力，在平衡位置动能最大，由于摩擦力平行斜面向下，故平衡点在 O 点下方，所以经过 O 点的动能不是最大，故 A 错误；在平衡点动能最大，而平衡点的位置与 AO 距离无关，故 B 正确；物块从 A 向 O运动过程中，弹性势能减小，重力势能、动能和内能均增加，根据能量守恒定律，弹性势能
16、的减少量大于动能与重力势能的增加量，故 C 错误；物块从 O 向 B 运动过程中，动能减小，重力势能、弹性势能和内能均增加，根据能量守恒定律，动能的减少量大于弹性势能的增加量，故 D 正确。所以 BD 正确，AC 错误。12. 如图所示，一质量为 m 的物体静置在倾角为 = 30的光滑斜面底端。现用沿斜面向上- 9 -的恒力 F 拉物体，使其做匀加速直线运动，经时间 t，力 F 做功为 W，此后撤去恒力 F，物体又经时间 t 回到出发点，若以斜面底端为重力势能零势能面，则下列说法正确的是A. 恒力 F 大小为B. 从开始到回到出发点的整个过程中机械能增加了 WC. 回到出发点时重力的瞬时功率为
17、D. 物体动能与势能相等的位置在撤去恒力位置的上方【答案】AB【解析】试题分析：分别研究从开始到经过时间 t 和撤去恒力 F 到回到出发点，物体的受力情况，根据运动学公式求出恒力 F，除重力以外的力做功等于机械能的变化量，根据动能定理求出回到出发点的速度，根据瞬时功率公式求解重力的瞬时功率，根据运动学公式求出撤去力 F 时，物体继续上滑到最高点距离，运用动能定理求出撤去力 F 时，物体重力势能从开始到经过时间 t，物体受重力，拉力，支持力，由牛顿第二定律得物体加速度为，撤去恒力 F 到回到出发点，物体受重力，支持力，由牛顿第二定律得物体加速度大小为： ，两个过程位移大小相等、方向相反，时间相等
18、则得： ， 联立解得 ，故 A 正确；除重力以外的力做功等于物体机械能的变化量，力 F 做功 W，机械能增加量为 W，由于又回到出发点的过程中，只有重力做功，机械能守恒，所以从开始到回到出发点的整个过程中机械能增加了 W，故 B正确；根据过程中，根据动能定理得 ，解得 ，回到出发点时重力的瞬时功率为 ，故 C 错误；撤去力 F 时重力势能为 ，动能为 ，则 ，撤去 F 后到最高点的过程中，动能减小，重力势能增大，动能与势能相等的位置不可能在这段距离，所以动能与势能相等的位置在撤去恒力位置的下方，故 D 错误二、实验题13. 用等效代替法验证力的平行四边形定则的实验情况如下图甲所示，其中 为固定
19、橡皮筋的图钉， 为橡皮筋与细绳的结点， 和 为细绳，图乙是白纸上根据实验结果画出的图- 10 -（ ）本实验中“等效代替”的含义是_A橡皮筋可以用细绳替代B左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代（ ）图乙中的 F 与 两力中，方向一定沿着 方向的是_，图中_是 、合力的理论值，_是合力的实验值（ ）完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是_A拉橡皮筋的绳细一些且长一些B拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行C拉橡皮筋的细绳要长些，标记同
20、一细绳方向的两点要远些D使拉力 和 的夹角很小【答案】 (1). D (2). (3). F (4). (5). ABC【解析】试题分析：（1）该实验采用了“等效法” ，即用两个弹簧秤拉橡皮筋的效果和用一个弹簧秤拉橡皮筋的效果是相同的，即要求橡皮筋的形变量相同，故 ACB 错误，D 正确。（2）F 是通过作图的方法得到合力的理论值，在平行四边形的对角线上，而 是通过一个弹簧称沿 AO 方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到 O 点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力，是 合力的实验值。考点：验证力的平行四边形定则- 11 -名师点睛：本实验应用了等效替代法、实验分析、实验注意事
21、项，在解决设计性实验时，一定先要通过分析题意找出实验的原理，通过原理即可分析实验中的方法及误差分析。14. 图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置图，下面一些实验步骤：A.用天平测出重物和夹子的质量B.把打点计时器用铁夹固定在放到桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直面内C.把打点计时器接在交流电源上，电源开关处于断开状态D.将纸带穿过打点计时器的限位孔，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，让重物靠近打点计时器，处于静止状态E.接通电源，待计时器打点稳定后释放纸带，再断开电源F.用秒表测出重物下落的时间G.更换纸带，重新进行实验（1）对于本实验，以上不必要的两个步骤是_（2）图乙为实验中打出
22、的一条纸带，O 为打出的第一个点，A、B、C 为从适当位置开始选取的三个连续点（其它点未画出） ，打点计时器每隔 0.02s 打一个点，若重物的质量为 0.5kg，当地重力加速度取 g=9.8m/s2，由图乙所给的数据算出（结果保留两位有效数字）：从 O 点下落到 B 点的过程中，重力势能的减少量为_J；打 B 点时重物的动能为_J。【答案】 (1). A、F (2). 0.86 (3). 0.81 【解析】试题分析：（1）实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两边都有质量，可以约去，所以不需要测出重物和夹子的质量，故 A 不需要物体下落的时间可以通过打点计时器直接得出，不需要秒表
23、测重物下落的时间，故 F 不需要故选 A 和 F；（2）从 O 点下落到 B 点的过程中，减少的重力势能E p=mgh=0598176010 - 12 -2=086J根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上 B 点时小车的瞬时速度大小 ；增加的动能Ek= mvB2= 05（18） 2=081J考点：验证机械能守恒定律三、计算题15. 2012 年 10 月，奥地利极限运动员菲利克斯鲍姆加特纳乘气球升至约 的高空后跳下，经过一段 g 到达距地面约 高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录取重力加速度的大小 （ ）若忽略空气阻力，求该运动员从静止
24、开始下落至 高度处所需的时间及其在此处的速度的大小 （ ）实验上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，高速运动时所受阻力的大小可近似表示为 ，其中 x 为速率，k 为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关已知该运动员在某段时间内高速下落的 图象如图所示，若该运动员和所带装备的总质量 求该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数 k （结果保留 位有效数字）【答案】 （1） （2） （3）【解析】 （1）设运动员从开始自由下落至 高度处的时间为 t，下落距离为 h，在 高度处的速度为 v，根据运动学公式，有： 根据题意，有： - 13 -联立解得： ， ；（2）该运动员达到最大速度
25、 时，加速度为零，根据牛顿第二定律，有： 由所给的 图象可读出： 联立解得： 。点睛：本题关键是明确运动员的受力情况和运动情况，知道当阻力与重力平衡时，运动员的速度达到最大值。16. 如图所示，在水平地面上静止放置一长为 L =4m，质量为 M =2kg 的长直木板，某时刻，有一质量为 m=1 kg 的滑块以 v0=7m/s 的速度滑上木板的左端，同时对木板的右端施加一大小为 F=11N 的水平拉力的作用，已知木板上表面与滑块之间的动摩因数 ，木板下表面与地面之间的动摩擦因数 ,求（1）滑块与木板共速前各自的加速度;（2）滑块与木板共速所经历的时间;（3）在滑块与木板相互作用的整个过程中，滑块
26、与木板之间因摩擦而产生的热量。【答案】 （1）2m/s 2，5m/s 2（2）1s（3）14J【解析】 （1）对滑块： 对木块： （2）对滑块： 对木块： 令 ，有解得 （3） - 14 -故 因为故共速时滑块未滑离木板 令 因为 故共速后滑块将相对于木板向左发生滑动直到脱离木板即滑块相对于木板发生的总路程为 17. 光滑水平面上放着质量 的物块 A 与质量 的物块 B， A 与 B 均可视为质点，A、 B 间夹一个被压缩的轻弹簧（弹簧与 A、 B 均不栓接） ，此时弹簧弹性势能 。在A、 B 间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示。放手后经一段时间后绳在短暂时间内被拉断，之后
27、B 冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道，其半径 ， B 恰能达到最高点 C，取重力加速度大小 ，求：（1）绳拉断后瞬间 B 的速度 的大小；（2）绳拉断过程绳对 B 的冲量 I 的大小；（3）绳拉断过程绳对 A 所做的功 W。【答案】 （1） （2） （3）【解析】 （1）设 B 在绳被拉断后瞬时的速率为 ，到达 C 点的速率为 ，根据 B 恰能到达最高点 C 有：- 15 -对绳断后到 B 运动到最高点 C 这一过程应用动能定理：联立解得： 。（2）设弹簧恢复到自然长度时 A、B 的速率为 、 ，取向右为正方向，有： ，根据动量定理有： 代入数据解得： ，其大小为 。（3）设绳断后 A 的速率为 ，取向右为正方向，根据动量守恒定律有： 根据动能定理有： 代入数据解得： 。点睛：该题考查了多个知识点我们首先要清楚物体的运动过程，要从题目中已知条件出发去求解问题，其中应用动能定理时必须清楚研究过程和过程中各力做的功，应用动量定理和动量守恒定律时要规定正方向，要注意矢量的问题。
