1、湖南省永州市祁阳县 2018 届高三上学期第二次模拟考试物理试卷一、选择题1. 伽利略对自由落体运动和运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法.图 1、图 2 分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是A. 图 1 通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动B. 图 2 的实验为“理想实验” ，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持C. 图 1 中先在倾角较小的斜面上进行实验，可冲淡重力，使时间测量更容易D. 图 2 中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成【答案】C【解析】伽利略设想物体下落的速度与时
2、间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推故 A 错误，C 正确；伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持，故 B 错误；完全没有摩擦阻力的斜面是实际不存在的，故 D 错误。所以 C 正确，ABD 错误。2. 从同一地点同时开始
3、沿同一方向做直线运动的两个物体、的速度图象如图所示在时间内，下列说法中正确的是（ ）A. 、两个物体所受的合外力都在不断减小B. 物体所受的合外力不断增大，物体所受的合外力不断减小C. 物体的位移不断增大，物体的位移不断减小D. 、两个物体的平均速度大小都是【答案】A【解析】速度时间图象上某点的切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小，故物体做加速度不断减小的减速运动，物体做加速度不断减小的加速运动，则两物体的合外力都不断减小，故 A 正确，B 错误；两个物体速度方向都没改变，故位移不断变大，故 C 错误；图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，如果物体的速度从 v2均匀减小到 v1，或
4、从v1均匀增加到 v2，物体的位移就等于图中梯形的面积，平均速度就等于 ，因物体的位移大于物体匀加速从 v1增加到 v2的位移，故的平均速度大于 ，同理的平均速度小于 ，故 D 错误；故选 A点睛：本题关键是根据速度时间图象得到两物体的运动规律，然后根据平均速度的定义和图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小分析处理3. 如图所示，在粗糙水平面上放一质量为 M 的斜面，质量为 m 的光滑物块在竖直向上力 F作用下，沿斜面匀速下滑，此过程中斜面保持静止，则地面对斜面（ ）A. 有水平向右的摩擦力B. 有水平向左的摩擦力C. 支持力为（M+m）gD. 支持力小于（M+m）g【答案】D【解析】
5、对物体 M 和 m 整体受力分析，受拉力 F、重力 、支持力 ，如图根据共点力平衡条件，竖直方向 ，解得，故 C 错误 D 正确；水平方向不受力，故没有摩擦力，故A 错误 B 错误【点睛】整体法和隔离法是力学部分常用的解题方法 （1）整体法：整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力） ，不考虑整体内部之间的相互作用力（内力） 整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变体规律，从而避开了中间环节的
6、繁琐推算，能够灵活地解决问题通常在分析外力对系统的作用时，用整体法（2）隔离法：隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力隔离法的优点：容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单，便于初学者使用在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法本题中由于 m 匀速下滑，可以将 M 与 m 当作整体分析，然后根据平衡条件列式求解4. 半圆柱体 P 放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的
7、竖直挡板 MN.在 P 和 MN 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体 Q，整个装置处于静止如图所示是这个装置的纵截面图若用外力使 MN 保持竖直，缓慢地向右移动，在 Q 落到地面以前，发现 P 始终保持静止在此过程中，下列说法中正确的是( )A. MN 对 Q 的弹力逐渐减小B. 地面对 P 的摩擦力逐渐增大C. P、Q 间的弹力先减小后增大D. Q 所受的合力不断增大。【答案】B【解析】试题分析：对圆柱体 Q 受力分析如图所示，P 对 Q 的弹力为 F，MN 对 Q 的弹力为 FN，挡板 MN 向右运动时，F 和竖直方向的夹角逐渐增大，如图所示，而圆柱体所受重力大小不变，所以 F 和 FN的合力
8、大小不变，D 错误；由图可知，F 和 FN都在不断增大，A、C 错误；对 P、Q 整体受力分析知，地面对 P 的摩擦力大小就等于FN，所以地面对 P 的摩擦力也逐渐增大，故选 B。考点：共点力平衡的条件及其应用、力的合成与分解的运用。【名师点睛】正确选择研究对象，先对物体 Q 受力分析，再对 P、Q 整体受力分析，然后根据平行四边形定则画出力图，应用图解法进行讨论。5. 如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到 O 点并系住质量为 m 的物体，现将弹簧压缩到 A 点，然后释放，物体可以一直运动到 B 点。如果物体受到的阻力恒定，则( )A. 物体从 A 到 O 一直 做加速运动B. 物体运动到
9、O 点时，所受合力为零C. 物体从 A 到 O 先加速后减速，从 O 到 B 做减速运动D. 物体从 A 到 O 的过程中，加速度逐渐减小【答案】C.6. 如图所示,5000 个大小相同、质量均为 m 且光滑的小球,静止放置于两相互垂直且光滑的平面 A,B 上,平面 B 与水平面的夹角为 30,已知重力加速度为 g,则第 2014 个小球对第 2 015 个小球的作用力大小为( )A. 1 493mg B. 2 014mgC. 2 015mg D. 2 986mg【答案】A【解析】2015 个球到第 5000 个球共 2986 个球看成整体研究，由于无摩擦力，只受重力、斜面支持力和第四个球的支
10、持力；由平衡条件得知，第 2014 个球对第 2015 个球的作用力大小等于整体的重力沿 AB 平面向下的分力大小，即有 ，A 正确7. 如图甲，水平地面上有一静止平板车，车上放一物块，物块与平板车的动摩擦因数为 0.2， t=0 时，车开始沿水平面做直线运动，其 v t 图象如图乙所示， g 取 10 m/s2，若平板车足够长，关于物块的运动，以下描述正确的是A. 06 s 加速，加速度大小为 2 m/s2，612 s 减速，加速度大小为 2 m/s2B. 08 s 加速，加速度大小为 2 m/s2，812 s 减速，加速度大小为 4 m/s2C. 08 s 加速，加速度大小为 2 m/s2
11、，816 s 减速，加速度大小为 2 m/s2D. 012 s 加速，加速度大小为 1.5 m/s2，1216 s 减速，加速度大小为 4 m/s2【答案】C【解析】根据速度与时间的图象的斜率表示加速度，车先以 4m/s2的加速度匀加速直线运动,后以4 m/s2的加速度匀减速直线运动，根据物体与车的动摩擦因数可知，物体与车的滑动摩擦力产生的加速度为 2m/s2。根据受力分析，结合牛顿第二定律，则有：08 s 时，车的速度大于物体，因此物体受到滑动摩擦动力而加速，其加速度为 2m/s2，同理可得：816 s 时，车的速度小于物体，因此物体受到滑动摩擦阻力而减速，则其加速度为 2m/s2，故 C
12、正确， ABD错误；故选：C。8. 在不远的将来，中国宇航员将登上月球，某同学为宇航员设计了测量一颗绕月卫星做匀速圆周运动最小周期的方法。在月球表面上以不太大的初速度 v0竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为 h。已知月球半径为 R，则如果发射一颗绕月运行的卫星，其做匀速圆周运动的最小周期为（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】根据竖直上抛运动规律可知，物体竖直上抛运动的最大高度 ，可得月球表面的重力加速度 ；又卫星周期最小时靠近月球表面运动，重力提供圆周运动向心力有：，可得月球卫星的最小周期 ，故 ACD 错误，B 正确故选 B点睛：掌握竖直上抛运动的规律，知道近地卫星圆周运
13、动时万有引力提供圆周运动向心力是正确解题的关键9. 质点做直线运动的位移 x 与时间 t 的关系为 x5 t t2(各物理量均采用国际制单位)，则该质点( )A. 第 1 s 内的位移是 5 mB. 前 2 s 内的平均速度是 6 m/sC. 任意相邻的 1 s 内位移差都是 2mD. 任意 1 s 内的速度增量都是 2 m/s【答案】CD【解析】A、把 t=1s 代入公式得： x=5t+t2=5+1m=6m，则 A 错误；B、前 2s 内的位移为： x=52+22=14m，则其平均速度 x/t=14/2=7m/s，故 B 错误；故选： CD。10. 如图所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间
14、 t 到达一竖直墙面时，速度与竖直方向的夹角为 ，不计空气阻力，重力加速度为 g下列说法正确的是（ ）A. 小球水平抛出时的初速度大小为B. 小球在 t 时间内的位移方向与水平方向的夹角为C. 若小球初速度增大，则平抛运动的时间变短D. 若小球初速度增大，则 减小【答案】AC【解析】试题分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度求出落地的竖直分速度，结合平行四边形定则求出小球的初速度和着地的速度本题中要注意水平射程是不变的，故速度越大，时间越短小球落地时沿竖直方向和水平方向上的分速度大小分别为 ，所以水平抛出时的初速度为 ，故 A 错误；设小球在 t 时间内
15、的位移方向与水平方向的夹角为 ，则 ，B 错误；小球由于小球到墙的距离一定，初速度增大，运动的时间越短，故 C 正确；若小球初速度增大，由小球到墙的时间变短，由可知 角增大，故 D 错误；11. 如图为过山车以及轨道简化模型，过山车车厢内固定一安全座椅，座椅上乘坐“假人” ，并系好安全带，安全带恰好未绷紧，不计一切阻力，以下判断正确的是A. 过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B. 过山车在圆轨道最高点时的速度应至少等于C. 过山车在圆轨道最低点时乘客处于失重状态D. 若过山车能顺利通过整个圆轨道，在最高点时安全带对假人一定无作用力【答案】BD【解析】试题分析：过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，在最高
16、点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当压力为零时，速度最小，在最低点时，重力和轨道对车的压力提供向心力，加速度向上，处于超重状态运动过程中，重力势能和动能相互转化，即速度大小在变化，所以不是做匀速圆周运动，A正确；在最高点重力完全充当向心力时，速度最小，故有 ，解得 ，B 正确；在最低点，乘客受到竖直向上指向圆心的加速度，故处于超重状态，C 错误；若过山车能顺利通过整个圆轨道，即在最高点重力完全充当向心力，所以安全带对假人一定无作用力，D 正确12. 如图，一半径为 R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径 POQ 水平。一质量为 m 的质点自 P 点上方高度 R 处由静止开始下落，
17、恰好从 P 点进入轨道。质点滑到轨道最低点 N 时，对轨道的压力为 4mg， g 为重力加速度的大小。用 W 表示质点从 P 点运动到 N 点的过程中克服摩擦力所做的功。则( )A. ，质点到达 Q 点后，继续上升一段距离B. ，质点恰好能到达 Q 点C. 质点再次经过 N 点时，对 N 点压力大于 2mgD. 要使质点能到达 Q 点上方 R 处，应在 P 点上方 2R 处释放质点【答案】AC【解析】A、质点滑到轨道最低点 N 时，对轨道的压力为 ，故由牛顿第二定律可得：，解得： ；那么对质点从静止下落到 N 的过程应用动能定理可得： ；由于摩擦力做负功，故质点在半圆轨道上相同高度时在 NQ
18、上的速度小于在 PN 上的速度，所以，质点对轨道的压力也较小，那么，摩擦力也较小，所以，质点从 N 到 Q 克服摩擦力做的功 ，所以，质点在 Q 的动能大于零，即质点到达 Q 点后，继续上升一段距离，故 A 正确，B 错误；C、由于摩擦力做负功，故质点在 QN 上运动，在同一位置时下滑速度小于上滑速度，所以，质点对轨道的压力也较小，那么，摩擦力也较小，所以，质点从 Q 到 N 克服摩擦力做的功；所以，质点从静止到再次经过 N 点，克服摩擦力做功为：故由动能定理可得： ；所以，由牛顿第二定律可得质点受到的支持力为： ，故由牛顿第三定律可得：质点再次经过 N 点时，对 N 点压力大于 ，故 C 正
19、确；D、要使质点能到达 Q 点上方 R 处，设在 P 点上方 h 处释放质点，那么由动能定理可得：，所以， ，故 D 错误。点睛：经典力学问题一般先对物体进行受力分析，求得合外力及运动过程做功情况，然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。二、实验题13. 以下是小丽同学在“探究共点力作用下物体的平衡条件”实验中的操作步骤。请完成步骤中的填空：A将一方形薄木板平放在桌面上，在板面上用图钉固定好白纸，将三个弹簧测力 计的挂钩用细线系在小铁环上，如图甲所示；B先将其中两个测力计固定在图板上，再沿某一水平方向拉着第三个测力计。当铁环平衡时，分别记下三个测力计的示数 、 、 和_，并作出各个力的图示；
20、C根据_作出 、 的合力 ，如图乙所示。比较 和_，由此，找出三个力 、 、 的关系。【答案】 (1). 方向 (2). 平行四边形法则 (3). 【解析】B.先将其中两个测力计固定在图板上，再沿某一方向拉着第三个测力计当铁环平衡时，分别记下测力计的示数 F1、F 2、F 3和它们的方向，并作出各个力的图示；C.按平行四边形定则作出 F1、F 2的合力理论值 F12，如图乙所示比较理论值 F12和实际值F3，由此，找出三个力 F1、F 2、F 3的关系14. 甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图甲、乙、丙所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知
21、他们使用的小车完全相同，小车的质量为 M，重物的质量为 m,试回答下列问题：（1）甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是_；（2）实验时，必须满足“ M 远大于 m”的实验小组是_；（3）实验时，若甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的 a-F 图线如图丁中A、 B、 C 所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是_。（4）实验时，乙组同学得到的一条纸带如图 戊所示，打点计时器所用电源的频率为 50Hz， A、 B、 C 为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的时间间隔为 T， A、 B 间的距离为， A、 C 间的距离为 ，则小车的加速度 a=_（用字母表达）
22、。若电源频率低于 50Hz 而未被发觉时,则乙组同学所测得的加速度值与真实值比较将_(选填：偏大、偏小或无影响)【答案】 (1). 甲 (2). 乙 (3). 丙 (4). 甲 (5). C A B 偏大【解析】 （1）本实验探究当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力的关系，所以三个实验小组都需要平衡摩擦力，即甲乙丙都需要平衡摩擦力（2）乙和丙绳子的拉力可以由弹簧测力计和力传感器直接得到，不需要用重物的重力代替，所以乙丙两组不需要满足 Mm，而甲组用重物的重力代替绳子的拉力，要满足 Mm（3）甲组用重物的重力代替绳子的拉力，要满足 Mm，随着 m 的增大，不满足 Mm 时，图象出现弯曲
23、，所以甲组对应的是 C；根据装置可知，乙图中小车受到的拉力大于弹簧测力计的示数，丙图中受到的拉力等于力传感器的示数，当 F 相等时，乙组的加速度大，所以乙组对应 A，丙组对应 B；（4）小车的加速度 ；若交流电的频率变小，即真实打点周期比使用的值要大，由公式x=aT 2，有 T 偏小，a 偏大点睛：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题探究加速度与力、质量关系实验要采用控制变量法，当钩码的质量远小于小车的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于钩码的重力，若用力传感器，则不需要满足此条件三、计算题15. 飞行员遇紧急情
24、况跳伞，离开飞机后先做自由落体运动，当距地面 60m 时打开降落伞，之后以 20m/s 2的加速度做匀减速直线运动，以 10m/s 速度安全着陆。 （g=10m/s 2）求：（1）飞行员打开降落伞时的速度。（2）飞行员离开飞机到落地所经历的时间。【答案】 （1）50m/s（2）7s【解析】试题分析：（1）打开降落伞后，飞行员做匀减速直线运动v2-v02=2ax 得v0=50m/s（2）打开降落伞前，飞行员做自由落体运动 v0=gt1打开降落伞后 v=v0+at2t=t1+t2t=7s考点：匀变速直线运动的规律的应用【名师点睛】本题主要考查了自由落体运动的规律，掌握匀变速直线运动的速度位移关系和
25、速度时间关系是正确解题的关键16. 如图甲所示，质量为 m2kg 的物体置于倾角为 37的固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力 F，当作用时间为 时撤去拉力，物体运动的部分 v t 图象如图乙所示， g10 m/s 2，sin 370.6，cos 370.8，求：（1）物体与斜面间的动摩擦因数 ；（2）拉力 F 的大小【答案】60 N， 0.5.【解析】设力 F 作用时物体的加速度为 a1，对物体受力分析，由牛顿第二定律可知，F-mgsin-mgcos=ma 1设撤去力后，加速度的大小为 a2，由牛顿第二定律可知，mgsin+mgcos=ma 2根据速度时间图线得，加速度的大小 a1 m
26、/s220 m/s2.a2 m/s210 m/s2代入解得 F=60N，=0.517. 如图甲所示为某工厂将生产工件装车的流水线原理示意图。AB 段是一光滑曲面，A 距离水平段 BC 的高为 H1.25m，水平段 BC 使用水平传送带装置传送工件，已知 BC 长 L3m，传送带与工件(可视为质点)间的动摩擦因数为 0.4，皮带轮的半径为 R0.1m，其上部距车厢底面的高度 h0.45m。设质量 m1kg 的工件由静止开始从 A 点下滑，经过 B 点的拐角处无机械能损失。通过调整皮带轮(不打滑)的转动角速度 可使工件经 C 点抛出后落在固定车厢中的不同位置，取 g10m/s 2。(1)当皮带轮静
27、止时，工件运动到点 C 时的速度为多大？(2)皮带轮以 120rad/s 逆时针方向匀速转动，在工件运动到 C 点的过程中因摩擦而产生的内能为多少？(3)设工件在固定车厢底部的落点到 C 点的水平距离为 s，试在图乙中定量画出 s 随皮带轮角速度 变化关系的 s 图象。(规定皮带轮顺时针方向转动时 取正值，该问不需要写出计算过程)【答案】(1)1m/s (2)20J (3)如图所示：【解析】解：（1）当皮带轮静止时，工件从 A 到 C 过程，由动能定理有：mgHmgL= mvC20代入数值解得：v C=1m/s（2）对工件从 A 至 B 过程，由动能定理得：mgH= mvB20代入数值解得：v
28、 B=5m/s当皮带轮以 1=20rad/s 逆时针方向匀速转动时，工件从 B 至 C 的过程中一直做匀减速运动，对工件，有：mg=ma设速度减至 vC历时为 t，则 v Bv C=at工件对地位移 s 工 =L皮带轮速度 v 1=R 1=2m/s传送带对地位移 s 带 =v1t工件相对传送带的位移 s 相 =s 工 +s 带由功能关系可知：因摩擦而产生的内能为：Q 摩 =mgs 相代入数据解得：Q 摩 =20J（3）水平距离 s 随皮带轮角速度 变化关系的 s 图象如图所示答：（1）当皮带轮静止时，工件运动到点 C 时的速度为 1m/s；（2）在工件运动到 C 点的过程中因摩擦而产生的内能为 20J；（3）在图乙中定量画出 s 随皮带轮角速度 变化关系的 s 图象，如上图所示【点评】解决本题的关键要正确分析工件的受力情况，来确定工件的运动情况，掌握牛顿第二定律与运动学公式的运用，注意摩擦而产生的内能涉及到相对位移，同时注意作图的要点
