湖北省宜昌市（东湖高中、宜都二中）2019届高三上学期12月联考理科综合-物理试题含答案解析

- 1 - 湖北省宜昌市（东湖高中、宜都二中）湖北省宜昌市（东湖高中、宜都二中）2019 届高三届高三 12 月联考月联考 理科综合理科综合-物理试题物理试题 一、选择题一、选择题 1.如图所示，水平地面上的物体A在斜向上的拉力F的作用下，向右做匀速直线运动，则关于下列物体受力 情况的说法中正确的是（ ） A. 物体A可能只受到二个力的作用 B. 物体A一定只受到三个力的作用 C. 物体A一定受到了四个力的作用 D. 物体A可能受到了四个力的作用 【答案】C 【解析】 【详解】物体一定受重力；拉力 F 产生两个作用效果，水平向右拉木块，竖直向上拉木块，由于木块匀速直 线运动，受力平衡，水平方向必有摩擦力与拉力的水平分量平衡，即一定有摩擦力，结合摩擦力的产生条件 可知则必有支持力，因而物体一定受到四个力；故选 C。 2.利用传感器与计算机结合，可以绘制出物体运动的图象某同学在一次实验中得到一沿平直轨道运动小车 的速度一时间图象如图所示，由此图象可知（ ） A. 小车在 20s40s做加速度恒定的匀变速直线运动 - 2 - B. 20s末小车回到出发点 C. 小车 010s内的平均速度大于 1020s内的平均速度 D. 小车 1030s内的加速度方向相同 【答案】D 【解析】 试题分析:A、根据图象的斜率等于加速度，可知小车在 20s-30s 内和 30s-40s 内加速度大小相等、方向相反， 加速度大小不变，因此在 20s-30s 内小车做的不是匀变速直线运动故 A 错误B、在前 20s 内小车一直沿 正方向运动，则 20s 末小车没有回到出发点，故 B 错误C、根据图线与坐标轴所围的面积在数值上表示位 移的大小，可知小车在 0-10s 内的位移小于 10-20s 内位移，而时间相等，则小车 0-10s 内的平均速度小于 10-20s 内的平均速度故 C 错误 D、图象斜率正负表示加速度的方向，则知小车 10-30s 内的加速度方向相 同，故 D 正确故选 D 考点：匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系 【名师点睛】本题考查读图能力，关键从数学意义来理解图象的物理意义：斜率表示加速度，面积表示位 移 3.如图，可视为质点的小球位于半圆柱体左端点A的正上方某处，以初速度v0水平抛出，其运动轨迹恰好 能与半圆柱体相切于B点。过B点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为 30°，则半圆柱体的半径为(不计空 气阻力，重力加速度为g )（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 - 3 - 飞行过程中恰好与半圆轨道相切于 B 点，知速度与水平方向的夹角为 30°，设位移与水平方向的夹角为 ，则有，因为 ，则是竖直位移为：，联立以上各式 解得：，故 C 正确。 点晴：解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住速度方向，结合位移关系、 速度关系进行求解。 4.在汽车内的悬线上挂着一个小球m，实验表明当汽车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一固定 角度 ，如图所示若在汽车底板上还有一个跟它相对静止的物体M，则关于汽车的运动情况和物体M的受 力情况分析正确的是（ ） A. 汽车一定向右做加速运动 B. 汽车一定向左做加速运动 C. M除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向左的摩擦力的作用 D. M除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力的作用 【答案】D 【解析】 解：A、B、以小球为研究对象，分析受力情况：重力 mg 和细线的拉力 F，由于小球的加速度水平向右，根 据牛顿第二定律得知，小球的合力也水平向右，如图，则有 mgtan=ma，得 a=gtan， 一定，则加速度 a 一定，汽车的加速度也一定，则汽车可能向右做匀加速运 动，也可能向左做匀减速运动故 AB 错误 C、D 对 M：M 受到重力、底板的支持力M 相对于汽车静止，M 的加速度必定水平向右，根据牛顿第二定律 得知，一定受到水平向右的摩擦力故 C 错误，D 正确 故选：D - 4 - 【点评】本题运用合成法研究小球的加速度，关键抓住小球的加速度与汽车相同，沿水平向右方向，由牛顿 第二定律分析受力情况 5.人类将在 2023 年登陆火星，己知人造卫星A绕火星做匀速圆周所能达到的最大速度为v，最小周期为 T现有人造卫星B绕火星做匀速圆用运动，运行半径是火星半径的n倍。引力常量为G，则（ ） A. 火星的半径为 B. 火星的质量为 C. 火星的密度为 D. 卫星B的运行速度为 【答案】AC 【解析】 由题意可知，卫星 A 绕火星表面做圆周运动，则火星的半径满足：，选项 A 正确；根据， 解得，选项 B 错误；火星的密度为，选项 C 正确；根据解得 ，则卫星 B 的运行速度为，选项 D 错误；故选 AC. 6.如图所示，质量为 2kg的物体沿倾角为 30°的固定斜面匀减速上滑了 2m距离，物体加速度的大小为 8m/s2，重力加速度g取 10m/s2，此过程中（ ） A. 物体的重力势能增加了 40J B. 物体的机械能减少了 12J C. 物体的动能减少了 32J D. 系统内能增加 12J 【答案】BCD 【解析】 物体上滑过程中，重力做功，则重力势能增加 20J，故 A 错误；对物体受力分析，受重 - 5 - 力、支持力、滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有 ，得，由于机械能变化量等于除重 力外其余力做的功，此过程中摩擦力做功 ，因此物体的机械能减少了 12J，故 B 正确；根据 动能定理合外力做功，故 C 正确；摩擦生热在数值上等于滑动摩擦力与滑痕之积， ，故 D 正确。 7.一粒钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中。若把在空中下落的过程称为过程I，进入泥潭直到 停住的过程称为过程II，空气阻力忽略不计。则（ ） A. 过程I中钢珠动量的改变量等于重力的冲量 B. 过程中阻力的冲量的大小等于过程I中重力冲量的大小 C. 过程II中钢珠克服阻力所做的功等于过程I与过程II中钢珠所减少的总重力势能 D. 过程II中损失的机械能等于过程I中钢珠所增加的动能 【答案】AC 【解析】 【详解】过程中钢珠只受到重力，根据动量定理分析得知，钢珠动量的改变量等于重力的冲量。故 A 正确。 对全过程分析，根据动量定理可知，则阻力的冲量的大小等于过程和过程中重力冲量的大小总和。故 B 错误。对于整个过程：钢珠动能的变化量，根据动能定理得知，整个过程重力做功等于钢珠克服阻力做功， 而整个重力做功等于整个过程中钢珠所减少的重力势能，所以过程中钢珠克服阻力所做的功等于过程与 过程中钢珠所减少的重力势能之和。故 C 正确。根据功能关系分析得知，过程中损失的机械能等于过程 中钢珠克服阻力做功，等于过程中钢珠所增加的动能和过程减小的重力势能。故 D 错误。故选 AC。 【点睛】本题一要灵活选择研究的过程；二是运用动量定理研究冲量，运用动能定理研究动能的改变量是常 用的思路 8.用不可伸长的细线悬挂一质量为M的小木块，木块静止，如图所示，现有一质量为m的子弹自左向右水平 射入木块，并停留在木块中，子弹初速度为，则下列判断正确的是（ ） A. 从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能不守恒 B. 子弹射入木块瞬间动量守恒，故子弹射入木块瞬间子弹和木块的共同速度为 C. 忽略空气阻力，子弹和木块一起上升过程中系统机械能守恒，其机械能等于子弹射入木块前的动能 - 6 - D. 子弹和木块一起上升的最大高度为 【答案】AB 【解析】 【详解】从子弹射向木块到一起运动到最高点的过程可以分为两个阶段：子弹射入木块的瞬间系统动量守恒， 但机械能不守恒，有部分机械能转化为系统内能，之后子弹在木块中与木块一起上升，该过程只有重力做功， 机械能守恒，所以整个过程的机械能不守恒。故 A 正确；由子弹射入木块瞬间，取向右为正方向，由动量守 恒定律得：mv0=（M+m）v，可得子弹射入木块瞬间子弹和木块的共同速度为 v=故 B 正确。忽略空气 阻力，子弹和木块一起上升过程中，只有重力做功，系统机械能守恒，由于子弹射入木块的过程机械能有损 失，所以其机械能小于子弹射入木块前的动能，故 C 错误；子弹射入木块后子弹和木块一起上升，由机械能 守恒定律得 （M+m）v2=（M+m）gh，可得上升的最大高度为故 D 错误。故选 AB。 【点睛】子弹射木块是一种常见的物理模型，由于时间极短，内力远大于外力，故动量守恒；系统接下来的 运动是摆动，也是一种常见的物理模型，机械能守恒，当然，能用机械能守恒定律解的题通常都能用动能定 理解决 二、实验题二、实验题 9.某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。 （1）如图，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测得相应的弹簧长度，部分数 据如下表，由数据算得劲度系数 k=_N/m 取 9.8m/s2 （2）取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电 门的速度大小_ 。 （3）用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中， - 7 - 弹簧的弹性势能转化为滑块的动能。重复以上操作，得到v与x的关系如图，由上述实验可得结论：对同一 根弹簧，弹性势能与弹簧的_成正比。 【答案】 (1). 50.0； (2). 相等； (3). 压缩量的平方； 【解析】 【详解】 （1）表格中，当 50g 时，弹簧长度为 8.62cm，当 100g 时，弹簧长度为 7.63cm，当 150g 时，弹簧 长度为 6.66cm，根据胡克定律，F=kx，设弹簧的劲度系数为 k，原长为 x0，则列式：0.05×9.8=k（x0- 0.0862） ； 0.1×9.8=k（x0-0.0763） ； 联立两式解得：k=50.0N/m； （2）通过光电门来测量瞬时速度，从而获得释放压缩的弹簧的滑块速度，弹性势能完全转化为动能，因此 通过两个光电门的速度大小须相等； （3）根据 v 与 x 的关系图可知，图线经过原点，且是斜倾直线，则 v 与 x 成正比，由动能表达式，动能与 速度的大小平方成正比，而速度的大小与弹簧的压缩量成正比，因此弹簧的弹性势能与弹簧的压缩量的平方 成正比； 【点睛】考查胡克定律的应用，注意弹簧的长度与形变量的区别，理解光电门能测量瞬时速度的原理，知道 弹簧弹性势能与滑块动能的关系同时注意图线的物理含义 10.在“验证动量守恒定律”的实验中，请回答下列问题： （1）实验记录如图甲所示，先不放B球，则A球做平抛运动的水平位移是图中的_；放上B球，则 B球被碰后做平抛运动的水平位移是图中的_。 （两空均选填“OM” 、 “OP”或“ON” ）为测定A球不碰 B时做平抛运动的落点的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的O点对齐，如图乙给出了小球A落点 附近的情况，由图可得距离应为_ cm； （2）小球A下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力，这对实验结果_产生误差（选填“会”或“不会” ） 。 （3）实验装置如图甲所示，A球为入射小球，B球为被碰小球，以下有关实验过程中必须满足的条件，正确 的是（ ） A入射小球的质量mA可以小于被碰小球的质量mB - 8 - B实验时需要测量斜槽末端到水平地面的高度 C入射小球每次不必从斜槽上的同一位置由静止释放 D斜槽末端的切线必须水平，小球放在斜槽末端处，应能静止 （4）如果碰撞中动量守恒，根据图中各点间的距离，下列式子成立的有（ ） A. mA:mB=ON:MP B. mA:mB=OM:MP C. mA:mB=OP:MN D. mA:mB=OM:MN 【答案】 (1