2019届高三物理上学期12月检测试题试题(含解析).doc

2019届高三物理上学期12月检测试题试题(含解析)一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分，其中17题为单项选择题，810题为多项选择题，多选或错选不能得分，选对但不全得2分）1. 如图所示，在足够高的竖直墙壁MN的左侧某点O以不同的初速度将小球水平抛出，其中OA沿水平方向，则所有抛出的小球在碰到墙壁前瞬间，其速度的反向延长线()A. 交于OA上的同一点B. 交于OA上的不同点，初速度越大，交点越靠近O点C. 交于OA上的不同点，初速度越小，交点越靠近O点【答案】A【解析】设小球到达墙壁时速度方向与水平方向的夹角为，位移与水平方向的夹角为，如图所示：则有：，可得：，由几何关系知,速度的反向延长线经过AO的中点，即所有小球速度的反向延长线交于OA上的同一点，故A正确，BCD错误。2. 伽利略用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从固定斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至0，如图所示。伽利略设计这个实验的目的是说明()A. 如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度B. 如果没有摩擦，物体运动时机械能守恒C. 维持物体做匀速直线运动并不需要力D. 如果物体不受到力，就不会运动【答案】C【解析】伽利略的理想斜面实验证明了：运动不需力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，故C正确3. 一物体以初速度10m/S在粗糙水平地面上做匀减速滑行，第一秒内位移为9m，则（ ）A. 第一秒末速度为9m/sB. 物体滑行的加速度大小为lm/s2C. 物体滑行的加速度大小为2m/s2D. 物体在6秒内的位移为24m【答案】C【解析】设物体在第1s末的速度为v1，由题意有：，平均速度为：，联立可得：，故A错误；根据加速度定义式：，所以物体滑行的加速度大小为2m/s2，故C正确，B错误；物体速度减为零所需时间：，因为6s5s，所以物体5s后就停止运动，物体6s内的位移为：，故D错误。所以C正确，ABD错误。4. 芬兰小将拉林托以两跳240.9分的成绩在跳台滑雪世界杯芬兰站中获得冠军如右图所示是简化后的跳台滑雪的雪道示意图，拉林托从助滑雪道AB上由静止开始滑下，到达C点后水平飞出，落到滑道上的D点，E是运动轨迹上的某一点，在该点拉林托的速度方向与轨道CD平行，设拉林托从C到E与从E到D的运动时间分别为t1、t2，EF垂直CD，则()A. t1t2，CFt2，CFFD D. t1t2，CFFD【答案】A【解析】试题分析：运动员从C点水平飞出后做平抛运动，可以不用通常的分解方法，而建立这样的坐标系：以C点为原点，CD为X轴，和CD垂直向上方向为Y轴，进行运动分解，Y轴方向做类似竖直上抛运动，X轴方向做匀加速直线运动以C点为原点，CD为x轴，和CD垂直向上方向为y轴，建立坐标系；进行运动分解，y轴方向做类竖直上抛运动，x轴方向做匀加速直线运动当运动员速度方向与轨道平行时，在y轴方向上到达最高点，根据对称性，而x轴方向运动员做匀加速运动，故CFFD，故A正确5. 如图所示，两根细线AC、BC端系在竖直杆上，另一端共同系着质量为m的小球，当系统绕竖直杆以角速度w水平旋转时，两根细线均处于伸直状态，下列说法正确的是（ ）A. 小球一定受到三个力作用B. 小球可能受两个力作用C. 增大角速度，细线AC的拉力减小，BC的拉力增加D. 增大角速度，细线AC的拉力增加，BC的拉力减小【答案】B【解析】小球可能受重力和上面绳子拉力的合力提供向心力，下面绳子的拉力为零，故B正确，A错误；小球做圆周运动，在竖直方向上的合力为零，若两根细线均有拉力，可知上面绳子的拉力大于下面绳子的拉力，故C错误；设AC绳与竖直方向的夹角为，BC绳与竖直方向的夹角为，对物体C进行受力分析，在竖直方向有： ，根据向心力公式则有：，可知当的增大时，所需的向心力增大，绳子BC和AC的力都增大，故CD错误。所以B正确，ACD错误。6. 如右图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力忽略空气阻力则球B在最高点时()A. 球B的速度大小为0B. 球A的速度大小为C. 水平转轴对杆的作用力为1.5mgD. 水平转轴对杆的作用力为2.5mg【答案】C【解析】试题分析：球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，有解得,故A错误；由于A、B两球的角速度相等，则球A的速度大小，故B错误；.故C正确，D错误故选C.考点：圆周运动；牛顿第二定律的应用. 7. 每年的某段时间内太阳光会直射地球赤道如图所示，一颗卫星在赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，运动方向与地球自转方向相同每绕地球一周，黑夜与白天的时间比为1：5。设地表重力加速度为g，地球半径为R，地球自转角速度为w。忽略大气及太阳照射偏移的影响，则赤道上某定点能够直接待续观测到此卫星的最长时间为（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】因每绕地球一周，黑夜与白天的时间比为1:5，则由几何关系可知，卫星的轨道半径为 ，则根据 以及 解得 ；设赤道上某定点能够直接持续观测到此卫星的最长时间为t，则在时间t内卫星转过的角度和赤道上的人随地球转动的角度之差应为 ，即，解得 ，故选B.8. 如右图所示，斜劈B固定在弹簧上，斜劈A扣放在B上，A、B相对静止，待系统平衡后用竖直向下的变力F作用于A，使A、B缓慢压缩弹簧，弹簧一直在弹性限度内，则下面说法正确的是A. 压缩弹簧的过程中，B对A的摩擦力逐渐增大B. 压缩弹簧的过程中，A可能相对B滑动C. 当弹簧压缩量为某值时，撤去力F，在A、B上升的过程中，B对A的作用力先增大后减小D. 当弹簧压缩量为某值时，撤去力F，在A、B上升的过程中，A、B分离时，弹簧恢复原长【答案】AD【解析】试题分析：因为开始A相对于B静止，则A在沿斜面方向的分力小于等于最大静摩擦力，设斜劈的倾角为，有：mgsinmgcos，所以（mg+F）sin（mg+F）cos，所以A、B在缓慢压缩弹簧的过程中，仍然能保持相对静止，A所受的摩擦力f=（mg+F）sin，对整体分析，F逐渐增大，可知摩擦力逐渐增大，故A正确，B错误撤去F后，在弹簧恢复原长前，整体的加速度逐渐减小，隔离对A分析，有：F-mg=ma，则B对A的作用力逐渐减小当弹簧恢复原长后，B受到重力和弹簧的弹力作用，加速度大于g，将与A发生分离故C错误，D正确故选AD。考点：共点力平衡；牛顿第二定律【名师点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡和牛顿第二定律进行求解，知道撤去F后，AB开始具有相同的加速度，当弹簧恢复原长时，两者发生脱离。 9. 如图所示，扶手电梯与水平地面的夹角为30，质量为m的人站在电梯上，电梯由静止斜向上做匀加速运动时，人对电梯的压力是他体重的倍。人随电梯上升高度H的过程中，下列说法正确的是（重力加速度为g）（ ）A. 人的重力势能增加mgHB. 人的机械能增加mgHC. 人的动能增加mgHD. 电梯的加速度为【答案】AC【解析】人克服重力做功为：mgH，所以人的重力势能增加mgH，故A正确；根据牛顿第二定律，在竖直方向上有：N-mg=may，解得：ay=0.25g，根据平行四边形定则，电梯的加速度为：a=0.5g，故D错误；人所受的合外力为：，根据动能定理可得：，故C正确；人的机械能增加等于重力势能的增加量与动能增加量之和即：2mgH，故B错误。所以AC正确，BD错误。10. 如右图所示，传送带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速度释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为，则木块从左端运动到右端的时间可能是()A. B. C. D. 【答案】ACD【解析】试题分析：木块沿着传送带的运动可能是一直加速，也可能是先加速后匀速，对于加速过程，可以先根据牛顿第二定律求出加速度，然后根据运动学公式求解运动时间解：若木块沿着传送带的运动是一直加速，根据牛顿第二定律，有mg=ma 根据位移时间公式，有L=at2由解得t=，故C正确；若木块沿着传送带的运动是先加速后匀速，根据牛顿第二定律，有mg=ma 根据速度时间公式，有v=at1根据速度位移公式，有v2=2ax1匀速运动过程，有Lx1=vt2由解得t=t1+t2=+，故A错误；如果物体滑到最右端时，速度恰好增加到v，根据平均速度公式，有L=v平均t=t故t=，故D正确；若物体一直以速度v向右匀速运动，则时间t=，但物体先加速，后匀速，故B错误；故选：CD【点评】本题关键是将小滑块的运动分为两种情况分析，一直匀加速或先匀加速后匀速，然后根据牛顿第二定律和运动学公式列式求解二、实验题（本题共两小题，15分）11. 某同学设计了一个通过碰撞来验证动量守恒定律的实验：如图所示。将长木板用小木片垫起以平衡摩擦力，轻推小车A和小车B，它们均能够在长木板上匀速运动，小车A前端粘有橡皮泥，上方固定遮光片，可以测量小车A通过光电门时的遮光时间（光电门未在图中画出）。推动小车A使之做匀速运动，然后与原来静止的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动。（1）本实验中必须要测量的物理量为_。A小车A的总质量mA和小车B的质量mBB碰撞前通过光电门的遮光时间Dt1和碰撞后通过光电门的遮光时间Dt2C遮光片的宽度dD重力加速度g（2）用测定的物理量的符号表示动量守恒定律的表达式_。【答案】 (1). AB (2). 【解析】（1）本实验要验证动量守恒即mA碰前的动量等于AB碰后的总动量。A碰前的动量为：，挡光片的长度与挡光时间的比值是小车的速度即：，碰后的动量为：，同理碰后的速度为：，所以动量守恒定律的表达式为：，由此可知必须要测量的物理量为小车A的总质量mA和小车B的质量mB和碰撞前通过光电门的遮光时间Dt1和碰撞后通过光电门的遮光时间Dt2，故选AB。（2）由上可知动量守恒定律的表达式为：。12. 某同学设计一个实验测量“J”型光滑管道底部孤形的曲率半径r，实验装置如图甲所示，将压力传感器安置在“J”型光滑管道底部，使管道的平直部分保持竖直，右边竖直固定一刻度尺测量小球的下落高度，其零刻度与“J”型光滑管道的底部对齐（a）记下管道静止时传感器的示数F00.882N，小球静止在管道底部时传感器的示数为F1（b）从图甲所示位置静止释放小球，记录小球的下落高度h（c）小球沿管道运动，记下小球运动到管道底部时传感器的示数F（d）从其他位置静止释放小球，重复步骤（b）（c）多获得几组对应的h、F值（e）以F为纵轴，h为横轴，通过对应的h、F值描点作图，得到如图乙所示的图象回答下列问题：（1）如图甲所示，高度h_cm（2）F1_N（3）根据实验原理可推出F、h的函数关系式为_（用题目中所给的字母表示），再根据图乙可求出管道最低处的轨道半径是_cm。【答案】 (1). 70.0070.10 (2). 0.980 (3). (4). 10cm【解析】（1）刻度尺的最小分度值为1mm，读数时要估读一位，所以读数为：70.10cm。（2）小球静止时，由图乙可知，小球静止在管道底部时传感器的示数为F1为0.980N，（3）设小球质量为m，从高为h处下落到底端时的速度为v，根据动能定理可得：，在最低点根据牛顿第二定律可得：，管受到的压力为：，传感器的示数为：，由题意可知：，联立以上可得：。由乙图可知斜率为：，又因为：，联立以上可得：r=10cm。三、计算题（本题共四小题，45分，要求有必要文字说明和主要的物理方程）13. 静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连，如图所示，轻绳长L1 m，能承受最大拉力为8 N，A的质量m12 kg，B的质量m28 kg，A、B与水平面间的动摩擦因数0.2，现用一逐渐增大的水平力F作用在B上，使A、B向右运动，当F增大到某一值时，轻绳刚好被拉断(g10 m/s2)。 (1)求绳刚被拉断时F的大小。(2)若绳刚被拉断时，A、B的速度为2 m/s，保持此时F大小不变，当A的速度恰好减为0时，A、B间距离为多少？【答案】(1)40 N(2)3.5 m【解析】试题分析：（1）先分析A当绳达拉力最大时产生的加速度，再整体分析产生该加速度时整体需要受到的拉力；（2）绳断后，A在摩擦力作用下做匀减速直线运动，B在拉力作用下做匀加速直线运动，分析地A的运动时间，确定B和A的位移可得AB间距解：（1）设绳刚要拉断时产生的拉力为F1，根据牛顿第二定律对A物体有：F1m1g=m1a代入数值得a=2m/s2对AB整体分析有：F（m1+m2）g=（m1+m2）a代入数值计算得F=40N；（2）设绳断后，A的加速度为a1B的加速度为a2，则有a2=g=0.210=3m/s2A停下来的时间为A的位移为：B的位移为：=3.5m则此时AB间距离x=x2+Lx1=2.5m答：（1）绳刚被拉断时F的大小为40N（2）若绳刚被拉断时，A、B的速度为2m/s，保持此时的F大小不变，当A静止时，A、B间的距离为2.5m【点评】整体法和隔离法是解决连接体问题的主要方法，抓住一起运动时加速度相同的联系点是解题的关键14. 如图所示，位置O为轻质弹簧竖直固定时的原长位置，把一质量为m的薄板放在弹簧上端，静止后弹簧恰能被压缩到B位置，距离位置O为x。从距离位置O为2x的A位置由静止释放一质量为m的物块，与薄板碰撞后马上随薄板一起向下运动，最后弹簧上端随薄板和物块刚好能返回到位置O，重力加速度为g，求（1）物块与薄板碰撞前的速度。（2）弹簧被压缩到位置B时的弹性势能。【答案】（1） （2）【解析】试题分析：根据动能定理即可求出物块与薄板碰撞前的速度；在碰撞过程中满足动量守恒，再结合能量守恒即可求出弹簧被压缩到位置B时的弹性势能。（1）物块落到薄板上的速度为v0，根据动能定理可得：解得：（2）在B位置与薄板碰撞满足动量守恒：在位置B处的弹性势能为EP，系统从位置B开始压缩后返回位置O根据能量守恒可得：联立解得：点睛：本题主要考查了碰撞中的动量守恒的应用，注意在碰撞时内力远大于外力时满足动量守恒，再求弹性势能时，一般情况下都是用能量守恒去求。15. （12分）甲乙两质点沿同一直线运动，它们的xt关系和vt关系图象如图所示，xt关系图象中虚线与质点乙的图象相切且与质点甲的图象平行。由图象中所给数据求：（1）A的坐标值；（2）B的坐标值。【答案】（1）11 （2）10（1）由xt图象可知，质点甲做匀速直线运动，质点乙在t3s时与甲的速度相等 由vt图象可知：质点乙做初速度为0的匀变速直线运动，质点甲的速度v甲6m/s 设定乙的加速度为a，综合以上信息知道t3s时速度关系为：v乙v甲6m/s乙的速度与时间关系为： 位移关系为： 联立解得：xA 11m即 A点的坐标值是11 （2）由xt图象设定乙追上甲用时为tB位移关系为： 代入数据解得：tB10s 或 tB4s（舍去） 即B点的坐标值是10点睛：本题主要考查了位移与时间图象和速度与时间图象，熟知图象的物理意义，找准速度关系和位移关系是解题的关键。16. 如图所示，传送带始终保持v3 m/s的速度顺时针运动，一个质量为m1.0 kg，初速度为零的小物体放在传送带的左端，若物体与传送带之间的动摩擦因数0.15，传送带左右两端距离为x4.5 m(g10 m/s2)。(1)求物体从左端到右端的时间；(2)求物体从左端到右端的过程中产生的内能；(3)设带轮由电动机带动，求为了使物体从传送带左端运动到右端而多消耗的电能。【答案】(1)2.5 s(2)4.5 J(3)9 J【解析】试题分析：先根据牛顿第二定律求出物体的加速度，判断物体从左端运动到右端做什么运动，然后根据运动学公式求解时间摩擦产生的内能根据能量守恒定律，消耗的电能等于摩擦产生的内能与物体动能增量之和，据此求解（1）小物体开始阶段做匀加速运动，加速度为设达到与传送带速度相等所用的时间为t，则2s内物体的位移为之后小物体做匀速直线运动，用时所以运动的时间为（2）物体在最右端的速度物体动能的增量物体与传送带间的相对位移大小摩擦生热（3）物体在皮带上从左端运动到右端消耗的电能