河南省中原名校联盟高三物理上学期第二次联合考试试题(含解析)

中原名校2016～2017学年上期第二次联合考试高三物理试题
一、选择题：本题共10小题。

在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一个选项正确，第7～10题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分。

有选错的得0分．1. 一个物体在一条直线上做匀加速直线运动，运动一段时间后先后经过直线上的A、B两点，已知A、B间的距离为4 m，物体运动的加速度大小为2 m/s2，则物体到达B点时的速度大小可能为
A. 5.5m/s
B. 4 m/s
C. 3.5 m/s
D. 2.5 m/s
【答案】A
【解析】设物体在A、B两点速度分别为，则有，解得，因为
，则，故A正确．
2. 如图所示，长为L的硬杆A一端固定一个质量为m的小球B，另一端固定在水平转轴O 上，硬杆可绕转轴O在竖直平面内缓慢转动．则在硬杆与水平方向的夹角从0°增大到90°的过程中，下列说法正确的是
A. 小球B受到的合力方向始终沿杆向上
B. 小球B受到硬杆A的作用力逐渐减小
C. 小球B受到硬杆A的作用力对小球做负功
D. 小球B受到硬杆A的作用力的方向始终竖直向上
【答案】D
【解析】试题分析：硬杆绕转轴O在竖直平面内缓慢转动的过程中，B球的合力为零，保持平衡状态，根据平衡条件求出硬杆A的作用力对B球的作用力大小和方向，分析做功的正负．硬杆绕转轴O在竖直平面内缓慢转动的过程中，B球的合力为零，而B球受到重力mg和硬杆A的作用力，则由平衡条件得知，硬杆A的作用力大小等于mg，方向竖直向上，而且硬杆A的作用力对小球做正功，D正确．
3. 图示为一物体做直线运动时的图象，但纵坐标表示的物理量未标出．已知物体在前2 s 时间内向东运动，则以下判断正确的
A. 若纵坐标表示位移，则物体在4s内的位移为零
B. 若纵坐标表示位移，则物体在4s内的运动方向始终向东
C. 若纵坐标表示速度，则物体在4s内的位移为4m
D. 若纵坐标表示速度，则物体在4s内的加速度大小不变．方向始终向东
【答案】B
4. 如图所示，滑块A置于水平地面上，滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A（A、B接触面竖直），此时A恰好不滑动，B刚好不下滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．已知滑块A与B 质量相等，设滑块A与B间的动摩擦因数为μ1，A与地面间的动摩擦因数为μ2，则
A. μ1μ2=
B. μ1μ2=
C. =
D. =
【答案】B
【解析】对A、B整体分析，受重力、支持力、推力和最大静摩擦力，根据平衡条件，有：
①
再对物体B分析，受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力，根据平衡条件，有：水平方向：
竖直方向：
其中：
联立有：②
联立①②解得，故选项B正确。

点睛：本题关键是采用整体法和隔离法灵活选择研究对象，受力分析后根据平衡条件列式求解，注意最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。

5. 如图所示，两相同小球a、b用轻弹簧A、B连接并悬挂在天花板上保持静止．现有一水平力F作用在a上并缓慢拉a，当B与竖直方向夹角为45°时，A、B伸长量刚好相同．若A、B的劲度系数分别为k1、k2，则以下判断正确的是
A. A、B两弹簧产生的弹力大小相等
B. =
C. 撤去F的瞬间，a球的加速度为2g
D. 撤去F的瞬间，b球处于失重状态
【答案】C
【解析】试题分析：先对b球受力分析，根据力的平衡条件求出弹簧A的拉力；再对a、b 球整体受力分析，根据平衡条件求出弹簧B的拉力；最后根据胡克定律判断两个弹簧的劲度系数之比；根据牛顿第二定律判断撤去F瞬间两球的加速度，从而确定两球的状态
根据力的平行四边形定则可知，两弹簧产生的弹力大小不相等，A错误；根据平衡条件可知
，解得，B错误；撤去F的瞬间，a受到的合力为2mg，方向向右，由2mg=ma可得a=2g，b求的加速度为零，C正确D错误．
6. 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. t1=t2，CF＜FD
B. t1=t2，CF=FD
C. t1＞t2，CF＜FD
D. t1＞t2，CF=FD
【答案】A
【解析】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CF＜FD，故A正确．
7. 美国一家科技公司整了一个“外联网”（Outernet）计划，准备发射数百个小卫星，向全球提供免费wiFi服务．若这些小卫星运行时都绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是
A. 小卫星的质量越大，所需要的发射速度越大
B. 小卫星的轨道越高，所需要的发射速度越大
C. 小卫星运行时的轨道半径越大，角速度越小
D. 小卫星在轨道上做匀速圆周运动时，受到的万有引力不变，向心加速度不变
【答案】BC
【解析】卫星发射速度与质量无关，轨道越高，发射速度越大，A错误B正确；卫星运动时，轨道半径越大，根据知，周期，周期越大，根据可见角速度就越小，C正确；小卫星做匀速圆周运动，受到的万有引力大小不变，方向不断变化，向心加速度大小不变，方向变化，D错误。

8. 如图所示，半径为r的光滑水平转盘距水平地面的高度为H，一质量为m的小物块被一电子锁定装置锁定在转盘边缘，转盘绕中心的竖直轴以ω=kt（k＞0且为恒量）的角速度转动．从t=0开始，在不同的时刻t将小物块解锁，小物块经过一段时间后落到地面上．假设在t时刻解锁的物块落到地面上时重力的瞬时功率为P，落地点到转盘中心的水平距离为d，则下图中P－t图象、d2－t2图象可能正确的是
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】时刻t将小物块解锁后物块做平抛运动，初速度为，物块落地时竖直分速度，物块落到地面上时重力的瞬时功率为，可知P与t 无关，A错误B正确；物块做平抛运动的时间为，水平位移大小为，根据几何知识可得落地点到转盘中心的水平距离为
，故C正确D错误．
9. 如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块（可视为质点）由静止开始下滑，经圆弧最低点b滑上粗糙水平面，圆弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点停止．若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是
A. 物块滑到b点时的速度为
B. 物块滑到b点时对b点的压力是2mg
C. c点与b点的距离为
D. 整个过程中物块机械能损失了mgR
【答案】CD
【解析】试题分析：由机械能守恒可求得物块滑到b点时的速度，由向心力公式可求得b
点对物体的支持力，由牛顿第三定律可知物块对b点的压力；由动能定理可求得bc两点的距离；由摩擦力做功可求得机械能的损失．
物块从a到b，由机械能守恒定律，解得，A错误；在b点，根据牛顿第二定律可得得，B错误；从b到c根据动能定理可得
，解得，C正确；在滑动过程中，摩擦力所做的功等于机械能的损失，故机械能损失了，D正确．
10. 荡秋千是大家喜爱的一项体育活动．如图是荡秋千的示意图，若人直立站在踏板上，从绳与竖直方向成90°角的A点由静止开始运动，摆到最低点B时，两根绳对踏板的总拉力是人所受重力的两倍．随后，站在B点正下面的某人推一下，使秋千恰好能摆到绳与竖直方向成90°角的C点．设人的重心到悬杆的距离为l，人的质量为m，踏板和绳的质量不计，人所受空气阻力与人的速度成正比．则下列判断中正确的是
A. 人从A点运动到最低点B的过程中损失的机械能等于mg l
B. 人从A点运动到最低点B的过程中损失的机械能等于mg l
C. 站在B点正下面的某人推一下做的功小于mg l
D. 站在B点正下面的某人推一下做的功大于mg l
【答案】AD
【解析】试题分析：在最低点B时，对人和踏板整体，运用牛顿第二定律求出人的速度，注意踏板和绳的质量不计，再由能量守恒定律求出人从A点运动到最低点B的过程中损失的机械能．
分析能量如何转化的，再由能量守恒定律求人一下做的功．
.........
二、实验题：本题共2小题。

共15分．
11. 在“研究平抛物体的运动”的实验中：
（1）小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴
和y轴，竖直线_______是用来确定的．
（2）验证实验得到的轨迹是否准确的一种方法是：在水平方向从起点处取两段连续相等的
位移与曲线交于两点，两点的y轴坐标分别为y1、y2，如果轨迹较准确，则y1：y2=____________．
（3）某同学建立的直角坐标系如图所示，设他在安装实验装置和其余操作时准确无误，但
在建立坐标系时有一处失误，这一处错误是
_________________________________________________________．
【答案】 (1). 重锤线 (2). 1：4 (3). 坐标原点应建立在水平槽口正上方球心
处，而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处。

【解析】（1）竖直线用重锤线来确定．
（2）平抛运动水平方向做匀速直线运动，水平位移相等，则运动时间相等，而竖直方向做
自由落体运动，从起点开始，连续两个相等时间内的位移之比为1：3；因此对应的这两个y
坐标之比为1：4；
（3）坐标原点应建在水平槽口正上方球心处，而该同学的错误建在槽口处．
12. 用图甲所示的装置验证机械能守恒定律：跨过定滑轮的细线两端系着质量均为M的物块
A、B，A下端与通过打点计时器的纸带相连，B上放置一质量为m的金属片C，固定的金属圆环D处在B的正下方．系统静止时C、D间的高度差为h．先接通打点计时器，再由静止释放B，系统开始运动，当B穿过圆环D后C被D阻挡而停止．
（1）如已测出B穿过圆环D时的速度的大小v，则若等式______________（均用题中物理量的字母表示）成立，即可认为A、B、C组成的系统的机械能守恒．
（2）还可运用图象法加以验证：改变物块B的释放位置，重复上述实验，记录每次C、D 间的高度差h，并求出B刚穿过D时的速度v，作出－h图线如图乙所示，根据图线得出重力加速度的表达式g=__________（均用题中物理量的字母表示），代入数据再与当地的重力加速度大小比较，即可判断A、B、C组成的系统的机械能是否守恒．
（3）在本实验中，下列情况可以减小误差的是___________．
A．适当增大C、D间的高度差
B．减小金属片C的质量
C．保证打点计时器的限位孔在同一竖直线上
D．使用质量比金属片C的质量大得多的物块A、B
【答案】 (1). (2). (3). AC
【解析】试题分析：若用该装置验证机械能守恒定律，则需验证系统重力势能的减小量与系统动能的增加量是否相等．根据系统机械能守恒得出的关系式，结合图线求出重力加速的表达式．
（1）系统重力势能的减小量，系统动能的增加量，则需验证
．
（2）根据系统机械能守恒得，，解得．
（3）适当增加C、D间的高度差，避免测量高度的误差，故A正确；适当增加金属片C的质量，可以忽略空气阻力的影响，故B错误；保证打点计时器的限位孔在同一竖直线上，避免摩擦力的影响，故C正确；如果A的质量比C大得多，则不会运动，实验不能正常进行，即使实验能进行，对误差没有影响，故D错误．
三、计算题：本题共4小题．共45分．解答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得分．有数值计算的题．答案中必须明确写出数值和单位．
13. 如图所示，长为2L的轻弹簧AB两端分别固定在竖直墙面上等高处，弹簧刚好处于原长．现在其中点O处轻轻地挂上一个质量为m的物体P后，物体向下运动，当它运动到最低点M时，弹簧与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g．
（1）若AO、OB两段轻弹簧的劲度系数均为k，求物体在最低点时加速度的大小a；
（2）求物体在最低点时弹簧的弹性势能E p.
【答案】（1）（2）
【解析】（1）物体在最低点时，O点左右两段弹簧的伸长量均为
弹力为
由牛顿第二定律有：
解得
（2）物体向下运动的过程中，只有弹簧的弹力和重力做功，所以整个系统的机械能守恒，
对系统的机械能守恒列式
所以物体在最低点时，弹簧的弹性势能
14. 宇航员站在一星球表面上的某高度处，沿水平方向抛出一个小球，经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为l，若抛出时初速度增大到三倍，则抛出点与落地点之间的距离为l．已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，引力常量为G．求：
（1）小球下落的高度h．
（2）该星球表面的重力加速度．
（3）该星球的质量M．
【答案】（1）（2）（3）
【解析】试题分析：根据平抛运动的规律求出高度，由竖直向的自由落体确定出星球表面的重力加速度，通过万有引力等于重力求出星球的质量．
（1）设抛出点的高度为h，第一次平抛水平射程为x，则①
若平抛初速度增大到3倍，则有②
由①②解得：③
（2）设该星球重力加速度为g，得，得④
（3）又有⑤，联立解得
15. 如图所示，在光滑水平面右端B处连接一个竖直的、半径为R的光滑半圆轨道，在离B 距离为x的A点，用水平恒力将质量为m的小球(可视为质点)从静止开始推到B处后撤去恒力，小球沿半圆轨道运动到最高点C处后水平抛出，恰好能落回A点，则：
（1）小球到达C点时的速度为多大?
（2）推力对小球做了多少功?
（3）x取何值时，完成上述运动时所做的功最少?最少功为多少?
【答案】（1）（2）（3）
【解析】试题分析：（1）小球在恒定推力作用下，在光滑水平面做匀加速直线，当到达B 点撤去恒力，让其在沿光滑半圆轨道运动到C处后，又正好落回A点．因小球离开C点后做平抛运动，已知高度与水平位移的情况下，可求出小球在C处的速度大小；
（2）选取从A到C过程，由动能定理可求出推力对小球所做的功．
（3）力F做功越小，小球到达B点的速度越小，到达最高点C的速度越小，当小球恰好到达C点时，由重力充当向心力，此时C点的速度最小，力F做功最小．先由牛顿第二定律求出小球通过C点的最小速度，然后求出最小功．
（1）质点从半圆弧轨道做平抛运动又回到A点，设质点在C点的速度为，
质点从C点运动到A点所用的时间为t，则在水平方向：①
竖直方向上：②
解①②有：
（2）对质点从A到C，由动能定理有：
解得：
（3）要使F力做功最少，确定x的取值，由④式得，
则知，只要质点在C点速度最小，则功就最小．
若质点恰好能通过C点，其在C点最小速度为v，
由牛顿第二定律有：，解得：⑥
由③⑥有，
解得时，最小，最小的功
16. 如图所示，质量为m=1 kg的滑块，在水平力作用下静止在倾角为θ=30°的光滑斜面上，斜面的末端B水平传送带相接（滑块经过此位置滑上皮带时无能量损失），传送带的运行速度为v0=3 m/s，长为L=1．4m，今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同．滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0．25，g=10m/s2．
（1）求水平作用力F的大小；
（2）求滑块下滑的高度；
（3）若滑块滑上传送带时速度大于3 m/s，求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量．
【答案】（1）（2）0.8m（3）0.5J
【解析】试题分析：（1）滑块受到水平推力F、重力mg和支持力F N处于平衡，如图所示，水平推力①
F=②
（2）设滑块从高为h处下滑，到达斜面底端速度为v下滑过程机械能守恒：
∴③
若滑块冲上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动；根据动能定理有：④
∴⑤
若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度，则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动；根据动能定理：⑥
⑦
（3）设滑块在传送带上运动的时间为t，则t时间内传送带的位移：s=v0t
⑧
⑨
滑块相对传送带滑动的位移⑩相对滑动生成的热量⑪
⑫。