安徽省江淮名校高三物理下学期第三次模拟试卷(含解析)

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安徽省江淮名校2015届高考物理三模试卷
一、选择题（本题共11小题，每小题3分，共33分。

在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

只写出最后答案的不能得，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15．如图a所示为杂技“顶杆”表演，一质量为m1=80kg的成年人站在地面上，肩上扛一质量为m2=5kg的竖直竹竿，竿上有一质量m3=30kg的小孩可看成是质点，竿上的小孩从竿的顶端A恰好下滑到竿的末端B，其速度﹣时间图象如图b所示，g取10m/s2，求：
（1）竿的长度l AB为多少；
（2）地面上的成人对地的最大压力为多少？
（3）小孩在加速下滑过程中受到摩擦力的冲量大小为多少？
16．由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同．已知地球表面两极处的重力加速度大小为g0，在赤道处的重力加速度大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G．假设地球可视为质量均匀分布的球体．求：
（1）质量为m的物体在地球北极所受地球对它的万有引力的大小；
（2）地球的半径；
（3）地球的密度．
17．现有一根长为L=1m的刚性轻绳（绷紧瞬间绳长度不变），其一端固定于O点，另一端系着质量为m=0.5kg的小球（可视为质点），将小球提至O点正上方的A点处，此时绳刚好伸
直且无张力，如图所示，不计空气阻力，g取10m/s2，若现在将小球以速度v0=1m/s水平抛出的瞬间，则：
（1）绳中若有张力，求其大小，若无张力，试求绳子再次伸直时所经历的时间和此时小球竖直方向的分速度．
（2）当小球到达O点正下方时，绳子的拉力是多少？
18．光滑水平面与一半径为R=2.5m的竖直光滑圆轨道平滑连接如图所示，物体可以由圆轨道底端阀门（图中未画出）进入圆轨道，水平轨道上有一轻质弹簧，其左端固定在墙壁上，右端与质量为m=0.5kg的小球A接触但不相连，今向左推小球A压缩弹簧至某一位置后，由静止释放小球A，测得小球A到达圆轨道最高点是对轨道的压力大小为F N=10N，g=10m/s2，（小球A可视为质点）
（1）求弹簧的弹性势能E p；
（2）若弹簧的弹性势能E p=25J，小球进入圆轨道后阀门关闭，通过计算说明小球会不会脱离轨道．若脱离，求在轨道上何处脱离（脱离点和圆心连接与水平方向的夹角可用三角函数表示），若不能脱离，求小球对轨道的最大与最小压力的差△F．
安徽省江淮名校2015届高考物理三模试卷
一、选择题（本题共11小题，每小题3分，共33分。

在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。

）
1．如图所示，甲同学用手拿着一把长50cm的直尺，并使其处于竖直状态；乙同学把手放在直尺0刻度线位置做抓尺的准备．某时刻甲同学松开直尺，直尺保持竖直状态下落，乙同学看到后立即用手抓直尺，手抓住直尺位置的刻度值为20cm；重复以上实验，乙同学第二次手抓住直尺位置的刻度值为10cm．直尺下落过程中始终保持竖直状态．若从乙同学看到甲同学松开直尺，到他抓住直尺所用时间叫“反应时间”，取重力加速度g=10m/s2．则下列说法中不正确的是( )
A．乙同学第一次的“反应时间”比第二次长
B．乙同学第一次抓住直尺之前的瞬间，直尺的速度约为4m/s
C．若某同学的“反应时间”大于0.4s，则用该直尺将无法用上述方法测量他的“反应时间”
D．若将尺子上原来的长度值改为对应的“反应时间”值，则可用上述方法直接测出“反应时间”
考点：自由落体运动．
专题：自由落体运动专题．
分析：在乙同学的反应时间内，直尺做自由落体运动，根据下降的高度，通过位移时间公式求出自由下落的时间．
解答：解：A、直尺下降的高度h．根据得，所以下落的高度最大的用的
时间最长，所以第一次测量的反应时间最长．故A正确；
B、由v2=2gh可知，乙第一次抓住直尺的速度v==2m/s；故B错误；
C、若某同学的反应时间为0.4s，则下落的高度：m，大于该直尺的长度，
所以将无法测量该同学的反应时间．故C正确．
D、将计算出的反应时间对应到尺子上的长度时，可用上述方法直接测出“反应时间”；故D正确；
本题选错误的，故选：B
点评：解决本题的关键知道人的反应时间和自由落体运动的时间相等，结合位移时间公式进行求解．
2．一物体静止在光滑的水平桌面上，现对其施加水平力，使它沿水平桌面做直线运动，该物体的速度﹣时间图象如图所示．根据图象判断下列说法中正确的是( )
A．0s～6s时间内物体所受水平力的方向始终没有改变
B．2s～3s时间内物体做减速运动
C．1s末物体距离出发点最远
D．1.5s末和2.5s末两个时刻物体的加速度相同
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．
专题：运动学中的图像专题．
分析：速度时间图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移，速度的正负表示运动的方向．
解答：解：A、速度时间图线的斜率表示加速度，根据图象可知，0﹣6s内，加速度的方向改变，所以水平力的方向改变，故A错误．
B、2﹣3s内，速度逐渐增大，所以做加速运动，故B错误．
C、图线与时间轴围成的面积表示位移，根据图象可知，2s末离出发点最远，故C错误．
D、物体在1﹣3s内做匀变速直线运动，加速度不变，所以1.5s末和2.5s末两个时刻物体的加速度相同，故D正确．
故选：D．
点评：本题是为速度﹣﹣时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度﹣﹣时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义，能根据图象读取有用信息．
3．如图1所示，在长约1m的一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个圆柱形的红蜡块R （圆柱体的直径略小于玻璃管的内径，轻重适宜，使它能在玻璃管内的水中匀速上升），将玻璃管的开口端用胶塞塞紧．将此玻璃管迅速竖直倒置（如图2所示），红蜡块R就沿玻璃管由管口A匀速上升到管底B．若在将玻璃管竖直倒置、红蜡块刚从A端开始匀速上升的同时，将玻璃管由静止开始水平向右匀加速移动（如图3所示），直至红蜡块上升到管底B的位置（如图4所示）．红蜡块与玻璃管间的摩擦很小，可以忽略不计，在这一过程中相对于地面而言( )
A．红蜡块做速度大小、方向均不变的直线运动
B．红蜡块做速度大小变化的直线运动
C．红蜡块做加速度大小、方向均不变的曲线运动
D．红蜡块做加速度大小变化的曲线运动
考点：运动的合成和分解．
专题：运动的合成和分解专题．
分析：红蜡块参与水平方向上的匀加速直线运动和竖直方向上的匀速直线运动，根据运动的合成，判断合运动的轨迹以及合运动的加速度是否保持不变．
解答：解：蜡块在水平方向上做匀加速直线运动，竖直方向上做匀速直线运动，合加速度沿水平方向上，且大小不变，与合速度的方向不在同一条直线上，所以合运动为曲线运动，加速度保持不变．故C正确，A、B、D错误．
故选C．
点评：解决本题的关键掌握判断合运动轨迹的方法，当合加速度的方向与合速度的方向不在同一条直线上时，蜡块做曲线运动．
4．如图所示，左侧是倾角为60°的斜面、右侧是圆弧面的物体固定在水平地面上，圆弧
面底端切线水平，一根两端分别用系有质量为m1、m2小球的轻绳跨过其顶点上的小滑轮．当它们处于平衡状态时，连接m2小球的轻绳与水平线的夹角为60°，不计一切摩擦，两小球可视为质点．两小球的质量之比m1：m2等于( )
A．1：1 B．3：2 C．2：3 D．3：4
考点：共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
专题：共点力作用下物体平衡专题．
分析：分别以两个小球为研究对象，分析受力情况，由平衡条件求出小球的重力与绳子拉力的关系，再求解两小球的质量之比．
解答：解：先以m1球为研究对象，由平衡条件得知，绳的拉力大小为：T=m1gsin60°…①再以m2球为研究对象，分析受力情况，如图，由平衡条件可知，绳的拉力T与支持力N的合力与重力大小相等、方向相反，作出两个力的合力，由对称性可知，T=N，
2Tcos30°=m2g…②
由①②解得：m l：m2=2：3
故选：C．
点评：本题采用隔离法研究两个物体的平衡问题，受力分析，作出力图是正确解答的关键．
5．地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3；地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v．若三者质量相等，则( )
A．F1=F2＞F3B．a1=a2=g＞a3C．v1=v2=v＞v3D．ω1=ω3＜ω2
考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．
分析：题中涉及三个物体：地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体1、绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星2、地球同步卫星3；物体1与人造卫星2转动半径相同，物体1与同步卫星3转动周期相同，人造卫星2与同步卫星3同是卫星，都是万有引力提供向心力；分三种类型进行比较分析即可．
解答：解：A、根据题意三者质量相等，轨道半径r1=r2＜r3
物体1与人造卫星2比较，由于赤道上物体受引力和支持力的合力提供向心力，而近地卫星只受万有引力，故F1＜F2 ，故A错误；
B、由选项A的分析知道向心力F1＜F2 ，故由牛顿第二定律，可知a1＜a2，故B错误；
C、由A选项的分析知道向心力F1＜F2 ，根据向心力公式F=m，由于m、R一定，故v1＜v2，故C错误；
D、同步卫星与地球自转同步，故T1=T3，根据周期公式T=2π可知，卫星轨道半径越大，周期越大，故T3＞T2，再根据ω=，有ω1=ω3＜ω2，故D正确；
故选D．
点评：本题关键要将物体1、人造卫星2、同步卫星3分为三组进行分析比较，最后再综合；一定不能将三个物体当同一种模型分析，否则会使问题复杂化．
6．如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运( )
A．球A的角速度一定大于球B的角速度
B．球A的线速度一定大于球B的线速度
C．球A的运动周期一定小于球B的运动周期
D．球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力
考点：向心力；牛顿第二定律．
专题：压轴题；牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析：对小球受力分析，受重力和支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可．
解答：解：A、对小球受力分析，受重力和支持力，如图
根据牛顿第二定律，有
F=m gtanθ=m解得
v=
由于A球的转动半径较大，故线速度较大，
ω==，由于A球的转动半径较大，故角速度较小，故A错误，B正确；
C、T=，A的角速度小，所以周期大，故C错误；
D、由A选项的分析可知，压力等于，与转动半径无关，故D错误；
故选B．
点评：本题关键是对小球受力分析，然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解分析．
7．如图所示，在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球，经t1时间落到斜面上B点处，若在A点将此小球以速度0.5v水平抛出，经t2时间落到斜面上的C点处，以下判断正确的是( )
A．AB：AC=4：1 B．AB：AC=2：1 C．t1：t2=4：1 D．t1：t2=：1
考点：平抛运动．
专题：平抛运动专题．
分析：小球落在斜面上，竖直方向上的位移和水平方向上的位移的比值是一定值，即
tanθ===，知运动的时间与初速度有关．从而求出时间比．
根据时间比，可得出竖直方向上的位移比，从而可知AB与AC的比值．
解答：解：小球落在斜面上时，平抛运动竖直方向上的位移和水平方向上的位移的比值为：tanθ===，则t=．知运动的时间与初速度成正比，所以t1：t2=2：1．竖直方向上下落的高度为 h=，知竖直方向上的位移之比为4：1．斜面上的距离为：s=，知AB：AC=4：1．故A正确，C错误．
故选：A．
点评：解决本题的关键知道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．以及知道小球落在斜面上，竖直方向上的位移和水平方向上的位移比值一定．
8．如图所示，甲、乙两个高度相同的固定斜面，倾角分别为α1和α2，且α1＜α2．质量为m的物体（可视为质点）分别从这两个斜面的顶端由静止沿斜面滑到底端，物体与这两个斜面的动摩擦因数均为μ．关于物体两次下滑的全过程，下列说法中正确的是( )
A．重力所做的功和重力的平均功率均相同
B．物体两次下滑的时间不相同
C．动能的变化量相同
D．机械能的变化量相同
考点：功能关系；功率、平均功率和瞬时功率．
分析：重力做功只与始末位置有关，据此确定重力做功情况，由于重力做功相同，故重力的平均功率与物体下滑时间有关，根据下滑时间确定重力做功功率，同时求得摩擦力做功情况，由动能定理确定物体获得的动能及动能的变化量．
解答：解：AB、重力做功只与始末位置有关，两种轨道上滑下，物体下滑的距离相等，故重力做功相同，物体沿斜面下滑时由牛顿第二定律有：mgsinα﹣μmgcosα=ma，可得物体下滑时的加速度a=gsinα﹣μgcosα，因为α1＜α2，所以物体下滑时的加速度a2＞a1，物体下滑高度相同，可知，沿倾角α1下滑的距离大于沿倾角α2下滑的距离，结合a2＞a1，可知，沿倾角α1下滑的时间大于沿倾角α2下滑的时间，又因为重力做功相等，故重力做功的平均功率不等，故A错误、B正确；
C、由以上分析知，沿斜面下滑时的摩擦力f=μmgcosα沿倾角α1的摩擦力f1大于沿斜角α2下滑时的摩擦力，而沿倾角α1下滑的距离大，故克服摩擦力做功大于沿倾角α2下滑时克服摩擦力做的功，根据动能定理可知，沿倾角α2下滑时物体获得的动能大，故C错误；
D、由C分析知，两种情况下摩擦力做的功不同，故机械能的变化量不等，所以D错误．
故选：B．
点评：本题主要考查动能定理和功能关系．关键要明确研究的过程列出等式表示出需要比较的物理量，正确的对物体进行受力分析和做功分析是正确解决问题的关键．
9．如图所示，50个大小相同、质量均为m的小物块，在平行于斜面向上的恒力F作用下一起沿斜面向上运动．已知斜面足够长，倾角为30°，各小物块与斜面间的动摩擦因数相同，重力加速度为g，则第3个小物块对第2个小物块的作用力大小为( )
A． F
B． F
C．24mg+
D．因为动摩擦因数未知，所以不能确定
考点：牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．
专题：牛顿运动定律综合专题．
分析：对整体分析，运用牛顿第二定律求出整体的加速度，再隔离分析，求出第3个小物块对第2个小物块的作用力大小．
解答：解：根据牛顿第二定律得，整体的加速度为：
a==﹣gsin30°﹣μgcos30°．
隔离对1、2两个物体分析，有：F﹣2mgsin30°﹣μ•2mgcos30°﹣N=2ma．
解得：N=F．故A正确，B、C、D错误．
故选：A．
点评：解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，注意整体法和隔离法的运用．
10．带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以下两种运动：直线运动；圆周运动．则该电场可能由
( )
①一个带正电的点电荷形成
②一个带负电的点电荷形成
③两个分立的带等量正电的点电荷形成
④两个分立的带等量负电的点电荷形成．
A．①②说法正确B．①③说法正确
C．②④说法正确D．只有①说法正确
考点：电场；元电荷、点电荷．
专题：电场力与电势的性质专题．
分析：带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，若在电场线上运动，则电势一定变化，因为沿电场线电势降低，若在等势面上做匀速圆周运动，则电场力大小应该不变，结合这两个要求判断即可．
解答：解：①、因为一个带正电的点电荷形成的电场，其电场线是直线，当带负电的粒子的初速度的方向与电场线的方向在一条直线上时，粒子可以在电场线上运动，当粒子的初速度的方向与电场线垂直时，粒子可以在等势面上做匀速圆周运动．带负电的粒子可以在一个带正电的点电荷形成的电场中的任意一个等势面（如图1中虚线所示的等势面A、B、C）上做匀速圆周运动
．故①正确；
②、当粒子的初速度的方向与电场线垂直时，粒子受到与电场线方向相反的力的作用，将会做离心运动，故②错误．
③、如图2所示两个等量的同种正点电荷A、B形成的电场（笔者增加了AO、BO、OP、OQ 四条直线电场线），当带负电的粒子的初速度的方向与电场线在一条直线上时，粒子可以在电场线上运动，如图2所示粒子可以在直线电场线AM、BN、AB、OP、OQ等上做直线运动，由于场强是变化的，所以粒子做变速直线运动，考虑到电场分布的空间性和对称性，当粒子初速度的方向在A、B连线的中垂面内且与中垂线垂直，则粒子所受库仑力的合力始终指向O点，粒子将在两电荷A、B连线的中垂面内，以两电荷A、B连线的中点O为圆心做匀速圆周运动．其实PQ是两电荷连线的垂直平分面在纸面内的投影，在该平面内其电势的分布像在两电荷A、B连线的中点O处固定一个孤立的正的点电荷一样，其电势的分布如图2虚线所示的等势面，故③正确；
④、两个带等量负的点电荷的电场对负电荷的作用力向外，同负点电荷的电场类似，所以带负电粒子不可能在受到背离圆心的作用下做匀速圆周运动
．故④错误．
故选：B。