长郡中学 2021 届高三物理周测卷(四)(教师版)

长郡中学2021届高三物理周测卷（四）
一、选择题（1-6题为单选，7-10题为多选，每小题6分，共60分）
1、下列关于能的转化和守恒定律的认识不正确的是()
A.某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加
B.某个物体的能减少，必然有其他物体的能增加
C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机不可能制成
D.石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了
【答案】D
【解析】A 、根据能量守恒定律得知，某种形式的能减少，其它形式的能一定增大；故A 正确；
B 、某个物体的总能量减少，根据能量守恒定律得知，必然有其它物体的能量增加；故B 正确；
C 、不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器--永动机，违反了能量的转化和守恒定律，不可能制成的；故C 正确；
D 、石子在运动和碰撞中机械能转化为了物体及周围物体的内能，能量并没有消失；故D 错误．本题选不正确的，故选D
2、一辆汽车正在平直的公路上行驶，突遇前方有险情紧急刹车，做匀减速直线运动。

刹车后两个连续相等时间内（0～t 1，t 1～t 2）的位移分别为24m 、16m ，则t 2时刻至速度为零汽车又行驶的距离为（）
A.9m
B.10m
C.11m
D.12m 【答案】
A 3、体育课上某同学做引体向上．他两手握紧单杠，双臂竖直，身体悬垂；接着用力上拉使下颚超过单杠(身体无摆动)；然后使身体下降，最终悬垂在单杠上．下列说法正确的是（）
A.在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力
B.在下降过程中单杠对人的作用力始终小于人的重力
C.若增大两手间的距离，最终悬垂时单臂的拉力变大
D.若增大两手间的距离，最终悬垂时单臂的拉力不变
【答案】C
【解析】在上升和下降过程中，人都是从静止开始，最终又回到静止状态，故上升时是先超重后失重，下降时是先失重后超重，而超重时是单杠对人的用力大于人的重力，失重时是单杠对人的作用力小于人的重力，故选项AB 均错误；若增大两手间的距离，由于两手的合力等于人的重力，而重力不变，故两个分力的夹角越大，则需要分力也就越大，故选项C 正确，D 错误．
4、如图所示，质量为m 的小球通过轻绳OA 、OB 悬于车内，车静止时，轻绳OA 竖直，OB 倾斜，此时OA 上的拉力T 1。

当车向左匀加速运动时，OA 上的拉力T 2。

下列说法正确的是
A ．T 1＞mg ，T 2=mg
B ．T 1＞mg ，T 2＞mg
C ．T 1=mg ，T 2=
mg
量
D ．T 1=mg ，T 2＞mg 【参考答案】：D 【解析】车静止时，轻绳OA 竖直，OB 倾斜，由平衡条件可知，此时OA 上的拉力T 1=mg ，OB 上拉力为零；当车向左匀加速直线运动，根据牛顿运动定律可知小球所受合外力水平向左，此时OB 上拉力大于零，所以OA 上的拉力T 2＞mg ，选项D 正确。

5、如图所示，足够长的斜面静止在水平地面上。

将质量为m 的小球从斜面底端以初速度v 0抛出，初速度的方向与斜面间夹角为θ，小球恰好沿水平方向撞到斜面上。

不计空气阻力。

若仍从斜面底端抛出，改变以下条件仍能使小球水平撞到斜面上的是A.仅增大速度v 0
B.仅适当增大θ
C.将m 和θ都适当减小
D.将v 0和θ都适当增大
【答案】A
【解析】利用逆向思维，可把小球的运动看成从斜面上水平抛出，然后落到斜面上。

根据平抛运动的推论tan 2tan αβ=，可知，由于位移和水平方向的夹角β不变，所以速度和水平方向的夹角α也不变，即落到斜面上的速度方向不变，θ不变。

所以，只需保持θ不变，改变速度大小，就能使小球水平撞到斜面上。

故A 正确，BCD 错误。

故选A 。

6、在抢险救灾工作中常见到直升机的身影，如图为直升机抢救伤员的情景，直升机悬停在空中，用绳索将伤员由静止向上吊起，绳索对伤员做功的功率恒定，则在伤员加速上升的过程中（不计空气阻力）（）
A.绳索对伤员的拉力越来越大
B.伤员克服重力做功的功率恒定
C.伤员运动的速度变化越来越快
D.合力对伤员做功的功率越来越小
【答案】D
【解析】A ．绳索对伤员的拉力做功的功率不变，而伤员加速上升，速度增大，由P =Fv 可知，绳索对伤员的拉力F 越来越小，A 错误；
B ．速度增大，由1P mgv =可知，伤员克服重力做功的功率不断增大，B 错误；
C ．F 在减小，由F mg ma -=可知，故伤员运动的加速度越来越小，速度变化得越来越慢，C 错误；
D ．合力对伤员做功的功率()P F mg v P mgv
=-=-合由于P 不变，速度越来越大，则合力对伤员做功的功率越来越小，D 正确。

故选D 。

7、公路急转弯处通常是交通事故多发地带。

某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为Vc 时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处()
A 、路面外侧高内侧低
B 、车速只要低于Vc ，车辆便会向内侧滑动
C 、车速虽然高于vc ，但只要不超出某一限度，车辆便不会向外侧滑动
D ．当路面结冰时，与未结冰时相比，Vc 的值变小
【答案】AC 。

【解析】路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，提供圆周运动向心力，因此
量
A
正确。

当车速低于Vc ，所需的向心力减小，此时车有向内侧滑动的超势，静摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动，因此B 错误。

当速度高于Vc 时，摩擦力指向内侧，只要摩擦力不超过最大静摩擦力，即速度不超出最高限度，车辆就不会侧滑，因此C 正确。

当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则Vc 的值不变，因此D 错误。

故本题选AC 。

8、我校某同学在学习中记录了一些与地球月球有关的数据资料如表中所示，利用这些数据计算地球表面与月球表面之间的距离s ，则下列运算公式中正确的是（
）
A ．r --g v 2R '
B ．r --2vT R π
C ．r --4g 32220R T R π
D ．2
ct 【答案】BCD 。

【解析】此题是多值问题，关键是思考角度要发散。

A 中g v 2
'
无意义，因此A 错误。

由于vT=2πr 地月，地心和月心的距离r 地月=π2v T ，因此B 正确。

月球绕地球匀速圆周，由GM
T 3地月r 2π=和黄金代换GM=gR 2
知r 地月=322204g πT R ，因此C 正确。

由匀速直线知s=2ct ，因此D 正确。

字母选择题关键是观察法找个性，故本题选BCD 。

9、某工地上，一架起重机将放在地面上的一个箱子吊起。

箱子在起重机钢绳的拉力作用下由静止开始竖直向上运动，运动过程中箱子的机械能E 与其位移x 的关系图象如图所示，其中0～x 1过程的图线为曲线，x 1～x 2过程的图线为直线。

根据图象可知()
A.0～x 1过程中钢绳的拉力逐渐减小
B.0～x 1过程中箱子的动能一直减小
C.x 1～x 2过程中钢绳的拉力一直不变
D.x 1～x 2过程中起重机的输出功率可能不变
【答案】ACD 。

【解析】机械能的变化看其它力（除重力和系统内弹力外）的功，由E=F 其它·x 知图象的切线斜率
表示拉力，因此在O ～x 1内拉力逐渐减小，因此A 正确。

箱子开始先加速运动，当拉力减小到小于重力后可能减速运动，因此B 错误。

在x 1～x 2内斜率不变，拉力不变，合外力也不变，因此加速度不变，因此C 正确。

在x 1～x 2内机械能一直增加可知位移向上和瞬时速度向上，在x 1～x 2内拉力和合外力都不变，如果拉力与重力平衡物体就匀速运动，由P 瞬=F·V 瞬知功率就不变，
因此
量
D
正确。

注意物体的运动取决于初速度和加速度，故本题选ACD 。

10、如图所示，质量为m 的木块放置在粗糙程度相同的水平地面上，一轻质弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端与木块接触，此时弹簧处于原长。

现对木块施加水平向左的推力F 将木块缓慢压至某一位置静止，这一过程中推力F 对木块做功为W 1，木块克服摩擦力做功为W 2。

撤推力F 后木块向右运动，最终以某一速率与弹簧分离。

不计空气阻力，则下列说法正确的是（）
A.撤去推力F 的瞬间，木块的加速度最大
B.撤去推力F 后，木块与弹簧分离时的速率最大
C.弹簧弹性势能的最大值为（W 1-W 2）
D.木块与弹簧分离时，木块的动能为（W 1-2W 2）
【答案】ACD
【解析】A ．撤去推力后，木块的加速度kx f a m
-=可知，撤去推力的瞬间，弹簧的形变量最大，此时木块的加速度最大，A 正确；
B ．木块与弹簧分离前，当弹簧的弹力与摩擦力平衡时，木块加速度为零，此时速率最大，B 错误；
C ．由功能关系可知，从开始到弹簧压缩至最短时，弹性势能E p =W 1-W 2，C 正确；
D ．物块与弹簧在弹簧原长位置分离，则从向左推木块到木块与弹簧分离的全程中，由动能定理可得
E k =W 1-2W 2D 正确。

故选ACD 。

二、填空题（每空4分，共12分）
11、某同学利用图甲装置验证机械能守恒定律打出如图乙所示的纸带，已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz。

(1)下列关于该实验的说法正确的是_________。

A.纸带必须尽量保持竖直方向以减小摩擦阻力作用
B.为了验证机械能守恒，必须选择纸带上打出的第一个点作为起点
C.将电磁打点计时器改成电火花计时器可以减少纸带和打点计时器间的摩擦
D.选择较轻的物体作为重物实验效果更好
(2)图乙为实验中打出的一条纸带，打下C 点时重物的速度为_________m/s （结果保留3位有效数字）。

(3)该同学用两个形状完全相同，但质量不同的重物P 和Q 分别进行实验，测得几组数据，并作出v 2—h 图象，如图丙所示。

已知阻力为一定值，由图象可判断P 的质量_________Q 的质量（选填“大于”或“小于”）。

【答案】
(1).AC (2).2.26(3).大于【解析】（1）[1]A ．重锤下落时，纸带必须尽量保持竖直以减小摩擦阻力作用，A 正确；
B ．数据处理时，可以选择第一个点作为起点，也可以选择后面的点作为起点，B
错误；
量
C
．电磁打点计时器探针与纸带的摩擦较大，改成电火花计时器可以减少纸带和打点计时器间的摩擦，C 正确；
D ．如果选择较轻的物体，会增大空气阻力，给实验带来的误差更大，D 错误。

故选AC 。

（2）[2]C 点时重物的速度为()231.2622.2410m/s 2.26m/s 220.02
BD c x v T --⨯===⨯（3）[3]设空气阻力是f ，根据动能定理有()21-2
mg f h mv =，整理得22(-)f v g h m =⋅由图像可知2(-
f k
g m =，由于P 的斜率大于Q 的斜率，空气阻力相同，所以P 的质量大于Q 的质量；
三、计算题（12题12分，13题16分）12、倾角0
37θ=，质量M=5kg 的粗糙斜面位于水平地面上，质量m=2kg 的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t=2s 到达底端，运动路程L=4m,在此过程中斜面保持静止（2sin 370.6,cos370.8,10m /g s == 取）
，求：（1）地面对斜面的摩擦力大小与方向；
（2）地面对斜面的支持力大小
（3）通过计算证明木块在此过程中满足动能定理。

【解析】（1）对木块：1sin mg f ma θ-=，1cos 0
mg N θ-=因为212
s at =，得2/a m s =所以，18f N =，116N N
=对斜面：设摩擦力f 向左，则11sin cos 3.2f N f N θθ=-=，方向向左。

（如果设摩擦力f 向右，则11sin cos 3.2f N f N θθ=-+=-，同样方向向左。

）
（2）地面对斜面的支持力大小11s sin 67.6N f N co f N
θθ==+=（3）木块受两个力做功。

重力做功：sin 48G W mgh mgs J
θ===摩擦力做功：32f W fs J
=-=-合力做功或外力对木块做的总功：16G f W W W J
=+=动能的变化2211()1622
k E mv m at J ∆==∙=所以，合力做功或外力对木块做的总功等于动能的变化（增加）
，证毕。

量
13、(18分)如图所示，质量为m ＝1kg 的小滑块(视为质点)在半径为R ＝0.4m 的14
圆弧A 端由静止开始释放，它运动到B 点时速度为v ＝2m/s.当滑块经过B 点后立即将圆弧轨道撤去．滑块在光滑水平面上运动一段距离后，通过换向轨道由C 点过渡到倾角为θ＝37°、长s ＝1m 的斜面CD 上，CD 之间铺了一层匀质特殊材料，其与滑块间的动摩擦因数可在0≤μ≤1.5之间调节．斜面底部D 点与光滑水平地面平滑相连，地面上一根轻弹簧一端固定在O 点，自然状态下另一端恰好在D 点．认为滑块通过C 和D 前后速度大小不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取g ＝10m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8
，不计空气阻力．
(1)求滑块对B 点的压力大小以及在AB 上克服阻力所做的功；
(2)若设置μ＝0，求滑块从C 运动到D 的时间；
(3)若最终滑块停在D 点，求μ的取值范围．
【答案】(1)20N 2J (2)13s (3)0.125≤μ<0.75或μ＝1
【解析】(1)在B 点，F －mg ＝m v 2R
解得F ＝20N 由牛顿第三定律，滑块对B 点的压力F ′＝20N
从A 到B ，由动能定理，mgR －W ＝12
mv 2得到W ＝2J.
(2)若设置μ＝0，滑块在CD 间运动，有mg sin θ＝ma
加速度a ＝g sin θ＝6m/s 2
根据匀变速运动规律s ＝vt ＋12at 2，得t ＝13
s.(3)最终滑块停在D 点有两种可能：
a ．滑块恰好能从C 下滑到D .
则有mg sin θ·s －μmg cos θ·s ＝0－12
mv 2，得到μ＝1b ．滑块在斜面CD 和水平地面间多次反复运动，最终静止于D 点．
当滑块恰好能返回C ：－μ1mg cos θ·2s ＝0－12
mv 2得到μ1＝0.125
当滑块恰好能静止在斜面上，则有mg sin θ＝μ2mg cos θ，得到μ2＝0.75
所以，当0.125≤μ<0.75，滑块在CD 和水平地面间多次反复运动，最终静止于D 点．
综上所述，μ的取值范围是0.125≤μ<0.75或μ＝1.
量。