1、 安徽省江淮十校安徽省江淮十校 2019 届高三第二次联考物理试题届高三第二次联考物理试题 一、选择题一、选择题 1.关于伽利略的两个斜面实验，下面说法中正确的是（ ） A. 伽利略使用图甲斜面进行实验, 得出力和运动的关系 B. 伽利略使用图乙斜面进行实验，得出自由落体运动的规律 C. 伽利略使用图乙斜面进行实验,得出力是维持物体运动的原因 D. 伽利略使用图甲斜面进行实验，得出自由落体运动速度随时间变化的规律 【答案】D 【解析】 【详解】A、D、伽利略从图甲中将斜面实验的结论外推到斜面倾角 90 的情形，从而间接证明了自由落体 运动是匀加速直线运动；故 A 错误，D正确. B、C、伽利略
2、理想斜面实验图乙中，由于空气阻力和摩擦力的作用，小球在曲面运动能到达的高度，一定 会略小于它开始运动时的高度，只有在斜面绝对光滑的理想条件下，小球滚上的高度才与释放的高度相同。 所以可以设想，在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且使斜面变成水平面，则可以使小球沿水平面运动 到无穷远处。得出力不是维持物体运动的原因，故 B，C错误. 故选 D. 【点睛】该题考查对伽利略的理想实验的理解，解决本题的关键要理解伽利略理想斜面实验的意义，把握 守恒量机械能. 2.一轻杆一端固定一定质量的小球，另一端以 o点为轴可以在竖直面内无摩擦的转动。小球在最高点由静止 开始运动，在小球到达地面前的瞬间，在此过程中下
3、列说法正确的是（ ） A. 轻杆对小球一直提供拉力 B. 轻杆对小球一直提供推力 C. 在图示实线位置，轻杆对小球可能没有力 D. 轻杆对小球先提供拉力，后提供推力 【答案】C 【解析】 【详解】小球由静止释放时，杆处于竖直状态时，杆对小球提供支持力，在小球运动到地面前的瞬间，杆 处于水平位置，杆小球的拉力充当向心力，故杆对小球先提供支持力再提供拉力，中间某个位置杆对小球 作用力为零；故选 C. 【点睛】绳球模型和杆球模型是圆周运动的运动模型，主要掌握沿着半径方向的合外力提供向心力. 3.甲、乙两车同时同地出发在同平直公路上行驶其中甲车做匀速直线运动乙车由静止开始做匀加速 直线运动，其运动的图
4、象如图所示则乙车追上甲车前两车间的最大距离（ ） A. 15m B. 20m C. 25m D. 50m 【答案】C 【解析】 【详解】将 x-t图像转化为 v-t 图像，如图所示： 5s 相遇，图象的面积表示位移，而位移相等即面积相等可知 2.5s时速度相等；此时相距最远，所以最大距 离是阴影面积即 25m.故选 C. 【点睛】本题是追及问题，关键要分析清楚两车之间速度和位移关系，知道两车速度相等时间距最大，要 熟练运用运动学公式解答. 4.如图所示，质量为 80 kg的运动员的两脚各用 800 N的水平力蹬着两竖直墙壁匀速下滑，若他从离地 10 m 高处无初速匀加速下滑 2 s可落地，则此
5、过程中他的两脚蹬墙的水平力均应等于(g10 m/s2)( ) A. 200 N B. 300 N C. 400 N D. 800 N 【答案】C 【解析】 【详解】匀速下滑时由平衡条件知 2 800800，解得 =0.5. 又下滑，代入数据解得加速下滑时 a5 m/s2 又 8002FN80a 代入 =0.5 联立得 FN400N .故选 C 【点睛】本题是已知运动情况确定受力情况的问题，关键是根据运动学公式求解加速度，根据平衡条件和 牛顿第二定律列式求解力. 5.如图所示，重物 M 沿竖直杆下滑，并通过一根不可伸长的细绳带动小车沿水平面向右运动。若当滑轮右 侧的绳与竖直方向成 角， 且重物下
6、滑的速率为 v时， 滑轮左侧的绳与水平方向成 角， 则小车的速度为 ( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】将速度 v按运动效果分解如图所示： 则沿绳方向 v1vcos ， 同理分解小车速度， ， 因为绳不可伸长， 故沿绳方向速度大小相等. , 所以cos ,所以；故选 D. 【点睛】本题通常称为绳端物体速度分解问题，一定注意合运动是物体的实际运动 6.如图所示，水平路面上有一辆质量为 M 的汽车，车厢中有一个质量为 m 的人正用恒力 F 向前推车厢，在 车以加速度 a向前减速行驶距离 L的过程中，车与人相对静止。下列说法正确的是( ) A. 车对人的作用力大小为 ma,
7、方向水平向右 B. 车对人的摩擦力可能为零 C. 人对车做的功为一定为 FL D. 车对人做的功为 maL 【答案】B 【解析】 【详解】A、对人进行受力分析，人受重力及车对人的作用力，合力大小为 ma,方向水平向右，故车对人的 作用力大小应为，方向右上；选项 A错误. B、水平方向对人应用牛顿第二定律，如果恰有 F=ma，则车对人的摩擦力可能为零，选项 B 正确. C、只有车与人的摩擦力为零时，人对车做的功才为 FL，选项 C错误. D、人所受的合力为 ma,向右，位移 L 向左，所以车对人做的功为-maL, 选项 D错误. 故选 B. 【点睛】本题考查牛顿第二定律以及功的计算，要注意求车厢
8、对人的作用力时，不能只考虑水平方向的产 生加速度的合力，同时车厢对人还有一个竖直方向上的支持力的作用. 7.如图所示,O1是一个半径为 2R,质量为 M 的密度均匀球体的球心，现在其内以 O2为球心挖去一个半径为 R 的球，并在 O2处放置一个质量为 m的质点。若已知质量分布均匀的薄球壳对壳内物体的引力为零，则 O1 球剩余部分对 m的万有引力为( ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】可以将空腔用同密度物质填满，补偿的空腔球对 m 引力为零。由于质量分布均匀的薄球壳对壳内 物体的引力为零，m 所受万有引力等效半径为 R 的球对处于其表面 m 的引力.易知半径为 R 的球质
9、量为, 则由万有引力定律知道剩余部分对 m的万有引力为；故选 A. 【点睛】本题关键是采用割补法分析，同时要注意球壳对球心的物体的万有引力为零. 8.水平白色传送带以速度沿逆时针方向做匀速直线运动， 一质量为 =1kg小石墨块 P以速度 从左端滑上传送带，已知 P 与传送带间的动摩擦因数为，传送带水平长度为 3m，重力加速度取 。则（ ） A. P在传送带上向右运动的最大位移为 3m B. 从 P滑上传送带至掉下过程中，P 在传送带上留下的黑色痕迹长度为 0.5m C. 从 P滑上传送带至掉下过程中，P 与传送带之间产生的摩擦热 D. 从 P滑上传送带至掉下过程中，电动机多做的功 W=6J 【
10、答案】D 【解析】 【详解】A、小石墨 P向右减速阶段：减速加速度为,速度减为零时，向右运动的位移最大，有 ，A 选项错误. B、小石墨 P 后回头向左加速直到共速。设经 t时间，有 1m/s=-5m/s+5m/s2t，得 t=1.2s.画出 v-t图像， 易知 P在传送带上留下的黑色痕迹长度即为阴影面积，即 S相对=，选项 B错误. C、P与传送带之间产生的摩擦热，选项 C错误. D、电动机多做的功，选项 D 正确. 故选 D. 【点睛】本题关键根据牛顿第二定律求出加速度，结合运动学规律确定滑块的运动情况，最后根据功能关 系列式求解热量和电动机多做的功. 9.如图所示，一小滑块在光滑斜面上下
11、滑，斜面在地面上保持静止，小滑块的质量为 m,斜面的质量为 M,则 在小滑块下滑的过程中（ ） A. 地面给斜面的摩擦力水平向右 B. 地面给斜面的摩擦力水平向左 C. 地面给斜面的支持力小于(m+M)g D. 地面给斜面的支持力大于(m+M)g 【答案】BC 【解析】 【详解】小滑块在光滑斜面上下滑，其加速度沿斜面向下，加速度可以分解为水平向左的分量和竖直向下 的分量。整体对滑块和斜面分析，系统水平合力向左，地面给斜面向左的摩擦力，系统竖直合力向下，则 整体失重，所以地面给斜面的支持力小于.故选项 B,C正确，A，D错误. 故选 BC. 【点睛】解决本题的关键正确的受力分析，结合牛顿第二定律
12、和共点力平衡进行求解 10.小明同学用如图所示的装置开展探究实验，固定在墙壁上的一个力传感器通过一根水平绳与小木块 B 相 连，A、B都放在质量可以忽略的长薄板 C上，地面可视为光滑。已知 A的质量为 0.8kg，B 的质量为 0.4kg ，A、C间与 B、C间的动摩擦因数都为 0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度 g=10m/s2 ， 当施加一个力 F作用在 A上，下列说法正确的是 ( ) A. F=1N时，力传感器示数为 1N B. F=3N时，力传感器示数为 3N C. F=4N时，力传感器示数为 4N D. F=5N时，力传感器示数为 2N 【答案】AD 【解析】 【详解】A
13、、对于轻质薄板 C，合力一定为零。A、C间的最大静摩擦力为 4N， B、C间的最大静摩擦力为 2N.当 F=1N时，C与 A、B 都保持相对静止，由平衡条件知道传感器示数为 1N；选项 A 正确. B、C、D、当 F=3N，拉力超过 B、C间的最大静摩擦力，发生相对滑动。B、C间的摩擦力为 2N，A、C间 摩擦力也是 2N，是静摩擦力，从而保持轻质薄板 C的合力零。同理分析知道，拉力 F 超过 2N，传感器示 数总是 2N，保持轻质薄板 C 的合力零，A、C不可能发生相对滑动。所以选项 B、C 错误，D正确. 故选 AD. 【点睛】本题的关键在于摩擦力大小的判断，应明确滑动摩擦力的大小与动摩擦
14、因数和正压力的有关，与 物体的运动状态无关 11.如图所示，两根相同的轻绳一端分别系在竖直杆上的 A 点与 B点。另一端系在质量为 m的小球 C 上。当 小球随竖直杆一起以某一角速度 匀速转动时，两根绳子都伸直，AC绳与竖直方向夹角为 ,BC绳水平，重 力加速度为 g，下列说法正确的是（ ） A. 小球的向心加速度可能等于 B. AC 绳的拉力一定等于 C. 如果缓慢减小，则 也一定同步减小 D. 如果缓慢增加，BC 绳一定先断 【答案】ABD 【解析】 【详解】B、两根绳子都伸直，AC 一定有拉力，且，；B 选项正确. A、对小球有 ，BC绳拉力可以为零，也可以不为零，所以小球的向心加速度一
15、定 大于或等于；选项 A正确. C、 如果略微减小，减小，可能 不变；选项 C 错误. D、 如果增加，不再变化，增加，BC 绳一定先断；故 D 正确. 故选 ABD. 【点睛】本题的关键是明确明确小球合力的水平分力提供向心力，竖直分力平衡，要注意分析隐含的临界 状态 12.如图所示，一定质量的小球（可视为质点）套在固定的竖直光滑椭圆形轨道上，椭圆的左焦点为 P，长 轴，短轴 。原长为 L0的轻弹簧一端套在过 P 点的垂直纸面的光滑水平轴上，另一端与小 球连接。若小球逆时针做椭圆运动，在 A点时的速度大小为 v0，弹簧始终处于弹性限度内， 则下列说法正 确的是（ ） A. 小球在 C点的速度大
16、小为 B. 小球在 D点时的动能最大 C. 小球在 B、D两点的机械能不相等 D. 小球在 A D C的过程中机械能先变小后变大 【答案】AB 【解析】 【详解】A、小球运动过程中小球与弹簧的系统的重力势能、弹性势能和动能相互转化，但三者之和保持不 变.因为弹簧原长为 L0，半长轴的长为 L0，故在 A 点弹簧处于压缩状态，形变量等于 PO 的长度，即 .在 C 点弹簧长度等于+=,故伸长量也等于 PO 的长度，即。所以在 AC 两点弹簧的形变量相等，弹簧 的弹性势能相等，故在相同高度的 AC 两点的动能相等，小球在 C点的速度大小也为 v0；A 正确. B、在 D 点时重力势能、弹性势能都最
17、小，所以动能最大；B正确. C、在 BD两点时，小球到 P 点的距离都等于 L0， 即等于弹簧原长，弹簧弹性势能相同， （一般都视为零）， 小球的机械能也是相等的，所以 C 错误. D、小球在 ADC的过程中弹簧的弹性势能先变小后变大，故小球的机械能先变大后变小，选项 D错误. 故选 AB. 【点睛】此题关键是对物体受力情况和弹簧的状态作出正确的分析，并运用到能量守恒定律进行分析 二、实验题二、实验题 13.为了探究质量一定时加速度与力的关系，小明同学设计了如图所示的实验装置，跨过动滑轮的轻质双线 平行于水平桌面。其中 M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的总质量(滑轮摩擦及质量不计)。小明改
18、变 m 的质量，记录了几组数据. (1)以弹簧示数 F0的二倍,即 F=2F0为横坐标，以加速度 a 为纵坐标，画出的 aF 图象如图所示，则可能正确 的是_. (2)根据你选择的图像结果，分析小明实验的疏漏之处是_. (3)小明改正疏漏之后，重新实验并得到一条如图所示的纸带,已知打点计时器的交流电频率为 50Hz. 由该纸 带可求得小车的加速度 a_m/s2.(结果保留 2位有效数字) 【答案】 (1). C (2). 没有平衡摩擦力 (3). 0.88 【解析】 【详解】(1)、(2)、对小车由牛顿第二定律，可得，所以 a-F 图象是一条倾斜的直线，由 实验装置可知，实验前没有平衡摩擦力，
19、则画出的 a-F 图象在 F 轴上有截距，故 C正确故选 C. (3)四组位移的时间均为，根据逐差法求得 . 【点睛】本题实验源于课本，但是又不同于课本，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速 度注意在本实验中不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，因为拉力可以弹簧秤直接测出 14.某同学用如图所示的装置 “验证机械能守恒定律”。实验的主要步骤如下： 调整气垫导轨使之水平； （气垫导轨所在桌面足够高） 用天平测量滑块（含遮光条）质量并记录为 M； 测量遮光条宽度并记录为 d 测量 A、B 间的距离 L 将滑块放在气垫导轨上，通过轻质细绳与钩码连接，记录钩码总质量为 m； 将滑块从
20、 A 位置释放后，光电计时器测量遮光条通过光电门的时间并记录为. 对测量数据进行分析，得出实验结论. 请回答下列问题. (1)实验前应先调节气垫导轨水平，方法是：取下砝码，接通气垫导轨装置的电源，调节导轨下面的螺母， 若滑块放在气垫导轨上任意位置都能_，则导轨水平. (2)利用本实验中需验证的机械能守恒表达式，推导出当地的重力加速度为_（用以上对应物理量 的符号表示） ； (3)实验中发现动能增加量总是稍小于重力势能减少量，增加下落高度后，则将 _(选填“增加”、“减小”或“不变”). 【答案】 (1). 保持静止 (2). (3). 增加 【解析】 【详解】(1)调节气垫导轨水平时，通过调节
21、导轨下面的螺母，使滑块放在导轨上任意位置都能保持静止， 则导轨调节水平. (2)根据钩码和滑块的系统机械能守恒定律有：，滑块通过光电门的速度为，联立 可得当地的重力加速度：. (3)动能增加量总是稍小于重力势能减少量，说明机械能有损失，增加下落高度后，机械能损失更多， 则将增加. 【点睛】解决本题的关键知道该实验研究的对象是系统，保证系统质量不变，改变合力，可探究加速度和 合力的关系. 三三、计算题计算题 15.在粗糙的水平路段 AB上有一质量为 4 103 kg的越野车，正以 5m/s 的速度向右匀速运动，越野车前方的 水平路段 BC 较平坦，越野车用 12s 通过整个 ABC路段的 vt图
22、象如图所示，在 t12 s处水平虚线与曲线 相切，运动过程中越野车发动机的输出功率保持 80 kW不变，假设越野车在两个路段上受到的阻力(含地面 摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小 (1)求越野车在 AB路段上运动时所受的阻力； (2)求 BC路段的长度 【答案】 （1）16000N （2）61.25m 【解析】 【详解】(1)越野车在 AB路段时匀速，有 F1f1 PF1v1 联立解得：f116000N (2)t12s时越野车处于平衡态，F2f2，PF2v2 联立解得：f28000N 由动能定理： 代入数据得解得 x=61.25m 【点睛】抓住汽车保持功率不变这一条件，利用瞬时功率表达式求
23、解牵引力，同时注意隐含条件汽车匀速 运动时牵引力等于阻力；对于变力做功，汽车非匀变速运动的情况，只能从能量的角度求解. 16.2010 年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈 海姆和康斯坦丁 诺沃肖洛夫，以表彰他们 在石墨烯材料方面的卓越研究。 石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料， 它的发现使“太空电梯”缆线的 制造成为可能， 人类将有望通过“太空电梯”进入太空。 如图所示， 现假设有一“太空电梯”悬在赤道上空某处， 相对地球表面静止，忽略下面缆线的质量。已知地球半径为 R，自转周期为 T，地球质量为 M，万有引力常 量为 G.试讨论: (1)太空电梯的距地高度; (2)若赤道平
24、面内的一颗卫星环绕地球做圆周运动，环绕方向与地球自转方向相反，周期为 2T,某一时刻卫星 在太空电梯正上方，问至少经过多长时间卫星再次经过太空电梯正上方？ 【答案】 （1） （2） 【解析】 【详解】(1)太空电梯在轨运行，万有引力提供向心力，有 解得: (2)太空电梯与卫星环绕方向相反，所以卫星再次运行到太空电梯正上方时，它们与球心的连线扫过的圆心 角形成一个周角. 有: 得: 解得: 【点睛】由于太空电梯直接从地面连到了地球同步飞船上，它们的角速度是相同的，抓住这个条件即可解 答本题 17.如图所示，半径 R1.2m的光滑 圆弧 BC 轨道固定在水平地面上，O为该圆弧的圆心，距 B 点 h
25、=0.6m 的正上方 A处有一个可视为质点的质量 m2kg 的小物块，小物块由静止开始下落后恰好沿切线进入 圆弧 轨道此后小物块将沿圆弧轨道下滑，在轨道末端 C点紧靠着一质量 M1kg、长度 L=4m的木板，木板上 表面与圆弧轨道末端的切线相平，小物块与木板间的动摩擦因数 10.6，木板下表面与水平地面间动摩擦 因数 20.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取 g =10m/s2。求： (1)小物块刚到达 C点时的速度大小； (2)小物块刚要到达圆弧轨道末端 C 点时对轨道的压力； (3)小物块离木板右端最近距离 【答案】 （1）6m/s（2）80N，竖直向下（3）1m 【解析】 【分
26、析】 小物块从 A 处运动到 C 点的过程中，只有重力做功，机械能守恒根据机械能守恒，得出小物块滑到 C点 时的速度大小 vC在 C 点小物块受到重力和轨道对它的竖直向上的支持力，根据牛顿第二定律列式，可计 算出小物块刚要到达圆弧轨道末端 C 点时轨道对小物块的支持力的大小，再根据牛顿第三定律，得出小物 块刚要到达圆弧轨道末端 C点时对轨道的压力整个过程根据动能定理求得在木板上滑行的距离. 【详解】(1)小物块从 A到 C，根据机械能守恒有:mg（R+h） 解得:vC6m/s (2)小物块刚要到 C点，由牛顿第二定律有 FNmg 解得:FN80N 由牛顿第三定律，小物块对 C 点的压力 FN8
27、0N，方向竖直向下. (3)小物块在木板上滑行过程中，分析木板受力， 上表面的滑动摩擦力,木板与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 有，所以 f1f2，故木板静止. 对小物块, 由牛顿第二定律有:1mg=ma 解得 a=1g=6m/s2 由运动学公式有: 代入数据解得 【也可由动能定理求解, ,代入数据解得】 所以小物块离木板右端最近距离为 S=L-x=4m-3m=1m. 【点睛】该题是一道综合题，综合运用了机械能守恒定律、动能定理、牛顿第二定律以及牛顿第三定律， 解决本题的关键熟练这些定理、定律的运用 18.如图所示，粗糙的水平桌面上放置一个弹簧，左端固定，右端自由伸长到桌边 A点。水平桌
28、面右侧有一 竖直放置的固定光滑圆弧轨道 BNM， MN为其竖直方向的直径，其中。现用一个质量 m1kg 可视为质点的小物块放在桌面的右端 A 点，并施加一个水平向左的外力作用在小物块上，使它缓慢移动， 并将弹簧压缩 x0.2m，在这一过程中，所用外力 F与压缩量的关系如图所示，然后撤去 F释放小物块，让 小物块沿桌面运动，小物块飞离平台一段时间后恰好沿切线由 B 点进入圆弧轨道，并能够到达 M 点。滑动 摩擦力近似等于最大静摩擦力，g取 10m/s2。求： (1)弹簧压缩过程中存贮的最大弹性势能 EP； (2)小物块由 A到 B 的时间（结果可用分数表示） ； (3)圆弧轨道的半径 R 取值范
29、围。 【答案】(1) Ep=1.4J (2) (3) 【解析】 【详解】(1)由图可知滑动摩擦力 fF02.0N F 做的功： 由功能关系有 Ep=WF-f x1.4J (2)撤出 F后飞离台面阶段对小物块由动能定理： W弹=Ep=1.4J 代入数据解得： 小物块做平抛运动到 B 点 有水平分速度: 竖直分速度: 所以小物块由 A到 B 的时间 (3)B 点速度为 从 B 到 M：小物块由动能定理: 在 M点: 解得: 【点睛】此题的关键要研究图象的物理意义得到摩擦力的大小知道图象与坐标轴围成的面积表示外力做 的功，要注意分析运动过程，找清各物理量之间的关系，然后根据各运动过程运用所学知识解答即可
