2021届陕西省神木中学高三上学期第四次模拟考试理综物理试题（含解析）

2021届陕西省神木中学高三上学期第四次模拟考试理综物理试题

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1．2019年春晚在舞《春海》中拉开帷幕．如图，五名领舞者在钢丝绳的拉动下以相同速度缓缓升起，下列说法中正确的是（ ）

A．观众欣赏表演时可把领舞者看作质点

B．2号和4号领舞者的重力势能一定相等

C．3号领舞者的重力势能可能为负值

D．她们在上升过程中机械能守恒

2．为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，如图所示是某动力车在刹车过程中位移和时间的比值与t之间的关系图像，下列说法正确的是（　　）

A．动力车的初速度为20 m/s

B．刹车过程中加速度大小为5 m/s2

C．刹车过程持续的时间为12 s

D．从开始刹车时计时，经过8s，该车的位移大小为60 m

3．高空走钢丝杂技表演中，表演者越接近钢丝末端的时候，钢丝倾斜得越厉害，行走难度也越大，行走也越缓慢．如图所示是两个人同走一根钢丝的示意图（其位置如图所示），假设两人及其装备的总质量相等，下列说法正确的是

A．钢丝对甲的作用力小于对乙的作用力

B．甲受到的合外力小于乙受到的合外力

C．甲对钢丝的压力大于乙对钢丝的压力

D．钢丝对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力

4．“高铁”作为一种时尚快捷的交通工具，正受到越来越多人的喜爱。若高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动，该阶段列车的位移x、速度v、动能、功率P、时间t的关系图像正确的是（　　）

A．   B．  

C．   D．  

5．如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h。若摩托车经过a点时的速率为 v1，它会落到坑内c点。 c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的速率为v2，该摩托车恰能越过坑到达b点。 等于（　　）

A．18 B．9 C． D．3

二、多选题

6．如图所示，竖直平面内固定有半径为R的光滑半圆形轨道，最高点M、N与圆心0在同一水平线上，质量为m的物块甲从M处由静止开始无初速释放，滑到最低点P与静止在P处的物块乙发生第一次弹性碰撞，碰撞时间很短可不计，碰后物块甲立即反向，恰能回到轨道上Q点，QP之间的竖直高度为,物块甲、乙均可视为质点，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．物块乙的质量为3m

B．物块乙的质量为4m

C．在以后的运动中，物块甲能回到M点

D．在以后的运动中，物块甲不能回到M点

7．图甲为蹦极的场景，运动员及携带装备的总质量为75kg，弹性绳原长为10m。运动员从蹦极台自由下落，下落过程中的速度—位移图像如图乙所示。已知弹性绳的弹力与伸长量的关系符合胡克定律，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　）

A．整个下落过程中，运动员及携带装备的重力先做正功后做负功

B．运动员及携带装备从静止开始下落5m的过程中重力的冲量为

C．弹性绳的劲度系数约为150N/m

D．弹性绳长为24m时，运动员的加速度大小约为

8．如图所示，飞船在距月球表面h处绕月球做匀速圆周运动，周期为T。飞船可采用两种登月方式：(1)在A点向前短时喷气，使飞船沿椭圆轨道运动，与月球相切的到达月球上的B点；(2)在A点沿半径向月球外侧短时喷气，使飞船沿椭圆轨道运动，与月球相切的到达月球上的C点。已知∠BOC=90°，月球半径为R，则下列说法正确的是（  ）

A．飞船从A到C运动过程中速度逐渐增大

B．飞船在椭圆轨道经过A、B两点的速度之比为

C．飞船从A到C运动时间等于

D．飞船从A到B运动时间等于

三、实验题

9．验证牛顿第二定律的实验装置如图甲所示。

（1）关于该实验，下列说法正确的是        。

A．实验中要始终满足钩码的质量远小于小车的质量

B．调整滑轮高度，使连接小车的细线与木板平行

C．改变钩码或小车的质量时必须重新平衡摩擦力

（2）图乙是某次实验时打出的一条纸带，把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个计时点未画出，用刻度尺测得各计数点到0点的距离分别为、、、、……打点计时器的频率为50Hz，则小车的加速度为        。

（3）在不同次实验中测得多组外力F和对应的加速度a的数据，作出图像如图丙所示，图线不经过坐标原点的原因是        。

10．用如图甲所示装置验证滑块（含遮光片）和重物组成的系统机械能守恒。光电门固定在气垫导轨上B点。实验步骤如下：

①用天平测滑块（含遮光片）质量M和重物质量m，用螺旋测微器测遮光片宽度d。测得M=3.0kg，m=l.0kg。

②正确安装装置，并调整气垫导轨使其水平，调整滑轮，使细线与导轨平行。

③在气垫导轨上确定点A，让滑块由静止从A点释放，记录滑块通过光电门遮光片的挡光时间；并用刻度尺测A、B两点间距离s。

④改变A点位置，重复第③步，得到如下表数据：

回答下列问题：

(1)测遮光片的宽度d时的情况如图乙所示，则d=           mm。

(2)只将滑块放在导轨上，给气垫导轨充气，调整气垫导轨，当滑块           时，可以认为导轨水平了。

(3)某同学分析处理表中第3组数据，则他算得系统减少的重力势能△Ep=           J，系统增加的动能△Ek=           J。根据计算结果，该同学认为在误差范围内系统机械能守恒。（g取9.80m/s2，计算结果保留3位有效数字）

(4)另一位同学认为前面同学只选择了一组数据，他尝试利用上表中全部数据，做出了函数关系图像，图像是一条过坐标原点的直线           。

A．            B． C．                        D．

四、解答题

11．如图所示，长为3l的不可伸长的轻绳，穿过一长为l的竖直轻质细管，两端拴着质量分别为m、M的小球A和小物块B，开始时B先放在细管正下方的水平地面上。手握细管轻轻摇动一段时间后，当A在水平面内做匀速圆周运动且轻绳与竖直方向夹角θ=60°时，B对地面的压力恰好为零。细管下端距地面高度始终为l，已知重力加速度为g，不计一切阻力。

（1）求小球 A和小物块 B的质量之比；

（2）现触动管内触发装置使绳断开，求小球A落地点到小物块B的水平距离。

12．多雨的夏季，湿滑的路面给机动车出行带来极大的安全隐患。如图为一条平直的公路，当路面干燥时，汽车A以的速度匀速行驶到达M点时，驾驶员发现其正前方处的N点停有汽车B，紧急刹车后（车轮立即停止转动）恰好可不撞上汽车B。若路面湿滑，A以同样的速度从M点紧急刹车，到达N点后与汽车B发生撞，碰后两车粘在一起向前滑行直到停下，已知两车型号均相同、质量均为，两车与该湿滑路面间的动摩擦因数均为，在碰撞后车轮均没有滚动，碰撞时间极短，取。求：

（1）汽车与干燥路面间的动摩擦因数；

（2）碰后两车粘在一起向前滑行的距离；（结果保留整数位）

（3）经查阅车辆的碰撞时间约为，请以此数据求出碰撞过程中B车所受A车对它的平均作用力大小。

13．如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平台面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M=1kg的小物块A．装置的中间是水平传送带，它与左、右两边的台面等高，并能平滑对接．传送带始终以v=1m/s的速率逆时针转动，装置的右边是一光滑曲面，质量m=0.5kg的小物块B从其上距水平台面高h=0.8m处由静止释放．已知物块B与传送带之间的动摩擦因数，l=1.0m．设物块A、B间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A处于静止状态．取g=10m/s2．

(1)求物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小；

(2)物块A、B间发生碰撞过程中，物块B受到的冲量；

(3)通过计算说明物块B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边的曲面上？

(4)如果物块A、B每次碰撞后，弹簧恢复原长时都会立即被锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B第n次碰撞后的运动速度大小．

参考答案：

1．C

【详解】A.观众欣赏表演时不可把领舞者看作质点，因为如果看领舞者看作质点，则没法欣赏，故A错误；

B. 2号和4号领舞者的重力势能不一定相等，因为两者的质量可能不一样，尽管高度相同，故B错误；

C.如果把3号领舞者的上方规定为参考平面，则3号领舞者的重力势能可能为负值，故C正确；

D.因为缓缓升起过程，钢丝线对她们做了功，所以她们在上升过程中机械能不守恒，故D错误．

2．B

【详解】AB．由图可得

根据匀变速直线运动的位移时间公式 x=v0t+at2，得

对比可得

v0=30m/s

a=-5m/s2

即刚刹车时动力车的速度大小为30m/s，刹车过程动力车的加速度大小为5m/s2。故A错误，B正确；

C．刹车过程持续的时间为

故C错误；

D．整个刹车过程动力车经过6s，则8s内的位移为

故D错误。

故选B。

3．C

【详解】AB．因行走缓慢，两人处于平衡状态，合外力为零，钢丝对人的作用力大小等于人及其装备的总重力，故AB错误；

C．压力

（为人所在位置的钢丝与水平方向的夹角，下同），越接近末端，越大，所以甲对钢丝的压力大于乙对钢丝的压力，故C正确；

D．摩擦力

越接近末端，越大，所以钢丝对甲的摩擦力小于对乙的摩擦力，故D错误．

4．D

【详解】A．初速度为零的匀加速直线运动，位移和时间的关系公式可知，位移x与时间t为二次函数关系，故A错误；

B．初速度为零的匀加速直线运动，速度和位移的关系公式可知，速度-位移图像是曲线，故B错误；

C．高铁列车在做初速度为零的匀加速直线运动，由牛顿第二定律得

功率

则P-t图像应是过原点的倾斜的直线，故C错误；

D．由动能定理得

即

所以图像是一条过原点的倾斜的直线，故D正确。

故选D。

5．C

【详解】设落到坑内c点时竖直方向的速度为vy1，则有

得

根据平抛运动的规律可得

、

解得

同理设摩托车恰能越过坑到达b点时竖直方向的速度为vy2，则有

得

根据平抛运动的规律可得

、

解得

则

故选C。

6．AC

【详解】AB．以最低点P水平向左为正方向，物块甲第一次与物块乙碰前速度大小为

碰后速度为

设物块乙的质量为，物块甲第一次与物块乙碰后，物块乙速度大小为v2，由弹性碰撞得

解得

即

选项A正确、B错误；

CD．由前面方程可得

则物块甲、乙将同时回到最低位置P点发生第二次弹性碰撞，计算可得第二次碰撞后，由弹性碰撞得

解得物块甲的速度大小为

方向水平向右，所以物块甲能回到M点，选项C正确、D错误。

故选AC。

7．BC

【详解】A．整个下落过程中，运动员及携带装备的重力一直做正功，故A错误；

B ．由，解得运动员及携带装备从静止开始下落5m的时间

运动员及携带装备从静止开始下落5m的过程中重力的冲量为

故B正确；

C．运动员先加速后减速，当合力为0速度最大，弹力等于重力

解得

故C正确；

D．弹性绳长为24m时，绳的弹力

由牛顿第二定律得

解得

故D错误。

故选BC。

8．AD

【详解】A．飞船从A 向C运动过程中，万有引力做正功，飞船速度变大，A正确。

B．根据开普勒第二定律，v与与中心天体距离成反比，有

B错误；

C．粒子从A到C运动时间小于椭圆运动的四分之一周期，因长轴长未知，具体运动时间不可求，故C错误。

D．根据开普勒第三定律

得

从A到B运动时间为二分之一周期，所以

D正确。

故选AD。

9．     B     1.76     没有平衡摩擦（或平衡摩擦力不足）

【详解】（1）[1]A．通过实验装置可知，该实验中由于通过拉力传感器可以直接读出小车所受拉力的大小，所以不需要始终满足钩码的质量远小于小车的质量，故A错误；

B．为了保证小车受到的拉力等于小车的合力，应调整滑轮高度，使连接小车的细线与木板平行，故B正确；

C．该实验只需要平衡一次摩擦力，即使斜面的倾角满足即可，在改变钩码或小车的质量时，就不需要再次重新平衡摩擦力了，故C错误。

故选B。

（2）[2]相邻计数点间还有4个计时点未画出，则相邻计数点间的时间间隔为

利用逐差法，可得小车的加速度大小为

（3）[3]在不同次实验中测得多组外力F和对应的加速度a的数据，作出图像如图丙所示，可知时，，使得图线不经过坐标原点的原因是没有平衡摩擦（或平衡摩擦力不足）。

10．     2. 150     静止     3. 92     3. 85     D

【详解】(1)[1]．测遮光片的宽度d =2mm+0.01mm×15.0=2.150mm；

(2)[2]．只将滑块放在导轨上，给气垫导轨充气，调整气垫导轨，当滑块静止时，可以认为导轨水平了；

(3)[3][4]．分析处理表中第3组数据，则算得系统减少的重力势能

△Ep=mgs=1.0×9.8×0.40J=3.92J

滑块的速

系统增加的动能

(4)[5]．要验证的关系是

即

则为得到的图像是一条过坐标原点的直线，则要做，故选D。

11．（1）；（2）

【详解】（1）B对地面刚好无压力，故此时绳子的拉力为

T=Mg

对A分析，在竖直方向合力为零，故

Tcosθ=mg

解得

（2）对A球根据牛顿第二定律可知

A球做平抛运动下落的时间为t，则有

水平位移为

A落地点到B的水平距离

12．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）汽车以速度在干燥路面上行驶时，根据牛顿第二定律得

由运动学公式有

其中

，

联立解得，汽车与干燥路面间的动摩擦因数

（2）汽车以速度在湿滑路面行驶时，到达N点的速度设为，根据牛顿第二定律得

由运动学公式有

A与B碰撞过程中动量守恒，设碰后共同速度为。取向右为正方向，则

碰后A与B一起以加速度滑动，由运动学公式

解得碰后两车粘在一起向前滑行的距离

（3）两车碰撞过程，对B车，由动量定理得

代入数据解得，碰撞过程中B车所受A车对它的平均作用力大小为

13．(1)3m/s；(2)2kgm/s；(3)，所以不能；(4)

【分析】物块B沿光滑曲面下滑到水平位置由机械能守恒列出等式，物块B在传送带上滑动根据牛顿第二定律和运动学公式求解；物块A、B第一次碰撞前后运用动量守恒，能量守恒列出等式求解；当物块B在传送带上向右运动的速度为零时，将会沿传送带向左加速．可以判断，物块B运动到左边台面是的速度大小为v1，继而与物块A发生第二次碰撞．物块B与物块A第三次碰撞、第四次碰撞…，根据对于的规律求出n次碰撞后的运动速度大小．

【详解】(1) 设物块B沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为v0，由机械能守恒定律可得：

解得：

设物块B在传送带上滑动过程中因受摩擦力所产生的加速度大小为a，则有：μmg=ma，

设物块B通过传送带后运动速度大小为v，有：v12-v02=-2al，

解得：v1=3m/s＞v=1m/s，则物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小为3m/s；

(2)设物体A、B第一次碰撞后的速度分别为、，取向右为正方向

由动量守恒定律得：

由机械能守恒定律得：

解得：vA=-2m/s，vB=1m/s，（vA=0m/s，vB=-3m/s不符合题意，舍去）

，方向水平向右；

(3) 碰撞后物块B在水平台面向右匀速运动，设物块B在传送带上向右运动的最大位移为l'，则有：

0-vB2=-2al′，

解得：

所以物块B不能通过传送带运动到右边的曲面上；

(4) 当物块B在传送带上向右运动的速度为零时，将会沿传送带向左加速．可以判断，物块B运动到左边台面是的速度大小为vB，继而与物块A发生第二次碰撞

由（2）可知，vB=

同理可得：第二次碰撞后B的速度：vB1=

第n次碰撞后B的速度为：vB（n-1）=

【点睛】本题是多过程问题，分析滑块经历的过程，运用动量守恒，能量守恒、牛顿第二定律和运动学公式结合按时间顺序分析和计算，难度较大．