2019届广东省佛山市禅城区高三统一调研考试（二）理科综合物理试题（解析版）

广东省佛山市禅城区2019届高三统一调研考试（二）理科综合物理试卷（解析版）1.甲、乙两球质量分别为、,从同一地点(足够高)同时静止释放。两球下落过程中所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比,与球的质量无关,即f=kv(k为正的常量),两球的v−t图象如图所示,落地前,经过时间两球的速度都已达到各自的稳定值、,则下落判断正确的是(   )A. 甲球质量大于乙球B. m1/m2=v2/v1C. 释放瞬间甲球的加速度较大D. t0时间内，两球下落的高度相等【答案】A【解析】【详解】两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时kv=mg，因此最大速度与其质量成正比，即vm∝m，，由图象知v1＞v2，因此m甲＞m乙；故A正确，B错误。释放瞬间v=0，空气阻力f=0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g。故C错误；图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，t0时间内两球下落的高度不相等；故D错误；故选A。2.一辆汽车在水平公路上沿曲线由 M向 N 行驶，速度逐渐增大。图中分别画出了汽车转弯所受合力F的四种方向，其中可能正确的是（      ）A.     B. C.     D. 【答案】B【解析】试题分析：汽车在水平公路上转弯，汽车做曲线运动，沿曲线由M向N行驶，汽车所受合力F的方向指向运动轨迹内测；由图可知，合力的方向指向运动轨迹的内测的只有BC，B图中将力F分解，法向分力指向圆心，使汽车的速度方向发生变化，切向分力使汽车的速率增大，故选项B正确。考点：曲线运动【名师点睛】做曲线运动的物体所受合力与物体速度方向不在同一直线上，速度方向沿曲线的切线方向，合力方向指向曲线的内测（凹的一侧），分析清楚图示情景，然后答题．做曲线运动的物体，合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧，当物体速度大小不变时，合力方向与速度方向垂直，当物体速度减小时，合力与速度的夹角要大于90°，当物体速度增大时，合力与速度的夹角要小于90°．3.2016年2月11日23:40左右,激光干涉引力波天文台(LIGO)首次宣布发现了引力波。它来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞(质量分别为26个和39个太阳质量)互相绕转最后合并的过程。这一发现,证实了爱因斯坦100年前的预测,2017年诺贝尔物理学奖授予为发现引力波作出贡献的三位美国科学家。合并前两个黑洞互相绕转形成一个双星系统,关于此双星系统,只考虑双星间的相互作用,下列说法正确的是()A. 两个黑洞绕转的线速度大小相等B. 两个黑洞的质量分别与各自绕转的线速度大小成反比C. 两个黑洞绕转的向心加速度大小相等D. 质量大的黑洞旋转半径大【答案】B【解析】【详解】双星系统具有相同的角速度，靠相互万有引力提供向心力，向心力大小相等，有m1r1ω2＝m2r2ω2，则轨道半径之比等于质量之反比，根据v=rω知，线速度大小不等，故A错误。因为线速度与轨道半径成正比，轨道半径与黑洞质量成反比，则两个黑洞的质量分别与各自绕转的线速度大小成反比，故B正确。根据a=rω2知，由于轨道半径不等，则向心加速度大小不等，故C错误。轨道半径与黑洞质量成反比，质量大的黑洞旋转的半径小，故D错误。故选B。【点睛】本题是双星问题，与卫星绕地球运动模型不同，两个黑洞都绕同一圆心做匀速圆周运动，关键抓住条件：角速度相同．4.一光滑圆环轨道位于竖直平面内,其半径为R(不计内外经差异).质量为m的金属小球(可视为质点),在轨道内做圆周运动,如图所示,以下说法正确的是（ ）A. 要使小球能通过轨道的最高点,小球通过最低点时的速度必须大于B. 要使小球能通过轨道的最高点,小球通过最低点时的速度必须大于2C. 如果小球通过最高点时的速度小于，则小球将挤压轨道外侧D. 如果小球通过最高点时的速度大于，则小球将挤压轨道内侧【答案】B【解析】【详解】小圆环在最高点的速度的最小值为零，设此时最低点速度为v，根据机械能守恒定律，有：mg•2R=mv2，解得：v=2，故A错误，B正确；在最高点，当重力恰好提供向心力时，有：mg=m，v0＝，若速度大于，物体有离心趋势，会挤压圆环的外侧；速度小于，则小球将挤压轨道内侧，故CD错误；故选B。5.如图所示,一异形轨道由粗糙的水平部分和光滑的四分之一圆弧部分组成,置于光滑的水平面上,如果轨道固定,将可视为质点和物块从圆弧轨道的最高点由静止释放,物块恰好停在水平轨道的最左端。如果轨道不固定,仍将物块雄圆弧轨道的最高点由静止释放,下列说法正确的是()A. 物块与轨道组成的系统机械能不守恒，动量守恒B. 物块与轨道组成的系统机械能守恒，动量不守恒C. 物块仍能停在水平轨道的最左端D. 物块将从轨道左端冲出水平轨道【答案】C【解析】【分析】根据能量的转化情况分析系统的机械能是否守恒．对照动量守恒条件：合外力为零，分析系统的动量是否守恒．系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，由水平动量守恒和能量守恒列式分析物块停止的位置．【详解】轨道不固定时，物块在轨道的水平部分时因摩擦产生内能，所以系统的机械能不守恒。物块在轨道的圆弧部分下滑时，合外力不为零，动量不守恒，故AB错误。设轨道的水平部分长为L．轨道固定时，根据能量守恒定律得 mgR=μmgL；轨道不固定时，设物块与轨道相对静止时共同速度为v，在轨道水平部分滑行的距离为x。取向左为正方向，根据水平动量守恒得：0=（M+m）v，则得 v=0；根据能量守恒定律得：mgR=（M+m）v2+μmgx，联立解得 x=L，所以物块仍能停在水平轨道的最左端，故C正确，D错误。故选C。【点睛】分析清物体运动过程，该题属于水平方向动量守恒的类型，要知道系统在某一方向不受外力时，该方向的动量守恒．6.质量为m的物体从倾角为α且固定的光滑斜面顶端由静止开始下滑,斜面高为h,当物体滑至斜面底端时,重力做功的瞬时功率为(   )A.     B. C.     D. α【答案】D【解析】【详解】物体下滑过程中机械能守恒，所以有：mgh=mv2 ；物体滑到底端重力功率为：P=mgvcos（90°-α）；联立解得：P=mgsinα；故选D。【点睛】物理公式不仅给出了公式中各个物理量的数学运算关系，更重要的是给出了公式需要遵循的规律和适用条件，在做题时不能盲目的带公式，要弄清公式是否适用．7.质量为m的人造卫星在地面上未发射时的重力为,它在离地面的距离等于地球半径R的圆形轨道上运行时的(    )A. 周期为    B. 速度为    C. 动能为    D. 重力为【答案】AC【解析】【详解】由万有引体提供向心力，；由题意可知，r=2R。质量为m的人造卫星在地面上未发射时的重力为G0，根据万有引力等于重力得：GM=gR2=R2；解得：周期T=4π，则A正确；可解得速度，则B错误；动能为Ek=G0R，则C正确；由，则重力为，则D错误；故选AC。【点睛】本题就是对万有引力充当向心力的各个表达式的变形，其中黄金代换的引入非常重要，要熟练掌握.8.如图所示，窗子上、下沿间的高度H=1.6m，墙的厚度d=0.4m，某人在离墙壁距离L=1.4m、距窗子上沿h=0.2m处的P点，将可视为质点的小物件以v的速度水平抛出，小物件直接穿过窗口并落在水平地面上，取g=10m/s2．则v的取值范围是（    ）A. v＞7m/sB. 2.3m/s＜v＜7m/sC. 3m/s＜v＜7m/sD. 2.3m/s＜v＜3m/s【答案】C【解析】小物体做平抛运动，恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v最大，此时有，代入解得；恰好擦着窗口下沿左侧时速度v最小，则有，解得，故v的取值范围是，故C正确，ABD错误；故选C。【点睛】小物体做平抛运动，恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v最大．恰好擦着窗口下沿左侧时速度v最小，由分位移公式求解。9.在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中，如图（a）所示，悬点刚好与一个竖直的刻度尺零刻度线对齐．将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时刚好位于圆心正上方．用手带动钢球，设法使它在空中做匀速圆周运动，通过俯视观察发现其做圆周运动的半径为r，钢球的质量为m，重力加速度为g．（1）用秒表记录运动n圈的总时间为t，那么小球做圆周运动中需要的向心力表达式为：F=____________________；（2）通过刻度尺测得小球轨道平面距悬点的高度为h，那么小球做圆周运动中外力提供的向心力表达式为：F=__________；（3）改变小球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图（b）所示的 关系图象，可以达到粗略验证向心力表达式的目的，该图线的斜率表达式为___________．【答案】    (1). ；    (2). ；    (3). ；【解析】（1）根据向心力公式： ，而 ，，得： ；
（2）如图由几何关系可得： ；（3）由上面分析得： ，整理得： ；故斜率表达式为： ；故本题答案是：(1).        (2).        (3). 10.实验小组的同学做“验证机械能守恒定律”的实验。量角器中心O点和细线的一个端点重合，并且固定好；细线另一端系一个小球，当小球静止不动时，量角器的零刻度线与细线重合，在小球所在位置安装一个光电门。实验装置如图所示。本实验需要测的物理量有：小球的直径d，细线长度L，小球通过光电门的时间∆t，小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角为θ。（1）除了光电门、量角器、细线外，还有如下器材可供选用：A．直径约2 cm的均匀铁球B．直径约5 cm的均匀木球C．天平D．时钟E．最小刻度为毫米的米尺F．游标卡尺实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺，他们还需要从上述器材中选择________（填写器材前的字母标号）。（2）测出小球的直径为d，小球通过光电门的时间为∆t，可得小球经过最低点的瞬时速度v=_______。测小球直径时游标尺位置如下图所示，用精确度为0.1mm的游标卡尺测得一物体的长度为1.34cm，这时候游标尺上的第________条刻度线与主尺上的_________mm刻度线对齐．（3）若在实验误差允许的范围内，满足_____________________，即可验证机械能守恒定律（用题给字母表示，当地重力加速度为g）。（4）通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角θ，测出对应情况下，小球通过光电门的速度v，为了直观地判断机械能是否守恒，应作_______________图象。【答案】    (1). AF    (2).     (3). 4    (4). 17    (5).     (6). 【解析】试题分析：根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的器材．根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球经过最低点的速度．抓住重力势能的减小量和动能的增加量相等，得出机械能守恒满足的表达式．根据机械能守恒得出守恒的表达式，结合表达式确定应做什么图象．（1）验证机械能守恒，小球应选择质量大一些，体积小一些，故选直径约2cm的均匀铁球；实验中不需要测量小球的质量，不需要天平，小球通过光电门的时间可以直接得出，不需要时钟，实验中需测量下降的高度以及小球的直径，则需要毫米刻度尺以及游标卡尺，故选：AF．（2）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球经过最低点的速度．游标卡尺的读数为1.34cm=13.4mm，即0.4mm即为游标尺上的读数，则游标的第4根与主尺刻度对齐．游标卡尺主尺与游标刻度线对齐的示数=13.4mm+4×0.9mm=17mm（3）重力势能的减小量，动能的增加量，当小球的机械能守恒，有．（4）因为，故表达式可以写，为了直观地判断机械能是否守恒，作出的图线应为线性图线，即应作v2-cosθ图象．11.如图所示，质量均为m的两块完全相同的木块A、B放在一段粗糙程度相同的水平地面上，木块A、B间夹有一小块炸药（炸药的质量可以忽略不计）．让A、B以初速度一起从O点滑出，滑行一段距离后到达P点，速度变为，此时炸药爆炸使木块A、B脱离，发现木块B立即停在原位置，木块A继续沿水平方向前进．已知O、P两点间的距离为x，炸药爆炸时释放的化学能有50％转化为木块的动能，爆炸时间很短可以忽略不计，求：①木块与水平地面的动摩擦因数；②炸药爆炸时释放的化学能．【答案】【解析】试题分析：设木块与地面间的动摩擦因数为μ，炸药爆炸释放的化学能为E0。从O滑到P，对A、B，由动能定理得：……①解得：………②在P点爆炸时，A、B动量守恒： ………③根据能量的转化与守恒：………④解得：………⑤考点：动能定理；动量定理及能量守恒定律。12.如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量m=0.5kg的小物块，它与水平台阶表面建的动摩擦因数μ=0.5，且与台阶边缘O点的距离为s=5m．在台阶右侧固定了一个以O点为圆心的圆弧形挡板，并以O点为原点建立平面直角坐标系．现用F=5N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板（g=10m/s2）．（1）若小物块恰能击中挡板的上边缘P点，P点的坐标为（1.6m，0.8m），求其离开O点时的速度大小；（2）为使小物块击中挡板，求拉力F作用的距离范围；（3）改变拉力F的作用时间，使小物块击中挡板的不同位置，求击中挡板时小物块动能的最小值．（结果可保留根式）【答案】（1） （2） （3） 【解析】试题分析：（1）小物块从O到P做平抛运动：水平方向：竖直方向：y＝gt2解得：（2）为使小物块击中挡板，小物块必须能运动到O点，设拉力F作用的最短距离为，由动能定理得：，解得，为使小物块击中挡板，小物块的平抛初速度不能超过，设拉力F作用的最长距离为，由动能定理得：Fx2－μmgs＝mv解得，则为使小物块击中挡板，拉力F作用的距离范围为：（3）设小物块击中挡板的任意点坐标为（x，y），则：，y＝gt′2由机械能守恒得：Ek＝mv0′2＋mgy又，由P点坐标可求化简得Ek＝＋＝＋y由数学方法求得Ekmin＝2 J考点：动能定理；机械能守恒定律【名师点睛】本题综合了动能定理和平抛运动知识，综合性较强，难度中等，知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律并能熟练应用。13.下列说法正确的是______.A.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积B.悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显C.一定温度下，饱和气体的压强是一定的D.第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律E.液晶既有液体的流动性,又具有单晶体的各向异性【答案】BCE【解析】【详解】只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体的分子所占据的空间大小，不能算出气体分子体积，故A错误；悬浮在液体中固体微粒越小，布朗运动就越明显，故B正确；一定温度下，饱和气体的压强是一定的，选项C正确；第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，但是不违背能量守恒定律，选项D错误；液晶既有液体的流动性，又具有单晶体的各向异性，故E错误；故选BCE。14.如图，绝热气缸A与导热气缸B均固定于地面，由刚性杆连接的绝热活塞与两气缸间均无摩擦。两气缸内装有处于平衡状态的理想气体，开始时体积均为、温度均为。缓慢加热A中气体，停止加热达到稳定后，A中气体压强为原来的1.2倍。设环境温度始终保持不变，求气缸A中气体的体积和温度。【答案】；【解析】试题分析：设初态压强为p0，膨胀后A，B压强相等pB=1．2p0B中气体始末状态温度相等p0V0=1．2p0（2V0-VA）∴，A部分气体满足∴TA=1．4T0答：气缸A中气体的体积，温度TA=1．4T0考点：玻意耳定律【名师点睛】本题考查理想气体状态变化规律和关系，找出A、B部分气体状态的联系（即VB=2V0-VA）是关键。视频