2022人教版高三物理模擬試題含答案
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人教版高三物理模擬試題
一、選擇題：本卷共10小題，每小題5分，共50分，每小題有一個或多個選項正確，全部選對得5分，選不全的得3分，有選錯或不答的得0分。
1.質(zhì)量為m的物體，在距地面h高處以g3的加速度由靜止豎直下落到地面，下列說法中不正確的是
()
A.物體的重力勢能減少mgh3B.物體的機械能減少2mgh3
C.物體的動能增加mgh3D.重力做功mgh
2.從合肥開往南京、上海的動車組開始運行，動車組的優(yōu)點是列車的運行速度快.提高列車運行速度的一個關(guān)鍵技術(shù)問題是提高機車發(fā)動機的功率.動車組機車的額定功率是普通機車的27倍，已知勻速運動時，列車所受阻力與速度的平方成正比，即f=kv2，則動車組運行的速度是普通列車的()
A.1倍B.2倍C.3倍D.9倍
3.從某一高處水平拋出一個物體，物體著地時的速度方向與水平方向成θ角.不計空氣阻力，取地面為重力勢能的參考平面，則物體拋出時的動能與重力勢能之比為()
A.sin2θB.cos2θC.tan2θD.cot2θ
4.汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動機功率為P，牽引力為F0，t1時刻，司機減小了油門，使汽車的功率立即減小一半，并保持該功率繼續(xù)行駛，到t2時刻，汽車又恢復(fù)了勻速直線運動.能正確表示這一過程中汽車牽引力F和速度v隨時間t變化的圖象是()
5.足夠長的固定光滑細桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個光滑小環(huán)，沿桿方向給環(huán)施加一個拉力F，使環(huán)由靜止開始運動，已知拉力F及小環(huán)速度v隨時間t變化的規(guī)律，重力加速度g取10m/s2.則以下判斷正確的是()
A.小環(huán)的質(zhì)量是1kg
B.細桿與地面間的傾角是30°
C.前3s內(nèi)拉力F的功率是2.25W
D.前3s內(nèi)小環(huán)機械能的增加量是5.75J
6.一塊木板可繞過O點的光滑水平軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，木板上放有一木塊，木板右端受到豎直向上的作用力F，從圖中實線位置緩慢轉(zhuǎn)動到虛線位置，木塊相對木板不發(fā)生滑動.則在此過程中()
A.木板對木塊的支持力不做功
B.木板對木塊的摩擦力做負功
C.木板對木塊的摩擦力不做功
D.F對木板所做的功等于木板重力勢能的增加
7.質(zhì)量為1kg的物體以某一初速度在水平地面上滑行，由于受到地面摩擦阻力作用，其動能隨位移變化的圖線，g=10m/s2，則物體在水平地面上()
A.所受合外力大小為5N
B.滑行的總時間為2s
C.滑行的加速度大小為1m/s2
D.滑行的加速度大小為2.5m/s2
8.A、B兩物體用一根跨過定滑輪的細繩相連，置于固定斜面體的兩個斜面的相同高度，處于靜止狀態(tài)，兩斜面的傾角分別是53°和37°，若不計摩擦，剪斷細繩后下列說法中正確的是()
A.兩物體著地時的速度相同
B.兩物體著地時的動能相同
C.兩物體著地時的機械能相同
D.兩物體著地時所受重力的功率相同
9.一個質(zhì)量為m的圓環(huán)套在一根固定的水平長直桿上，環(huán)與桿的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)給環(huán)一個向右的初速度v0，同時對環(huán)施加一個豎直向上的作用力F，并使F的大小隨v的大小變化，兩者關(guān)系F=kv，其中k為常數(shù)，則環(huán)在運動過程中克服摩擦所做的功大小可能為…()
A.12mv20
B.0
C.12mv20+m3g22k2
D.12mv20-m3g22k2
10.木箱高為L，其底部有一個小物體Q(質(zhì)點)，現(xiàn)用力豎直向上拉木箱，使木箱由靜止開始向上運動.若保持拉力的功率不變，經(jīng)過時間t，木箱達到速度，這時讓木箱突然停止，小物體會繼續(xù)向上運動，且恰能到達木箱頂端.已知重力加速度為g，不計空氣阻力，由以上信息，可求出的物理量是()
A.木箱的速度
B.時間t內(nèi)拉力的功率
C.時間t內(nèi)木箱上升的高度
D.木箱和小物體的質(zhì)量
二、實驗題：本題共2小題，共12分。把答案填在題中的橫線上或按照題目要求作答。
11.(6分)與普通自行車相比，電動自行車騎行更省力.下表為某一品牌電動自行車的部分技術(shù)參數(shù).在額定輸出功率不變的情況下，質(zhì)量為60kg的人騎著此電動自行車沿平直公路行駛，所受阻力恒為車和人總重的0.04倍.當此電動車達到速度時，牽引力為________N，當車速為2m/s時，其加速度為________m/s2.(g=10m/s2)
12.(6分)在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，選出一條紙帶.其中O點為起始點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個點，打點計時器通一50Hz的交流電，用最小刻度為mm的刻度尺，測得OA=11.13cm，OB=17.69cm，OC=25.9cm.記錄的這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的是________，應(yīng)寫成________cm.在記數(shù)點A和B之間、B和C之間還各有一個點未畫出.重錘的質(zhì)量是0.5kg.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，打B點時，重錘的重力勢能比開始減少了________J，這時它的動能是________J.(g=9.8m/s2，結(jié)果取三位有效數(shù)字)
三、計算題：本題共3小題，共38分。解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
13.(10分)某彈性小球從距地面高度H處靜止下落，假設(shè)小球與地面發(fā)生彈性碰撞(沒有損失能量)，但由于空氣阻力的影響，小球只能上升34H.現(xiàn)為了使小球與地面碰撞后還能上升原來的高度H，則必須給小球多大的初速度v0?
14.(13分)水平傳送帶正以2m/s的速度運行，兩端水平距離l=8m，把一質(zhì)量m=2kg的一個物塊輕輕放到傳送帶的A端，物塊在傳送帶的帶動下向右運動，若物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，則把這個物塊從A端傳送到B端的過程中，不計物塊的大小，g取10m/s2，求：
(1)摩擦力做功的平均功率;
(2)摩擦力做功的功率.
15.(15分)半徑為R的光滑圓形軌道固定在豎直面內(nèi).小球A、B質(zhì)量分別為m、3m.A球從左邊某高處由靜止釋放，并與靜止于軌道最低點的B球相撞，碰撞后A球被反向彈回，且A、B球能達到的高度均為14R.重力加速度為g.問：
(1)碰撞剛結(jié)束時B球?qū)壍赖膲毫Υ笮?
(2)通過計算說明，碰撞過程中A、B球組成的系統(tǒng)有無機械能損失?若有損失，求出損失了多少?
【答案】
1.A解析：由物體的受力分析知，mg-f=ma=mg3，則f=2mg3，向上，對物體做負功，機械能減少.重力勢能變化由重力做功引起，重力做正功mgh，則重力勢能減少mgh.機械能變化由外力引起，外力即f做功-2mgh3，機械能減少2mgh3.動能變化由合外力做功引起，合外力為mg3，做功為mgh3，動能增加mgh3.
2.C解析：列車以速度行駛時的功率P=f?v=kv3，所以動車組機車的額定功率是普通機車的27倍時，動車組的行駛速度為普通列車的3倍，故C項正確.
3.D解析：根據(jù)平拋運動知識可以求出水平速度和豎直速度之間的關(guān)系，即vyvx=tanθ.求出動能和重力勢能分別為Ep=mgh=mg?vy?t2=12mv2y，Ek=12mv20=12mv2x，則EkEp=(vxvy)2=cot2θ，故D項對.
4.AD解析：由P=Fv可判斷，開始時汽車做勻速運動，則F0=f，P=F0v0，v0=P/f，當汽車功率減小一半P′=P/2時，汽車開始做變減速運動，其牽引力為F1=P′/v=P/2v=F0/2，加速度大小為a=(f-F1)/m=f/m-P/(2mv)，由此可見，隨著汽車速度v減小，其加速度a也減小，最終以v=v0/2做勻速運動，故A項正確;同理，可判斷出汽車的牽引力由F1=F0/2最終增加到F0，所以，D項也正確.
5.AD解析：設(shè)小環(huán)的質(zhì)量為m，細桿與地面間的傾角為α，乙知，小環(huán)在第1s內(nèi)的加速度a=0.51m/s2=0.5m/s2，由牛頓第二定律得：5-mgsinα=ma,4.5=mgsinα，得m=1kg，A項正確;sinα=0.45，B項錯誤;分析可得前3s內(nèi)拉力F的功率以1s末為，Pm=F?v=5×0.5W=2.5W，C項錯誤;前3s內(nèi)小環(huán)沿桿上升的位移x=0.52×1m+0.5×2m=1.25m，前3s內(nèi)小環(huán)機械能的增加量ΔE=12mv2+mgxsinα=5.75J，故D項正確.
6.C解析：由于摩擦力是靜摩擦力，并且和運動方向始終垂直，所以摩擦力不做功，物體重力勢能增加，動能不變，所以彈力對木塊做正功，故A、B兩項錯，C項對;力F對木板所做的功等于木板和木塊重力勢能的增加，故D項錯.
7.D解析：根據(jù)題中圖象可知物體受到的摩擦力為2.5N，加速度為2.5m/s2，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律可以求出時間為4s.
8.D解析：兩物體著地時速度的大小相同，但方向不同，故A項錯;由于兩側(cè)斜面的角度不同并開始時處于靜止狀態(tài)，所以質(zhì)量不同，落地時的動能和機械能也不同，故B、C兩項錯;物體的重力沿斜面方向的合力大小相等，著地時速度大小也相等，且也沿斜面方向，所以著地時所受重力的功率相同，故D項對.
9.ABD解析：分情況進行討論，如果開始時重力和F相等，則圓環(huán)做勻速運動，動能不變，A項正確;如果重力大于F，則減速過程中摩擦力逐漸增大，最終靜止，B項正確;如果開始時重力小于F，則做減速運動時摩擦力逐漸減小到零，D項正確.
10.AC解析：速度vm=2gL，此時F=(M+m)g，P=Fvm，由動能定理，Pt-(M+m)gh=12(M+m)v2m，質(zhì)量約去，可以求得高度h.
11.(6分)400.6
12.(6分)25.9cm(或OC段)25.900.8670.852
13.(10分)解析：靜止下落時，由動能定理可得：
mg?14H-f?74H=0
解得：f=17mg
以初速度v0下落時，由動能定理可得：
-f?2H=0-12mv20，解得v0=47gH.
答案：47gH
14.(13分)解析：物體剛放到傳送帶上時，由于與傳送帶有相對運動，物塊受向右的滑動摩擦力，物塊做加速運動，摩擦力對物塊做功，求出物塊在摩擦力作用下的位移和運動時間，由P=Wt和P=Fv分別求出平均功率和功率.
(1)物塊受向右的摩擦力f=μmg=0.1×2×10N=2N，加速度a=fm=μg=0.1×10m/s2=1m/s2
當物塊與傳送帶相對靜止時的位移x=v22a=222×1m=2m
摩擦力做功為：W=fx=2×2J=4J
相對靜止后物塊與傳送帶之間無摩擦力，此后物塊勻速運動到B端，物塊由A端到B端所用的時間為
t=va+l-xv=21s+8-22s=5s
則物塊在被傳送過程中所受摩擦力的平均功率為
P=Wt=45W=0.8W.
(2)當物塊在傳送帶上加速到與傳送帶速度相同時，摩擦力的功率，則
Pm=fv=2×2W=4W.
答案：(1)0.8W(2)4W
15.解析：(1)因A、B球能達到的高度均為14R，由機械能守恒定律，得到碰撞后小球的速度大小為
12mv2=14mgR，vA=vB=gR2
設(shè)B球受到的支持力大小為N，根據(jù)牛頓第二定律：
N-3mg=3mv2BR，得N=92mg.
由牛頓第三定律，小球B對軌道的壓力大小為：N′=N=92mg.
(2)設(shè)A球碰前的速度方向為正方向，碰撞過程滿足動量守恒定律，
mv0=-mvA+3mvB
代入vA與vB的值，有：v0=2gR
碰前系統(tǒng)的機械能E1=12mv20=mgR
碰后系統(tǒng)的機械能為E2=14mgR+34mgR=mgR
故E1=E2，無機械能損失.
答案：(1)92mg
(2)無機械能損失
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