2020届河北省衡水中学2017级高三上学期四调考试理科综合物理试卷及答案.pdf

2020届衡水中学 2017 级高三上学期四调考试理科综合物理试卷祝考试顺利本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分。共8 页，满分 110 分，考试时间110 分钟。第卷（选择题共 60 分）一、选择题（本题共15 小题，每小题 4 分，共 60 分。每小题为不定项选择，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得0 分。在答题纸上将正确选项涂黑）1如图所示，小球沿足够长的斜面向上做匀变速直线运动，依次经过dcba、四点后到达最高点e。已知m6bdabxx，mxbc1，小球从a点运动到c点和从c点运动到 d 点所用的时间都是 2s，设小球经过cb、两点时的速度大小分别为cbvv、，则（）A smvc/3 B smvb/4 C 小球从 d 点运动到e点所用时间为 2s D mde42如图所示，在粗糙的水平地面上放着一左侧截面是半圆的柱状物体B，在物体 B 与竖直墙之间放置一光滑小球 A，整 个系统处于静止状态。现用水平力F 拉着物体 B 缓慢向右移动一小段距离后，系统仍处于静止状态，在此过程中，下列判断正确的是()A 小球 A对物体 B 的压力逐渐增大 B 小球 A对物体 B 的压力逐渐减小 C 拉力 F 逐渐减小 D 墙面对小球 A的支持力先增大后减小3如图所示，吊篮A、物体 B、物体 C 的质量均为m，两物体分别固定在竖直弹簧两端，弹簧的质量不计，整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态，现将悬挂吊篮的轻绳剪断在轻绳刚被剪断的瞬间（）A 物体 B 的加速度大小为 g B 物体 C 的加速度大小为g2 C 吊篮 A的加速度大小为 g D 吊篮 A与物体 C 间的弹力大小为mg5.04按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二步“落月”工程也已在2013 年以前完成。假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为0g，飞船沿距月球表面高度为R3 的圆形轨道 I 运动，到达 A点时，点火变轨进入椭圆轨道；到达轨道的近月点 B 再次点火进入月球近月圆轨道绕月球做圆周运动。下列判断正确的是（）A飞船在轨道 I 上的运行速率为20RgB飞船在 A点点火变轨时，动能增大C 飞船在 A点变轨完成后向 B 点运行的过程中机械能增大 D飞船在轨道绕月球运行一周所需的时间为02gR5 如图所示，内壁光滑、半径大小为 R的圆形轨道竖直固定在水平桌面上，一个质量为m的小球在轨道内做圆周运动且恰好能通过轨道最高点。以桌面为参考平面，不计空气阻力，重力加速度为g。则在小球运动过程中，其机械能 F 动能kE、向心力向F速度大 小的平方2v的大小随距桌面高度h 的变化图像正确的是（）6如图所示，长度为 l 的轻杆上端连着一质量为1m的小球 A（可视为质点），杆的下端用铰链固定在水平面上的O点。置于同一水平面上的立方体B 恰与小球 A接触，立方体B 的质量为2m。施加微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而小球 A与立方体 B刚脱离接触的瞬间，杆与地面间的夹角恰为6，重力加速度为 g，则下列说法正确的是（）A 小球 A与立方体 B 刚脱离接触的瞬间 A与立方体 B 的速率之比为2:1 B 小球 A与立方体 B 刚脱离接触的瞬间，立方体B 的速率为8gl C 小球 A落地时速率为gl2 D 小球 A、立方体 B 质量之比为 1:4 来源:学科网 ZXXK7如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为 L 的细线将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为，此时细线中张力为零，物块与转台间的动摩擦因数为)tan(，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，则下列说法正确的是()A 转台一开始转动，细线立即绷直对物块施加拉力 B 当细线中出现拉力时，转台对物块做的功为sin21mgL C 当物体的角速度为cos2Lg时，转台对物块的支持力为零 D 当转台对物块的支持力刚好为零时，转台对物块做的功为cos2sin2mgL8如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，CDAB、是圆环相互垂直的两条直径，、CD 两点与圆心 O 等高。一质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端通过转轴固定在P 点，P点在圆心 O的正下方2R处。小球从最高点 A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为,R弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为 g。下列说法正确的是 A 小球运动到 B 点时的速度大小为gR2 B 弹簧长度等于 R时，小球的机械能最大 C 小球运动到 B 点时重力的功率为gRmg2 D 小球在BA、两点时对圆环的压力差为mg49如图所示，一竖直放置的轻弹簧，一端固定于地面，一端与质量为3 kg 的物体 B固定在一起，质量为 lkg 的物体 A放在物体 B 上。现两物体正一起竖直向上运动，当两物体分离后，物体 A上升 0.2 m 到达最高点，此时物体B 速度方向向下，弹簧恢复原长。则在两物体分离至物体A到达最高点的这一过程中，下列说法正确的是（取2s/m10g）（）A 两物体分离时物体B 的加速度为 g B 弹簧的弹力对物体B 做功为零 C 弹簧的弹力对物体B 的冲量的大小为 6N s D 物体 B 动量的变化量为 0 10如图所示，光滑的水平杆上套有一质量为1 kg、可沿杆自由滑动的滑块，滑块下方通过一根长为1m的轻绳悬挂着质量为0.99 kg 的木块。开始时滑块和木块均静止。现有质量为10 g 的子弹以 500 m/s 的水平速度击中木块并留在其中，子弹与木块间的作用时间极短，取2s/m10g。下列说法正确的是（）A滑块的最大速度为5 m/s B子弹和木块摆到最高点时速度为零 C子弹和木块摆起的最大高度为0.625 m D当子弹和木块摆起高度为0.4 m 时，滑块的速度为1 m/s 11如图所示，CBA、三球的质量分别为mmm2、三个小球从同一高度同时出发，其中A球有水平向右的初速度0v,小球CB、由静止释放。三个小球在同一竖直平面内运动，小球与地面之间、小球与小球之间的碰 撞均 为 弹 性 碰 撞，则 小 球与 小 球 之 间 最 多 能 发 生 碰 撞 的 次 数 为()来源:Z|xx|k.Com A 1 次B2 次C3 次D 4 次12如图所示，两端开口、内径均匀的玻璃弯管竖直固定，两段水银柱将空气柱B封闭在玻璃管左侧的竖直部分，左侧水银柱A有一部分在水平管中。若保持温度不变，向右管缓缓注入少量水银，则稳定后()A右侧水银面高度差1h增大 B空气柱 B 的长度增大 C空气柱 B 的压强增大 D左侧水银面高度差2h减小13一定质量的理想气体，从状态A到状态 D，其状态变化过程的体积V 随温度 T 变化的规律如图所示。已知在状态 A时气体的体积为0V，温度为0T，则气体由状态A到状态D 过程中，下列判断正确的是（）A气体从外界吸收热量，内能增加 B气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增多 来源:学_科_网 C若在状态 D 时气体的体积为02V，则状态 D 的温度为02T D若气体对外做的功为5J，增加的内能为9J，则气体放出的热量为14 J 14下列说法中正确的是 ()A封闭容器中的理想气体，若温度不变，体积减半，则单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍，气体的压强加倍 B液体表面张力是液体表面层分子间距离小，分子力表现为斥力所致 C随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小 D导热性能各向同性的固体，可能是单晶体15在光滑水平面上有一个内、外壁都光滑的汽缸质量为0m，汽缸内有一质量为m的活塞，已知mm0，活塞密封一部分理想气体。现对汽缸施加一个水平向左的拉力F（如图甲所示），汽缸的加速度为1a，封闭气体的压强为1p，体积为1V；若用同样大小的力 F 水平向左推活塞（如图乙所示），此时汽缸的加速度为2a，封闭气体的压强为2p，体积为2V。设密封气体的质量和温度不变，则下列选项正确的是（）A212121,VVppaa B212121,VVppaa C212121,VVppaa D212121,VVppaa第卷（非选择题共 50 分）二、非选择题（本题共6 小题，共 50 分）16.（4 分）我们可以用图甲所示装置探究合外力做功与动能改变的关系。将光电门固定在水平轨道的 B 点，平衡摩擦力后，用小桶通过细线拉小车，小车上安装着遮光条并放有若干钩码。现将小车上的钩码逐次移至小桶中，并使小车每次都从同一位置A点由静止释放。(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度，记录光电门的示数，从而算出小车通过B 点的速度。其中游标卡尺测量情况如图乙所示，则读数d cm。(2)测出小桶质量，以小桶和桶内钩码质量之和m为横坐标，小车经过B 点时相应的速度大小的平方2v为纵坐标，则mv2图线是（填正确答案标号）。17.（6 分）某学习小组通过如图甲所示实验装置来验证动量守恒定律。A是固定在水平桌面上光滑的斜槽，斜槽末端与水平桌面平行，B是气垫导轨，C 是光电门，D 是带有小孔的滑块（孔内粘有胶带，小球进入小孔即粘在胶带上），滑块上有一窄挡光片。实验前将斜槽固定在水平桌面上，调整气垫导轨的高度，使滑块小孔与斜 槽末端在同一高度处，同时调整气垫导轨水平。多次改变小球的释放高度h，得到挡光片通过光电门的时间t，作出21th图像。小球质量为m，滑块总质量为0m，挡光片宽度为 d，重力加速度为 g。(1)用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，宽度d cm。(2)只要满足关系式h（用题中所给的物理量符号表示），就可以说明在误差允许范围内碰撞过程动量守恒。(3)如果图像是一条过原点的（选填“倾斜直线”或“抛物线”），同样可以验证动量守恒。18（8 分）如图所示，U形管两臂粗细不等，开口向上，右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76 cmHg。左端开口管中水银面到管口距离为 11 cm，且水银面比封闭管内的高4 cm，封闭管内空气柱长为11 cm。现将开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，求：(1)最终粗管中气体的压强。(2)活塞移动的距离。19（8 分）如图所示，倾角为且足够长的斜面上，放着两个相距0L、质量均为m的滑块 A和滑块 B，滑块 A的下表面光滑，滑块 B 与斜面间的动摩擦因数。tan由静止同时释放 A和 B，若此后两滑块发生碰撞，碰撞时间极短且为弹性碰撞。已知重力加速度为 g，求：(1)两滑块刚释放时各自的加速度大小Aa和Ba。(2)两滑块第一次相撞后，滑块B 的速率Bv (3)从滑块 A开始运动到两滑块第二次碰撞所经历的时间t 来源:学*科*网20(10 分)如图所示,C 是放在光滑水平面上的一块木板，木板的质量为m3,在木板的上表面有两块质量均为m的小木块BA、,它们与木板间的动摩擦因数均为,最初木板静止,BA、两木块 来源:学科网同时以水平向右的初速度0v和02v在木板上滑动，木板足够长，BA、始终未滑离木板，重力加速度为 g。求：(1)在木块 B 刚开始运动到木块B 与木板 C 速度刚好相等的过程中，木块B 所发生的位移 (2)木块 A在整个过程中的最小速度的大小 (3)整个过程中，两木块BA、相对于木板滑动的总路程。21(14 分)如图所示，质量kgm11的木板静止在倾角30且足够长的固定光滑斜面上，木板下端上表面与半径mR3的固定的光滑圆弧轨道相切，圆弧轨道最高点B 与圆心 O等高。一质量kgm22、可视为质点的滑块以大小为smv/150的初速度从长木板顶端沿木板滑下，已知滑块与木板之间的动摩擦因数33，木板每次撞击圆弧轨道时都会立即停下而不反弹，最终滑块未从木板上端滑出，取2/10smg。求：(1)滑块离开圆弧轨道 B 点后上升的最大高度 (2)木板的最小长度。(3)木板与圆弧轨道第二次碰撞时损失的机械能。2020 届衡水中学2017 级高三上学期四调考试理科综合物理参考答案一、选择题1AD 2AC 3D 4AD 5CD 6BD 7BD 8BD 9ABC 10 AC 11C 12BD 13AC 14ACD 15A 二、非选择题16(1)0.920(2分)(2)B(2分)17(1)2.1 50（2 分）(2)2212.tgdmmma（2 分）(3)倾斜直线（2 分）18解：(1)设左管横截面积为 S,则右管横截面积为S3,以右管封闭气体为研究对象。初状态cmHg801p（1 分）,3cm111SV两管液面相平时有213ShSh，1hcm42h，解得cm12h，此时有端封闭管内空气柱长cm10l（1 分）SV3cm102气体做等温变化有2211VpVp（2 分）代入数据解得cmHg881p（1 分）(2)以 左 管 被 活 塞 封 闭 气 体 为 研 究 对 象cmHg761p，SVcm111，cmHg8822pp气体做等温变化有2211VpVp,解得SVcm5.92（2 分）活塞移动的距离为cm5.4cm5.9cm3cm11L（1 分）19解：(1)对B分析得Bmamgmgcossin，解得0Ba（1 分）对 A分析有Amamgsin,解得singaA（1 分）(2)A与 B 的第一次碰撞前 A的速度022LavAA,解得sin20gLvA所用时间由1atvA，解得sin201gLt对BA、系统，由动量守恒定律得BAmvmvmv1（1 分）由机械能守恒得2212212121BAmvmvmv（1 分）解得01v,sin20gLvB（1 分）(3)碰后，A做初速度为 0 的匀加速运动，B做速度为Bv的匀速直线运动，设再经时间2t发生第二次碰撞，则有2221taxAA,2tvxBB第二次相撞有BAxx（1 分）解得sin2202gLt从 A开始运动到两滑块第二次碰撞所经历的时间2ttt（1 分）解得sin230gLt（1 分）20解：(1)分析可知木块 A先做匀速直线运动，后做匀加速直线运动；木块B 一直做匀减速直线运动，木板 C 做两段加速度不同的匀加速直线运动,直到三者的速度相等为止，设共同速度为1v,对三者组成的系统，由动量守恒定律得100)3(2vmmmmvmv（1 分）解得016.0vv（1 分）设从开始到三者速度相等这段时间木块B所发生的位移为s，对木块 B运用动能定理得到mgsvmmv2021)2(2121（1 分）解得gvs509120（1 分）(2)设 A在整个过程中的最小速度为v，所用时间为t，由牛顿第二定律得A减速过程中CA、的加速度分别为gmmga1和32322gmmga（1 分）直到木块 A和木板 C 的速度相等时，木块 A的速度达到最小值，即tatav210（1分）解得gvt530则木块 A在整个过程中的速度最小值01052vtavv（1分）(3)对整体根据能量守恒可知，从一开始到三者速度相等这个过程中减少的动能转化为了 A、B 两木块相对于木板滑动所产生的总内能，则2021mvEQk总21.20521)2(21mvvm（1分）又总总总SSfmgFQ（1 分）解得gvS5820总（1 分）21解：(1)由滑块与木板之间的动摩擦因数3330tan可知，滑块在木板上匀速下滑，即滑块到达 A点时速度大小依然为s/m150v，设滑块离开圆弧轨道B点后上升的最大高度为 h，则由机械能守恒定律可得)cos(212202hRgmvm（2 分）解得m75.9h（1 分）(2)由机械能守恒定律可得滑块回到木板底端时速度大小为s/m150v滑上木板后，木板的加速度大小为1a由牛顿第二定律可知1112sincosamgmgm（1 分）滑块的加速度大小为2a由牛顿第二定律可知2222sincosamgmgm（1 分）设经过1t时间后两者共速，共同速度大小为1v（1 分）由运动学公式可知111201tatavv（1 分）该过程中木板的位移大小1112tvx滑块的位移大小11022tvvx（1 分）之后一起匀减速运动至最高点，若滑块最终朱从木板上端滑出，则木板的最小长度12xxL，联立解得m5.7L（1 分）(3)滑块和木板一起匀减速运动至最商点，然后一起滑下，加速度大小均为3a由牛顿第二定律可知32121)(sin)(ammgmm（1 分）一起匀减速向上运动的位移32132avx，木板从最高点再次滑至A点时的速度大小为2v，由运动学公式可知322312avxx（1 分）滑块第三次、第四次到达A 点时的速度大小均为2v，第二次冲上木板，设又经过时间2t两者共速，共同速度大小为3v，由运动学公式可知212223tatavv（1 分）该过程中木板的位移大小2342tvx，一起匀减速向上运动的位移32332avx设木板第二次滑至A点时的速度大小为4v，由运动学公式可知324342avxx（1 分）木板与圆弧轨道第二次碰撞时损失的机械能242121vmE解得J950E（1 分）2020 届河北省衡水中学2017 级高三上学期四调考试理科综合物理试卷