物理 高考模拟题测试（二）
力学
姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动．拉力为某个值F时，转动半径为R，当拉力逐渐减小到时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R，则外力对物体所做的功大小是（ ）
A．0 B． C． D．
2．2021年6月17日，神舟12号载人飞船与天和核心舱完成自主快速交会对接，某同学查找资料得到天和核心舱的轨道半径（视为圆轨道）、绕行周期，另已知万有引力常量。则该同学根据这些数据可以估算出（ ）
A．核心舱的质量 B．地球的质量
C．核心舱所受的万有引力 D．地球表面的重力加速度
3．下列关于加速度的描述中正确的是（ ）
A．物体速度变化越大，加速度越大
B．物体速度变化越快，加速度越大
C．物体增加的速度就是加速度
D．物体加速度大小逐渐减小时，物体一定做减速运动
4．两颗人造卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，轨道半径之比为RA：RB=2：1，则向心加速度之比和运动速率之比分别为（ ）
A．aA：aB=1：4， vA：vB=：1 B．aA：aB =1：4，vA：vB =1：
C．aA：aB =4：1，vA：vB =：1 D．aA：aB =4：1，vA：vB =1：
5．如图所示，在半径为R的水平圆盘中心轴正上方a处水平抛出小球，圆盘以角速度匀速转动，当圆盘半径Ob恰好转到与初速度方向相同且平行的位置时，将小球抛出，要使球与圆盘只碰一次，且落点为b，重力加速度为g，小球抛点a距圆盘的高度h和小球的初速度可能满足
A．
B．
C．
D．
6．2021年12月9日下午3点40分，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富进行了中国空间站首次太空授课。跨越八年，“太空课”再次开课。已知空间站在距离地面高度约为342km的圆形轨道上绕地球运行，下列说法正确的是（ ）
A．空间站的线速度大于第一宇宙速度
B．空间站遇见紧急情况如需要降低轨道避让太空垃圾，则要点火加速
C．三名航天员在空间站中可以使用弹簧拉力器锻炼身体
D．三名航天员在空间站中处于失重状态，说明他们不受地球引力作用
7．某次投篮比赛中，篮球在空中划过曲线后准确落入篮筐。运动员跳起投篮时，投球点和篮筐正好位于同一水平面上，如图所示。根据篮球的受力情况和运动情况，不计空气阻力，参考平抛运动的研究方法，分析篮球的运动，此篮球的运动可以看成哪两个运动的合成（ ）
A．水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀速直线运动
B．水平方向的匀速直线运动和竖直方向匀变速直线运动
C．水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动
D．水平方向的匀变速直线运动和竖直方向匀速直线运动
二、多选题
8．静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图所示，则下列结论正确的是（ ）
A．拉力在2 s内的功不为零
B．物体在2 s内的位移不为零
C．物体在2 s末的速度为零
D．以上说法都不正确
9．如下图1所示，一根水平张紧弹性长绳上有等间距的O、P、Q质点，相邻两质点间距离为1.0m．t=0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴方向振动，并产生沿x轴正方向传播的波，O质点的振动图象如图2所示．当O质点第一次达到正向最大位移时，P质点刚开始振动，则( )
A．质点Q的起振方向为y轴正向
B．O、P两质点之间的距离为半个波长
C．这列波传播的速度为1.0m/s
D．在一个周期内，质点O通过的路程为0.4m
10．如图所示，一质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F的作用下，从位置甲处移动到乙处。θ＝60°，重力加速度为g，则力F所做的功为（ ）
A．若F为恒力，则F所做的功为mgL
B．若小球从位置甲缓慢移动到位置乙，则F所做的功为mgL
C．若F为恒力，则F所做的功为FL
D．若小球从位置甲缓慢移动到位置乙，则F所做的功为FL
三、实验题
11．瞬时速度是一个重要的物理概念，但在物理实验中通常只能通过（其中△x为挡光片的宽度，△t为挡光片经过光电门所经历的时间）的实验方法来近似表征物体的瞬时速度。这是因为在实验中无法实现△t或△x趋近零。为此人们设计了如下实验来研究物体的瞬时速度。
如图1所示，在倾斜导轨的A处放置一光电门，让载有轻质挡光片（宽度为△x）的小车从P点静止下滑，再利用处于A处的光电门记录下挡光片经过A点所经历的时间△t。接下来，改用不同宽度的挡光片重复上述实验，最后运用公式计算出不同宽度的挡光片从A点开始在各自挡光时间内的，得到一系列数据，并在—坐标系中描点连线，如图2所示。在以上实验的基础上，请继续完成下列实验任务：
(1)若图线斜率为k，与纵轴交点为a，则挡光片的前边线刚到达A点时的瞬时速度____，小车的加速度为____（用题中给定的字母表示）。
(2)每次更换挡光片后进行实验时，____让小车由P点静止释放。（填“都必须”或“不必要”）
12．用如图所示的实验装置测量木块与长木板间的动摩擦因数。把左端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，载有砝码的木块右端连接穿过打点计时器的纸带，左端连接细线，细线绕过定滑轮挂有槽码，木块在槽码的牵引下运动。通过纸带测量木块的加速度，并测出木块与砝码的总质量M，槽码的总质量m，计算木块与木板之间的摩擦力。改变M和m进行多次实验。
（1）下列实验操作步骤，正确顺序是___________。
①释放木块
②接通打点计时器电源
③将木板固定在水平桌面上
④调节滑轮高度使细线与木板平行
⑤将纸带穿过打点计时器的限位孔并固定在木块上
（2）实验打出的一段纸带如图所示，打点计时器的工作频率为50Hz，则木块的加速度为___________（结果保留两位有效数字）
（3）甲同学测得的数据见下表：
请根据表中的数据，在图方格纸上作出图像。___________
（4）已知重力加速度，可求得该木块与木板的动摩擦因数___________（结果保留两位小数）。
（5）乙同学用（3）问表中的数据逐一计算出每次测量的值，取其平均值作为测量结果。他发现该值比甲同学在（4）问中得出的值大。你认为哪位同学的结果更准确，请简要说明理由___________。
四、解答题
13．如图所示，轻质弹簧左端与墙相连，右端与质量为的小球接触但不固连，初始时在外力作用下弹簧处于压缩状态，某时刻撤去外力，小球能顺利通过圆弧轨道ABC并无能量损失地进入圆弧轨道CDE而从E点抛出，最终打在圆弧轨道ABC的F点．已知圆弧轨道ABC的半径是圆弧轨道CDE的两倍且圆弧轨道ABC的半径，B、D分别为圆弧轨道ABC及圆弧轨道CDE的中点．当小球离开弹簧运动到圆弧轨道A点时，对圆弧轨道的压力，除圆弧轨道CDE外，其余部分均光滑（）．试求：
(1)小球运动到A点的速度大小及弹簧的弹性势能；
(2)小球运动到B点时，对轨道的压力大小及方向；
(3)如果F点距水平面的高度,则小球在圆弧轨道CDE克服摩擦力所做功的取值范围为多少？
14．汽车发动机的功率为60kW，若其总质量为2t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒定为，试求：
（1）汽车所能达到的最大速度．
（2）若汽车以的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间．
（3）若汽车保持额定功率加速，当速度是10m/s时，加速度是多少？
15．一个屋檐距地面5 m高，每隔相等的时间，就有一个水滴从屋檐自由落下。当第六滴水刚要离开屋檐时，第一滴水正好落到地面，已知g=10 m/s2，求：
(1)第一滴水在空中运动的时间
(2)滴水的时间间隔
(3)此时第二滴水离地的高度
(4)第二滴水与第三滴水之间的距离
16．如图所示是科技馆里一个挑战智力的玩具：一根两端封口、中央位置上下各开一个小口的透明长圆管，里面装有两个小球。如何使两个小球分别处于圆管的两端？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【分析】物体在光滑水平面上做匀速圆周运动，由绳子的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律分别求出两种拉力情况下物体的速度，再根据动能定理求出外力对物体所做的功大小
【详解】设当绳的拉力为F时，小球做匀速圆周运动的线速度为v1，则有F=m．
当绳的拉力减为时，小球做匀速圆周运动的线速度为v2，则有F=m．
在绳的拉力由F减为F的过程中，根据动能定理得
W=mv22-mv12=-FR．
所以绳的拉力所做功的大小为FR ,故C对；ABD错
故选C
【点睛】本题是向心力与动能定理的综合应用，它们之间的纽带是速度．属常规题
2．B
【详解】ABC．由引力作为向心力可得
可解得地球质量为
核心舱的质量m会被消去，无法算出，导致核心舱所受的万有引力F无法算出，AC错误，B正确；
D．地球表面的重力加速度可表示为
地球半径R未知，故g无法算出，D错误。
故选B。
3．B
【详解】根据
可知：
A．物体速度变化越大，加速度不一定越大，选项A错误；
B．物体速度变化越快，加速度越大，选项B正确；
C．物体单位时间内增加的速度就是加速度，选项C错误；
D．当物体的速度方向与加速度方向同向时，物体加速度大小逐渐减小时，物体做加速运动，选项D错误.
故选B。
考点：加速度
4．B
【详解】根据可得
可得
故B正确，ACD错误。
故选B。
5．D
【详解】取小球为研究对象，设从抛出到落到b点时间为t．
而圆周运动的周期
则有
t=nT
则有，
当n=1时，则
；
当n=2时，则
；
当n=3时，则
；
当n=4时，则
；
而初速度
当n=1时，则
；
当n=2时，则
；
当n=3时，则
；
当n=4时，则
；
A. ，与结论不相符，选项A错误；
B. ，与结论不相符，选项B错误；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论相符，选项D正确；
6．C
【详解】A．第一宇宙速度是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，同时也是物体绕地球运行的最大环绕速度，所以空间站的线速度一定小于第一宇宙速度，故A错误；
B．空间站遇见紧急情况如需要降低轨道避让太空垃圾，则要制动减速，故B错误；
C．空间站中虽处于完全失重状态，但不影响弹簧产生弹力，三名航天员在空间站中可以使用弹簧拉力器锻炼身体，故C正确；
D．三名航天员在空间站中处于失重状态，这是由于万有引力全部提供向心力，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】篮球在空中只受重力的作用，可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动（竖直上抛运动），B正确。
故选B。
8．BC
【详解】由图象可知在0～1s时间内，物体做匀加速运动，设位移为x，1s末的速度为v；物体在1s～2s内做作用力反向，则物体以大小相同方向相反的加速度做匀减速运动，由对称可知，位移也为x，2s末的速度为零，则拉力在2s内的功
W=Fx+(-Fx)=0
2s内的位移为2x，不是零，故BC正确，AD错．
故选BC。
9．AC
【详解】A．由振动图象，质点O在t=0的起振方向沿y轴正方向，介质中各质点的起振方向均沿y轴正方向．故A正确；
B．由题，OP距离是四分之一波长，则波长λ=4m，故B错误；
C．由振动图象T=4s，则波速
故C正确；
D．在一个周期内，质点O通过的路程为
S=4A=20cm=0.2m
故D错误。
故选AC。
点评：对于波的图象问题判断波的传播方向和质点的振动方向之间的关系是基本能力，分析波动形成过程中各质点的运动情况是基本功．
10．BC
【详解】AC．若F为恒力，则F所做的功为
选项A错误，C正确；
BD．若小球从位置甲缓慢移动到位置乙，则F所做的功与重力做功相等，有
选项B正确，D错误。
故选BC。
11． a 2k 都必须
【详解】(1) 挡光片的前边线刚到达A点时，光电门开始记录挡光片经过A点所经历的时间，此时t=0，所以挡光片的前边线刚到达A点时的瞬时速度即为—图线与纵轴交点为a；
每一个代表了△t过程中的中间时刻速度，图象对应的方程
可知小车的加速度大小
(2) 每次更换挡光片后进行实验时，应使挡光片前沿始终处于小车的同一位置，而且都必须让小车由P点静止释放，否则实验的基础就发生了改变，不同宽度的挡光片通过光电门的时间就有可能相同。
12． ③⑤④②① 见解析
【详解】（1）[1]实验时，将木板固定在水平桌面上，接着将纸带穿过打点计时器的限位孔并固定在木块上，然后把细线拴在小车上，使细线跨过定滑轮并挂上槽码，调节滑轮高度使细线与木板平行，再接通打点计时器，释放木块，最后关闭电源取下纸带，故正确的顺序是③⑤④②①。
（2）[2]由纸带图可知每四个点选用一个计数点，则计数点之间的时间间隔为
且可知
由逐差法得
解得
（3）[3]根据表中数据，描点，让尽量多的点在直线上，不在直线上的点尽量分布在直线两侧，得到图像如下
（4）[4]由滑动摩擦力公式得
可知，图像的斜率，有
解得
（5）[5]用图像法求，需要结合图像，而图像的在连接时尽量让更多的点在线上，但不会将每一个点都连上，一些偏离直线较远的点可以自动排除，即舍弃了一些错误的数据，从而使结果更接近真实情况。而乙同学通过求平均值并没有办法完全消除这样的错误数据带来的影响，故甲同学的结果更准确一些。
13．（1），30J（2）80N，方向向右；（3）
【详解】（1）在A点时，由牛顿第二定律：
解得
由能量关系可知，弹簧的弹性势能为：
（2）小球运动到B点时： ，
解得 ，NB=80N
则小球运动到B点时，对轨道的压力大小为80N，方向向右；
（3）若h1=0.1m，可计算得出小球从E点射出时的竖直高度H1=0.4m，水平射程：x1=0.3m，速度，
此时对小球由动能定理：；
若h1=0.2m，可计算得出小球从E点射出时的竖直高度H2=0.3m，水平射程：x2=0.4m，速度，
此时对小球由动能定理：；
则小球在圆弧轨道CDE克服摩擦力所做功的取值范围为.
14．（1）15m/s（2）24s（3）
【详解】（1）当牵引力等于阻力时，速度最大，根据
P=fv
知
最大速度
（2）根据牛顿第二定律得
解得
则匀加速运动的末速度
匀加速运动的时间
（3）当速度为10m/s时，牵引力
则加速度
15．(1)1s；(2)0.2s；(3)1.8m；(4)1.4m
【详解】(1)第一滴水在空中运动的时间
解得
(2)滴水的时间间隔
(3)此时第二滴水离地的高度
(4)第二滴水与第三滴水之间的距离
16．见解析
【详解】如图所示，取一根细棒，将它穿过圆管中部的小孔把小球隔开，转动圆管使之绕细棒旋转。随着转速增大，两个小球受到的静摩擦力不足以提供它们做圆周运动所需的向心力，发生离心现象，两个小球很快就分别滚向圆管的两端。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
