2006年扬州市高三第二次模拟测试

物 理

                       

说明:

1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共150分.考试时间120分钟.

2.请把第Ⅰ卷的答案写在第Ⅱ卷卷首的答题表上,第Ⅱ卷的答案写在试题指定的位置上。

1、  关于第一宇宙速度,下面说法中错误的是(     )
A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度
B.它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度
C.它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D.它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度

2.三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,如图所示,其中OB是水平的,A端、B端固定,若逐渐增加C端所挂物体的质量,则最先断的是(   )      

A必定是OA       B必定是OB

C必定是OC       D可能是OB,也可能是OC

3、某人推着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F1,对后轮的摩擦力为F2;该人骑着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F3,对后轮的摩擦力为F4。下列说法中正确的是:(      )

A、F1与自行车前进的方向相同           F2与自行车前进的方向相同

B、 F3与自行车前进的方向相同            F4与自行车前进的方向相同

 

       A.AB绳拉力变大,BC绳拉力变大

       B.AB绳拉力变大,BC绳拉力变小

       C.AB绳拉力变大,BC绳拉力不变

D.AB绳拉力不变,BC绳拉力变大

5、如图示,平板重300牛,滑轮重不计,要使整个装置静止,则P物的重力最小值是(     )

A、300N        B、200N     C、150N       D、100N

6、已知某个行星绕太阳运动的轨道半径和公转的周期T,则由此可以求出(   )

       A.行星的质量            B.太阳的质量     C.行星的密度     D.太阳的密度

7. 同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星。则:(     )

   (A)它可以在地面上任一点的正上方,且离地心的距离可按需要选择不同值

   (B)它可以在地面上任一点的正上方,但离地心的距离是一定的

   (C)它只能在赤道的正上方,但离地心的距离可按需要选择不同值

   (D)它只能在赤道的正上方,且离地心的距离是一定的

8、关于向心力的说法中错误的是:(      )
  A、物体因为圆周运动才受到向心力
  B、向心力是指向圆心方向的合力,是根据力的作用效果命名的
  C、向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力,也可以是其中某一种力或某一种力的分力

  D、向心力只改变物体运动的方向,不可能改变物体运动的快慢

9、两辆完全相同的汽车,沿水平直路一前一后匀速行驶,速度为V0,若前车(a)突然以恒定的加速度开始刹车,在它刚停住时,后车(b)以前车刹车时的加速度开始刹车,已知前车刹车过程中所行的距离为S,若要保证两辆车在上述情况中不相撞,则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为:(   )

A、 S          B、2S            C、3S            D、4S

10、一个笔帽竖直放在桌面上平放的纸条上,要求把纸条从笔帽下抽出,如果缓慢地拉动纸条,笔帽必倒,若快速抽拉纸条笔帽可能不倒,以下说法中正确的是(   )

A,缓慢地拉动纸条时,笔帽受到的冲量小

B.缓慢地拉动纸条时,纸对笔帽水平作用力小,笔帽可能不倒

C.快速地拉动纸条时,笔帽受到的冲量小,笔帽可能不倒

D.快速地拉动纸条时,纸条对笔帽水平作用力小

11、如图所示,质量为0.5kg的小球在距离车底面高20m处以一定的初速度向左平抛,落在以7.5m/s速度沿光滑水平面向右匀速行驶的敞篷小车中,车底涂有一层油泥,车与油泥的总质量为4kg,设小球在落到车底前瞬间速度是25m/s,则当小球与小车相对静止时,小车的速度是(  )

A.5m/s     B.4m/s    C.8.5m/s    D.9.5m/s

12、土星外层上有一个环.为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群,可以测量环中各层的线速度V与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断:

(1)若V R,则该层是土星的一部分. (2)若V2R,则该层是土星的卫星群.

(3)若V ,则该层是土星的一部分.(4)若V2,则该层是土星的卫星群.

A、(1)(3)正确;   B(2)(4)正确;   C、(1)(4)正确;   D、(3)(4)正确。

第Ⅱ卷 (非选择题  共60分)

非选择题部分共6小题把填在题中的横线上或按题目要求作答,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。

11.(6分)取一根轻质弹簧,上端固定在铁架台上,下端系一金属小球,如图甲所示。把小球沿竖直方向拉离平衡位置后释放,小球将在竖直方向做简谐运动(此装置也称竖直弹簧振子)。一位同学用此装置研究竖直弹簧振子的周期T与小球质量m的关系。他多次换用不同质量的小球并测得相应的周期,现将测得的六组数据,用“? ”标示在以m为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上,如图乙所示。

              

(1)根据图乙中给出的数据作出T2与m的关系图线

(2)假设图乙中图线的斜率为b,写出T与m的关系式为__________。

(3)求得斜率b的值是_______。(保留两位有效数字)

 

12.(9分)气垫导轨是常用的一种实验仪器。

它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:

a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB

b.调整气垫导轨,使导轨处于水平。

c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上。

d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1

e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2

(1)实验中还应测量的物理量是_____________________。

(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是____________________,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是___________。

(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?如能,请写出表达式。

 

 

 

 

13.(10分)如图所示为波源O振动1.5s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图,已知波源O在t=0时开始沿x轴负方向振动,t=1.5s时它正好第二次到达波谷,问:

(1)y=5.4m的质点何时第一次到达波峰?

(2)从t=0开始至y=5.4m的质点第一次到达波峰的这段时间内,波源通过的路程是多少?

 

 

14.(10分)设想宇航员完成了对火星表面的科学考察任务,乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱,如图所示。为了安全,返回舱与轨道舱对接时,必须具有相同的速度。已知返回舱返回过程中需克服火星的引力做功,返回舱与人的总质量为m,火星表面的重力加速度为g ,火星的半径为R,轨道舱到火星中心的距离为r,不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响,则该宇航员乘坐的返回舱至少需要获得多少能量才能返回轨道舱?

 

 

15.(12分)在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块,一颗质量为m的子弹以初速v0水平射入木块,且陷入木块的最大深度为d。设冲击过程中木块的运动位移为s,子弹所受阻力恒定。试证明:s<d。

 

 

16.(13分)质量为m的小球B用一根轻质弹簧连接.现把它们放置在竖直固定的内壁光滑的直圆筒内,平衡时弹簧的压缩量为,如图所示,小球A从小球B的正上方距离为3x0的P处自由落下,落在小球B上立刻与小球B粘连在一起向下运动,它们到达最低点后又向上运动,并恰能回到0点(设两个小球直径相等,且远小于略小于直圆筒内径),已知弹簧的弹性势能为,其中k为弹簧的劲度系数,Δx为弹簧的形变量。求:

(1)小球A质量。

(2)小球A与小球B一起向下运动时速度的最大值.

 

 

 

附加题:1.(11分)物体A、B都静止在同一水平面上,它们的质量分别是mA和mB,与水平面之间的动摩擦因数分别为μA和μB。用平行于水平面的力F分别拉物体A、B,得到加速度a和拉力F的关系图象分别如图中A、B所示。

(1)利用图象求出两个物体的质量mA和mB

甲同学分析的过程是:从图象中得到F=12N时,A物体的加速度aA=4m/s2,B物体的加速度aB=2m/s2,根据牛顿定律导出:

乙同学的分析过程是:从图象中得出直线A、B的斜率为:kA=tan45°=1,kB=tan26°34′=0.5,而

请判断甲、乙两个同学结论的对和错,并分析错误的原因。如果两个同学都错,分析各自的错误原因后再计算正确的结果。

(2)根据图象计算A、B两物体与水平面之间动摩擦因数μA和μB的数值。

 

 

 

2. (16分)如图所示,质量为M=20 kg的平板车静止在光滑的水平面上;车上最左端停放着质量为m=5kg的电动车,电动车与平板车上的挡板相距L=5 m.电动车由静止开始向右做匀加速运动,经时间t=2s电动车与挡板相碰,问:

(1) 碰撞前瞬间两车的速度大小各为多少??

(2) 若碰撞过程中无机械能损失,且碰后电动机关闭并刹车,使电动车只能在平板车上滑动,要使电动车不脱离平板车,它们之间的动摩擦因数至少多大?

 

 

 

 

3. 设地球的质量为M且绕太阳做匀速圆周运动,有一质量为m的飞船由静止开始从P点在恒力F的作用下沿PD方向做匀加速直线运动,一年后在D点飞船掠过地球上空,再过三个月,飞船在Q处掠过地球上空,如图所示,根据以上条件,求地球与太阳间的万有引力大小。 (设太阳与地球的万有引力作用不改变飞船所受恒力F的大小和方向)飞船到地球表面的距离远小于地球与太阳间的距离)

 

 

 

4. (15分)如图8所示,离水平地面高1.5L的一个光滑小定滑轮上,静止地搭着一根链条.该链条长为L,质量为m (可以看作质量分布均匀).由于受到一个小小的扰动,链条开始无初速滑动,最后落到水平面上.问:

⑴当该链条的一端刚要接触地面的瞬间(整个链条还在空间),链条的速度是多大?

⑵现在用一根细绳的一端a系住链条的一端,轻绳跨过定滑轮后,将绳拉紧,并在其另一端b用竖直向下的力F缓慢地拉链条,使它仍然搭到定滑轮上去,最终重新静止在定滑轮上,那么拉力F做的功是多少?(不计空气阻力)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. (16分)铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的.弯道处要求外轨比内轨高,其内外轨高度差h的设计不仅与r有关,还取决于火车在弯道上的行驶速率.下图表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之对应的轨道的高度差h.

弯道半径r/m

    660

    330

    220

    165

    132

    110

内外轨高度差h/mm

50

100

150

200

250

300

(1)根据表中数据,试导出h和r关系的表达式,并求出当r=440m时,h的设计值;

(2)铁路建成后,火车通过弯道时,为保证绝对安全,要求内外轨道均不向车轮施加侧向压力,又已知我国铁路内外轨的间距设计值为L=1435mm,结合表中数据,算出我国火车的转弯速率v(以km/h为单位,结果取整数;路轨倾角很小时,正弦值按正切值处理)

(3)随着人们生活节奏加快,对交通运输的快捷提出了更高的要求.为了提高运输力,国家对铁路不断进行提速,这就要求铁路转弯速率也需要提高.请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.D  2.A  3.D  4.D  5.D  6.B  7.D  8.A  9.B  10.C  11.A 12.C

11.(1)图略

(2)

(3)1.2(或1.3)

12.(1)B的右端至D板的距离L2

(2)  测量、时间、距离等存在误差,由于阻力、气垫导轨不水平等造成误差。(学生只要答对其中两点即可)

(3)能。

13.解:(1)

即 t=1.5s时波刚好传到距波源0.75m的质点,最前面的波峰位于y=0.3m的质点  (3分)

  (2分)

   (2分)

(2)

14.解:返回舱与人在火星表面附近有:

  (2分)

设轨道舱的质量为m0,速度大小为v,则:

    (2分)

解得宇航员乘坐返回舱与轨道舱对接时,具有的动能为

  (2分)

因为返回舱返回过程克服引力做功

所以返回舱返回时至少需要能量  (4分)

15.解:如图所示,

m冲击M的过程,m、M组成的系统水平方向不受外力,动量守恒

  (3分)

设子弹所受阻力的大小为F,由动能定理得:

对M:  (3分)

对m:   (3分)

联立上式解得:   (2分)

所以s<d.   (1分)

16.解:(1)由平衡条件可知:mg=kx0  (1分)

设A的质量为m',A由静止下落后与B接触前的瞬时速度为v1,则:

  (2分)

设A与B碰撞后的速度为v1',有:

   (2分)

由于A、B恰能回到O点,据动能定理有:

解得:m'=m   (3分)

(2)设由B点再向下运动x1时,它们的速度达到最大,此时它们的加速度为零,有:

      (2分)

据机械能守恒定律有:

  (2分)

解得:  (1分)

附加题 解:(1)甲、乙两同学的分析都错。  (1分)

甲错在把水平力F当作合外力,而A、B两物块均受摩擦力f=4N   (2分)

乙错在由于a轴和F轴的标度不同,斜率k不等于tanα  (2分)

正确的求解是:   (1分)

            (1分)

(2)    (2分)

   (2分)

2. (1)设两车从静止到碰撞前瞬间,平板车相对地发生的位移为x,则电动车相对地发生的位移为L-x.

由动量守恒定律,有:m-M=0

解得x=1 m

设碰前电动车、平板车的速度分别为V1V2,因两车在碰前均做初速度为零的匀加速直线运动,由平均速度公式:V――==  

    V1=2×=…=4m/s

    V2=2×=…=1m/s

 

(2) 因碰撞过程中系统动量守恒且无机械能损失,说明两车碰后分别以原速度大小沿相反方向运动

欲使电动车不脱离平板车,由能量守恒定律可知:

mV12+MV22≤µmgL

代入已知数据,可得:µ≥0.2

3.   

4. (1)从图中可以看出该过程链条重心下降的高度为3L/4  

 链条下落过程用机械能守恒定律:         (4分)

 解得:              (4分)

 (2)从图中可以看出该过程链条重心上升的高度为5L/4     

   将链条拉回的全过程用动能定理:      (4分)

因此           (3分)

5.(1)分析表中数据可得,每组的h与r之乘积均等于常数

C=660m×50×10-3m=33m2

因此    h?r=33(或h=33)①                 (2分)

    当r=440m时,有:

    h=m=0.075m=75mm                    (2分)

  (2)转弯中,当内外轨对车轮没有侧向压力时,火车的受力如图所示.由牛顿第二定律得:

因为θ很小,有:③(2分)

由②,③可得: ④(2分)

代入数据得:v=15m/s=54km/h(2分)

   (3)由④式可知,可采取的有效措施有:

a.适当增大内外轨的高度差h;(2分)

b.适当增大铁路弯道的轨道半径r.(2分)

 

 

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