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2008届高三物理模拟试题-广东省华南师大附中2007-2008学年度高三物理综合测试题


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广东省华南师大附中 广东省华南师大附中 2007-2008 学年度高三物理综合测试题
(本试卷分选择题和非选择题两部分,满分 150 分,考试时间 120 分钟)

第一部分

选择题(共 40 分)

一,本题共 10 小题;每小题 4 分,共 40 分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个 选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得 4 分,选不全的得 2 分,有选错或不 答的得 0 分. 1.为探究钢球在液体中运动时所受阻力的大小,让钢球从某一高度竖直落下进 入液体中运动,用闪光照相方法拍摄钢球在不同时刻的位置,如右图所示. 已知钢球在液体中运动时所受阻力 F=kv2,闪光照相机的闪光频率为 f,图中 刻度尺的最小分度为 S0,钢球的质量为 m,则阻力系数 k 的表达式为( 2 mg mg A. 4m( g S 0 f ) B. 2 2 C. 2 2 D. mg 2 2 2 2S 0 f 4S 0 f 8S 02 f 49 S 0 f )

2.在地面上以速度 v 发射一飞船后该飞船绕地球转动.当将发射速度提高至 2v 时,该飞船将 可能 ( ) A.仍绕地球运动,轨道半径增大 B.仍绕地球运动,轨道半径减小 C.摆脱地球引力的束缚,成为太阳系的小行星 D.摆脱太阳引力的束缚,飞向宇宙 3.英国科学家希尔(A.V.Hill)取青蛙的离体"缝匠肌"进行实验,装置如图,肌肉的 A 端 固定,B 端通过滑轮与钩码相连,给予肌肉以刺激,使肌肉收缩,产生拉力,拉动钩码运 动.希尔测量并记录了钩码上升的最大速度 v,以及与之相对应的钩码的重力 F,并画出 了 v – F 的图像,得到了一条双曲线,如图所示,以下说法正确的是 ( )

A.肌肉化学能转化成钩码机械能的值是一个常数 B.肌肉化学能转化成机械能的功率是一个常数 C.肌肉化学能转化成机械能的功率随所挂钩码的重力增加而减少 D.肌肉化学能转化成机械能的功率随所挂码的重力增加而增大 4.在实验室可以做"声波碎杯"的实验,用手指轻弹一只酒杯,可以听到清脆的声音,测得 这声音的频率为 500Hz,将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间,操作人员通过调 整其发出的声波,就能使酒杯碎掉,下列说法中正确的是 ( ) A.操作人员一定是把声波发生器的功率调到很大
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B.操作人员一定是使声波发生器发出了频率很高的超声波 C.操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波的频率和功率 D.操作人员只须将声波发生器发出的声波频率调到 500Hz 5.一质点做简谐运动,其位移 x 与时间 t 的关系曲线 如图所示,由图可知 ( ) A.质点振动的频率是 4Hz B.质点振动的振幅是 2cm C.在 t=3s 时,质点的位移为零 D.在 t=4s 时,质点的速度最大 6.振源 S 在垂直 x 轴方向振动,并形成沿 x 轴正向,负向传播的横波,波的频率 50Hz,波速 为 20m/s,x 轴上有 P,Q 两点,SP=2.7m,经过足够长的时间以后,当质点 S 正通过平衡 位置向上运动的时刻 ( ) A.质点 P 和 S 之间有 7 个波峰 B.质点 Q 和 S 之间有 7 个波谷 C.质点 P 正处于波峰,质点 Q 正处于波谷 D.质点 P 正处于波谷,质点 Q 正处于波峰 7.如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上.其正上方 A 位 置有一只小球.小球从静止开始下落,在 B 位置接触弹簧的上端, 在 C 位置小球所受弹力大小等于重力,在 D 位置上球速度减小到零. 小球下降阶段下列说法中正确的是 ( ) A.在 B 位置小球动能最大 B.在 C 位置小球动能最大 C.从 A→C 位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加 D.从 A→D 位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加 8.如图所示,a,b 两木块用轻弹簧连接静止在光滑的水平面上,现给木块 b 一个向左的初速 度,此后 ( ) A.弹簧有最大压缩量时,a 的速度一定比 b 的速度大 B.弹簧有最大伸长量时,两木块的速度都等于零 C.弹簧由伸长状态变为原长时,a 的速度一定比 b 的速度小 D.弹簧形变消失时,b 的速度可能向右 9.半径为 R,内表面光滑的半球形容器放在光滑的水平面上,两端等高.有一滑块从容器顶 端无初速释放,如图所示,则 ( ) A.滑块下滑过程中只有重力做功,所以滑块的机械能守恒 B.滑块的机械能不守恒,所以它不可能上升到另一顶端 C.滑块下滑过程中,滑块和容器组成的系统的总动量守恒 D.滑块运动到最低点时的速率小于 2 gR 10.如图所示,水平传送带两端点 A,B 间的距离为 L,传送带开始时处于静止状态,把一个 小物体放到右端的 A 点, 某人用恒定的水平力 F 使小物体以速度 v1 匀速滑到左端的 B 点, 拉力 F 所做的功为 W1,功率为 P1,这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为
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Q1,第二次,传送带以 v21 的速度匀速运动,此人用恒定的水平力 F 拉物体,使它以相对 传送带为 v1 的速度匀速从 A 滑行到 B,这一过程中,拉力 F 所做的功为 W2,功率为 P2, 物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为 Q2,下列关系中正确的是 A.W1=W2,P1<P2,Q1=Q2 B.W1=W2,P1<P2,Q1>Q2 C.W1>W2,P1=P2,Q1>Q2 D.W1>W2,P1=P2,Q1=Q2 ( )

第二部分

非选择题(共 110 分)

二,本题共 8 小题,共 110 分.按题目要求作答,解答题应写出必要的文字说明,方程式和重 要演算步骤, 只写出最后答案不得分, 有数值计算的题, 答案中必须明确写出数值和单位. 11. (11 分)一位同学设计了探究橡皮筋的弹性势能与伸长 量之间关系的实验:将一块长木板放在桌面上调至水平, 橡皮筋的一端固定在墙上,另一端被静止的小车水平拉 长在 d,小车释放后沿长木板运动,带动穿过打点计时 器的纸带,如图所示.打点计时器所使用的电源频率为 50Hz,实验共做了三次,各次小车由静止开始的位置不 同(即橡皮筋的伸长量 d 不同) ,分别打出的纸带的局 部如下图所示(图中最下面的是刻度尺) .

(1)根据纸带数据完成以下表格: 实验序号 d/cm v/ms
-1

1 5

2 10

3 20

(2)橡皮筋的弹性势能 Ep 与橡皮筋的伸长量 d 之间的函数关系式是 Ep= (3)要减小实验误差,该设计可改进的措施是
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. .

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12. 分) (4 (1)有以下几个分组实验: A.用单摆测定重力加速度 B.研究匀变速直线运动 C.验证机械能守恒定律 D.验证动量守恒定律 上述实验中需要打点计时器的实验是 度尺(或三角板)的实验是 (2)用如图所示装置来验证动量守恒定律,质量 为 mB 的钢球 B 放在小支柱上,球心离地面 高度为 H;质量为 mA 的钢球 A 用细线栓好 悬挂于 O 点,当细线被拉直时 O 点到球心 的距离为 L,且细线与竖直线之间的夹角为α, A 球由静止释放,摆到最低点时恰与 B 球发 生对心正碰,碰撞后,A 球把轻质指示针 C 竖直位置推移到与竖直线夹角为β处,B 球 落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的 白纸 D,用来记录 B 球的落点,测得 B 球的 水平射程为 S. ①用图中所示各个物理量的符号表示碰撞前后 A,B 两球的动量(设 A,B 两球碰撞 前的动量分别为 PA,PB,碰撞后的动量分别为 PA′PB′) ,则:PA = = ;PB= ;PB′= . ; . 13. (12 分)在地面上空有一颗沿圆形轨道绕地球匀速运转的人造卫星,卫星离地面高度为地 球半径的一半,求卫星运行的向心加速度和速度. (已知 R0=6.4×103km,地球表面重力加 速度 g=9.8m/s2,结果保留二位有效数字) ②请你提出两条提高实验精度的建议: ;PA′ ; 需要天平的是 . (填写字母符号) ; 需要刻

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14. (14 分)如图所示为一倾角θ=30°的传送带装置示意图,绷紧的传送带在 A,B 间始持 v=1m/s 的恒定速率向上运行,一质量为 m=2kg 的物体无初速度地放在 A 处,传送带就将 物体传送上去.设物体与传送带的滑动摩擦力 f=0.6mg,AB 间的距离 l=4m,g 取 10m/s2, 求物体从 A 处传送到 B 处所需的时间 t. 某同学根据以上条件,提出一种计算时间 t 的方法:由 f mg sin θ = ma和l =

1 2 at 可 2

解得 t.请判断上面的解法是否正确,并说明理由.如果正确,请代入数据计算出结果: 如不正确,请给出正确的解法和结果.

15. (13 分)杂技运动员骑摩托车沿如图所示的竖直圆轨道做特技表演.若车运动的速率恒为 v=20m/s,人与车质量总和为 m=200kg,轮胎与轨道间的动摩擦因数μ=0.1,车通过轨道 最低点 A 时发动机的功率为 PA=12Kw,求车通过最高点 B 时发动机的功率 PB. (取 g=10m/s2)

16. (14 分)将一个动力传感器连接到计算机上,我们就可以测量快速变化的力.某一小球用 一条不可伸长的轻绳连接,绳的另一端固定在悬点上,当小球在竖直面内来回摆动时,用 动力传感器测得绳子对悬点的拉力随时间变化的曲线如图所示,取重力加速度 g=10m/s2, 求绳子的最大偏角θ.

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17. (16 分)光滑水平地面上停放着一辆质量 m=2kg 的平板车,质量 M=4kg 可视为质点的小 滑块静放在车左端,滑块与平板车之间的动摩擦因数μ=0.3,如图扭不,一水平向右的推 力 F=24N 作用在滑块 M 上 0.5s 撤去, 平板车继续向右运动一段时间后竖直墙壁发生碰撞, 设滑块与平板车间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等, 平板车足够长, 以至滑块不会 从平板车右端滑落,g 取 10m/s2,求: (1)平板车第一次与墙壁碰撞后能向左运动的最大距离 s 多大?此时滑块的速度多大? (2)平板车第二次与墙壁碰撞前的瞬间速度 v2 多大? (3)为使滑块不会从平板车右端滑落,平板车 l 至少要多长?

18. (16 分)在光滑的水平轨道上有 A,B 滑块,B 滑块的质量为 mB,上面装有一个质量不计 的轻弹簧,A 滑块质量为 mA,它以速度 vA 撞击 B,如图所示. (1)如果 B 上所装弹簧被压缩后能恢复到原长,求弹簧被压缩到最短时 A,B 的速度; (2)讨论 mA,mB 满足什么条件时 B 对 A 的冲量最小和最大,数值分别是多少? (3)讨论 mA,mB 满足什么条件时 B 对 A 的功最多和最少,数值分别是多少?

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参考答案
一,选择题(每小题 4 分,共 40 分) 1.C 2.CD 3.B 4.D 5.BC 6.ABD 7.BCD 8.D 9.D 10.B 二,非选择题 11. (1)2.00;4.00;8.00 (2)kd2(k 为常数) (3)实验前应将木板左端适当垫高,直至小车不受拉力时能沿木板匀速运动. 12. (1)BC;D;ACD (2)① m A 2 gL(1 cos α ) ;

m A 2 gL(1 cos β ) ; 0;

mB S 2 gH 2H

②让 A 球多次从同一位置摆下,求 B 球落点的平均位置;α角取值不要太小;A,B 两球 质量不要太小;A 球质量要尽量比 B 球质量大. 13. (12 分)解:设地球半径为 R0,在离地 h 高处有: G

Mm = ma ( R0 + h ) 2

(2 分)

地面处有: G

Mm = mg R02

(2 分)

2 2 R0 R0 a 1 = = 联立上述两式得: = 2 2 g ( R0 + h) 2.25 (1.5 R0 )

(2 分)

卫星运行的向心加速度为: a = 又: a =

8 9 .8 = m / s 2 = 4 .4 m / s 2 2.25 2.25

(2 分)

v2 R0 + h

(2 分)

故卫星运行速度 v =

a ( R0 + h) = 4.36 × 1.5 × 6.4 × 10 6 m / s = 6.5km / s

(2 分)

14. (14 分)解:上面的解法是错误的.因为物体并不是全过程都做匀加速运动. (2 分) 正确的解法是:
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物体开始时做匀加速运动,由牛顿第二定律得: f mg sin θ = ma 解得 a = 1m / s 设物体从静止到运动速度等于 v 经过的时间为 t1,则: t1 = t1 时间内物体的位移 s =

(2 分) (2 分)

v = 1s a

(2 分) (2 分)

1 2 at1 = 0.5m 2 ls = 3 .5 s v

因 s < l ,所以物体此后向上做匀速运动,匀速运动时间 t 2 = 因此,物体从 A 处传送到 B 处所需的时间 t = t1 + t 2 = 4.5s 15. (13 分)解:在 A 点时根据牛顿第二定律有: N A mg = m 摩托车的牵引力为: FA = f A = N A 又: PA = FA v 同理,当摩托车在 B 点时有: N B + mg = m

(2 分) (2 分)

v2 R

(3 分)

(1 分) (2 分)

v2 R

(3 分)

FB = f B = N B PB = FB v
联立解得: PB = PA 2 mgv (2 分)

代入数据得 : PB = 4 × 10 3 W

(2 分)

16. (14 分)设小球的质量为 m,绳子长度为 l,绳子拉力的最小值和最大值各为 F1 和 F2,小 球摆动至最高点时,绳子拉力最小

F1 = mg cos θ
小球摆动至最低点时,绳子拉力最大

(3 分)

F2 mg = m

2 vm l

(3 分)

摆动过程小球的机械能守恒

1 2 mv m = mgh = mg (1 cos θ ) 2
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(3 分)

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由以上各式解得

cos θ =

3F1 F2 + 2 F1

(3 分)

由图可知 F1=0.5N 和 F2=2.0N,代入上式可得

cos θ = 0.5, 即θ = 60
17. (16 分) (1)滑块与平板车之间的最大静摩擦力 f m = Mg ,设滑块与车不发生相对滑动 而一起加速运动的最大加速度为 a m ,以车为研究对象

a m = f m / m = Mg / m = 0.3 × 4 × 10 / 2 = 6m / s 2

(1 分)

以滑块和车整体为研究对象, 作用在滑块上使滑块与车一起相对静止地加速的水平推力最 大值设为 Fm ,

则Fm = ( M + m)a m = (4 + 2)kg × 6m / s 2 = 36 N

(1 分)

已知水平推力 F = 24 N < Fm ,所以在 F 作用下 M,m 能相对静止地一起向右加速 (1 分) (评分说明:若不分析 F 作用下两物能相对静止,以上 3 分不能给) 设第一次碰撞前 M,m 的速度为 v1 , v1 =

Ft 24 × 0.5 = m / s = 2m / s M +m 4+2

(1 分) (1 分)

第一次碰墙后到第二次碰墙前车和滑块组成的系统动量守恒

′ 车向左运动速度减为 0 时,由于 m<M,滑块仍在向右运动,设此时滑块速度为 v1 车离墙
s

′ Mv1 mv1 = Mv1
( M m)v1 (4 2) × 2 = m / s = 1m / s M 4 1 2 mv1 2

(1 分) (1 分) (2 分)

′ v1 =

以车为研究对象,根据动能定理 Mgs = 0

s=

mv12 2 × 22 = m = 0.33m 2Mg 2 × 0.3 × 4 × 10

(1 分)

(2)第一次碰撞后运动到速度为零时,滑块仍有向右的速度,滑动摩擦力使车以相同的加 速度重新向右加速,如果车的加速过程持续到与墙第二次相碰,则加速过程位移也为 s, 可算出第二次碰撞前瞬间的速度大小也为 2m/s,系统的总动量将大于第一次碰墙后的动
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量,这显然是不可能的,可见在第二次碰墙前车已停止加速,即第二次碰墙前一些时间车 和滑块已相对静止. (有关于第二次碰墙瞬间前两者已相结静止的文字分析的给 1 分) 设车与墙第二次碰撞前瞬间速度为 v 2 , 则Mv1 mv1 = ( M + m)v 2 (1 分) (1 分)

v2 =

M m ( 4 2) × 2 v= m / s = 0.67 m / s M +m 4+2

(3)车每次与墙碰撞后一段时间内,滑块都会相对车有一段向右的滑动,由于两者相互摩 擦,系统的部分机械能转化为内能,车与墙多次碰撞后,最后全部机械能都转化为内能, 车停在墙边,滑块相对车的总位移设为 L, 则有 0

1 ( M + m)v12 = Mgl 2

(2 分)

( M + m)v12 (4 + 2) × 2 2 l= = m = 1m 2Mg 2 × 0.3 × 4 × 10
平板车的长度不能小于 1m 18. (16 分)解: (1)A,B 系统动量守恒, m A v A = m A v ′ + m B v ′ A B A,B 与弹簧作用前后,系统动能相等 解得: v ′ = A

(1 分)

(2 分) (2 分)

1 1 1 2 m A v A = m A v′ 2 + m B v′ 2 A B 2 2 2

m A mB vA m A + mB

(1 分) v ′ = B

2m A vA m A + mB

(1 分)

(2)由动量定理,A 受到的冲量 I A = m A v ′ m A v A A 解得 I A =

(2 分)

2m A m B v A 2m A v A = mA m A + mB +1 mB

(1 分)

当 m A > m B时, I A min = 0 当 m A < m B时, I A min = 2m A v A ,最大的冲量为向右的 2m A v A (3)由动能定理, W A =

(1 分) (1 分) (2 分) (2 分)

1 2 m A (v ′ 2 v A ) , A 2

2 当 v ′ 2 = v A时, W A min = 0, 此时m A >> m B 或m A << m B A

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当 v ′ = 0时, W A min = A

1 1 2 2 m A v A , 此时m A = m B , 最大的功为 m A v A 的负功 (1 分) 2 2

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