河北省衡水市衡水中学2021届高三上学期二调考试物理试卷 Word版含解析 19页

- 1 - 河北省衡水中学 2021 届上学期高三年级二调考试 物 理 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。每小题有一个或多个选项 符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 1. 身高和质量完全相同的两人穿同样的鞋在同一水平面上通过一轻杆进行顶牛比赛，企图迫 使对方后退．设甲、乙两人对杆的推力分别是 F1、F2，甲、乙两人身体因前倾而偏离竖直方向 的夹角分别为α1、α2，倾角α越大，此刻人手和杆的端点位置就越低，如下图所示，若甲获胜， 则（ ） A. 1 2F F ， 1 2  B. 1 2F F ， 1 2  C. 1 2F F ， 1 2  D. 1 2F F ， 1 2  【答案】A 【解析】 试题分析：杆的质量不计，可知 F1、F2 为两人之间的相互作用力，故 1 2F F ，比赛中决定胜 负的是人受到的最大摩擦力的大小，甲获胜，则说明甲受到的摩擦力最大，甲对地的正压力 最大，所以 1 2  ，A 正确 考点：考查了摩擦力 【名师点睛】本题是实际问题，关键是分析两人的最大静摩擦力的变化情况，来确定两人与 地面间的正压力的大小关系． 2. 如图所示，直立弹射装置的轻质弹簧顶端原来在 O 点，O 与管口 P 的距离为 02x ，现将质 量为 m 的钢珠置于弹簧顶端，再把弹簧压缩至 M 点，压缩量为 x0，释放弹簧后钢珠被弹出， 钢珠运动到管口 P 点时的动能为 04mgx ，重力加速度为 g，不计一切阻力，弹簧始终处于弹性 - 2 - 限度内，下列说法正确的是（ ） A. 弹射过程中弹簧和钢珠所组成的系统机械能守恒 B. 弹簧恢复原长时弹性势能全部转化为钢珠的动能 C. 钢珠弹射所到达的最高点距管口 P 点的距离为 07x D. 弹簧被压缩至 M 点时所具有的弹性势能为 07mgx 【答案】AD 【解析】 【详解】A．弹射过程只有弹簧弹力和重力做功，钢珠和弹簧所组成的系统机械能守恒，A 正 确； B．弹射过程，弹簧弹性势能减少，转化成钢珠的重力势能和动能，B 错误； C．钢珠从 P 点运动到最高点过程，由机械能守恒得 04mgx mgh 解得 h=4x0 C 错误； D．从 M 点到 P 点过程钢珠和弹簧所组成的系统机械能守恒，则 0 04 3pE mgx mg x   解得 07pE mgx D 正确； 故选 AD。 3. 如图所示为两级皮带传动装置，转动时皮带均不打滑，中间两个轮子是固定在一起的，轮 1 的半径和轮 2 的半径相同，轮 3 的半径和轮 4 的半径相同，且为轮 1 和轮 2 半径的一半，则 - 3 - 轮 1 边缘的 a 点和轮 4 边缘的 c 点相比（ ） A. 线速度之比为 1∶4 B. 角速度之比为 4∶1 C. 向心加速度之比为 8∶1 D. 向心加速度之比为 1∶8 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意知 va＝v3，v2＝vc，又轮 2 与轮 3 同轴转动，角速度相同，v2＝2v3，所以 va∶vc＝1∶2 A 错误。 B．角速度之比为 a c 1= : = 4 a c a c v v r r   B 错误。 CD．设轮 4 的半径为 r，则 2 2 2(0.5 ) 1 2 8 8 a c c a c a v v va ar r r     即 aa∶ac＝1∶8 C 错误，D 正确。 故选 D。 4. 如图，从竖直面上大圆的最高点 A，引出两条不同的光滑轨道，端点都在大圆上．相同物 体由静止开始，从 A 点分别沿两条轨道滑到底端 B 和 C，则下列说法中正确的是（ ） - 4 - A. 到达底端的速度不相同 B. 重力的冲量都相同 C. 物体动量的变化率都相同 D. 沿 AB 运动过程中重力的平均功率相同 【答案】AB 【解析】 【详解】A．同一物体从静止到达底端的动能，由动能定理可知，重力做功的不一样，所以它 们到达底端的动能不同，到达底端时的速度不同，故 A 正确； B．对物体在斜面上受力分析，由牛顿第二定律可求得 a=gcosα 根据运动学公式 21 2x at 即 212 2Rcos gcos t  解得 4Rt g  因此下滑时间相同，由 I=mgt 可知，重力的冲量相等，故 B 正确； C．因末速度大小不相等，故动量的变化不相同，所以动量的变化率不相同，故 C 错误； D．重力做功不一样，下滑时间相同，所以沿 AB、AC 运动过程中重力的平均功率不相同，故 D 错误。 故选 AB。 - 5 - 5. 如果没有空气阻力，天上的云变成雨之后落到地面，在经过一路的加速后，到达地面时的 速度会达到 300 米/秒，这样的速度基本相当于子弹速度的一半，是非常可怕的。 由于空气阻 力的作用，雨滴经过变加速运动，最终做匀速运动，一般而言，暴雨级别的雨滴落地时的速 度为 8~9 米/秒。 某次下暴雨时小明同学恰巧打着半径为 0.5m 的雨伞（假设伞面水平，雨水 的平均密度为 0.5kg/m3），由于下雨使小明增加撑雨伞的力最小约为（ ） A. 0.25N B. 2.5N C. 25N D. 250N 【答案】C 【解析】 【分析】 本题考查考生的分析综合能力，需要利用动量定理等相关知识解题。 【详解】设 t 时间内，落到雨伞上雨水的质量为 m，根据动量定理 Ft = mv 2m ut r   所以 2 2F v r   代人数值解得 25NF  。故 ABD 错误，C 正确。 故选 C。 【点睛】根据速度和雨水的平均密度求出单位时间内雨水的质量是解题的关键。 6. 在奥运比赛项目中，10m 跳台跳水是我国运动员的强项．某次训练中，质量为 60kg 的跳水 运动员从跳台自由下落 10m 后入水，在水中竖直向下减速运动．设空中下落时空气阻力不计， 水对他的阻力大小恒为 2400N．那么在他入水后下降 2.5m 的过程中，下列说法正确的是（取 g＝10m/s2） A. 他的加速度大小为 30m/s2 B. 他的动量减少了 300kgm/s C. 他的动能减少了 4500J D. 他的机械能减少了 4500J 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律  f mg ma - 6 - 代入数据解得加速度大小为： 230 /a m s ，故 A 正确； B．自由下落 10m 后，根据 2 0 2v gh ，可得运动员的速度为： 0 10 2 /v m s ，在水中下落 2.5m 后的速度为 2 2 1 0 2v v ah   代入数据解得 1 5 2 /v m s 他的动量减少了 0 1 300 2 /p mv mv kg m s     故 B 错误； C．减速下降的过程中，根据动能定理，动能的减小量等于克服合力做的功为 （f-mg）h=（2400-600）×2.5=4500J 故 C 正确； D．减速下降的过程中，机械能的减小量等于克服阻力做的功为 fh=2400×2.5=6000J 故 D 错误。 故选 AC。 7. 2020 年 5 月 12 日 9 时 16 分，我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭，以“一箭 双星”方式，成功将行云二号 01/02 星发射升空，卫星进入预定轨道，发射取得圆满成功，此 次发射的“行云二号”01 星被命名为“行云·武汉号”，箭体涂刷“英雄武汉伟大中国”八 个大字，画上了“致敬医护工作者群像”，致敬英雄的城市、英雄的人民和广大医护工作者。 如图所示，设地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g0，“行云·武汉号”在半径为 R 的 近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的 A 点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点 B 时，再次点火进入轨道半径为 4R 的圆形轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，设“行云·武汉号”质量 保持不变。则（ ） - 7 - A. “行云·武汉号”在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的周期之比为 81 B. “行云·武汉号”在轨道Ⅲ的运行速率大于 0g R C. 飞船在轨道Ⅰ上经过 A 处点火前的加速度大小等于相对地球赤道上静止物体的加速度大小 D. “行云·武汉号”在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅲ上的机械能 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律 3 2 r CT  代入数据可得 3 1 3 3 1 (4 ) 81 T R T R   A 错误； B．根据 2 2 GMm mv r r  可知轨道半径越大，运动速度越小，“行云·武汉号”在轨道 I 上的运行时 2 1 0 mvmg R  可得 1 0v g R 因此可知“行云·武汉号”在轨道Ⅲ的运行速率 3 0v g R B 错误； - 8 - C．根据向心加速度 2 2 4a rT  在轨道 I 上运动周期大约为 83min，而在赤道上的物体随地球自转周期为 24h，因此在轨道 I 上 A 点的向心加速度大于在地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度，C 错误； D．卫星发射的越高，机械能越大，因此“行云·武汉号”在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅲ 上的机械能，D 正确。 故选 D。 8. 某同学推一物块沿水平面做直线运动。设物块在这条直线上运动的速度大小为 v，到某参考 点的距离为 x，物块运动的 1 xv  图像如图所示，图线是一条过原点的倾斜直线。关于该物块 的运动，下列说法正确的是（ ） A. 该物块运动到 x=2.0m 处时的速度大小为 4m/s B. 该物块做匀减速直线运动，加速度大小为 20m/s2 C. 该物块从 x=1.0m 处运动到 x=2.0m 处所用的时间为 8 s3 D. 该物块从 x=1.0m 处运动到 x=2.0m 处所用的时间为 3s 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图像知 x=2.0m 时，纵坐标为 4.0，即 1 4.0v  解得 0.25m/sv  ，故 A 错误； B．对比匀变速直线运动的规律 2 2 0 2v v ax  知物块不做匀减速直线运动，故 B 错误； CD．该图像与横轴围成的面积对应物块的运动时间，则物块由 x=1.0m 处运动到 x=2.0m 处所 用的时间为 - 9 -    2 4 2 1 s 3s 2t     故 C 错误，D 正确。 故选 D。 9. 质量分别为 m1、m2 的物体 A、B 静止在光滑的水平面上,两物体用轻弹簧连接,开始弹簧处于 原长状态,其中 m1