辽宁省大连市八中2019届高三物理上学期第一次试题（含解析）

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1、辽宁省大连市八中2019届高三物理上学期第一次试题（含解析）一、选择题1.太空飞船在宇宙空间中飞行时，会遇到太空尘埃的碰撞而受到阻碍作用。设单位体积的太空均匀分布着尘埃n颗，每颗尘埃平均质量为m，尘埃速度可忽略、飞船的横截面积为S，与尘埃碰撞后将尘埃完全黏附住。当飞船维持恒定的速率v飞行时，飞船引擎需要提供的平均推力为A. nmv2S B. nmv2S C. nmv2S D. nmv2S【答案】B【解析】以飞船为参照物，选择一和飞船横截面积相等的圆柱内的尘埃进行研究，则该圆柱内的尘埃相对飞船以速度v做匀速直线运动，在t时间内，由长度为x=vt，横截面积S，体积为V=vtS的尘埃柱碰到飞船上，尘

2、埃柱内尘埃颗粒数目为N=nvtS, 尘埃总质量为M=Nm=mnvtS,根据动量定理：Ft=Mv，联立解得：，故B正确。2.如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R：bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球。始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其他轨迹最高点，机械能的增量为A. 2mgRB. 4mgRC. 5mgRD. 6mgR【答案】C【解析】本题考查了运动的合成与分解、动能定理等知识，意在考查考生综合力学规律解决问题的能力。设小球运动到c点的速度大小为vC，则对小球由a到c的过

3、程，由动能定理得：F3R-mgR=mvc2，又F=mg，解得：vc2=4gR，小球离开c点后，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向在重力作用力下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律可知，小球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g，则由竖直方向的运动可知，小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间为:t=vC/g=2，小球在水平方向的加速度a=g，在水平方向的位移为x=at2=2R。由以上分析可知，小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中，水平方向的位移大小为5R，则小球机械能的增加量E=F5R=5mgR，选项C正确ABD错误。【点睛】此题将运动的合成与分解、动能定理有机融合，难度较

4、大，能力要求较高。3.滑雪运动深受人民群众喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中A. 所受合外力始终为零B. 所受摩擦力大小不变C. 合外力做功一定为零D. 机械能始终保持不变【答案】C【解析】【分析】根据曲线运动的特点分析物体受力情况，根据牛顿第二定律求解出运动员与曲面间的正压力变化情况，从而分析运动员所受摩擦力变化；根据运动员的动能变化情况，结合动能定理分析合外力做功；根据运动过程中，是否只有重力做功来判断运动员的机械能是否守恒；【详解】因为运动员做曲线运动，所以合

5、力一定不为零，A错误；运动员受力如图所示，重力垂直曲面的分力与曲面对运动员的支持力的合力充当向心力，故有，运动过程中速率恒定，且在减小，所以曲面对运动员的支持力越来越大，根据可知摩擦力越来越大，B错误；运动员运动过程中速率不变，质量不变，即动能不变，动能变化量为零，根据动能定理可知合力做功为零，C正确；因为克服摩擦力做功，机械能不守恒，D错误；故选C.4.如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处，A、B两点水平距离为16m，竖直距离为2m，A、B间绳长为20m。质量为10kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处。以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为（绳处于

6、拉直状态）A. B. C. D. 【答案】B【解析】猴子的动能最大时重力势能最小，猴子的加速度为零时速度最大，动能最大，此时猴子受力平衡则可以得到下面的几何关系：绳长AC+BC=AF=20m，又MF=16m，由勾股定理得AM=12m，而AB竖直距离为2m，则BF=10m，D为BF中点，BD=5m，C和D等高，则A、C的竖直高度差为7m，此时猴子的重力势能为：，与B最接近，故B正确，A、C、D错误；故选B。5.长为L，质量为M的木块静止在光滑水平面上。质量为m的子弹以水平速度v0射入木块并从中射出。已知从子弹射入到射出木块移动的距离为s，则子弹穿过木块所用的时间为（ ）A. B. C. D. 【

7、答案】B【解析】【详解】设子弹射穿木块后子弹的速度为v1，木块最终速度为,2，子弹和木块系统动量守恒，以子弹初速度方向为正方向，由动量守恒定律可得：mv0=mv1+Mv2；设子弹对木块的作用力为f，则对木块：fs=Mv22；对子弹：-f(s+L)=mv12-mv02；对木块由动量定理：ft=Mv2；联立解得：，故选B.6.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。在从A到B的过程中，物块（ ）A. 加速度先减小后增大 B. 经过O点时的速度最大C. 所受弹簧弹力始终做正功 D. 所受弹簧弹力做

8、的功等于克服摩擦力做的功【答案】AD【解析】【详解】由于水平面粗糙且O点为弹簧在原长时物块的位置，所以弹力与摩擦力平衡的位置在OA之间，加速度为零时弹力和摩擦力平衡，所以物块在从A到B的过程中加速度先减小后反向增大，故A正确；物体在平衡位置处速度最大，所以物块速度最大的位置在AO之间某一位置，即在O点左侧，故B错误；从A到O过程中弹力方向与位移方向相同，弹力做正功，从O到B过程中弹力方向与位移方向相反，弹力做负功，故C错误；从A到B过程中根据动能定理可得W弹-W克f=0，即W弹=W克f，即弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功，故D正确。故选AD。【点睛】本题关键是抓住弹簧的弹力是变化的，分析清楚

9、物体向右运动的过程中受力情况，从而判断出其运动情况，知道平衡位置速度最大、加速度为零。7.如图所示，固定在水平面上的竖直轻弹簧上端与质量为M的物块A相连，静止时物块A位于P处。另有一质量为m的物块B，从A的正上方Q处自由下落，与A发生碰撞立即具有相同的速度，然后A、B一起向下运动，将弹簧继续压缩后，物块A、B被反弹。下面是有关的几个结论，其中正确的是（）A. A,B一起向下运动过程A、B均处于超重状态B. A,B反弹分离时加速度都小于gC. A,B分离时均处于失重状态D. A,B反弹过程中，在P处物块B与A仍未分离【答案】CD【解析】【详解】由题，B与A相碰撞后，立即具有相同的速度。A、B一起

10、向下运动过程中，开始时弹簧的弹力小于二者重力的和，二者加速度的方向向下，所以A、B均处于失重状态。故A错误。在反弹过程中，当物块B与A刚分离时，B只受重力，A对B没有弹力，加速度为g，结合分离的条件可知，两个物体分离的瞬间它们具有相等的速度和相等的加速度，所以A的加速度也是g，可知A、B分离时均处于失重状态。故B错误，C正确；反弹过程中，当物块B与A刚分离时，B只受重力，A对B没有弹力，加速度为g，则由牛顿第二定律得知，弹簧处于原长状态，此位置在P点的上方，在P处物块B与A仍未分离。故D正确。故选CD。【点睛】本题属于含有非弹性碰撞的过程，解答的过程中要注意：物块B与A刚分离时，A对B没有弹力

11、，加速度为g，分析物体B的位置8.如图所示，质量为m的小球穿在半径为R光滑的圆环上，可以沿圆环自由滑动，连接小球的轻质弹簧另一端固定在圆环的最高点。现将小球从圆环的水平直径右端B点静止释放，此时弹簧处于自然长度。当小球运动至圆环最低点C时速度为，此时小球与圆环之间没有弹力。运动过程中弹簧始终处在弹性限度内，则下面判断正确的是（ ）A. 小球在B点的加速度大小为g，方向竖直向下B. 该过程中小球的机械能守恒C. 在C点弹簧的弹性势能等于D. 该过程中小球重力做的功等于其动能的增量【答案】AC【解析】【详解】小球在B点，速度为零，只受重力，故加速度等于g，方向竖直向下，故A正确；对整个过程中，弹簧

12、与小球的系统的机械能守恒，小球的机械能不守恒，故B错误；对弹簧和小球系统由机械能守恒得，mgR=mv2+EP，则在C点弹簧的弹性势能等于mgR-mv2，故C正确；D错误；故选AC。二、必考题9.某同学用如图1所示的实验装置来测定重力加速度，同时研究重物在下落过程中机械能是否守恒。他认为如果实验中测量重力加速度的相对误差不超过5%，即可认为重物下落过程机械能守恒。请你帮他完成以下问题。(1)该同学在一次实验中得到了如图2所示的纸带，他选取了纸带上清晰连续的8个实际的点来进行数据分析，这8个点分别标记为A、B、C、D、E、F、G、H，各点与A点的距离已在图中标出已知打点计时器所用交变电流的频率为f

13、，则G点速度的表达式为_(2)该同学用同样的方法继续算出B、C、D、E、F的速度，作出了如图3所示的图，由图可得重力加速度的测量值为 =_m/s2(3)如果当地的重力加速度的实际值为，通过计算相对误差可知重物下落过程机械能_（填写“守恒”或“不守恒”）【答案】 (1). （1）(x7x5)f； (2). （2）9.40； (3). （3）守恒【解析】【详解】（1）根据匀变速直线运动的推论，结合T=；则有：（2）根据v2=2gh公式，速度的二次方v2与距离（h）的关系图线的斜率为k=2g=18.8；所以g=9.4m/s2（3）根据相对误差（100%），即有100%=4.3%5%，即可认为重物下落

14、过程机械能守恒【点睛】了解实验的装置和工作原理对于纸带的问题，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律，注意相对误差的理解及正确的计算10.为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，某小组设计了如图甲所示的实验装置，其中挡板可固定在桌面上，轻弹簧左端与挡板相连，图中桌面高为h，O1、O2、A、B、C点在同一水平直线上已知重力加速度为g，空气阻力可忽略不计实验过程一：挡板固定在O1点，推动滑块压缩弹簧，滑块移到A处，测量O1A的距离，如图甲所示滑块由静止释放，落在水平面上的P点，测出P点到桌面右端的水平距离为x1实验过程二：将挡板的固定点移到距O1点距离为d的O2点，如图乙所示，推动滑块压缩弹簧，

15、滑块移到C处，使O2C的距离与O1A的距离相等滑块由静止释放，落在水平面上的Q点，测出Q点到桌面右端的水平距离为x2（1）为完成本实验，下列说法中正确的 A必须测出小滑块的质量 B必须测出弹簧的劲度系数C弹簧的压缩量不能太小 D必须测出弹簧的原长（2）写出动摩擦因数的表达式= （用题中所给物理量的符号表示）（3）小红在进行实验过程二时，发现滑块未能滑出桌面为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数，还需测量的物理量是 （4）某同学认为，不测量桌面高度，改用秒表测出小滑块从飞离桌面到落地的时间，也可测出小滑块与水平桌面间的动摩擦因数此实验方案 （选填“可行”或“不可行”）【答案】 (1). （1）C

16、 (2). （2） (3). （3）滑块停止滑动的位置到B点的距离 (4). （4）不可行 (5). 滑块在空中飞行时间很短,难以把握计时起点和终点,秒表测时间误差较大【解析】试题分析：（1、2）滑块离开桌面后做平抛运动，平抛运动的时间：，滑块飞行的距离：x=vt所以滑块第1次离开桌面时的速度：滑块第2次离开桌面时的速度：滑块第1次滑动的过程中，弹簧的弹力和摩擦力做功，设弹簧做的功是W1，AB之间的距离是x，则：W1mgxmv12滑块第1次滑动的过程中，W1-mg（x+d） 联立可得：mgdm（v22v12），解得=可知，要测定摩擦因数，与弹簧的长度、弹簧的劲度系数、以及滑块的质量都无关要想让

17、滑块顺利画出桌面，弹簧的压缩量不能太小故C正确故选C（3）实验测得的值比实际值偏大，其原因除了实验中测量的误差外，其他可能的原因是滑块受到空气阻力作用等（4）改用秒表测出小滑块从飞离桌面到落地的时间，来测定小滑块与水平桌面间的动摩擦因数此实验方案是不可行的，原因是 滑块在空中飞行时间很短，难以把握计时起点和终点，秒表测时间误差较大考点：测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数【名师点睛】此题是测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数的实验；解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题。11.汽车在水平冰雪路面上行驶。驾驶员发现其正前方停

18、有汽车,立即采取制动措施,但仍然撞上了汽车.两车碰撞时和两车都完全停止后的位置如图所示,碰撞后车向前滑动了,车向前滑动了已知和的质量分别为和两车与该冰雪路面间的动摩擦因数均为0.10,两车碰撞时间极短,在碰撞后车轮均没有滚动,重力加速度大小,求(1)碰撞后的瞬间车速度的大小(2)碰撞前的瞬间车速度的大小【答案】（1）3m/s （2）4.25m/s【解析】试题分析：两车碰撞过程动量守恒，碰后两车在摩擦力的作用下做匀减速运动，利用运动学公式可以求得碰后的速度，然后在计算碰前A车的速度。（1）设B车质量为mB，碰后加速度大小为aB，根据牛顿第二定律有 式中是汽车与路面间的动摩擦因数。设碰撞后瞬间B车

19、速度的大小为，碰撞后滑行的距离为。由运动学公式有 联立式并利用题给数据得 （2）设A车的质量为mA，碰后加速度大小为aA。根据牛顿第二定律有 设碰撞后瞬间A车速度的大小为，碰撞后滑行的距离为。由运动学公式有 设碰撞后瞬间A车速度的大小为，两车在碰撞过程中动量守恒，有 联立式并利用题给数据得 故本题答案是： （1） （2）点睛：灵活运用运动学公式及碰撞时动量守恒来解题。12.如图所示，一轨道由半径为2 m的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度可以调节的水平直轨道BC在B点平滑连接而成。现有一质量为0.2 kg的小球从A点无初速度释放，经过圆弧上的B点时，传感器测得轨道所受压力大小为3.6 N，小球经过

20、BC段所受阻力为其重力的0.2倍，然后从C点水平飞离轨道，落到水平面上的P点，P、C两点间的高度差为3.2 m。小球运动过程中可以视为质点，且不计空气阻力。（1）求小球运动至B点的速度大小；（2）求小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；（3）为使小球落点P与B点的水平距离最大，求BC段的长度；（4）小球落到P点后弹起，与地面多次碰撞后静止。假设小球每次碰撞机械能损失75%，碰撞前后速度方向与地面的夹角相等。求小球从C点飞出后静止所需的时间。【答案】（1）4m/s（2）2.4J（3）3.36m（4）2.4s【解析】试题分析：（1）小球在B点受到的重力与支持力的合力提供向心力，由此即可求出B点的速度

21、；（2）根据动能定理即可求出小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；（3）结合平抛运动的公式，即可求出为使小球落点P与B点的水平距离最大时BC段的长度；（4）由机械能的损失求出速度的损失，然后结合竖直上抛运动的公式求出各段时间，最后求和即可；（1）小球在B点受到的重力与支持力的合力提供向心力，则：代入数据可得：（2）A到B的过程中重力和阻力做功，则由动能定理可得：代入数据得：（3）B到C的过程中，由动能定理得：解得：从C点到落地的时间：B到P的水平距离：代入数据，联立并整理可得：可知。当时，P到B的水平距离最大，为L=3.36m（4）由于小球每次碰撞机械能损失75%，由，则碰撞后的速度为碰撞前速度

22、的，碰撞前后速度方向与地面的夹角相等，则碰撞后竖直方向的分速度为碰撞前竖直方向分速度的，所以第一次碰撞后上升到最高点的时间等于从C点到落地的时间的，所以从第一次碰撞后到发生第二次碰撞的时间：，同理，从第二次碰撞后到发生第三次碰撞的时间：，由此类推可知，从第n次碰撞后到发生第n+1次碰撞的时间：小球运动的总时间：由数学归纳法分可得：【点睛】该题结合机械能守恒考查平抛运动以及竖直平面内的圆周运动，其中的第三问的难度较大，根据小球每次碰撞机械能损失75%，得出碰撞后的速度为碰撞前速度的是解答的关键。三、选考题13.质量分别为=m，=3m的A 、B两物体如图所示放置，其中A紧靠墙壁，A、B由质量不计的

23、轻弹簧相连。现对B物体缓慢施加一个向左的推力，该力做功W，使A、B之间弹簧被压缩且系统静止，之后突然撒去向左的推力解除压缩。不计切摩擦。 (1)从解除压缩到A运动墙对A的冲量的大小为多少?(2)A、B都运动后，A、B的最小速度各为多大?【答案】(1) (2), 【解析】(1)压缩弹簧时，推力做功全部转化为弹簧的弹性势能，撤去推力后，B在弹力的作用下做加速运动.在弹簧恢复原长的过程中，系统机械能守恒.设弹簧恢复原长时，B的速度为，有： 此过程中由动量定理，墙给A的冲量即为系统动量的变化，有 解得：(2)当弹簧恢复原长时，A的速度为最小值，有:A离开墙后，在弹簧的作用下速度逐渐增大，B的速度逐渐减小，当弹簧再次恢复原长时，A达到最大速度，B的速度减小到最小值.在此过程中，系统动量守恒、机械能守恒，有:联立解得：【点睛】本题考查动量守恒和机械能守恒的判断和应用能力动量是否守恒要看研究的过程，要细化过程分析，不能笼统- 13 -