物理卷·2018届陕西省黄陵中学高三上学期期中考试物理试题（解析版）

物理卷·2018届陕西省黄陵中学高三上学期期中考试物理试题（解析版）

陕西省黄陵中学高新部2018届高三上学期期中考试物理试题 一、选择题（12小题，48分）‎ ‎1. 下列关于单位制及其应用的说法中，正确的是(　　)‎ A. 基本单位和导出单位一起组成了单位制 B. 选用的基本单位不同，构成的单位制也不同 C. 在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示，只要正确应用物理公式其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的 D. 一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定同时确定单位关系 ‎【答案】ABC ‎【解析】试题分析：基本单位和导出单位一起组成了单位制，选项A正确；选用的基本单位不同，构成的单位制也不同，选项B正确；在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示，只要正确应用公式，其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的，选项C正确；一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，同时也确定单位关系，选项D错误；故选ABC．‎ 考点：单位制 ‎2. 一个质量为m＝1 kg的物块静止在水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2.从t＝0时刻起物块同时受到两个水平力F1与F2的作用，若力F1、F2随时间的变化如图所示，设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2，则物块在此后的运动过程中(　　)‎ A. 物块从t＝0时刻开始运动 B. 物块运动后先做加速运动再做减速运动，最后匀速运动 C. 物块加速度的最大值是3 m/s2‎ D. 物块在t＝4 s时速度最大 ‎【答案】C ‎【解析】A项：物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力fm=μmg=0.2×1×10N=2N，物体第1s内，满足F1=F2+fm物块处于静止状态，故A错误；‎ ‎ ‎ 点晴：本题考查质点在变力作用下的运动，注意看清力随时间的变公关系，分时间段进行分析。‎ ‎3. 一皮带传送装置如图所示，皮带的速度v足够大，轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的滑块，已知滑块与皮带之间存在摩擦，当滑块放在皮带上时，弹簧的轴线恰好水平，若滑块放到皮带上的瞬间，滑块的速度为零，且弹簧正好处于自然长度，则当弹簧从自然长度到第一次达到最长这一过程中，滑块的速度和加速度的变化情况是(　　)‎ A. 速度增大，加速度增大 B. 速度增大，加速度减小 C. 速度先增大后减小，加速度先增大后减小 D. 速度先增大后减小，加速度先减小后增大 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：滑块放到皮带的瞬间，弹簧正好处于自由长度，滑块受向左的滑动摩擦力，产生向左的加速度，随物体向左移动弹簧伸长，对物块有向右的拉力，由牛顿第二定律有，随物体向左移动，弹簧弹力增大，摩擦力不变，加速度减小，速度增大，当时速度最大，物体仍向左运动，弹力大于摩擦力，由牛顿第二定律有，随物体向左移动，弹簧弹力增大，摩擦力不变，加速度增大，速度减小，由以上分析可得物体的速度和加速度变化的情况是速度先增大后减小，加速度先减小后增大。‎ 故选D 考点：牛顿第二定律的应用 点评：注意抓弹簧弹力的变化情况对加速度的影响。‎ ‎4. 如图所示，A、B、C三球的质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B间由一轻质细线连接，B、C间由一轻杆相连．倾角为θ的光滑斜面固定在地面上，弹簧、细线与轻杆均平行于斜面，初始系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是(　　)‎ A. A球的加速度沿斜面向上，大小为gsin θ B. C球的受力情况未变，加速度为0‎ C. B、C两球的加速度均沿斜面向下，大小均为gsin θ D. B、C之间杆的弹力大小为0‎ ‎【答案】CD ‎【解析】试题分析：在烧断前，将三个小球看做一个整体，在沿斜面方向上，受到重力沿斜面向下的分力，弹簧给的沿斜面向上的拉力，即 细线被烧断的瞬间，细线的拉力变为零，弹簧来不及改变，所以弹力不变，在沿斜面方向上A受到沿斜面向下的重力的分力，弹簧沿斜面向上的拉力，故有，解得，方向沿斜面向上，由于绳子烧断，所以对于BC整体来说，在沿斜面方向上只受到沿斜面向下的重力分力，所以有，解得，沿斜面向下，即两者的加速度都为，方向沿斜面向下，设杆的作用力为T，则对B分析可得，代入可得T=0，即BC之间杆没有作用力，AB错误CD正确；‎ 考点：考查了牛顿第二定律的瞬时性 ‎【名师点睛】在应用牛顿第二定律解决瞬时问题时，一定要注意，哪些力不变，（弹簧的的形变量来不及变化，弹簧的弹力不变），哪些力变化（如绳子断了，则绳子的拉力变为零，或者撤去外力了，则外力变为零，）然后结合整体隔离法，应用牛顿第二定律分析解题 ‎5. 两人的拔河比赛正在进行中，两人均保持恒定拉力且不松手，而脚下开始移动。下列说法正确的是 ( )‎ A. 两人对绳的拉力大小相等，方向相反，是一对作用力和反作用力 B. 两人对绳的拉力是一对平衡力 C. 拔河的胜利取决于谁的力量大 D. 拔河的胜利取决于地面对人的摩擦力大小 ‎【答案】D ‎【解析】A项：人拉绳的力与绳拉人的力才是一对作用力与反作用力，大小相等，故A错误；‎ B项：两人对绳的拉力不一定是一对平衡力，要根据绳子所处于的运动状态，故B错误；‎ C、D项：拔河的胜利取决于地面对人的摩擦力大小，对人及绳子为一整体进行研究，水平方向的外力就是地面分别对两人的摩擦力，整体从静止到运动起来产生了加速度，故D正确，C错误；‎ 点晴：本题考查作用力与反作用力和平衡力的区别，作用力与反作用是作用在不同的研究对象，而平衡力是作在同一研究对象。‎ ‎6. 建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2) ( )‎ A. 510 N B. 490 N C. 890 N D. 910 N ‎【答案】B ‎【解析】拉力．‎ ‎7. 如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上水平向右加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与长木板间的动摩擦因数为μ2，若长木板仍处于静止状态，则长木板对地面摩擦力大小一定为 ( )‎ A. μ1(m＋M)g B. μ2mg C. μ1mg D. μ1mg＋μ2Mg ‎【答案】B ‎【解析】以木板为研究对象，木板水平方向两个力：m对M的向右的滑动摩擦力，大小为f1=μ2mg和地面对M向左的静摩擦力f2，根据平衡条件得：f2=f1=μ2mg，故B正确。‎ 点晴：本题采用隔离法分析木板的受力情况，木板所受的静摩擦力一般不能用f=μN求解大小。‎ ‎8. 我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比．某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组( )‎ A. 启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B. 做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2‎ C. 进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比 D. 与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶2‎ ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：根据受力分析，结合牛顿第二定律分析车厢之间的作用力；根据动能定理分析从关闭发动机到停下来滑行的距离；当牵引力和阻力的大小相等时，动车的速度达到最大值，由此可以求得将非动力车改为动力车的数量．‎ 设每节动车的功率为P，牵引力为F，每一节车厢的质量是m，阻力为，启动时乘客的加速度的方向与车厢运动的方向是相同的，所以乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同，故A错误；做加速运动时，有两节动力车厢，对整个的车进行受力分析得：，对6、7、8车厢进行受力分析得：，对7、8车厢进行受力分析得：，联立可得：‎ ‎，故B正确；设进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离为s，则：，可得：，可知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度的平方成正比，故C错误；当只有两节动力车时，最大速率为v，则：，改为4节动车带4节拖车的动车组时，所以，故D正确．‎ ‎【点睛】当机车的速度达到最大时，机车做匀速运动，此时机车处于受力平衡状态，即此时的牵引力和受到的阻力的大小相等，再根据瞬时功率的公式即可解答本题．‎ ‎9. 伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有( )‎ A. 力不是维持物体运动的原因 B. 物体之间普遍存在相互吸引力 C. 忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快 D. 物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反 ‎【答案】AC ‎【解析】解：A、伽利略根据理想斜面实验，发现了力不是维持物体运动的原因，故A正确；‎ B、伽利略没有发现物体之间普遍存在相互吸引力的规律．故B错误；‎ C、伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用此种方法得到重物与轻物下落得同样快结论，故C错误；‎ D、伽利略没有发现物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反的规律．物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反是牛顿第三定律的内容，故D错误；‎ 故选：A．‎ ‎【点评】伽利略是物理学的奠基人之一，要学习他的成就和科学研究的方法．理想斜面实验抓住了客观事实的主要因素，忽略了次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律．‎ ‎10. 水平放置的三个不同材料制成的圆轮A、B、C，用不打滑皮带相连，如图所示(俯视图)，三圆轮的半径之比为RA∶RB∶RC＝3∶2∶1，当主动轮C匀速转动时，在三轮的边缘上分别放置一相同的小物块(可视为质点)，小物块均恰能相对静止在各轮的边缘上，设小物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小物块与轮A、B、C接触面间的动摩擦因数分别为μA、μB、μC，A、B、C三轮转动的角速度分别为ωA、ωB、ωC，则(　　)‎ A. μA∶μB∶μC＝2∶3∶6‎ B. μA∶μB∶μC＝6∶3∶2‎ C. ωA∶ωB∶ωC＝1∶2∶3‎ D. ωA∶ωB∶ωC＝6∶3∶2‎ ‎【答案】A ‎【解析】三轮的边缘上放置一小物块P，P均恰能相对静止在各轮的边缘上，均最大静摩擦力提供向心力，又三个不同材料制成的轮A、B、C用不打滑皮带相连，轮子边缘线速度相等，设为v，由牛顿第二定律得：对A轮上的物块：，‎ 对B轮上的物块：，‎ 对C轮上的物块：‎ 联立以上三式解得：μA：μB：μC=2：3：6，故A正确。‎ 点晴：通过皮带相连的，它们的线速度相等；还有同轴转的，它们的角速度相等，这是解题的隐含条件，再V=rω，及牛顿第二定律列式求解即可。‎ ‎11. 关于“验证牛顿第二定律”实验中验证“作用力一定时，加速度与质量成反比”的实验过程，以下做法中正确的是(　　 )‎ A. 平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B. 每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C. 实验时，先放开小车，再接通电源 D. 可以利用天平测出砂桶和砂的质量m和小车的质量M，直接用公式求出加速度 ‎【答案】B ‎【解析】A项：在该实验中，我们认为绳子的拉力就等于小车所受的合外力，故在平衡摩擦力时，细绳的另一端不能悬挂装沙的小桶，故A错误；‎ B项：由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以无论是否改变小车的质量，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力．故B正确；‎ C项：由于在刚刚接通电源的瞬间打点计时器打点并不稳定，故应该先接通打点计时器电源待打点稳定后再放开小车，实验时，如果先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，故C错误；‎ D项：D选项的方法成立的前提是牛顿第二定律即加速度与质量成反比，而本实验中我们是验证牛顿第二定律，故发生了循环论证，故D错误；‎ 点晴：解决本题关键是理解“验证牛顿第二定律”实验的原理与步骤和打点计时器的工作原理，由于在刚刚接通电源的瞬间打点计时器打点并不稳定，故应该先接通打点计时器电源待打点稳定后再放开小车，实验时，如果先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理。‎ ‎12. 关于反作用力在日常生活和生产中的应用，下列说法中正确的是( )‎ A. 在平静的水面上，静止着一只小船，船上有一人，人从静止开始从小船的一端走向另一端时，船向相反方向运动 B. 汽车行驶时，通过排气筒向后排出燃气，从而获得向前的反作用力即动力 C. 如图所示，是农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管会自动转向 D. 软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，乌贼就会向相反方向游去 ‎【答案】ACD ‎【解析】A项：根据运量守恒定律可知：人和船组成的系统开始的总动量为零，当人从小船的一端走向另一端时，船向相反方向运动，故A正确；‎ B项：汽车行驶时，通过发动机的牵引力给汽车动力，故B错误；‎ C项：农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，由于反冲，弯管会自动旋转，故C正确；‎ D 项：软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，由于反冲，乌贼就会向相反方向游去，故D正确。‎ 点晴：本题考查作用力与反作用力的实际应用，要注意理解力是物体对物体的作用，两个物体之间的作用总是相互的，任何物体是施力物体的同时也是受力物体，两个物体问相互作用的这一对力，叫做作用力和反作用力。‎ 二、填空题（10分）‎ ‎13. 某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x。(空气阻力对本实验的影响可以忽略)‎ ‎(1)滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为______。‎ ‎(2)滑块与斜面间的动摩擦因数为________。‎ ‎(3)以下能引起实验误差的是________。(填选项前的字母)‎ A．滑块的质量 B．当地重力加速度的大小 C．长度测量时的读数误差 D．小球落地和滑块撞击挡板不同时 ‎【答案】 (1). (2). (3). CD ‎【解析】试题分析：（1）由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，‎ 对滑块，位移，对小球，位移，解得；‎ ‎（2）设斜面倾角为，则，‎ 对滑块，由牛顿第二定律得，加速度：，解得 ‎③由可知，能引起实验误差的是长度x、h、H测量时的读数误差，同时要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差，CD正确；‎ 考点：“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验 ‎【名师点睛】由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，由匀加速运动的位移时间公式和自由落体的位移时间公式即可求得加速度的比值；由牛顿第二定律及几何关系即可求得滑块与斜面间的动摩擦因数；由μ的数学表达式就可以知道能引起实验误差的因数，还要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差．‎ ‎14. 如图所示，为某同学安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在小车的前端固定一个传感器，和砂桶连接的细线接在传感器上，通过传感器可显示出细线的拉力。在图示状态下开始做实验。‎ ‎(1)从图上可以看出，该同学在装置和操作中的主要错误是____________________。‎ ‎(2)若砂和砂桶的质量为m，小车和传感器的总重量为M，做好此实验________(填“需要”或“不需要”)M≫m的条件。‎ ‎【答案】 (1). 未平衡摩擦力；细线与木板不平行；开始实验时，小车离打点计时器太远 (2). 不需要 ‎【解析】(1) 从图上可以看出，该同学在装置和操作中的主要错误是：‎ 本实验没有平衡摩擦力，则砂桶的重力不等于小车受到的拉力；牵引小力的绳子没有和桌面平行，会产生斜向上的拉力；因纸带的长度有限，故开始时应让小车靠近打点计时器；‎ ‎(2) 该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砂和砂桶的重力作为小车的拉力，故不需要M≫m的条件。‎ 点晴：本题考查了实验装置分析，知道实验原理与实验注意事项、分析清楚图示实验情景即可正确解题．要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。‎ 三、计算题（42分）‎ ‎15. 如图所示，有一条沿顺时针方向匀速传送的传送带，恒定速度v＝4 m/s，传送带与水平面的夹角θ＝37°，现将质量m＝1 kg的小物块轻放在其底端(小物块可视作质点)，与此同时，给小物块沿传送带方向向上的恒力F＝8 N，经过一段时间，小物块运动到了离地面高为h＝2.4 m的平台上。已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。问：‎ ‎(1)物块从传送带底端运动到平台上所用的时间？‎ ‎(2)若在物块与传送带达到相同速度时，立即撤去恒力F，计算小物块还需经过多少时间离开传送带以及离开时的速度？‎ ‎【答案】(1)1.33 s　(2)0.85 s　2.31 m/s ‎【解析】试题分析： (1)对物块受力分析可知，物块先是在恒力作用下沿传送带方向向上做初速为零的匀加速运动，直至速度达到传送带的速度，由牛顿第二定律 ‎（1分），计算得：‎ ‎（1分）（1分）‎ 物块达到与传送带同速后，对物块受力分析发现，物块受的摩擦力的方向改向 ‎（1分），计算得：‎ ‎（1分）（1分）得(1分)‎ ‎（2）若达到同速后撤力F，对物块受力分析，因为>，故减速上行 ‎（1分），得 设物块还需离开传送带，离开时的速度为，则（1分），（1分）‎ ‎（1分）（1分）‎ 考点：本题考查匀变速直线运动规律、牛顿第二定律。‎ ‎16. 如图所示是一种研究劈的作用的装置，托盘A固定在细杆上，细杆放在固定的圆孔中，下端有滚轮，细杆只能在竖直方向上移动，在与托盘连接的滚轮正下面的底座上也固定一个滚轮，轻质劈放在两滚轮之间，劈背的宽度为a，侧面的长度为L，劈尖上固定的细线通过滑轮悬挂总质量为m的钩码，调整托盘上所放砝码的质量M，可以使劈在任何位置时都不发生移动．忽略一切摩擦和劈、托盘、细杆与滚轮的重力，若M∶m＝1∶5，试求L是a的多少倍．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】试题分析：‎ 分析托盘和劈的受力，如图甲、乙所示。托盘受向下的压力F3＝Mg，劈对滚轮的支持力F1，圆孔的约束力F2。劈受两个滚轮的作用力F4、F5，细线的拉力F6＝mg。‎ 对托盘有：F3＝Mg＝F1cosα，则Mg＝‎ 对劈有：F6＝mg＝2F5sinα，则mg＝aF5/l 因为F1与F5是作用力与反作用力，所以F1＝F5‎ 由上三式得：M＝，代入数据得：L=‎ 考点：共点力平衡、牛顿第三定律 ‎17. ‎ 为了提高运动员奔跑时下肢向后的蹬踏力量，在训练中，让运动员腰部系绳拖着汽车的轮胎奔跑，已知运动员在奔跑中拖绳上端到地面的高度为1.2 m，且恒定。轻质无弹性的拖绳长2.4 m，运动员质量为60 kg，车胎质量为10 kg，车胎与跑道间的动摩擦因数为μ＝0.7，如图甲所示，将运动员某次拖着汽车的轮胎奔跑100 m当做连续的过程，简化处理后的v t图像如图乙所示，g取10 m/s2，＝1.73，不计空气阻力影响，求：‎ ‎(1)运动员加速过程中的加速度大小及跑完100 m所用时间；‎ ‎(2)在加速阶段，拖绳的张力大小及运动员受到地面的摩擦力的大小。(结果保留三位有效数字)‎ ‎【答案】(1)2 m/s2　14.5 s　(2)74.1 N　184 N ‎【解析】试题分析：(1)由图示图象应用加速度定义式求出加速度；应用匀变速运动规律与匀速运动规律求出运动时间；(2)对轮胎与人分别应用牛顿第二定律列方程，可以求出拉力与摩擦力大小。‎ ‎(1)图示图象可知，加速度：，加速时间：t1=4s，加速位移：，匀速位移：s2=s-s1=100-16=84m，匀速时间：，故跑完100m时间t=t1+t2=14.5s。‎ ‎(2)设绳子与水平面间的夹角为θ，由题意可知：，则cosθ=0.8，对轮胎：水平方向，由牛顿第二定律：，竖直方向：，滑动摩擦力：，代入数据解得：T=74.1N，对运动员，由牛顿第二定律得：，代入数据得：。‎ 点晴：本题考查了求加速度、运动时间、力等问题，分析清楚运动过程，应用加速度定义式、运动学公式、牛顿第二定律即可正确解题。‎ ‎ ‎