辽宁省鞍山市区一般高中协作校2020届高三上学期期初考物理试题

辽宁省鞍山市区一般高中协作校2020届高三上学期期初考物理试题

鞍山市区一般高中协作校2019-2020高三期初考试 物理试卷 一、选择题：（每题4分，共12小题，1-8题只有一个正确选项，9-12题至少一个选项符合题意，多选或错选不得分，少选得2分）‎ ‎1.牛顿在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上，总结出牛顿运动定律和万有引力定律，建立了完整的经典力学体系，物理学从此成为一门成熟的自然科学，下列有关说法正确的是( )‎ A. 牛顿认为力的真正效应是维持物体的速度 B. 牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础 C. 牛顿巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里测出了引力常量的数值 D. 经典力学的建立标志着近代自然科学进入了微观世界 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】牛顿认为力的是改变物体的运动状态的原因，故A错误；万有引力定律是牛顿在总结开普勒等人的研究成果基础上得出的，牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础，故B正确；卡文迪许巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里测出了引力常量的数值，故C错误；量子力学的建立标志着近代自然科学进入了微观世界，故D错误。故选B。‎ ‎2.如图所示的皮带传动装置中，轮B和C同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的质点，且其半径RA＝RC＝2RB，则三质点的向心加速度之比aA：aB：aC等于（　　）‎ A. 4：2：1 B. 2：1：2 C. 1：2：4 D. 4：1：4‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由于B轮和A轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故vA＝vB，∴vB：vA＝1：1；由于C轮和B轮共轴，故两轮角速度相同，即ωC＝ωB，故ωC：ωB＝1：1，由角速度和线速度的关系式v＝ωR可得vC：vB＝RC：‎ RB＝2：1，∴vA：vB：vC＝1：1：2，又因为RA＝RC＝2RB，根据 得：aA：aB：aC＝1：2：4，故选C。‎ ‎3.如图所示，将一个质量为m的球固定在弹性杆AB的上端，今用测力计沿水平方向缓慢拉球，使杆发生弯曲，现将测力计的示数逐渐减小到零的过程中（测力计保持水平），球对杆的弹力方向为(　　)‎ A. 斜向左上方，与竖直方向的夹角逐渐减小 B. 斜向左上方，与竖直方向的夹角逐渐增大 C. 斜向右下方，与竖直方向的夹角逐渐减小 D. 斜向左下方，与竖直方向的夹角逐渐增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】以球为研究对象，分析受力情况：重力G、测力计的拉力T和AB杆对球作用力F，由平衡条件知，F与G、T的合力大小相等、方向相反，作出力的合成图如图：‎ 则有G、T的合力方向斜向右下方，测力计的示数逐渐减小，T逐渐减小，根据向量加法可知G、T的合力方向与竖直方向的夹角逐渐减小，所以AB杆对球的弹力方向斜向左上方，与竖直方向的夹角逐渐减小。由牛顿第三定律可知球对杆的弹力方向斜向右下方，与竖直方向的夹角逐渐减小.‎ A．描述与分析不符，故A错误.‎ B．描述与分析不符，故B错误.‎ C．描述与分析相符，故C正确.‎ D．描述与分析不符，故D错误 ‎4.2016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用“长征二号”丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。“墨子”将由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道。此前6月在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7，G7属地球静止轨道卫星（高度约为36000千米），它将使北斗系统的可靠性进一步提高。关于卫星说法中正确的是(　　)‎ A. 量子科学实验卫星“墨子”环绕速度比北斗G7小 B. 通过地面控制可以将G7北斗定点于西昌正上方 C. 量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7大 D. 量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由公式：‎ 可得v与r成反比，则量子科学实验卫星“墨子”的环绕速度比北斗G7大，故A项错误。‎ B．地球静止轨道卫星只能定点于赤道正上方，故B错误。‎ C．由：‎ 得：‎ 可知r越大，T越大，故C错误。‎ D．向心加速度：‎ 得r越大，a越小，故D正确。‎ ‎5.如图所示，用手提一轻弹簧，弹簧下端挂一金属球。在将整个装置匀加速上升的过程中，手突然停止不动，则在此后一小段时间内(　　)‎ A. 小球向上做减速运动 B. 小球的加速度减小 C. 小球的速度与弹簧的形变量都要减小 D. 小球立即停止运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在手停止瞬间，小球依然有原来的速度，且弹力和重力都没有改变，又由于小球原来做匀加速运动，故弹力大于重力，停止后一小段时间内，小球还会向上做变加速运动．直到弹力等于重力，之后才做减速运动．故A错误．‎ B．由于小球向上运动，形变量会减小，弹力减小，故合外力减小，加速度减小，故B正确．‎ C．由A的分析知道，在手停止后的一段时间内弹力仍然大于重力，即合外力仍做正功，由动能定理知小球的动能会增大．速度为增大；又弹力做正功，弹性势能减小这点正确的．故C错误．‎ D．手停住后，小球是和弹簧连接的，速度不会突变为零，故D错误．‎ ‎6.如图所示，在足够长的斜面上的A点，以水平速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它从抛出到离斜面最远所用时间为t1，从抛出到落到斜面上所用时间为t2，则t1与t2之比为(　　)‎ A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶4‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】从抛出到离斜面最远时速度方向与斜面平行，速度夹角为，即：‎ 从抛出到落到斜面上时，位移夹角为，即：‎ 所以有：‎ 解得：‎ A．描述与分析不符，故A错误.‎ B．描述与分析相符，故B正确.‎ C．描述与分析不符，故C错误.‎ D．描述与分析不符，故D错误.‎ ‎7. 四个质量相等的金属环，环环相扣，在一竖直向上的恒力F作用下，四个金属环匀加速上升。则环1和环2间的相互作用力大小为（ ）‎ A. F B. F C. F D. F ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：设每个金属环的质量为m，对整体分析，根据牛顿第二定律得，F-4mg=4ma；隔离对环1分析，根据牛顿第二定律得，F-F1-mg=ma，解得F1＝F．故选C．‎ 考点：牛顿第二定律 ‎【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律的基本运用，知道四个金属环具有相同的加速度，运用整体法和隔离法进行求解，难度不大．‎ ‎8.如图所示,轻杆长为L一端固定在水平轴上的O点,另一端系一个小球(可视为质点).小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动,且能通过最高点,g为重力加速度.下列说法正确的是(  )‎ A. 小球通过最高点时速度不可能小于 B. 小球通过最高点时速度为时，球对杆有向下的弹力 C. 小球通过最高点时速度为时，球对杆有向下的弹力 D. 要使小球能通过最高点，小球在最低点速度至少为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．只要小球通过最高点时的速度大于零，小球就可以在竖直平面内做完整的圆周运动。故A错误.‎ B．设小球通过最高点时的速度为时，杆上的弹力恰好为零，则此时只有重力充当向心力 解得：‎ 因为，所以小球在最高点由离心的趋势，对杆有竖直向上的拉力，故B错误；‎ C．同B选项分析，，小球在最高点近心运动的趋势，对杆有竖直向下的压力，C正确；‎ D．小球通过最高点的临界速度为0，则小球从最低点到最高点，由机械能守恒可知：‎ 解得，故D错误。‎ ‎9.美国在2016年2月11日宣布：探测到引力波的存在。天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在，证实了GW150914是两个黑洞并合的事件。该事件中甲、乙两个黑洞的质量分别为太阳质量的36倍和29倍，假设这两个黑洞，绕它们连线上的某点做圆周运动，且两个黑洞的间距缓慢减小。若该双星系统在运动过程中，各自质量不变且不受其它星系影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是（  ）。‎ A. 甲、乙两个黑洞运行的线速度大小之比为36：29‎ B. 甲、乙两个黑洞运行的角速度大小之比为29：36‎ C. 随着甲、乙两个黑洞的间距缓慢减小，它们的运行周期也在减小 D. 甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心力大小始终相等 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据万有引力提供向心力：‎ 解得：‎ 又因为，所以：‎ 选项A错误 B．这两个黑洞共轴转动，角速度相等，故B项错误。‎ C．根据：‎ 可得：‎ 当不变时，L减小，则T减小，即随着甲、乙两个黑洞的间距缓慢减小，它们的运行周期也在减小，故C正确。‎ D．甲、乙两个黑洞做圆周运动向心力由他们两的万有引力提供，故大小相等方向相反，所以D正确.‎ ‎10.两个中间有孔的质量为M的小球用一轻弹簧相连，套在一水平光滑横杆上。两个小球下面分别连一轻弹簧。两轻弹簧下端系在同一质量为m的小球上，如图所示。已知三根轻弹簧的劲度系数都为k，三根轻弹簧刚好构成一等边三角形。则下列正确的是(　　)‎ A. 水平横杆对质量为M的小球的支持力为Mg＋mg B. 连接质量为m小球的每根轻弹簧的弹力为mg C. 连接质量为m小球的每根轻弹簧的伸长量为 D. 套在水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．选择整体为研究对象，则它们在竖直方向只受到重力与杆的支持力作用，由二力平衡可知，杆的支持力与整体的重力大小相等，即：‎ N=2Mg+mg 所以水平横杆对质量为M的小球的支持力为，故A正确；‎ B．对三个小球分别进行受力分析，如图：‎ 由对称性可知，左右弹簧对C的拉力大小相等，与合力的方向之间的夹角是30°，所以：‎ 解得：‎ 故B错误；‎ C．由胡克定律得：‎ 连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量：‎ 故C错误；‎ D．A球水平方向受到水平弹簧向左弹力与F1的水平分力的作用，由受力平衡得：‎ 同理，对B进行受力分析得：‎ 套在水平光滑横杆上的轻弹簧的形变量：‎ 故D正确。‎ ‎11. 如图甲所示，“飞车走壁”的演员骑着摩托车飞驶在光滑的圆台形筒壁上，筒的轴线垂直于水平面，圆台筒固定不动。现将圆台筒简化为如图乙所示，若演员骑着摩托车先后在A、B两处紧贴着内壁分别在图乙中虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是 A. A处的线速度大于B处的线速度 B. A处的角速度大于B处的角速度 C. A处对筒的压力大于B处对筒的压力 D. A处的向心力大于B处的向心力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：物体受到的重力和桶壁的支持力充当向心力，因为在这两点支持力相等，所以重力和支持力的合力相等，故向心力相等，D错误；根据牛顿第三定律可得A处对筒的压力等于B处对筒的压力，C错误；根据公式可得半径越大，线速度越大，故A处的线速度大于B处的线速度，A正确；根据公式可得半径越大，角速度越小，故A处的角速度小于B处的角速度，B错误 ‎【名师点睛】演员和摩托车受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据合力提供向心力比较线速度、角速度的大小，根据平行四边形定则比较支持力的大小和合力的大小．‎ 考点：考查了圆周运动实例分析 ‎12.如图甲，在水平地面上有一足够长木板B，其上叠放木块A。假定木板与地面之间、木块和木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等。用一水平力F作用于B，A、B的加速度与F的关系如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法中正确的是(　　)‎ A. A质量为0.5 kg B. B的质量为1.5 kg C. A、B间的动摩擦因数为0.3‎ D. B与地面间的动摩擦因数为0.2‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】由图可以知道，A、B二者开始时对地静止，当拉力为3N时开始AB一起相对于运动，故B与地面间的最大静摩擦力为：；‎ 当拉力为9N时，A、B发生相对滑动，此时A的加速度为：‎ 当拉力为13N时，B的加速度为：‎ A相对于B滑动时，由牛顿第二定律对A有：‎ 计算得出A、B间的动摩擦因数为：.‎ 对B有：‎ 对整体有：‎ 联立计算得出：， ‎ 则由：‎ 计算得出B与地面间的动摩擦因数为.‎ A．描述与分析相符，故A正确.‎ B．描述与分析不符，故B错误.‎ C．描述与分析不符，故C错误.‎ D．描述与分析相符，故D正确.‎ 二、填空题（本题共2小题，每空2分，共16分）‎ ‎13.如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。‎ ‎（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。‎ ‎（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线（如图所示）。‎ ‎①分析此图线的OA段可得出的实验结论是___________。‎ ‎②此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是（ ）‎ A.小车与轨道之间存在摩擦 B.导轨保持了水平状态 C.所挂钩码的总质量太大 D.所用小车的质量太大 ‎【答案】 (1). 小车的质量 (2). 小车所受的合外力 (3). 质量不变的情况下，加速度与合外力成正比 (4). C ‎【解析】‎ 试题分析：（1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持小车的总质量不变，用钩码所受的重力大小作为小车所受合外力；（2)①在小车质量不变的条件下，加速度大小与所受的合外力大小成正比；②设小车的质量为M，钩码的质量为m，由实验原理得：mg=Ma，得，而实际上，可见AB段明显偏离直线是由于没有满足M＞＞m造成的．故C正确．‎ 考点：验证牛顿第二定律。‎ ‎14.某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。‎ ‎(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________。‎ ‎(2)本实验采用的科学方法是________。‎ A．理想实验法　　B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 ‎(3)实验时，主要的步骤是:‎ A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；‎ B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；‎ C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；‎ D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；‎ E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；‎ F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。‎ 上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是________和________；‎ ‎②遗漏的内容分别是______________________ 和_____________________________。‎ ‎【答案】 (1). F′ (2). B (3). C (4). E (5). C中应加上“记下两条细绳的方向” (6). E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）实验中F是由平行四边形得出的，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，由于实验过程不可 避免的存在误差，因此理论值和实验值存在一定的偏差，故答案为．（2）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，采用了“等效替代”法，B正确（3）本实验为了验证力的平行四边形定则，采用的方法是作力的图示法，作出合力和理论值和实际值，然后进行比较，得出结果．所以，实验时，除记录弹簧秤的示数外，还要记下两条细绳的方向，以便确定两个拉力的方向，这样才能作出拉力的图示．步骤C中未记下两条细绳的方向；步骤E中未说明把橡皮条的结点拉到位置O．‎ 考点：“验证力的平行四边形定则”的实验 三、计算题（本题共3小题，共36分）‎ ‎15.如图甲所示，质量为m＝2kg的物体在水平面上向右做直线运动。过A点时给物体一个水平向左的恒力F并开始计时，选水平向右为速度的正方向，通过速度传感器测出物体的瞬时速度，所得v－t图象如图乙所示。取重力加速度g＝10m/s2。求：‎ ‎(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ；‎ ‎(2)20 s内物体的位移.‎ ‎【答案】(1)3N，0.05　(2)112 m，水平向左 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1，则由图得：‎ ‎     ①‎ 根据牛顿第二定律，有：‎ ‎     ②‎ 设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2，则由图得：‎ ‎     ③‎ 根据牛顿第二定律，有：‎ ‎     ④‎ 联立①②③④解得：， ‎ ‎(2)前4s的位移大小为：‎ 方向向右；4s~20s的位移大小为：‎ 方向向左；所以20 s内物体的位移为：‎ 负号表示物体在A点左侧，即方向水平向左.‎ 答：(1)力F的大小为3N和物体与水平面间的动摩擦因数；‎ ‎(2)20 s内物体的位移为大小112m，方向水平向左.‎ ‎16.如图所示，将一个斜面放在小车上面固定，斜面倾角θ=37°，紧靠斜面有一质量为5kg的光滑球，取重力加速度g＝10 m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，则：试求在下列状态下：‎ ‎(1)小车向右匀速运动时，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？‎ ‎(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是多少？‎ ‎(3)小车至少以多大的加速度运动才能使小球相对于斜面向上运动。‎ ‎【答案】(1)0 ，50N　(2)25N ，30N (3)7.5m/s2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小车匀速运动时，小球随之一起匀速运动，合力为零，斜面对小球的弹力大小为0，竖直方向上小车对小球的弹力等于小球重力，即：‎ 否则小球的合力不为零，不能做匀速运动.‎ ‎(2)小车向右以加速度a1=3m/s2做匀加速直线运动时受力分析如图所示，有：‎ 代入数据解得：N1=25N，N2=30N ‎(3)要使小球相对于斜面向上运动，则小车对小球弹力为0，球只受重力和斜面的弹力，受力分析如图，有：‎ 代入数据解得：‎ 答：(1)小车向右匀速运动时，斜面对小球的弹力为0和小车对小球的弹力为50N ‎(2)小车向右以加速度3m/s2做匀加速直线运动，斜面和小车对小球的弹力大小分别是N1=25N，N2=30N.‎ ‎(3)小车至少以加速度向右运动才能使小球相对于斜面向上运动。‎ ‎17.如图所示摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以4m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点,其连线水平.已知圆弧半径为2m，人和车的总质量为200kg，特技表演的全过程中，空气阻力不计.(计算中取g=10m/s2.求:‎ ‎(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s.‎ ‎(2)从平台飞出到达A点时速度大小及圆弧对应圆心角θ.‎ ‎(3)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O速度为6m/s,求此时人和车对轨道的压力.‎ ‎【答案】(1)1.6m (2)m/s，90° (3)5600N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)车做的是平抛运动，很据平抛运动的规律可得：‎ 竖直方向上：‎ 水平方向上：‎ 可得：‎ ‎.‎ ‎(2)摩托车落至A点时其竖直方向的分速度：‎ 到达A点时速度：‎ 设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为，则：‎ 即，所以：‎ ‎(3)对摩托车受力分析可以知道，摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，所以有：‎ ‎  ‎ 当时，计算得出.‎ 由牛顿第三定律可以知道人和车在最低点O时对轨道的压力为5600 N.‎ 答：(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离.‎ ‎(2)从平台飞出到达A点时速度，圆弧对应圆心角.‎ ‎(3)当最低点O速度为6m/s，人和车对轨道的压力5600 N.‎ ‎ ‎