2018-2019学年湖北省荆州中学、宜昌一中等三校高一3月联考物理试题（解析版）

2018-2019学年湖北省荆州中学、宜昌一中等三校高一3月联考物理试题（解析版）

‎2018-2019学年湖北省荆州中学、宜昌一中等三校高一3月联考物理试题（解析版）‎ 一、选择题 ‎1.图示为两个物体A和B在同一直线上沿同一方向同时开始运动的v －t图象，已知在第3 s末两物体在途中相遇，则(　　) ‎ A. 前3 s内两物体的平均速度相同 B. A、B两物体在减速阶段的加速度大小之比为2∶1‎ C. t = 0时，B在A前面 D. t ＝2 s时，A物体运动方向发生改变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由图象的“面积”读出两物体在3s内B的位移大于A的位移，则B的平均速度大于A的平均速度。故A错误。图象的斜率表示加速度，则A在减速过程的加速度大小，B在减速过程的加速度大小．故B正确。3s时两物体相遇，而3s内B的位移大于A的位移，则t = 0时，B在A后面，选项C错误；0-3s内A的速度一直为正值，则t＝2 s时，A物体运动方向没有发生改变，选项D错误；故选B.‎ ‎2.如图所示，物体A、B用轻绳相连跨过光滑定滑轮后，A悬在空中，B放在水平地面上，两物体均处于静止状态．现将B稍向右移一点，A、B仍保持静止，则此时与原来相比（　　）‎ A. B可能始终只受3个力 B. 地面对物体B的支持力变大 C. 地面对物体B的摩擦力变小 D. 物体B受到的细绳拉力变大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】物体B受重力，地面的支持力和摩擦力以及绳子的拉力4个力的作用，选项A错误；以物体A为研究对象，根据平衡条件得知，绳子的拉力等于A的重力，大小保持不变。故D错误；将B物体稍向右移一点时，A、B两物体仍静止，则物体B受到的合力为零，保持不变。设绳子与水平方向的夹角为α，根据平衡条件得，水平方向：f=Fcosα；竖直方向：N=mg-Fsinα；由于绳子拉力F不变，α增大，cosα减小，sinα增大，则地面对物体B的支持力N变小，摩擦力f变小，故B错误，C正确；故选C。‎ ‎3.一水平抛出的小球落到一倾角为θ 的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示，小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为 （ ）‎ A. B. ‎ C. tan θ D. 2tan θ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】如图平抛的末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角θ，则有：tanθ=。则下落高度与水平射程之比为，所以A正确。故选A。‎ ‎4.细绳一端系住一个质量为m的小球，另一端固定在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如图所示的匀速圆周运动．若要小球不离开桌面，其转速不得超过( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】以小球为研究对象，小球受三个力的作用，重力mg、水平面支持力N、绳子拉力F。在竖直方向合力为零，在水平方向所需向心力为，设绳子与竖直夹角为θ，则有：R=htanθ，那么Fcosθ+N=mg；Fsinθ==mω2R=m4π2n2R=m4π2n2‎ htanθ；当球即将离开水平面时，N=0，转速n有最大值。N=mg-m4π2n2h=0，。故选D。‎ ‎5.飞船在地球引力作用下绕地球做匀速圆周运动，若在飞船中与飞船相对静止释放一个物体。则关于物体的运动，下述说法正确的是（ ）‎ A. 物体做匀速直线运动 B. 物体做平抛运动 C. 物体做自由落体运动 D. 物体做匀速圆周运动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 从卫星中与卫星相对静止释放一个物体，该物体将沿原来的轨道继续做匀速圆周运动．‎ 思路分析：由于地球万有引力的原因，卫星做绕地球做圆周运动，从卫星上掉出的物体与卫星具有相等的速度，根据公式可得，该物体将在与卫星相同的轨道上做圆周运动 试题点评：本题考查了天体运动和牛顿运动定律，‎ ‎6.2019年春节上映的国产科幻片中，人类带着地球流浪至靠近木星时，上演了地球的生死存亡之战，木星是太阳系内体积最大、自转最快的行星，它的半径约为，早期伽利略用自制的望远镜发现了木星的四颗卫星，其中，木卫三离木星表面的高度约为，它绕木星做匀速圆周运动的周期约等于，已知引力常量，则木星的质量约为（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】木卫三”绕木星做圆周运动，万有引力做向心力，故有：，解得木星的质量为：；故选C.‎ ‎7.假设地球可视为质量分布均匀的球体，地球表面重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为g，已知地球自转的周期为T，引力常量为G，则地球的质量为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】在两极有：，在赤道有：，联立两式解得，故选B。‎ ‎8.一物体做匀变速直线运动，在t时间内通过的位移为x，它在中间位置的速度为v1,在中间时刻的速度为v2，则v1和v2的关系为( )‎ A. 当物体做匀加速直线运动时v1 > v2‎ B. 当物体做匀加速直线运动时v1 < v2‎ C. 当物体做匀减速直线运动时v1 < v2‎ D. 当物体做匀减速直线运动时v1 > v2‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】作出匀加速的v-t图象，如图1所示。由图可知中间时刻的速度v2，因图象与时间图围成的面积表示物体通过的位移，故由图可知t/2时刻物体的位移小于总位移的一半，故由图得知中间位置的速度v1一定大于v2，即v1＞v2。 ‎ 作出匀减速的v-t图象，如图2所示。由图可知中间时刻的速度v2，因图象与时间图围成的面积表示物体通过的位移，故由图可知t/2时刻物体的位移大于总位移的一半，故中间位置应在中间时刻的左边侧，故此时对应的速度v1一定大于v2，即v1＞v2．故AD正确，BC错误。故选AD。‎ ‎9.如图所示，竖直平面内固定有一个半径为R的光滑圆环形细管，现给小球（直径略小于管内径）一个初速度，使小球在管内做圆周运动，小球通过最高点时的速度为v，已知重力加速度为g , 则下列叙述中正确的是（　　）‎ A. v的极小值为 B. v由零逐渐增大的过程中，轨道对球的弹力先减小再增大 C. 当v由值逐渐增大的过程中，轨道对小球的弹力也逐渐增大 D. 当v由值逐渐减小的过程中，轨道对小球的弹力也逐渐减小 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】由题可知，v的极小值为0，选项A错误；当v的范围在0-范围内逐渐变大时，根据 可知，FN逐渐减小；当v在大于范围内逐渐变大时，根据可知，FN逐渐变大； 故选项BC正确，D错误；故选BC.‎ ‎10.如下图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示（g=10m/s2），则正确的结论是（ ）‎ A. 物体与弹簧分离时，弹簧处于原长状态 B. 弹簧的劲度系数为5 N/cm C. 物体的质量为3kg D. 物体的加速度大小为5m/s2‎ ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】物体与弹簧分离后F保持不变，说明弹簧恢复原长，故A正确；刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有mg=kx；拉力F1为10N时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有F1+kx-mg=ma；物体与弹簧分离后，拉力F2为30N，根据牛顿第二定律，有F2-mg=ma；代入数据解得 m=2kg，k=500N/m=5N/cm，a=5m/s2，故C错误，BD正确；故选ABD。‎ 二、实验题 ‎11.（1）在做“研究平抛物体的运动”这一实验时，下面哪些说法是正确的_______‎ A.安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平 B.进行实验时，每次都要让小球从同一位置由静止释放 C.小球与弧形槽不可避免的摩擦，会影响实验结果 D.为了得到实验结果，不要忘记用天平称出小球的质量 ‎（2)某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的物体运动轨迹，因为没有记录轨道末端位置，所以该同学在轨迹上任取一点a为坐标原点建立如图所示的坐标系（y轴竖直，x轴水平），又在轨迹上另取b、c两点的位置（如图）. （g取10m/s2）根据图中数据，可判断 ‎①小球平抛时的初速度为__________ m/s．‎ ‎②小球开始做平抛运动的位置坐标为x= ______ cm，y= ______cm．‎ ‎【答案】 (1). AB (2). 2.0 (3). -10 (4). -1.25‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）安装弧形槽时，必须使槽的末端的切线方向保持水平，以保证小球能做平抛运动，选项A正确；进行实验时，每次都要让小球从同一位置由静止释放，以保证到达低端的速度相同，选项B正确；小球与弧形槽不可避免的摩擦，不会影响实验结果，只要到达低端的速度相同即可，选项C错误；实验中没必要称出小球的质量，选项D错误；故选AB.‎ ‎（2）①在竖直方向上，根据△y=gT2得，，则物体运动的初速度．B点的竖直速度 ，则从抛出点到b点的时间，从抛出点到b点的竖直距离：；从抛出点到b点的水平距离：；则小球开始做平抛运动的位置坐标为x=-(30-20) =-10 cm，y=-(11.25-10) cm=-1.25cm．‎ ‎12.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图1，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点．‎ ‎（1）图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图2．根据图中数据计算滑块的加速度a=__________m/s2（保留两位有效数字）．‎ ‎（2）为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有__________．‎ A．木板的长度l B．木板的质量m1‎ C．滑块的质量m2 D．托盘和砝码的总质量m3 E．滑块运动的时间 ‎（3）滑块与木板间的动摩擦因数μ=__________（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）．与真实值相比，测量的动摩擦因数____________（填“偏大”或“偏小”）．‎ ‎【答案】 (1). 0.50 (2). CD (3). (4). 偏大 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）滑块的加速度：‎ ‎；‎ ‎（2）由牛顿第二定律可知：，解得 ，则为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有：滑块的质量m2以及爱托盘和砝码的总质量m3，故选CD.‎ ‎（3）由上述可知，滑块与木板间的动摩擦因数；由牛顿第二定律列方程的过程中，考虑了木块和木板之间的摩擦，但没有考虑打点计时器给纸带的阻力、细线和滑轮间、以及空气等阻力，因此导致摩擦因数的测量值偏大．‎ 三、计算题 ‎13.2019年1月3日，嫦娥四号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地冯•卡门撞击坑的预选着陆区，月球车“玉兔二号”到达月面开始巡视探测。作为世界首个在月球背面软着陆和巡视探测的航天器，其主要任务是继续更深层次更加全面地科学探测月球地质、资源等方面的信息，完善月球的档案资料。已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，月球质量与地球质量之比为q，月球半径与地球半径之比为p。求：‎ ‎（1）月球表面的重力加速度 ‎ ‎（2）“嫦娥四号”在距月面高为h的环月轨道上运行时的速度大小。‎ ‎【答案】（1） （2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在地球表面： ；‎ 在月球表面：，其中： ‎ 联立解得： ‎ ‎（2）对“嫦娥四号”在环月轨道上的运动，则 解得 ‎14.一半径为的光滑圆环固定在竖直平面内，环上套两个中央有孔的小球A和B，A、B间由原长为的轻弹簧连接，它们处于如图所示位置时恰好能保持静止状态，此时B球与环心等高，AB与水平面成30°夹角。已知B球质量为，求 ‎（1）A球质量 ‎（2）弹簧的劲度系数k。‎ ‎【答案】A球的质量为2m，弹簧的劲度系数为 ．‎ ‎【解析】‎ ‎【试题分析】用隔离法分别对AB进行受力分析，然后根据平衡条件列方程即可求解 以B球为研究对象进行受力分析，设弹簧的拉力为F，有：‎ F•sin30°=mg 解得：F=2mg 根据胡克定律：‎ 得：‎ 对A求进行受力分析，‎ 在圆环切线方向上有：mAgsin30°=Fsin30°‎ 得：mA=2m ‎【点睛】本题属于中档题，熟练的应用隔离法进行受力分析时关键．‎ ‎15.一粗糙圆盘绕过盘心的竖直转轴在水平面内以角速度ω匀速转动，将质量m=1kg的滑块放在盘上距轴r=0.5m处随盘转动，滑块和转轴用拉长的轻质弹性绳连接。只有当盘的角速度满足2rad/s ≤ ω ≤ 4rad/s时，滑块才能相对盘静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，则：‎ ‎（1）滑块与盘间的动摩擦因数μ ‎（2）若当滑块和盘一起匀速转动时烧断弹性绳，滑块还能相对盘保持静止，求盘的角速度ω的取值范围 ‎【答案】（1）0.3（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当盘的角速度最小时，滑块受到的静摩擦力方向向外且达到最大，此时对滑块：‎ 当盘的角速度最大时，滑块受到的静摩擦力方向向里且达到最大，此时对滑块： ‎ 解得μ=0.3‎ ‎（2）若烧断弹性绳仍相对盘保持静止，则盘转动的角速度最大为ω3，此时滑块受的静摩擦力达到最大且方向指向圆心 解得 ‎ 则盘转动的角速度的范围：‎ ‎16.一倾角为θ=30°的足够长光滑斜面上有一质量M=1kg的长木板和放在木板下端质量m=2kg的滑块，木板长度为L=1.8m，滑块和木板间动摩擦因数为μ=。现用一沿斜面向上的恒力F作用于滑块，g取10m/s2，则：‎ ‎（1）当F1=20N时，求木板和滑块各自的加速度；‎ ‎（2）若恒力大小为F2，且F2能使滑块相对长木板斜向上滑动，求F2满足的条件；‎ ‎（3）若恒力为F3=36N，作用一段时间后撤去F3，滑块刚好能从长木板上端滑下，求力F的作用时间。‎ ‎【答案】（1）均为m/s2，方向沿斜面向上；（2）F2>30N（3）1s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）假设木板和滑块相对静止，则它们的加速度相同，均为a，则：‎ 对整体： ‎ 解得 ‎ 对木板： ‎ 解得，则假设成立，‎ 则木板和滑块的加速度均为 ，方向沿斜面向上；‎ ‎（2）当滑块恰好相对长木板斜向上滑动，则，对木板： ‎ 对整体：‎ 解得a0=5m/s2，F0=30N，当F2>30N时，符合题意；‎ ‎（3）有恒力在时，对滑块：‎ 对木板：‎ 解得a1=8m/s2 a2=5m/s2‎ 撤去恒力后，对滑块：‎ 解得a3=10m/s2‎ 设力F的作用时间为t，撤去力后再经t＇达到共同的速度，则： ‎ 又： ‎ 解得t=1s ‎ ‎