甘肃省永昌四中2020届高三上学期期中考试物理试题

甘肃省永昌四中2020届高三上学期期中考试物理试题

永昌四中2019-2020学年高三上学期期中考试 物理 第I卷 一、单项选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。）‎ ‎1.物体做匀加速直线运动，相继经过两段距离为‎16 m的路程，第一段用时4 s，第二段用时2 s，则物体的加速度是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，2s时的瞬时速度等于0-4s内的平均速度：，5s时的瞬时速度等于4-6s内的平均速度：，两个中间时刻的时间间隔为：△t=2+1s=3s，根据加速度定义可得：，故B正确，ACD错误。‎ ‎2.甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在t=0到t=t1时间内，它们的v-t图象如图所示。在这段时间内 A. 汽车甲平均速度比乙大 B. 汽车乙的平均速度等于 C. 甲乙两汽车的位移相同 D. 汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：因为图线与坐标轴所夹的面积是物体的位移，故在0-t1时间内，甲车的位移大于乙车，故根据可知，甲车的平均速度大于乙车，选项A 正确，C错误；因为乙车做变减速运动故平均速度不等于，选项B错误；因为图线的切线的斜率等于物体的加速度，故甲乙两车的加速度均逐渐减小，选项D 错误。‎ 考点：v-t图象及其物理意义 ‎3.一物体重为50 N，与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，现加上如图所示的水平力F1和F2，若F2＝15 N时物体做匀加速直线运动，则F1的值可能是(g＝‎10 m/s2)(　　)‎ A. 3 N B. 25 N C. 30 N D. 50 N ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．若物体向左做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知：‎ F2－F1－μG＝ma>0‎ 解得：‎ F1<5 N 故A项符合题意；‎ BCD．若物体向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知：‎ F1－F2－μG＝ma>0‎ 解得：‎ F1>25 N 故B项不符合题意，CD两项符合题意．‎ ‎4.如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，木块受到向右的拉力F的作用而向右滑行，木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2。下列说法正确的是(　　)‎ A. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg B. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)g C. 当F>μ2(m＋M)g时，木板便会开始运动 D. 只要合适的改变F的大小，木板就可能运动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．m所受M的滑动摩擦力大小 f1=μ1mg 方向水平向左，根据牛顿第三定律得知：木板受到m的摩擦力方向水平向右，大小等于μ1mg．M处于静止状态，水平方向受到m的滑动摩擦力和地面的静摩擦力，根据平衡条件木板受到地面的摩擦力的大小是μ1mg．木板相对于地面处于静止状态，不能使用滑动摩擦力的公式计算木板受到的地面的摩擦力，所以木板与地面之间的摩擦力不一定是μ2(m+M)g，故A正确，B错误；‎ C．开始时木板处于静止状态，说明木块与木板之间的摩擦力小于木板与地面之间的最大静摩擦力，与拉力F的大小无关，所以当 F＞μ2(m+M)g 木板仍静止，故C错误；‎ D．由C的分析可知，增大力F时只会改变m的运动状态，不会改变m对M的摩擦力大小；所以木板受到水平方向作用力等于m对M的摩擦力大小μ1mg，一定小于地面对木板的最大静摩擦力，所以无论怎样改变力F的大小，木板都不可能运动，故D错误。‎ ‎5.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示，用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中（ ）‎ A. F逐渐变大，T逐渐变大 B. F逐渐变大，T逐渐变小 C. F逐渐变小，T逐渐变大 D. F逐渐变小，T逐渐变小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】以O点为研究对象，设绳OA与竖直方向的夹角为，物体的重力为G，进行受力分析，如答图所示，则水平方向有 竖直方向有 易得 ‎，‎ 随着O点向左移动，变大，可知F逐渐变大，T逐渐变大．‎ A．F逐渐变大，T逐渐变大，与结论相符，选项A正确；‎ B．F逐渐变大，T逐渐变小，与结论不相符，选项B错误；‎ C．F逐渐变小，T逐渐变大，与结论不相符，选项C错误；‎ D．F逐渐变小，T逐渐变小，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎6.如图所示，A、B两球质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是(　　)‎ A. 两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为gsin θ B. B球的受力情况未变，瞬时加速度为零 C. A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为gsin θ D. 弹簧有收缩的趋势，B球的瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，瞬时加速度都不为零。‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设两球的质量均为m，对B分析，知弹簧的弹力 F=mgsinθ 当烧断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，隔离对B分析，B的受力情况不变，合力为零，则瞬时加速度为零。‎ 对A，根据牛顿第二定律得，‎ 方向沿斜面向下，故选B。‎ ‎7.如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接，放在倾角为θ的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ。为了增加轻线上的张力，可行的办法是(　　)‎ A. 减小A的质量 B. 减小B的质量 C. 增大倾角θ D. 增大动摩擦因数μ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据牛顿第二定律得，对整体：‎ F-(mA+mB)gsinθ-μ(mA+mB)gcosθ=(mA+mB)a 得 对B：‎ T-mBgsinθ-μmBgcosθ=mBa 得到，轻线上的张力 则要增加T，可减小A物的质量，或增大B物的质量;故选A。‎ ‎8.如图所示，两小球从直角三角形斜面的顶端以相同大小的水平速率向左、向右水平抛出，分别落在两个斜面上，三角形的两底角分别为和，则两小球运动时间之比为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：对于球，，‎ 对于球，，‎ 所以，故B正确，A．C．D错误。‎ 考点：平抛运动 ‎9.如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒，其轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动。有一个质量为的小球A紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，筒口半径和筒高分别为R和H，小球A所在的高度为筒高的一半。已知重力加速度为，则（ ）‎ A. 小球A做匀速圆周运动的角速度 B. 小球A受到重力、支持力和向心力三个力作用 C. 小球A受到的合力大小为 D. 小球A受到的合力方向垂直于筒壁斜向上 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：如下图所示；小球受重力和支持力而做匀速圆周运动，则合外力一定指向圆心；由力的合成可知，；由几何关系可知，；解得：；故A正确；小球只受重力和支持力；向心力是由合外力充当；故B错误；由A的分析可知，合外力 ‎；故C错误；小球受到的合外力指向圆心，故D错误；故选A。‎ 考点：力的大小及方向 ‎10.宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为（　　）‎ A. 0 B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 对飞船受力分析知，所受到的万有引力提供匀速圆周运动的向心力，等于飞船所在位置的重力，即，可得飞船的重力加速度为，故选B。‎ ‎【考点定位】万有引力定律的应用。‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎11. 一斜面被两个小桩A和B固定在光滑的水平地面上，在斜面上放一物体，如图所示，以下判断正确的是 （ ）‎ A. 若物体静止在斜面上，则B受到斜面的挤压 B. 若物体匀速下滑，则B受到斜面的挤压 C. 若物体加速下滑，则A受到斜面的挤压 D. 若物体减速下滑，则A受到斜面的挤压 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 略 ‎12.质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，如图所示，经过最高点而不脱离轨道的速度临界值是v，当小球以2v的速度经过最高点时，对轨道的压力值是(　　)‎ A. 0 B. mg C. 3mg D. 5mg ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】小球恰好通过最高点时，只受到重力作用，重力完全充当向心力，则有，当小球到达最高点速率为2v时，应有，联立解得小球受到轨道的压力大小为，根据牛顿第三定律可知，轨道的压力为3mg,故C项正确，ABD错误。‎ 第II卷 二、(实验题)本题共2小题，每空2分,共18分。‎ ‎13.某学生用图（a）所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图（b）所示，图中标出了5‎ 个连续点之间的距离。‎ ‎（1）物块下滑是的加速度a=_____m/s2；打点C点时物块的速度v=____m/s；‎ ‎（2）已知重力加速度大小为g，求出动摩擦因数，还需测量物理量是____（填正确答案标号）。‎ A．物块的质量 B．斜面的高度 C．斜面的倾角 ‎【答案】（1）3.25 1.79 （2）C ‎【解析】‎ 试题分析：（1）根据，有：，解得：‎ 打C点时物块的速度：‎ ‎（2）对滑块，根据牛顿第二定律，有：，解得：‎ 故还需要测量斜面的倾角，故选：C；‎ 考点：测量动摩擦因数实验 ‎【名师点睛】实验的核心是实验原理，根据原理选择器材，安排实验步骤，分析实验误差，进行数据处理等等．‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎14.图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。 ‎ ‎ (1)完成下列实验步骤中的填空：‎ ‎①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________________的点。‎ ‎②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。‎ ‎③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点列的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。‎ ‎④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。‎ ‎⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1、s2、…。求出与不同m相对应的加速度a。‎ ‎⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出－m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m应成________关系(填“线性”或“非线性”)。‎ ‎(2)完成下列填空：①本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。‎ ‎②图乙为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况由此求得加速度的大小a＝_______ m/s2 (保留三位有效数字)。‎ ‎③图丙为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b ‎，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为____________，小车的质量为________。‎ ‎【答案】 (1). 等间距 (2). 线性 (3). 远小于小车和砝码的总质量 (4). 1.16(1.13～1.19之间均正确) (5). (6). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]在平衡摩擦力时，应小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列等间距的点，则此时说明小车做匀速运动；‎ ‎[2]由牛顿第二定律：F=ma可知：‎ 在F一定时，与m成正比，与m成线性关系.‎ ‎(2)[3]探究牛顿第二定律实验时，当小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和车中砝码的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于小吊盘和盘中物块受到的重力，认为小车受到的拉力不变．‎ ‎[4]两个相邻计数点之间还有4个点，打点计时器的打点时间间隔为0.02s，计数点间的时间间隔：t=0.1s,由匀变速直线运动的推论：‎ ‎△x=at2‎ 可知加速度：‎ ‎[5][6]设小车质量为M，小车受到外力为F，由牛顿第二定律有：‎ 所以 则图象的斜率为，故 纵截距为 则 三、(计算题)本题共3小题，共34分．解答时请写出必要的文字说明、方式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎15.如图所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为‎20 kg的物体，∠ACB＝30°，g取‎10 m/s2，求：‎ ‎(1)轻绳AC段的张力FAC的大小；‎ ‎(2)横梁BC对C端的支持力的大小及方向.‎ ‎【答案】(1)200 N　(2)200 N　方向与水平方向成30°角斜向右上方 ‎【解析】‎ ‎（1）物体M处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力， FAC=FCD=Mg=20×10N=200N ‎(2) 横梁BC对C端的支持力与AC、CD对C端的合力等大反向，由几何关系得：FC=FAC=Mg=200N，方向和水平方向成300角斜向右上方 ‎16.如图8所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角为θ＝30°，另一边与水平地面垂直，顶端有一个定滑轮，跨过定滑轮的细线两端分别与物块A和B连接，A的质量为‎4m ‎，B的质量为m.开始时，将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升，所有摩擦均忽略不计．当A沿斜面下滑距离x后，细线突然断了．求物块B上升的最大高度H.(设B不会与定滑轮相碰)‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 对系统由机械能守恒定律 ‎4mgSsinθ – mgS = 1/2×5 mv2‎ ‎∴ v2=2gS/5‎ 细线断后，B做竖直上抛运动，由机械能守恒定律 mgH= mgS+1/2× mv2 ‎ ‎∴ H =" 1.2" S ‎17.一质量为滑块能在倾角为的足够长的斜面上以的加速度匀加速下滑。如图所示，若用一水平向右的恒力作用于滑块上，使之由静止开始在内沿斜面向下运动的位移。（取）求：‎ ‎（1）滑块和斜面之间的动摩擦因数；‎ ‎（2）恒力的大小。‎ ‎【答案】（1） （2） ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据牛顿第二定律得 解得。‎ ‎（2）滑块沿斜面做匀加速直线运动，则 解得加速度大小为 根据牛顿第二定律可得:‎ 垂直斜面方向:‎ 解得。‎ ‎ ‎