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- 2021-05-25 发布
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黄冈市2019年高三年级9月质量检测
物理试题
黄冈市教育科学研究院命制 2018年9月25日上午8: 00-9: 30
考生注意
1.本试卷分第I卷和第II卷,第I卷为选择题,第II卷为非选择题.
2.本试卷满分110分,考试时间90分钟.
3.请将各题答案填到答题卷相应位置,考试结束,考生只交答题卷.
第I卷(选择题共50分
一、选择题:本题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,第1-6题只有一项符合题目要求,第7 -10题有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.
1.摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施,游客坐在摩天轮上可以从高处俯瞰四周景色.现假设摩天轮正绕中间的固定轴在竖直面内做匀速圆周运动,游客坐在座舱中与座舱保持相对静止(座舱及乘客可视为质点),则正确的说法是
A. 游客受力平衡
B. 游客所受的合外力总是指向摩天轮固定轴
C. 游客在最高点和最低点时,对座椅的压力大小相等
D. 由于向心加速度恒定,故座舱做匀变速曲线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.摩天轮匀速转动,故游客也是做匀速圆周运动,合力提供向心力,不为零,故不是平衡状态,故A错误;
B.
因为摩天轮做匀速转动,所以游客也是做匀速圆周运动,合力运动指向圆心,提供向心力,所以游客所受的合外力总是指向摩天轮固定轴,故B正确;
C. 当摩天轮转到最低点时,由向心力公式
解得
当摩天轮转到最高点时,由向心力公式
解得
所以游客在最高点和最低点时,对座椅的压力大小不相等,故C错误;
D. 座舱做匀速圆周运动,向心加速度大小不变,但方向发生改变,所以向心加速度不恒定,座舱不是做匀变速曲线运动,故D错误。
2.一名跳伞运动员从悬停在高空的直升机中跳下,研究人员利用运动员随身携带的仪器记录下了运动员的运动情况.通过分析数据,得到了运动员从跳离飞机到落地的过程中在空中沿竖直方向运动的v-t图象如图所示,则下列关于运动员的运动的说法中正确的是
A. 0-t1时间内,运动员的平均速度为
B. t2 时刻,运动员打开降落伞
C. 0-t1间内,运动员的加速度逐渐增大
D. t1-t2时间内,运动员所受阻力逐渐减小
【答案】D
【解析】
【详解】A. 0-t1时间内,速度图像是曲线,所以运动员的平均速度不为,故A错误;
B. 由图可知,t1时运动员开始做减速运动,所以t1时刻,运动员打开降落伞,故B错误;
C. 0-t1间内,由速度图像可知,图像切线的斜率越来越小,所以运动员的加速度逐渐减小,故C错误;
D. t1-t2时间内,运动员做减速运动,由牛顿第二定律得:
解得:
由速度图像可知加速度减小,所以运动员所受阻力逐渐减小,故D正确。
3.将一小球从离水平地面H高处以某一速度竖直向上抛出,已知小球上升至最高点所用时间为T1,从最高点落至地面所用时间为T2,空气阻力忽略不计。则当地重力加速度的大小为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球竖直上抛运动上升最大高度
①
小球做自由落体运动,可知
②
由①②式解得:
A. 与上述计算结果相符,故A正确;
B. 与上述计算结果不相符,故B错误;
C. 与上述计算结果不相符,故C错误;
D. 与上述计算结果不相符,故D错误;
4.游乐园里有一种叫“飞椅”的游乐项目,简化后的示意图如图所示。飞椅用钢绳固定悬挂在顶部同一水平转盘上的圆周上,转盘绕穿过其中心的竖直轴匀速转动。稳定后,每根钢绳(含飞椅及游客)与转轴在同一竖直平面内。图中甲的钢绳的长度大于乙的钢绳的长度,钢绳与竖直方向的夹角分别为、,不计钢绳的重力下列判断正确的是
A. 甲、乙的线速度大小相同
B. 甲的角速度大于乙的角速度
C. 无论两个游客的质量分别有多大, 一定大于
D. 如果两个游客的质量相同,则有等于
【答案】C
【解析】
【详解】AB. 转盘绕穿过其中心的竖直轴匀速转动,所以甲的角速度等于乙的角速度, 它们的半径有可能不相等,根据
所以甲乙两者线速度可能不相等,故AB错误;
CD. 设钢绳延长线与转轴交点与游客所在水平面的高度为h,对游客受力分析,由牛顿第二定律和向心力公式可得:
则:
设圆盘半径为r,绳长为L,据几何关系可得:
因为:
所以:
由上分析得:无论两个游客的质量分别有多大,θ1一定大于θ2;故C正确,D错误。
5.一质点沿粗糙水平地面做匀减速直线运动,先后经过A、B、C三点,最终停在D点已知AB=BC=3m,质点通过AB段和BC段所用时间分别为0.5s和1s.则CD段距离为
A. m B. 1m C. m D. 3m
【答案】A
【解析】
【详解】AB段的平均速度,也就是AB段的中间时刻的速度
BC段的平均速度,也就是BC段的中间时刻的速度
所以质点的加速度
由速度公式得C点的速度
由速度位移关系可知:CD段的距离
A. m与上述计算结果相符,故A正确;
B. 1m与上述计算结果不相符,故B错误;
C. m与上述计算结果不相符,故C错误;
D. 3m与上述计算结果不相符,故D错误;
6.如图所示,倾斜索道与水平面夹角为37°,当载人车厢沿钢索运动时,车厢里质量为m的人对厢底的压力为其重量的1.25倍,已知重力加速度为g,下列说法正确的是
A. 载人车厢一定沿斜索道向上运动
B. 人对厢底的摩擦力方向向右
C. 车厢运动的加速度大小为是
D. 车厢对人的摩擦力大小为mg
【答案】D
【解析】
【详解】A.因为人对车厢的压力大于重力,处于超重状态,所以载人车厢可能沿斜索道向上做加速运动,也可能沿斜索道向下做减速运动,故A错误;
BCD.由A分析知,车厢加速度沿索道斜向上。将a沿水平和竖直两个方向分解,对重物受力分析如图
水平方向:
竖直方向:
由几何关系
解得车厢的加速度
车厢对人的摩擦力大小为
方向水平向右,
根据牛顿第三定律得:人对厢底的摩擦力方向向左,故BC错误,D正确。
7.如图所示,倾角为θ=30°的斜面体c置于水平地面上,滑块b置于光滑斜面上,通过细绳跨过定滑轮与物体a连接,连接b的一段细绳与斜面平行,连接a的一段细绳竖直,a下端连接在竖直固定在地面的轻弹簧上,整个系统保持静止.已知物块a、b、c的质量分别为m、4m、M,重力加速度为g,不计滑轮的质量和摩擦.下列说法中正确的是
A. 弹簧弹力大小为mg
B. 地面对c的摩擦力为零
C. 剪断轻绳的瞬间,c对地面的压力为
D. 剪断轻绳的瞬间,a的加速度大小为2g
【答案】AD
【解析】
【详解】A.以b为对象,沿斜面方向得
以a为对象
解得:
故A正确;
B. 对bc组成的系统受力分析可知,重力G,支持力F,细线的拉力,地面的摩擦力f,故B错误;
C. 剪断轻绳的瞬间, b沿加速下滑,处于失重状态,所以c对地面的压力小于,故C错误;
D. 剪断轻绳的瞬间,弹簧的弹力不变,根据牛顿第二定律得:a的加速度大小
故D正确。
8.如图所示,在斜面顶端a处以速度水平抛出一小球,经过时间恰好落在斜面底端c处.今在c点正上方与a等高的b处以速度水平抛出另一小球,经过时间恰好落在斜面的中点d处.若不计空气阻力,下列说法正确的是
A.
B.
C. 若将a处水平抛出的小球初速度变为原来的一半,则小球将落到ad段的中点处
D. 若将b处水平抛出的小球初速度变为原来的两倍,则小球将落到ad段的中点处
【答案】BC
【解析】
【详解】A.做平抛运动的物体运动时间由竖直方向的高度决定
a物体下落的高度是b的2倍,所以有
故A错误;
B.水平方向的距离由高度和初速度决定
由题意得a的水平位移是b的2倍,a物体下落的高度是b的2倍,可知
故B正确;
C. 若将a处水平抛出的小球初速度变为原来的一半,将落到斜面上
水平方向:
竖直方向:
由几何关系
解得:a球运动时间
若将a处水平抛出的小球初速度变为原来的一半,运动时间是原来的一半,下降的高度是原来的,所以若将a处水平抛出的小球初速度变为原来的一半,则小球将落到ad段的中点处,故C正确;
D. 小球将落到ad段的中点处,高度减半,运动时间
若将b处水平抛出的初速度变为原来的两倍,
水平位移
由几何关系可知,小球将落到ad段的中点处时,应该存在
与上述计算结果不一致,故D错误。
9.如图所示,水平横杆上套有圆环A,圆环A通过轻绳与重物B相连,轻绳绕过固定在横杆下光滑的定滑轮,轻绳通过光滑动滑轮挂着物体C,并在某一位置达到平衡,现将圆环A缓慢向右移动一段距离,系统仍保持静止,则下列说法中正确的是
A. 轻绳的拉力变大
B. 横杆对圆环A的摩擦力不变
C. 物块C的高度上升
D. 物块B的高度上升
【答案】BD
【解析】
【详解】A.物体B保持静止,受重力和拉力,根据平衡条件,轻绳拉力大小处处相同,等于B的重力,保持不变,故A错误;
BCD. 重物C受重力和两侧绳子的拉力,始终平衡,拉力和重力大小都不变,根据平衡条件,动滑轮两侧绳子夹角保持不变,栓接A的轻绳与水平方向夹角不变,重物C必定下降,物块B的高度上升,绳子对A环的拉力的大小和方向均不改变,故杆对环的摩擦力也一定不变,故C错误,BD正确。
10.如图所示,一倾角为的倾斜传送带以速度v顺时针匀速运转,t=0时刻,一小滑块(可视为质点)从传送带底端处以初速度v0沿传送带向上滑上传送带,在t0时刻离开传送带.则下列描述小滑块的速度随时间变化的关系图象可能正确的是
A. B.
C. D.
【答案】ABD
【解析】
【详解】ACD.根据题意,设传送带倾角为,动摩擦因数.若:
滑块沿斜面的合力不可能为0,也就不可能匀速运动。
若v0>v,滑动摩擦力沿传送带向下,合力是滑动摩擦力和重力沿传送带分力之和;
减速v0=v之后,滑动摩擦力沿传送带向上,合力是滑动摩擦力和重力沿传送带分力之差,也就是加速度变小,当传送带较短时,滑块将从上端离开传送带,不会反向运动,当传送带较长时,滑块速度减小为0后,后反向运动从传送带下端离开,故C错误,AD正确;
B.若
若v0>d),光电计时器记录下小球通过光电门的遮光时间为t,当地的重力加速度为g.则:
(1)如图乙所示,用螺旋测微器测得小球的直径d=_______________mm.
(2)多次改变高度H,重复上述实验,测得多组H与对应的I的值.在处理数据时为了得到线性图象,我们应该作出_________图象.
A. B. C. D.
(3)若按上述要求作出的图线为一条过原点的倾斜直线,斜率为k,则当地重力加速度g的表达式为______. (用k、d 表示)
(4)写出一-条能够减小实验误差的建议__________________________
【答案】 (1). 6.860 (2). B (3). (4). 适当减小小球的直径
【解析】
【详解】(1)[1] 螺旋测微器测得小球的直径d=6.5mm+36.0ⅹ0.01mm=6.860mm
(2)[2] 依据小球在极短时间内的平均速度等于瞬时速度,那么小球通过光电门的速度
由速度位移关系可得:
变形得
我们应该作出图像,故选B
(3)[3]斜率
所以重力加速度
(4)[4] 适当减小小球的直径,可以更精确测出小球通过光电门的速度,从而可能让实验减小实验误差。
三、计算题(本题共4小题,共45分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.在光滑水平桌面上建立直角坐标系xoy,俯视图如图所示。一质量为1kg的小球(可视为质点)从y轴上的P点处以速度v0沿x轴正方向射出,同时小球受到一个沿y轴负方向的水平恒力F=1.6N作用,其运动轨迹经过A、B两点,其坐标分别为(5cm,0)、( 10cm,-15cm).求:
(1)P点的坐标;
(2)小球从P点射出的初速度v0的大小.
【答案】(1)(0, 5cm) (2)0.2m/s
【解析】
【详解】(1)小球从P点运动到B点做类平抛运动,x方向上匀速直线运动
xPA=xAB=5cm
故
y方向上做初速度为零的匀加速直线运动,故
yPA:yAB=1:3
由于
yAB=15cm
故yPA=5cm,即P点坐标为(0, 5cm)
(2)y方向上:
由
得:T=0.25s
x方向上:
m/s
14.一辆客车以v1=36km/h的速度驶出车站并沿着平直的公路向前匀速行驶.此时司机发现在车后方s0 =22m处有一名乘客还没有上车,司机经过的反应时间后(反应时间内司机没有采取制动),以大小为4m/s2的加速度匀减速刹车,客车刹车的同时该乘客也以的速度匀速跑向客车.求从司机发现该乘客,到乘客追上客车所用的时间
【答案】8.7s
【解析】
【详解】当客车开始杀车时,两车相距的距离为
m
设客车开始刹车后,再经时间t1乘客追上客车
解得:
t1=s
而此时车速 m/s<0,故车提前静止
车运动的总位移为:
m
s
故从司机发现该乘客,到乘客追上客车所用的时间t=t0+t1=8.7s
15.如图所示,倾角θ= 30°的固定斜面AB长度L=3.75m,一质量m= 1kg的小物块(可视为质点)在外力F作用下沿斜面向上运动.已知物块与斜面之间的动摩擦因数,取重力加速度g=10 m/s2.
(1)若外力F的方向水平向右,要使小物块沿斜面匀速上滑,则F多大;
(2)若外力F大小为15N且方向沿斜面向上,要使小物块能够运动到B点,则外力F至少作用多长时间?
【答案】(1)N ( 2)t1=1s
【解析】
【详解】(1)若小滑块沿斜面匀速上滑,其受力如图
解得:
N
(2)当对小滑块施加外力F2=15N时,滑块匀加速上滑,其加速度大小为
m/s2
撤去外力后,滑块匀减速运动,其加速度大小为
m/s2
当滑块刚好能够滑至B点时,力F2的作用时间最短。则
解得:t1=1s
16.如图甲所示,完全相同的两个长木板A、B紧靠在一起(但不粘连)静置于水平地面上,t=0时刻一小物块(可视为质点)以某一较小的速度从长木板A的左端滑上,小物块始终在A的上表面,以后长木板A运动的速度-时间图象如图乙所示已知长木板长度L=1.25m,物块与长木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板、木板与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2.
(1)求物块与长木板间、长木板与地面间的动摩擦因数;
(2)若小物块的初速度,试通过计算判断小物块最终停在A的上表面,还是B的上表面,并确定其位置.
【答案】(1) (2)故滑块最终停在B板上表面,离B板左端m处
【解析】
【详解】(1)设滑块和长木板的质量均为m,
0-0.1s内,A、B两板一起做匀加速直线运动,设加速度大小a1,
对两板的整体由牛顿运动定律得:
0.1s-0.2s内,滑块与两木板一起匀减速运动,设加速度大小为a2,
对三者的整体由牛顿运动定律得:
由乙图可知:
m/s2
由上式可解得:
(2)若滑块以v0=4m/s滑上A板,设滑块匀减速运动的加速度大小为a0,假设滑块会滑离A板,它在A板上运动的时间为t1
m/s2
解得:
s
m/s
m/s
由于v1>v2,故假设成立,滑块会离开A板,滑上B板
滑块滑上B板后,假设最终与B板达到共同速度,相对滑动的时间为t2
B板的加速度
m/s2
由
解得:
s
=m