【物理】黑龙江省伊春市第二中学2020届高三上学期期中考试试题（解析版） 13页

黑龙江省伊春市第二中学2020届高三上学期 期中考试 一、选择题 ‎1.一辆公共汽车进站后开始刹车,做匀减速直线运动。开始刹车后的第1 s内和第2 s内位移大小依次为9 m和7 m,则刹车后6 s内的位移是 A. 25 m B. 24 m C. 20 m D. 75 m ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度，结合位移时间公式求出初速度，从而得出汽车刹车到停止的时间，判断汽车是否停止，结合位移公式求出汽车刹车后的位移．‎ ‎【详解】根据△x=at2，可得：；从开始刹车计时，1 s时的速度为：v1=m/s＝8m/s，再经过汽车停止运动，所以汽车的总刹车时间是5 s，刹车后6 s内的位移即5s内的位移为：，故选A.‎ ‎2.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；‎ ‎3.沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度–时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0~5 s、5~10 s、10~15 s内F的大小分别为F1、F2和F3，则 A. F1F3‎ C. F1>F3 D. F1=F3‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 由v–t图象可知，0~5 s内加速度a1="0.2" m/s2，沿斜面向下，根据牛顿第二定律有mgsin θ–f–F1=ma1，F1="mgsin" θ–f–0.2m；5~10 s内加速度a2=0，根据牛顿第二定律有mgsin θ–f–F2=ma2，F2="mgsin" θ–f；10~15 s内加速度a3="–0.2" m/s2，沿斜面向上，根据牛顿第二定律有mgsin θ–f–F3=ma3，F3="mgsin" θ–f+0.2m。故可得：F3>F2>F1，选项A正确。‎ ‎【考点定位】图像，牛顿第二定律 ‎【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，基础题。‎ ‎4. 有A、B两小球，B的质量为A的两倍；现将它们以相同速率沿同一方向抛出，不计空气阻力．图中①为A的运动轨迹，则B的运动轨迹是（ ）‎ A. ① B. ② C. ③ D. ④‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：两球初速度大小和方向均相同，同时因抛出后两物体均只受重力，故加速度相同，因此二者具有相同的运动状态，故B的运动轨迹也是①；选项A正确，BCD错误．故选A。‎ 考点：抛体运动 ‎【名师点睛】本题考查对抛体运动的掌握，要注意明确质量不同的物体在空中加速度是相同的，而影响物体运动的关键因素在于加速度，与质量无关。‎ ‎5.如图所示的装置可以将滑块水平方向的往复运动转化为OB杆绕O点的转动，图中A、B、O三处都是转轴。当滑块在光滑的水平横杆上滑动时，带动连杆AB运动，AB杆带动OB杆以O点为轴转动，若某时刻滑块的水平速度v，连杆与水平方向夹角为，AB杆与OB杆的夹角为，此时B点转动的线速度为( )‎ ‎ ‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】A点的速度的方向沿水平方向，如图将A点的速度分解：‎ 根据运动的合成与分解可知，沿杆方向的分速度：vA分=vcosα，B点做圆周运动，实际速度是圆周运动的线速度，可以分解为沿杆方向的分速度和垂直于杆方向的分速度，如图设B的线速度为v′则：vB分=v′•cosθ=v′cos（90°-β）=v′sinβ 又二者沿杆方向的分速度是相等的，即：vA分=vB分 联立可得： ．故A正确，BCD错误；故选A.‎ 点睛：解决本题的关键会根据平行四边形定则对速度进行分解，B点绕O转动的线速度为实际速度.‎ ‎6.甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v-t图像如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶，则（ ）‎ A. 在t=1s时，甲车在乙车后 B. 在t=0时，甲车在乙车前7.5m C. 两车另一次并排行驶的时刻是t=2s D. 甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AC.根据速度时间图象的“面积”表示位移，由几何知识可知，1-3s甲、乙两车通过的位移相等，两车在t=3s时并排行驶，所以两车在t=1s时也并排行驶，故AC错误；‎ B.由图象可知，0-1s内乙车比甲车多走的距离为 而t=1s时刻两车并排而行，可知在t=0时，甲车在乙车前7.5m，选项B正确； ‎ D.由图像可知，甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离等于从t=1s到t=3s过程中甲车的位移，则为 ‎，‎ 故D正确。‎ ‎7.一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则(　　)‎ A. 质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B. 质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直 C. 质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同 D. 质点单位时间内速率的变化量总是不变 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 试题分析：因为原来质点做匀速直线运动，合外力为0，现在施加一恒力，质点的合力就是这个恒力，所以质点可能做匀变速直线运动，也有可能做匀变速曲线运动，这个过程中加速度不变，速度的变化率不变。但若做匀变速曲线运动，单位时间内速率的变化量是变化的。故C正确，D错误。若做匀变速曲线运动，则质点速度的方向不会总是与该恒力的方向相同，故A错误；不管做匀变速直线运动，还是做匀变速曲线运动，质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直，故B正确。‎ 考点：牛顿运动定律 ‎8.2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的（ ）‎ A. 密度 B. 向心力的大小 ‎ C. 离地高度 D. 线速度的大小 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 根据题意，已知卫星运动的周期T，地球的半径R，地球表面的重力加速度g，卫星受到的外有引力充当向心力，故有，卫星的质量被抵消，则不能计算卫星的密度，更不能计算卫星的向心力大小，AB错误；由解得，而，故可计算卫星距离地球表面的高度，C正确；根据公式，轨道半径可以求出，周期已知，故可以计算出卫星绕地球运动的线速度，D正确；‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力（忽略自转），2、万有引力提供向心力，并能灵活运用。‎ 二、非选择题：‎ ‎9.小青用如图甲所示的实验装置，探究“加速度与力和质量的关系”。‎ ‎(1)以下关于图甲中操作正确的是________。 ‎ A.本实验采用了控制变量法探究多个变量之间的关系 B.如果选用电火花计时器，所用的交流电为低压6 V C.操作过程中应控制砂和砂桶的总质量远大于小车的质量 ‎(2)小青通过实验获得如表所示的几组数据，请用描点法在图乙中得出a -F的关系图象______。‎ F/(×9.8×10-3 N)‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ ‎12‎ ‎14‎ a/(m·s-2)‎ ‎0.22‎ ‎0.31‎ ‎0.42‎ ‎0.51‎ ‎059‎ ‎0.68‎ ‎0.78‎ ‎ (3)根据第(2)小题中画出的图线，可以判断在操作过程中，平衡摩擦力时，长木板的倾角__________(选填“偏大”“恰好”或“偏小”)。‎ ‎【答案】 (1). A (2). (3). 偏大 ‎【详解】(1)[1]A. 本题考查实验“探究加速度与力和质量的关系”，描点法，本实验要探究加速度、力、质量三个变量间的关系，采用控制变量法，即先控制小车质量不变，研究小车加速度与合力（拉力）的关系，再控制小车所受合力（拉力）不变，研究加速度与质量的关系，故A正确；‎ B. 若选用电火花计时器，对应电压应为交流220V，故B错误；‎ C. 为使沙桶及桶内沙的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，应满足的条件是沙桶及桶内沙的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量，故C错误；‎ ‎(2)[2]采用描点法画出的关系图象如答案图所示；‎ ‎(3)[3]由图线得，直线与纵轴交于点（0，0.03m/s2），即没有拉力时，小车已有加速度，说明长木板的倾角偏大。‎ ‎10.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与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个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；‎ E．只用一个弹簧测力计，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：有重要遗漏的内容分别是__________和_____________。‎ ‎【答案】 (1)F′ (2)B (3)C中应加上“记下两条细绳的方向”.。 E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”。‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 本实验是要验证平行四边形定则，注意在理解实验的原理基础上，掌握实验的方法和数据的处理方法以及需要注意的事项，尤其是理解本实验的“等效”思想。‎ ‎【详解】（1）F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力。故方向一定沿AO方向的是F′；‎ ‎（2）本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B。‎ ‎（3）步骤C中应加上“记下两条细绳的方向”。步骤E中应说明“把橡皮条的结点拉到同一位置O”。‎ ‎11.汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动，产生明显的滑动痕迹，即常说的刹车线．由刹车线长短可以得知汽车刹车前的速度大小，因此刹车线的长度是分析交通事故的一个重要依据．若某汽车刹车后至停止的加速度大小为7m/s2，刹车线长为14m．求：‎ ‎（1）该汽车刹车前初始速度v0的大小．‎ ‎（2）该汽车从刹车至停下来所用时间t．‎ ‎（3）某市规定，卡车在市区内行驶，速度不得超过40km/h，一次一辆飞驰卡车紧急刹车后，经t=1.5s停止，量得路面刹车线长9m，问这车是否违章？（假定刹车后卡车做匀减速运动 ‎【答案】（1）14m/s（2）2s（3）超速 ‎【解析】‎ ‎(1)已知物体运动过程位移s=14m、加速度a=7m/s2、末速度零，‎ 可以用位移速度关系式：‎ 带入数据得：v0=14m/s；‎ ‎(2)由速度时间关系式：v=v0+at 带入数据得：t=2s；‎ ‎(3) 经t=1.5s停止，刹车线长9m，，‎ 则最大速度 该车超速。 ‎ ‎12.如图所示，一辆载重卡车沿平直公路行驶，车上载有质量均为mA、B两块长方体水泥预制件。已知预制件左端与车厢前挡板的距离为L，A、B间以及B与车厢间的动摩擦因数分别为（），各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，卡车以速度匀速行驶时，因前方出现障碍物而制动并做匀减速直线运动。‎ ‎（1）卡车制动的加速度满足什么关系时，预制件A相对B滑动，而B相对车厢底板静止？‎ ‎（2）卡车制动后为保证司机安全，在B相对车厢静止的情况下，预制件A不与车厢前挡板碰撞，则卡车从开始制动到停止所经历的时间应满足什么条件？‎ ‎【答案】（1）‎ ‎（2）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）若A相对B滑动，则有：（2分）‎ 即：（1分）‎ 若B相对车厢底板滑动，则有：（2分）‎ 即：（1分）‎ 要使A相对B滑动，需满足（1分）‎ 要使B相对于车厢底板静止，需满足（1分）‎ 联立以上各式得：（1分）‎ ‎（2）卡车制动后，设A的位移为s1，有（1分）‎ 卡车的位移为s车，有：（2分）‎ 要使A不与车厢的前挡板相碰，应满足（1分）‎ 即（1分）‎ 故：（1分）‎ 设卡车制动时间为t，则有（2分）‎ 得（1分）‎ 考点：本题考查牛顿第二定律、匀变速运动的规律 ‎13.如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直径。O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα=，一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求：‎ ‎（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；‎ ‎（2）小球到达A点时动量的大小；‎ ‎（3）小球从C点落至水平轨道所用的时间。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析 本题考查小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动及其相关的知识点，意在考查考生灵活运用相关知识解决问题的的能力。‎ 解析（1）设水平恒力的大小为F0，小球到达C点时所受合力的大小为F。由力的合成法则有 ‎①‎ ‎②‎ 设小球到达C点时的速度大小为v，由牛顿第二定律得 ‎③‎ 由①②③式和题给数据得 ‎④‎ ‎⑤‎ ‎（2）设小球到达A点的速度大小为，作，交PA于D点，由几何关系得 ‎⑥‎ ‎⑦‎ 由动能定理有 ‎⑧‎ 由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得，小球在A点的动量大小为 ‎⑨‎ ‎（3）小球离开C点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为g。设小球在竖直方向的初速度为，从C点落至水平轨道上所用时间为t。由运动学公式有 ‎⑩‎ 由⑤⑦⑩式和题给数据得 点睛 小球在竖直面内的圆周运动是常见经典模型，此题将小球在竖直面内的圆周运动、受力分析、动量、斜下抛运动有机结合，经典创新。‎