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- 2021-05-27 发布
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2019年秋季南侨中学高三年段第一阶段考试理科
物理试题
一.单项选择题(本题共8道小题,共32分,每小题只有一个选项符合题意,选对的得4分,错选、不选或多选得0分)
1.甲、乙两辆汽车从同一地点同时出发,并向同一方向直线行驶,如图所示是它的速度随时间变化的图象,下列判断中错误的是:( )
A. 在t1时刻,甲、乙两车的速度相等
B. 在0-t1内,乙车加速度一直比甲车加速度大
C. 在0-t1内,乙车平均速度比甲车平均速度大
D. 甲、乙两车相遇时,一定在t1时刻以后
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据v-t图像可知:在t1时刻,甲、乙两车的速度相等,故A不符合题意;
B.图像的斜率代表了运动的加速度,从图像可以看出在在0-t1内,乙车加速度不是一直比甲车的加速度大,故B符合题意;
C.在v-t图像中,图像所包围的面积表示运动走过的位移,从图像可以看出在0-t1内,乙车的位移大于甲车的位移,所以乙车平均速度比甲车平均速度大,故C
不符合题意;
D. 在0-t1内,乙车的位移大于甲车的位移,所以甲、乙两车相遇时,一定在t1时刻以后,故D不符合题意。
2.如图所示,两个质量均为m的物体A、B叠放在光滑水平面上,已知A与B间的动摩擦因数为 ,重力加速度为g。现用水平外力F拉A,要将A拉离B,则F至少要大于:( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】拉力F作用在A上,B产生的最大加速度为,对A由牛顿第二定律得:
,
解得:
,
A. ,与分析不符,故A错误;
B. ,与分析不符,故B错误;
C. ,与分析相符,故C正确;
D. ,与分析不符,故D错误。
3.如图所示,倾角为θ=300的光滑斜面上固定有竖直光滑挡板P,横截面为直角三角形的物块A放在挡板与斜面之间,则物块A对竖直挡板P的压力与对斜面的压力大小之比为:( )
A. 1 :2 B. 2 :1
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】将物体A受重力按照力的效果进行分解,如图所示:
计算得出:
故
即物块A对竖直挡板P的压力与物块A对斜面的压力大小之比为;
A. 1 :2,与分析相符,故A正确;
B. 2 :1,与分析不符,故B错误;
C. ,与分析不符,故C错误;
D. ,与分析不符,故D错误。
4.如图所示,AB、BD为两段轻绳,其中BD段水平,BC为处于伸长状态的轻质弹簧,且AB和BC与竖直方向的夹角均为,现将BD绳绕B点缓慢向上转动,转动过程中保持B点位置不动,则在转动过程中,BD绳中张力Fr变化情况是:( )
A. 变大 B. 变小
C. 先变小后变大 D. 先变大后变小
【答案】B
【解析】
【详解】以结点B为研究对象,分析受力情况:受到AB、BC和BD的拉力,如图:
由平衡条件得知,F2和F3的合力与F1大小相等、方向相反,要保持B点的位置不变,BD绳向上转动的角度最大为,由于B点的位置不变,因此弹簧的弹力不变,由图解可知,AB绳的拉力减小,BD绳的拉力也减小,
A. 变大,与分析不符,故A错误;
B. 变小,与分析相符,故B正确;
C. 先变小后变大,与分析不符,故C错误;
D. 先变大后变小,与分析不符,故C错误;
5.如图所示,A、B两个小箱子的质量大小为mA=4mB ,它们之间用轻弹簧相连,一起静止在光滑水平面上,用向右的水平恒力F作用于箱子B,使系统由静止开始运动,弹簧的伸长量为x1,如把同样大小的水平恒力F改为作用于箱子A上,使系统由静止开始向左运动时弹簧的伸长量为x2,则x1 : x2为( )
A. 1 :4 B. 4 :1 C. 1 :1 D. 以上都有可能
【答案】B
【解析】
【详解】当水平力作用在B上时要是整个系统运动,则
以A为对象,有牛顿第二定律可知:
解得:
当水平力作用在A上时要是整个系统运动,则
以B为对象,有牛顿第二定律可知:
解得:
所以
A. 1 :4,与分析不符,故A错误;
B. 4 :1,与分析相符,故B正确;
C. 1 :1,与分析不符,故C错误;
D. 以上都有可能,与分析不符,故D错误。
6.如图所示,两个相同材料制成的水平摩擦轮A和B,两轮半径分别为RA与RB,且RA=2RB ,A为主动轮。当A匀速转动时,在A轮边缘处放置的小木块恰能相对静止在A轮的边缘上,若将小木块放在B轮上让其静止,木块离B轮轴的最大距离为:( )
A. B. C. RB D. 2RB
【答案】B
【解析】
【详解】两轮边缘的线速度大小相等,两轮半径RA=2RB,则由线速度与角速度关系得:
,因为同一物体在两轮上受到的最大静摩擦力相等,根据题意有,设在B轮上的转动半径最大为r,则根据最大静摩擦力等于向心力得:
,
得到
A,与分析不符,故A错误;
B.,与分析相符,故B正确;
C. RB,与分析不符,故C错误;
D. 2RB,与分析不符,故D错误.
7.如图所示,有一足够长的斜面,其倾角为,将一个小球帖斜面顶端沿水平方向抛出,若小球抛出时的动能为9J,则该小球第一次落在斜面上时的动能为( )
A. 36J B. 27J
C. 21J D. 12J
【答案】C
【解析】
【详解】小球做平抛运动,有:
,
已知
小球落在斜坡上的动能为:
,
代入数据计算得出
;
A. 36J,与分析不符,故A错误;
B. 27J,与分析不符,故B错误;
C. 21J,与分析相符,故C正确;
D. 12J,与分析不符,故D错误。
8..如图所示,悬线一端固定在天花板上的O点,另一端穿过一个CD光盘的中央小孔后系一个小球,当小球静止时,悬线恰好处于竖直方向并且刚好挨着水平桌面的边缘,现将光盘按在水平桌面上,并且沿着水平桌面的边沿以速度v向右匀速移动,不计悬线与孔的摩擦,CD光盘始终紧挨桌面边缘,当悬线与竖直方向的夹角为θ时,小球移动的速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】线与光盘的交点参与两个运动,一是沿着线方向的运动,二是垂直线方向的运动,则合运动的速度大小为,由数学三角函数关系,则有
而线速度,即为小球上升的速度。
小球同时还参与水平方向的匀速直线运动,速度大小为,因此小球的合速度为
A. ,与分析相符,故A正确;
B ,与分析不相符,故B错误;
C. ,与分析不符,故C错误;
D. ,与分析不符,故C错误。
二.多项选择题(本题共4道小题,共16分,每小题有2个或者3个选项符合题意,全部选对的得4分,错选、不选或多选得0分,选对但不全的得2分)
9.质量为m的小球用不可伸长的细线a、b分别系在轻质细杆的A、B两点,如图所示,细线a与水平方向的夹角为θ,细线b在水平方向上且长为L,当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法中正确的是:( )
A. 细线a一定受到小球的拉力
B. 细线b一定受到小球的拉力
C. 只有当角速度ω> 时,细线b才受到拉力
D. 细线a中的拉力随角速度的增大而增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.小球做匀速圆周运动,在竖直方向上的合力为零,水平方向上的合力提供向心力,所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等,可以知道a绳的张力不可能为零,故A正确;
BC. 当b绳拉力为零时,有:
,
计算得出
,
可以知道当角速度 时,b绳出现弹力。故B错误,C正确;
D.根据竖直方向上平衡得,
,
计算得出
,
可以知道a绳的拉力不随角速度的变化而变化。故D错误;
10.如图所示,是两颗质量相等的人造地球卫星A与B环绕地球匀速圆周运动的轨道平面图,用R,T、Ek,S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能与地心连线在单位时间内扫过的面积,则下列关系式中正确的是:( )
A. TA>TB B. EkA>EkB
C. SA=SB D.
【答案】AD
【解析】
【详解】从图中可以看出
A.由万有引力定律得:
半径越大,周期越大,故A正确;
B.由万有引力定律得:
,
半径越大,速度越小,已知两卫星的质量相同,则半径大的,动能小,故B错误。
C.由开普勒第二定律可知,当卫星在同一轨道运行时,单位时间内扫过的面积相等。而A、B卫星不在同一轨道中,单位时间扫过的面积不等,故C错误;
D.根据开普勒第三定律可知,故D正确。
11.火星的半径约为地球半径的一半,其质量约为地球质量的1/9,那么:( )
A. 火星平均密度约为地球密度的
B. 火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
C. 火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
D. 火星的第一宇宙约为地球第一宇宙速度的
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.星球的密度
,
所以带入数据得到火星的密度是地球的,故A正确;
BC.星球表面的重力加速度,带入数据得到火星的重力加速度是地球的,故B正确,C错误;
D.星球的第一宇宙速度,代入数据得到火星的第一宇宙速度是地球的,故D正确。
12.质量m=1kg的物体在光滑水平面上由静止开始沿直线运动,所受水平外力F与运动距离x的关系如图所示。对图示的全过程进行研究,下列叙述正确的是( )
A. 外力做的总功为8J
B. 物体运动时间为1.4s
C. 外力做功的平均功率约为4W
D. 物体运动到x=3m处时,外力做功的瞬时功率最大
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.F-x图像所包围的面积表示合外力做功,所以:
故A正确;
B.根据动能定理可求得物体在3m处的速度为:
物体在5m处的速度为:
根据平均速度可知物体在第一段位移中运动的时间为:
物体在第二段位移中运动的时间为:
所以物体的运动时间为1.4s,故B正确;
C.根据功率的定义可知
故C错误;
D.物体在3m前做匀加速运动,在3m后做匀减速运动,因此3m处速度最大,此时力最大;根据瞬时功率的定义可知物体运动到x=3m处时,外力做功的瞬时功率最大,故D正确。
三.实验探究题(本题共2道小题,每空2分,共计14分)
13.某同学利用如图甲所示的实验装置来探究加速度与合外力的关系,小车的质量为M,沙桶与沙的总质量为m,通过改变m来改变小车所受合外力的大小,小车的加速度a可由打点计时器打出的纸带数据求出,现保持小车的质量M不变,逐渐增大沙桶的总质量m进行多次实验,得到多组a、F的值(F为弹簧测力计的示数)
(1)图乙为上述实验中打出一条纸带,计数点A为小车刚释放时打下的第一个实验点,每两个计数点之间还有4个实验点没画出,打点计时器的所使用的交流电的频率为50Hz,则打出计数点C 时,小车的速度大小为________m/s,小车的加速度为_________m/s2 (计算结果保留1位有效数字)
(2)根据实验数据画出了如图丙所示的一条过坐标原点的倾斜直线,其中纵轴为小车的加速度,则横轴应该是:( )
A. B . C.mg D.F
(3)当沙与沙桶的总质量较大,导致a较大时,关于丙图的下列说法中正确是:( )
A.图线逐渐偏向纵轴 B.图线逐渐偏向横轴 C.图线仍保持原方向不变
【答案】 (1). 0.8 (2). 4 (3). D (4). C
【解析】
【详解】(1)[1][2]纸带上面每打一点的时间间隔是 ,且每两个记数点间还有四个计时点未画出,所以
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小.
根据匀变速直线运动的推论公式可得:
(2)[3]在保持小车的质量M不变的情况下,根据牛顿第二定律 可知:
所以横轴应该表示小车受到的合外力F,故D正确,ABC错误。
(3)[4]因为图象的斜率为,所以增大沙和沙桶质量,k不变,仍保持原方向不变,故C正确;AB错误。
14.某同学用实验来验证两个共点力合成的平行四边形定则,在竖直平面内,将一个小圆环挂在橡皮条的下端,橡皮条的自然长度为GE,用两个测力计拉动小圆环到达O点,小圆环受到两个拉力F1、F2,橡皮条受到的拉力为F0,如图所示。
(1)此时要记录下拉力F1,F2的大小,并在白纸上标出_________,以及O点的位置。
(2)在本实验中,不必要的操作是:( )
A.选用轻质小圆环
B弹簧测力计在使用前应校零
C.撤去F1,F2,改用一个测力计拉动小圆环时,仍使它处于O点
D.用两个测力计拉动小圆环时,要保持两个测力计的拉力互相垂直
(3)下图中的F’是用一个测力计拉小圆环时在白纸止根据实验结果画出的力的图示,则在F与F’中,方向一定沿GO方向的是:_________。
【答案】 (1). F1与F2的方向 (2). AD (3). F
【解析】
【详解】(1) [1]做探究共点力合成的规律实验:我们是让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同,所以要测出两个力的大小以及F1与F2的方向,以便与画平行四边形验证。
(2)[2]A.小圆环的作用是通过弹簧拉橡皮筋,不需要轻质的,故A符合题意;
B. 弹簧测力计是测出力的大小,所以要准确必须在测之前校零,故B不符合题意
C. 该实验采用“等效替代”法,因此两次拉橡皮筋要到同一位置,故C不符合题意;
D.用两根弹簧测力计拉动小圆环时,量弹簧夹角适当,便于做平行四边形,便于减小误差即可,并非要求两弹簧测力计相互垂直,故D符合题意.
(3)[3] 实际测量的合力应与橡皮筋在同一条直线上,即F与橡皮筋在同一条直线上,由平行四边形定则作出的为理论值与实际值有一定的偏差,即由平行四边形定则作出的为
四.论述与计算题(本题共3道小题,分别为10分,12分,16分,共计38分)
15.如图所示,物体以v0=2m/s的初速度从斜面顶端下滑到底端用时为t=1s,已知斜面 的长度L=1.5m,斜面倾θ=,重力加速度取g=10m/s2.试求:
(1)物体滑到底端时的速度大小
(2)物体沿斜面下滑的加速度大小与方向
(3)物体与斜面之间的动摩擦因数。
【答案】(1) (2) ,方向沿斜面向上 (3)
【解析】
【详解】(1) 物体在斜面上做匀加速运动,根据平均速度可知
解得:
(2)根据加速度的定义可知:
解得:
方向沿斜面向上
(3) 物体沿斜面做匀加速运动,根据牛顿第二定律可知:
解得:
答案:(1) (2) ,方向沿斜面向上 (3)
16.如图所示,倾角为α的光滑斜面与半径为R=0.4m的光滑半圆形轨道在同一竖直平面内,其中斜面与水平面BE光滑吻接,水平面BE长为L=0.4m,半圆的直径CD沿竖直方向CE可看作重合,现有一个可视为质点的小球从斜面上距B点高度为H处由静止释放,小球在水平面所受阻力恒为其重力的0.2倍。(取g=10m/s2)试求:
(1)若小球经E处的水平轨道进入半圆形轨道并恰好能沿着轨道运动,则高度H为多少?
(2)若小球释放处距离B点的高度h小于(1)中的H值,小球可击中与圆心等高的G点,由此高度h为多少?
【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】(1)小球恰好沿圆轨道运动,则在C点满足
小球由A运动到E处由动能定理可得
解得
(2)由于h小于H,小球由E处进入后脱离圆轨道做平抛运动击中G点,则有
小球由A到C由动能定理得
解得
答案:(1) (2)
17.如图所示,传送带与地面夹角θ=37°,从A到B长度为L=10.25 m,传送带以v0=10 m/s的速率逆时针转动。在传送带上端A无初速地放一个质量为m=0.5 kg的黑色煤块,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.5。煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知sin 37°=0.6,g=10 m/s2,求:
(1)煤块从A运动到B的时间;
(2)煤块从A到B的过程中传送带上形成黑色痕迹的长度。
【答案】(1)1.5 s (2)5 m
【解析】
试题分析:1)煤块刚放上时,受到向下的摩擦力
a1=g(sinθ+μcosθ)=10m/s2
t1=v0/a1
x1= a1t21/2
达到v0后,受到向上的摩擦力
a2=g(sinθ-μcosθ)=2m/s2
x2=L-x1=5.25m
x2=v0t2+at2/2
t2=0.5s
将煤块从A到B的时间为t=t1+t2=1.5s
(2)第一过程划痕长Δx1=v0t1-a1t12/2=5m
第二过程划痕长Δx2=x2-v0t2=0.25m
Δx1与Δx2部分重合划痕总长5m
考点:本题考查匀变速直线运动规律的应用。