安徽省庐巢七校联盟2020届高三上学期10月第三次联考物理试题 14页

‎2020届庐巢“七校联盟”第3次联考 物理试卷 一.选择题（本题共10小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1-7题中只有一项符合题目要求，第8-10 题有多项符合题目要求。 全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1.下列说法正确的是（　　）‎ A. 牛顿认为力是维持物体运动的原因 B. 牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来验证 C. 国际单位制中，kg、m、N是三个基本单位 D. 根据速度定义式，当△t→0时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度．‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】牛顿认为力是改变物体运动状态的原因，选项A错误；牛顿第二定律可以通过实验来验证，牛顿第一定律不可以通过实验来验证，选项B错误；国际单位制中，kg、m、s是三个基本单位，N是导出单位，选项C错误；根据速度定义式，当△t→0时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，选项D正确；故选D．‎ ‎2.一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为2kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第4s内的位移是42m，则（ ）‎ A. 小球在2s末的速度是16m/s B. 该星球上的重力加速度为10m/s2‎ C. 小球在第4s末的的速度是48m/s D. 小球在4s内的位移是80m ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．第4s内的位移是42m，有：‎ 代入数据解得：‎ g=12m/s2‎ 所以2s末的速度：‎ v2=gt2=24m/s 故AB不符合题意。‎ C．小球在第4 s末的速度是：‎ v4=gt4=48m/s 故C符合题意。‎ D．小球在4s内的位移是：‎ 故D不符合题意。‎ 故选C。‎ ‎3.在竖直墙壁间有半圆球A和圆球B，其中圆球B的表面光滑，半圆球A与左侧墙壁之间的动摩擦因数为0.8两球心之间连线与水平方向成37°的夹角，两球恰好不下滑，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则半球圆A和圆球B的质量之比为（  ）‎ A 1/6 B. 1/9 C. 1/15 D. 1/16‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设A的质量为m，B的质量为M，隔离光滑均匀圆球B，对B受力分析如图所示：‎ 根据平衡条件：‎ FN=Fcosθ Mg-Fsinθ=0‎ 解得：‎ 对两球组成的整体有：‎ ‎（m+M）g-μFN=0‎ 代入数据解得：‎ 故ABD不符合题意，C符合题意。‎ 故选C．‎ ‎4.智能化电动扶梯如图所示，乘客站上扶梯，先缓慢加速，然后再匀速上升，则 A. 乘客始终处于超重状态 B. 加速阶段乘客受到的摩擦力方向与v相同 C. 电梯对乘客的作用力始终竖直向上 D. 电梯匀速上升时，电梯对乘客的作用力竖直向上 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】加速运动阶段，顾客的加速度沿电梯斜向上，有竖直向上的分加速度，根据牛顿第二定律，电梯对他的支持力大于其重力，处于超重状态；匀速运动阶段，加速度为0，所以既不超重也不失重．故A错误．加速阶段乘客加速度斜向上，加速度有水平向右的分量，则受到的摩擦力方向水平向右，选项B错误；加速阶段，乘客受到竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力，则电梯对乘客的作用力斜向右上方；电梯匀速上升时，电梯对乘客只有向上的支持力，即电梯对乘客的作用力竖直向上，选项C错误，D正确.‎ ‎5.如图所示，用轻质弹簧将篮球拴在升降机底板上，此时弹簧竖直，篮球恰好与光滑的侧壁和光滑的倾斜天花板接触，在篮球与侧壁之间装有压力传感器，当升降机沿竖直方向运动时，压力传感器的示数逐渐增大，某同学对此现象给出了下列分析与判断，其中可能正确的是 A. 升降机正在匀加速上升 B. 升降机正在匀减速上升 C. 升降机正在加速下降，且加速度越来越大 D. 升降机正在减速下降，且加速度越来越大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．对篮球受力分析如图，‎ 若升降机匀加速上升或在匀减速上升，篮球加速度不变，受力不变，压力传感器的示数不变．故AB不可能．‎ C．若升降机正在加速下降，对篮球受力分析，由牛顿第二定律可得：‎ 解得：‎ 加速度越来越大，则越来越大，压力传感器的示数逐渐增大．故C可能．‎ D．若升降机正在减速下降，对篮球受力分析，由牛顿第二定律可得：‎ 解得：‎ 加速度越来越大，则越来越小，压力传感器的示数逐渐增小．故D不可能．‎ ‎6.如图甲所示， A、B两小球通过两根轻绳连接并悬挂于O点，已知两轻绳OA和AB的长度之比为：1，A、B两小球质量分别为和，现对A、B两小球分别施加水平向右的力F1和水平向左的力F2，两球恰好处于如图乙的位置静止，此时B球恰好在悬点O 的正下方，轻绳OA与竖直方向成，则（ ）‎ A. F1＝F2 B. F1＝F2 C. F1＝2F2 D. F1＝3F2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意知两轻绳OA和AB的长度之比为：1，B球恰好在悬点O的正下方，由几何关系可知，OA与AB垂直；以B球为研究对象，由平衡条件得：‎ 以AB两球整体为研究对象，由平衡条件得：‎ F1-F2=3mgtan30°‎ 可得：‎ 可得：‎ F1=2F2‎ 故ABD不符合题意。C符合题意。‎ 故选C。‎ ‎7.“物理”二字最早出现在我国的晋朝，泛指事物之理，源于《庄子•天下》中的“判天地之美，析万物之理”关于物理思想与方法，下列叙述正确的是（   ）‎ A. 重心、合力的概念都体现了等效思想 B. 用质点来代替物体的方法运用了假设法 C. 伽利略理想斜面实验运用了在可靠的实验事实基础上进行合理外推的方法 D. 在实验探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】重心、合力和分力都采用了等效替代的思想，A正确；质点及点电荷采用了理想化的物理模型的方法，B错误；伽利略理想斜面实验运用了在可靠的实验事实基础上进行合理外推的方法，C正确；在“探究加速度与力，质量的关系”实验中，运用了控制变量法分别研究：力一定时，加速度与质量的关系；质量一定时，加速度与力的关系，D正确．‎ ‎8.甲、乙两车在同一水平道路上，一前一后相距x＝4m，乙车在前，甲车在后，某时刻两车同时开始运动，两车运动的x－t图象如图所示，则下列表述正确的是( )‎ A. 乙车做曲线运动，甲车做直线运动 B. 甲车先做匀减速运动，后做匀速运动 C. 两车相遇两次 D. 乙车的速度不断增大 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．乙车的x-t图象虽为曲线，但这不是运动轨迹，且图象只能表示正反两个方向的运动。故A错误。 B．位移时间图象的斜率等于速度，由题图可知：甲车在前6s内沿负向做匀速直线运动，6s处于静止状态。故B错误。 C．在x-t图象中两图线的交点表示两车相遇，故两车相遇两次。故C正确。‎ D．由于乙车图象的斜率大小增大，即其速度逐渐增大。故D正确。 故选CD。‎ ‎9.如图所示小车板面上有一质量为m=8kg的物块被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住静止在小车上,这时弹簧的弹力为6N.现沿水平向左的方向对小车施加作用力,使小车运动的加速度由零逐渐增大到1m/s2，此后以1m/s2的加速度向左做匀加速直线运动.在此过程中 ( )‎ A. 物块做匀加速直线运动的过程中不受摩擦力作用 B. 物块受到的摩擦力先减小后增大,最后保持不变 C. 某时刻物块受到的摩擦力为零 D. 某时刻弹簧对物块的作用力为零 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体水平方向受弹簧的拉力及摩擦力；物体开始时静止，故弹簧的拉力等于摩擦力；当物体以1m/s2的加速度运动时，根据牛顿第二定律得合力：‎ N 物体只需受向左的2N的摩擦力即可满足，故此时弹力不变，而摩擦力应向左，共同产生加速度，故A错误；‎ B．当加速度从零开始增大时，合力应向左增大，由A的分析可知，当加速度为1m/s2时，物体的合力向左，大小为8N，而在加速度增大的过程中，合力应从零增大的8N，故摩擦力应先减小，然后再反向增大；最后匀加速时保持不变，故B正确；‎ C．当加速度为m/s2时，只需要合力为6N，故此时摩擦力为零，故C正确；‎ D．平衡时摩擦力为6N，在向左加速过程，摩擦力先减小；最后增大到向左的2N；故在整个变化过程中，摩擦力均不会超过6N，故物体不会滑动，因此弹簧的长度不变，故作用力不变，一直为6N，故D错误。‎ 故选BC．‎ ‎【点睛】本题难点在于对过程中合力的分析，要明确在整个过程中合力的变化是由摩擦力引起的，而当摩擦力为6N时物体没有动，故在整个变化中物体不会发生相对滑动．‎ ‎10.如图所示，一足够长的斜面体静置于粗糙水平地面上，一小物块沿着斜面体匀速下滑，现对小物块施加一水平向右的恒力F，当物块运动到最低点之前，下列说法正确的是 A. 物块与斜面体间的弹力不变 B. 物块与斜面体间的摩擦力增大 C. 斜面体与地面间的弹力不变 D. 斜面体与地面间的摩擦力始终为0‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、设斜面的倾角为α，不加推力F时，滑块匀速下滑，受重力、支持力和摩擦力，根据共点力平衡条件，支持力N=mgcosα，摩擦力f=mgsinα，故动摩擦因数μ=f/N=tanα；‎ 对小物块施加一水平向右的恒力F后，支持力N′=mgcosα+Fsinα，变大；滑动摩擦力f′=μN′，也变大；故A错误，B正确；‎ CD、不加推力F时，根据平衡条件，滑块受的支持力和摩擦力的合力竖直向上；故根据牛顿第三定律，滑块对斜面体的压力和摩擦力的合力竖直向下，故斜面体相对地面没有滑动趋势，故斜面体不受摩擦力；‎ 加上水平推力后，滑块对斜面体的摩擦力和压力同比例增加，其合力方向依旧是竖直向上(大小变大，方向不变)；同理,根据牛顿第三定律，滑块对斜面体的压力和摩擦力的合力依旧是竖直向下(大小变大，方向不变)，故斜面体相对地面仍然没有滑动趋势，故斜面体仍然不受摩擦力，但对地压力变大了；故C错误，D正确；‎ 故选BD 二、实验题：(共12分)。‎ ‎11.两实验小组分别作“探究加速度和力、质量的关系”实验．‎ ‎（1）A组用如图甲所示装置做实验，图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器可直接显示所受拉力的大小，做实验时，下列操作必要且正确的是_______.‎ a.将长木板右端适当垫高,使小车能自由匀速滑动 b.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数 c.为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量d.用天平测出砂和砂桶的质量 ‎(2) B组用如图乙所示的实验装置来做实验．‎ ‎①在正确、规范的操作中，打出一条如下图所示的纸带，每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器的频率为50Hz．打第4个计数点时小车的速度v4=_______m/s；小车做匀加速直线运动的加速度a =______m/s 2．（保留三位有效数字）‎ ‎②平衡了摩擦力后，在小车质量M保持不变的情况下,不断往砂桶里加砂，直到砂的质量最终达到．测出每次加砂后，砂和砂桶的总重力F和小车的加速度a，作a- F的图象．下列图线正确的是_______ .‎ ‎【答案】 (1). AB (2). 1.21 (3). 2.02 (4). C ‎【解析】‎ ‎（1）实验前要平衡摩擦力，将长木板右端适当垫高，使小车能自由匀速滑动，选项A正确；为重复利用纸带，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数，选项B正确；绳子的拉力可以由拉力传感器，读出，实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，选项C错误；选项D错误．‎ ‎（2）①每两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，因此相邻两计数点间的时间间隔为T=0.1s，打计数点4时小车的瞬时速度等于计数点3~5间的平均速度，则有：；根据，解得．‎ ‎②平衡了摩擦力后，对小车有：T=Ma，对砂和砂桶有：mg−T=ma，联立可得：．若满足，则有，即的图象为直线，当砂和砂桶的质量较大时，不再满足这一条件，此情况下按相同方式描点的图象遵循规律，随着砂的质量的增加，的图象的斜率为将减小，所以图线将向下弯曲．‎ ‎【点睛】本题实验源于课本，但是又不同于课本，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度．注意在本实验中不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，因为拉力可以弹簧秤直接测出．‎ 三、计算题（本题共4小题，共48分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写最后答案的不能得分）‎ ‎12.用一轻弹簧竖直悬挂一质量为m的物体，静止时弹簧的伸长量为x．现用该弹簧沿倾角为的斜面向上拉住质量为3m的物体匀速向下运动时，弹簧的伸长量也为x，如图所示，已知当地的重力加速度为g，求：‎ ‎(1)质量为3m物体沿斜面运动时受到的摩擦力大小．‎ ‎(2)当用该弹簧沿该斜面向上拉住质量为3m的物体匀速向上运动时，弹簧的伸长量为多少？‎ ‎【答案】（1）f=0.5mg（2）2x ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据题意可知 kx=mg 当物体在F拉力的作用下向下做匀速运动时，物体受力平衡，此时滑动摩擦力方向沿斜面向上，根据平衡条件得：‎ kx+f=3mgsin30°‎ 解得：f=0.5mg ‎（2）当用该弹簧沿该斜面向上拉住质量为3m物体匀速向上运动时，物体受力平衡，此时滑动摩擦力方向沿斜面向下，根据平衡条件得：‎ 解得：‎ 答：（1）f=0.5mg（2）2x ‎13.如图甲所示，倾角为θ的传送带以恒定速率逆时针运行．现将一质量m＝2 kg的小物体轻轻放在传送带的A端，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，2 s末物体到达B端，取沿传送带向下为正方向，g＝10 m/s2，求：‎ ‎(1)小物体在传送带A、B两端间运动的平均速度v；‎ ‎(2)物体与传送带间的动摩擦因数μ．‎ ‎【答案】（1） （2）0.5‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由v-t图象的面积规律可知传送带A、B间的距离L即为v-t图线与t轴所围的面积，‎ 所以：‎ 由平均速度的定义得： ‎ ‎(2)由v-t图象可知传送带运行速度为v1=10m/s，‎ ‎0~1s内物体加速度为： ‎ ‎1~2 s内的加速度为：a2=2m/s2‎ 根据牛顿第二定律得： ‎ 联立两式解得：μ = 0.5．‎ ‎【点睛】该题考查传送带问题，解决本题的关键理清物块在传送带上的运动规律，结合牛顿第二定律、功能关系和运动学公式综合求解．‎ ‎14.一汽车在直线公路段上以54km/h的速度匀速行驶，突然发现在其正前方14m处有一辆自行车以5m/s的速度同向匀速行驶．经过0.4s的反应时间后，司机开始刹车，则：‎ ‎（1）为了避免相撞，汽车的加速度大小至少为多少？‎ ‎（2）若汽车刹车时的加速度只为4m/s2，在汽车开始刹车的同时自行车开始以一定的加速度匀加速，则自行车的加速度至少为多大才能保证两车不相撞？‎ ‎【答案】(1) （2） ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：分别写出两车运动的位移随时间变化的关系式，位移相等时是临界条件，根据判别式来判断解的情况；同理写出位移间的关系，根据判别式即可求出自行车的加速度至少为多大才能保证两车不相撞．‎ ‎（1）设汽车的加速度大小为a，初速度v汽=54km/h=15m/s，初始距离d=14m 自行车的位移为：‎ 汽车的位移为：‎ 从汽车刹车开始计时，假设汽车能追上自行车，此时有：‎ 代入数据整理得：‎ 要保证不相撞，即此方程至多只有一个解，即得：‎ 解得：‎ 设自行车加速度为．同理可得：‎ ‎ 整理得：‎ 要保证不相撞，即此方程至多只有一个解，即得：‎ 解得：‎ 点睛：本题主要考查了追击相遇问题，写出两车运动的位移随时间变化的关系式，位移相等时是临界条件，根据判别式即可求解．‎ ‎15.如图所示，粗糙的斜坡倾角α＝370，有一物体从点A以某一初速度开始向上运动，经过2s到达点B速度恰好为零，然后又从点B返回点A，已知点A、B间距离为16m，求从点B返回点A所需的时间．(g=10m／s2) ‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】将物体从A到B的运动看成反向的匀加速运动： ‎ 解得： ‎ 设物体与斜面间的动摩擦因数为，上滑过程对物体由牛顿第二定律有：‎ ‎.‎ 解得：=0.25‎ 当物体由B点下滑时，有：‎ 解得： ‎ 由得 ‎ ‎ ‎