湖北省2020届高三上学期10月联考物理试题 19页

高三物理考试 一、选择题 ‎1.一小球被水平抛出，做平抛运动。若从小球被抛出开始计时，则小球在运动过程中 A. 加速度大小与时间成正比 B. 速度大小与时间成正比 C. 速度的增量大小与时间成正比 D. 位移大小与时间的二次方成正比 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体做平抛运动，加速度为重力加速度，小球在运动过程中加速度不变，故A错误；‎ B．设物体从抛出到某一位置的经过时间为t，竖直速度为：vy=gt，水平速度为v0，则速度为 所以速度大小与时间不成正比，故B错误；‎ C．平抛运动的加速度不变，则速度的增量为：‎ ‎△v=gt 所以速度的增量大小与时间成正比，故C正确；‎ D．竖直位移为：水平位移为：x=v0t，所以位移为 所以位移大小与时间的二次方不成正比，故D错误。‎ ‎2.如图所示，平滑曲线a、b分别是在平直公路上运动的汽车甲和乙的位置一时间(x—t)图象。下列说法正确的是 A. 在t2时刻，两车运动的方向相反 B. 在t1时刻，甲车的速度小于乙车的速度 C. 在t1到t2这段时间内，乙车的路程大于甲车的路程 D. 在t1到t2这段时间内，两车的平均速度相同 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.图线的斜率表示速度，斜率均为负的，所以在t2时刻，两车运动方向相同，故A错误；‎ B.在t1时刻，甲的斜率大于乙的斜率，即甲车的速度大于乙车的速度，故B错误；‎ C.在t1−t2时间内，乙车行驶的路程等于甲车行驶的路程，故C错误；‎ D.在t1到t2这段时间内，两车的位移相同，时间也相同，根据平均速度定义式可知两车的平均速度相同。故D正确；‎ ‎3.如图所示，物块A放在光滑的水平面上，一跨过桌子边缘定滑轮P的轻绳上端系在物块A 上，下端连接物块B。开始时，用手（未画出）托住B，使轻绳处于伸直状态，系统保持静止。现将B由静止释放，A沿水平面滑动，当轻绳OP（O为物块A的一个顶点）与水平面夹角为时，B的速度大小为v0，则此时A的速度大小为 A. v0cos B. C. D. v0sin ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】依据运动的合成与分解，则O点的分运动即为沿着绳子方向运动，与垂直绳子的运动，如图所示，根据平行四边形定则，及三角知识，则有 故B正确。‎ ‎4.如图所示，带底座的圆管放在水平地面上，小球A、B（均可视为质点）沿圆管内壁在竖直平面内转动。某一时刻，当小球A以大小为v的速度经过圆管的最低点时，小球B经过最髙点，且此时底座对地面的压力为零。小球A的质量、B的质量和圆管（包括底座）的质量相同，圆管的半径为R，重力加速度大小为g，则此时小球B的速度大小为 A. B. 2v C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】小球B经过最高点时，由牛顿第二定律得 小球A经过圆管的最低点时，由牛顿第二定律得 由底座对地面的压力为零得：‎ 牛顿第三定律得：‎ F′B=FB，F′A=FA 联立解得 故D正确。‎ ‎5.小物块(视为质点)从光滑固定斜面顶端O由静止滑下，依次经过A、B、C三点。已知物块从A点运动到B点用时3s，从B点运动到C点用时2s，AB＝BC，则物块从O点运动到A点所用的时间为 A. 8.5s B. 3.5s C. 2.5s D. 1.5s ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设加速度为a，OA段的时间为t1，AB＝BC＝x，已知AB段时间为t2＝3s，t3＝2s有速度时间关系知：‎ ‎，‎ 由位移关系知：‎ 四式联立解得：‎ ‎，‎ 故B正确，ACD错误；‎ ‎6.如图所示，轻绳两端分别通过轻绳套套在竖直杆P、Q上的a、b两处，晾衣服时，将衣服套在衣架上，光滑衣架钩挂在轻绳上，系统处于静止状态。一阵风吹来，P上绳套的位置不变，Q上的绳套由b下滑到位置较低的b，使得衣服也下降到较低的位置，系统再次处于静止状态。Q上的绳套在处与在b处相比较，下列说法正确的是 A. 轻绳的拉力大小相等 B. 在处时，P上的绳套受到的静摩擦力较大 C. 在处时，Q上的绳套受到的静摩擦力较大 D. 在处时，衣架钩两侧的轻绳的夹角较小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AD.对挂钩受力分析，如图所示；‎ 设挂钩为O，从b移到时，有：‎ 故 ‎，‎ 即悬点从b移到，细线与杆的夹角不变；‎ 根据平衡条件，有：‎ 解得：‎ ‎，‎ 变化前后相等，故A正确D错误；‎ BC.由于绳中的拉力没有变化，细绳与杆的夹角不变，所以P或Q上的绳套受力情况不变，则绳套受到的静摩擦力不变，故BC错误；‎ ‎7.人类对月球的採索从未停止，已知月球表面的重力加速度为地球表面的重力加速度的，若你经刻苦学习和训练成为宇航员并成功登月，则你在月球表面时 A. 质量减小为在地球表面时质量的 B. 惯性与在地球表面时的惯性相同 C. 所受重力减小为在地球表面时所受重力的 D. 以同样的初速度竖直向上跳起，在月球表面跳起重心上升的最大高度是在地球表面跳起重心上升最大高度的6倍 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.质量是物体的根本属性，与位置无关，当人站到月球上时的质量不变，故A错误；‎ B.人的质量不变，则到达月球后的惯性也不变，故B正确；‎ C.月球表面的重力加速度为地球表面的重力加速度的，则人在月球上受重力减小为在地球表面时所受重力的，故C正确；‎ D.月球表面的重力加速度为地球表面的重力加速度的，根据可知，以同样的初速度竖直向上跳起，在月球表面跳起重心上升的最大高度是在地球表面跳起重心上升最大高度的6倍，故D正确；‎ ‎8.如图所示，不可伸长的轻绳上端固定，下端与质量为m的物块P连接；轻弹簧下端固定，上端与质量为2m的物块Q连接，系统处于静止状态。轻绳轻弹簧均与固定光滑斜面平行，已知P、Q间接触但无弹力，重力加速度大小为g，取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。下列说法正确的是 A. 剪断轻绳前，斜面对P的支持力大小为mg B. 剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力大小为mg C. 剪断轻绳的瞬间，P的加速度大小为mg D. 剪断轻绳的瞬间，P、Q间的弹力大小为mg ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.剪断轻绳前，对P进行受力分析如图所示：‎ 则根据平衡条件可知，斜面对P的支持力为：‎ ‎，‎ 故A错误；‎ B.剪断轻绳前，对Q进行受力分析如图所示：‎ 根据平衡条件可知，弹簧的弹力为：‎ ‎，‎ 轻绳剪断瞬间，弹簧的弹力不发生突变，即为，故B正确；‎ C.剪断轻绳瞬间PQ一起向下加速，对PQ整体进行受力分析如图所示：‎ ‎ ‎ 根据牛顿第二定律可得其加速度为：‎ ‎，‎ 故C错误；‎ D.剪断绳子后对P物体有：‎ 解得PQ之间的弹力大小为：‎ ‎，‎ 故D正确；‎ ‎9.在八大行星中，水星离太阳最近，是太阳系中体积和质量最小的行星。水星和地球的质量之比为p、半径之比为q，水星和地球绕太阳的运动均视为匀速圆周运动。下列说法正确的是 A. 水星和地球的第一宇宙速度之比为 B. 水星和地球表面附近的重力加速度大小之比为 C. 水星的公转速度大于地球的公转速度 D. 水星绕太阳公转的周期大于1年 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卫星在星球表面运行，万有引力提供向心力，有 解得第一宇宙速度为 水星和地球的质量之比为p、半径之比为q，则水星和地球的第一宇宙速度之比为，故A正确；‎ B．物体在星球表面，万有引力等于重力，有 解得表面重力加速度为 则水星和地球表面附近的重力加速度之比为，故B错误；‎ C．水星和地球绕太阳运行，根据线速度公式可知 水星轨道半径小，公转速度大，故C正确；‎ D．根据开普勒第三定律可知，水星轨道半径小，运行周期小于1年，故D错误。‎ ‎10.如图所示，质量均为m的圆环P、Q套在倾角为＝30°的固定直杆上，P、Q分别通过轻绳与质量均为3m的小球A、B相连，P、Q均沿杆向下滑动且分别与A、B保持相对静止，PA绳与杆垂直，QB绳竖直。重力加速度大小为g。下列说法正确的是 A. P不受摩擦力 B. P的加速度大小为g C. Q受到的摩擦力大小为mg D. Q受到杆的作用力大小为4mg ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.A球做直线运动，对其受力分析，如图：‎ 由牛顿第二定律，得到：‎ 细线拉力为：‎ 再对P环受力分析，如图所示，‎ 根据牛顿定律，有：‎ 由以上各式解得：‎ ‎，‎ ‎，‎ 故A正确，B错误；‎ CD.对B球受力分析，受重力和拉力，由于做直线运动，合力与速度在一条直线上，故合力为零，物体做匀速运动，细线拉力 ‎；‎ 再对Q环受力分析，如图，受重力、拉力、支持力，由于做匀速运动，合力为零，故必有向后的摩擦力；Q受到杆的作用力为支持力和摩擦力的合力，根据平衡条件知支持力和摩擦力的合力与重力和绳的拉力的合力等大反向，‎ 即支持力和摩擦力的合力等于 ‎，‎ 故C错误，D正确；‎ 二、非选择题 ‎11.某同学利用图甲所示装置研究自由落体运动。打点计时器的工作频率为f。请回答下列问题：‎ ‎（1）该同学按正确步骤操作得到一条点迹淸晰的纸带，部分计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两个计数点之间还有一个计时点未画出，在尽量减小实验误差的情况下，重力加速度大小的计算式应为g=________，打下计数点2时重物的速度大小v=________________。‎ ‎（2）若实验时打点计时器所接交变电流的实际频率略高于f，则重力加速度的测量值____________（选填“大于”“小于”或“等于”）实际值。‎ ‎【答案】 (1). (2). (3). 小于 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1][2]由题意可知，计数点之间的时间间隔为 计数点2的瞬时速度等于1与3点间的平均速度，则 同理：计数点5的瞬时速度为 ‎ ‎ 重力加速度为 ‎(2)[3]若实验时打点计时器所接交变电流的实际频率略高于f，由重力加速度的表达式可知，重力加速度的测量值小于真实值。‎ ‎12.在探究加速度与力的关系时，某小组设计了图甲所示实验装罝。图中上、下两层气垫导轨水平，两小车前端系有细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上。实验时，通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止。‎ ‎（1）在安装实验装罝时，应调整滑轮的高度，使______________；在实验时，若将砝码盘和砝码受到的重力作为小车受到的拉力，则为减小系统误差，应使小车的质量______________（选填“远大于”“远小于”或“等于”）砝码盘和砝码的总质量。‎ ‎（2）在控制每次小车运动时间相同的情况下，通过改变砝码盘中砝码的个数，实验中获得数据如下表所示：‎ 实验次数 小车 拉力F/N 位移x/cm ‎1‎ I ‎0.1‎ ‎12.5‎ II ‎0.2‎ ‎25.0‎ ‎2‎ I ‎0.1‎ ‎12.5‎ II ‎0.3‎ ‎3‎ I ‎0.1‎ ‎12.5‎ II ‎04‎ ‎50.0‎ 根据表中数据规律可知，在第2次实验中小车II的位移大小为______________cm；分析数据可知，当小车的质量一定时，小车的加速度与其所受合力成______________（选填“正”或“反”）比。‎ ‎（3）另一实验小组用图乙所示实验装置探究加速度与力的关系，小车通过纸带与打点计时器相连。在保持小车质景不变的情况下，挂上砝码盘后，通过多次改变盘中砝码的个数，根据所得数据作出小车加速度a与砝码盘和砝码所受重力的图象如图丙所示。图线不通过坐标原点O的原因是______________；图线上部弯曲的原因是__________________________________________。‎ ‎【答案】 (1). 细线与气垫导轨平行（或细线水平） (2). 远大于 (3). 37.5 (4). 正 (5). 平衡摩擦力过度（或木板倾角过大） (6). 没有满足小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量（或 没有满足砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使细线与长木板平行；‎ ‎[2]若将砝码盘和砝码受到的重力作为小车受到的拉力，则为减小系统误差，应使小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量；‎ ‎(2)[3][4]根据表格的数据特点，拉力与位移成正比，即符合加速度与合力成正比。所以两空分别填：37.5、正；‎ ‎(3)[5]根据所得数据作出小车加速度a与砝码盘和砝码所受重力的图象如图丙所示。图线不通过坐标原点O的原因是木板倾角过大，即平衡摩擦力过度；‎ ‎[6]图形上端弯曲的原因是砝码盘和砝码的质量太大，不满足它的质量远小于小车的质量。‎ ‎13.小轿车在平直公路上从静止开始做加速度大小a1＝3m/s2的匀加速直线运动，启动后经时间t1=10s关闭发动机，小斩车做加速度大小a2＝2m/s2的匀减速直线运动。求 ‎(1)小轿车运动中的最大速度m和做加速运动的位移大小x1；‎ ‎(2)小轿车启动后在时间t2＝30s内的平均速度大小。‎ ‎【答案】(1) 小轿车做加速运动的位移大小为150m (2) 12.5m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小轿车运动中的最大速度为:‎ 小轿车做加速运动位移大小为:‎ ‎(2)小轿车做减速运动的时间为:‎ ‎=15s 由于 ‎=25s<，‎ 所以小轿车运动了 ‎=25s 后停止，小轿车做减速运动的位移大小为:‎ ‎=225m 小轿车启动后在时间=30s内的平均速度大小为:‎ ‎=12.5m/s ‎14.如图所示，长L=0.15 m的轻绳下端悬挂质量m=1kg的小球（视为质点），轻绳上端固定在O点。现使小球在光滑的水平面内以大小v1=0.6m/s的线速度做匀速圆周运动，已知轻绳与竖直方向的夹角 =。取g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8。‎ ‎（1）求绳对小球的拉力大小F1和水平面对小球的支持力大小N（结果可保留分式）；‎ ‎（2）若小球以大小v2=1.5 m/s的线速度在水平面做匀速圆周运动，求此时轻绳对小球的拉力大小F2。‎ ‎【答案】（1）F1=N， N=N。 （2）20N。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对小球受力分析，由牛顿第二定律得：‎ 竖直方向 联立解得：‎ ‎(2)设水平面对小球的支持力N=0时小球的速度为v，结合（1）解得：‎ v≈0.82m/s＜v2=1.5m/s 即小球已离开水平面，设绳与竖直方向的夹角为α，由牛顿第二定律得 竖直方向：‎ F2cosα-mg=0‎ 联立解得：‎ ‎。‎ ‎15.如图所示，CDF为间定在竖直平而内的圆弧轨道，圆心为O，半径OC与水平方向的 夹角=，C、E两点等高。一质量m=0.2kg的小物块（视为质点）在斜向上的拉力F作用下沿水平台面以大小v0=3m/s的速度做匀速直线运动，离开台面右端B后立即撤去力F，物块恰好从C点无碰撞地进人轨道CDE。已知物块通过E点的速度与通过C点时的速度大小相等，物块与台面间的动摩擦因数μ=0.75，取g=10 m/s2， sin= 0.6， cos=0.8，空气阻力不计。‎ ‎（1）求力F的最小值Fmin；‎ ‎（2）求B、C两点水平距离x；‎ ‎（3）若物块从E点飞出后恰好能回到C点，求物块通过E点前瞬间的角速度大小 ‎（结果可保留分式）。‎ ‎【答案】（1）1.2N （2）1.2m （3）rad/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小物块在水平面AB段受重力、支持力、摩擦力和拉力，做匀速直线运动，设拉力与水平方向夹角为α，根据平衡得 Fcosα=μ（mg-Fsinα）‎ 解得 当sin（α+γ）=1时F最小，最小值为 ‎(2)C点速度分解如图所示：‎ 由几何关系得：‎ ‎ ‎ 由B到C小物体做平抛运动，则：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 联立解得：‎ xBC=1.2m ‎(3)由E到C做斜上抛运动，设运动时间为t′，圆轨道半径为r，若物块从E点飞出后恰好能回到C点，则 ‎ ‎ ‎ ‎ 联立解得 ‎16.如图所示，质量M=4kg且足够长的木板A放在光滑的水平面上，质量m=lkg的小物块B（视为质点）放在A的左端。开始时系统处于静止状态。t=0时刻，A受到大小为8N、方向水平向右的恒力F1，经时间t1=1.25s后撤去力F1，并立即对B施加大小为3.5N、方向水平向右的恒力F2，再经过时间t2（未知）后，B滑行到木板A上的O点，此时撤 去力F2。已知B与A间的动摩擦因数μ=0.2，O点与A的左端间的距离L1=0.5 m，取g=10m/s2，认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。求：‎ ‎（1）t1=1.25 s时，A、B各自的速度大小；‎ ‎（2）时间t2；‎ ‎（3）A、B的最终速度大小。‎ ‎【答案】（1）2m/s（2）1s（3）2.7m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)F1作用在A上，那么B最大加速度为 设M与m相对静止，则共同的加速度为 说明m与M相对静止，所以t1=1.25s时，A、B的速度大小都为：‎ v1=at1=1.6×1.25m/s=2m/s ‎(2)当F2作用在B上，AB相对滑动，所以对A受力分析知：‎ 对B受力分析知 根据位移关系知 代入数据解得：‎ t2=1s ‎(3)撤掉F2时，A的速度为：‎ v1′=v1+a1t2=2+0.5×1=2.5m/s B的速度为：‎ v2′=v1+a2t2=2+1.5×1=3.5m/s 撤掉F2后，对A仍受摩擦力，加速度大小仍为a1，对B则为：‎ a2′=-μg=-2m/s2‎ A、B最终速度相等为：‎ v共=v1′+a1t′=v2′+a′2t′‎ 代入数据解得：‎ t′=0.4s 所以A、B最终速度大小为：‎ v共=v1′+a1t′=2.5m/s+0.5×0.4m/s=2.7m/s ‎ ‎