江苏省无锡市2020届高三上学期期中考试物理试题

2019-2020学年江苏省无锡市高三（上）期中物理试卷

一、选择题

1.某轻质弹簧的劲度系数k＝100N/m，两端分别施加F＝5N的拉力，如图所示，则弹簧（  ）

A. 伸长5.0cm B. 伸长10.0cm

C. 压缩5.0cm D. 处于自然长度

【答案】A

【解析】

【详解】弹簧是在5N的拉力下被拉长的，弹簧测力计的示数为5N，由胡克定律知伸长量为

即弹簧伸长了5.0cm；故A正确，BCD错误。

故选A。

2.如图，用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点，制成一简易秋千。轻绳与竖直方向的夹角为均为θ，木板重力为G，则绳中拉力T大小为（  ）

A.  B.   C.   D.

【答案】B

【解析】

【详解】秋千的受力如图所示，根据平衡条件有

所以绳子上的拉力大小为

故ACD错误，B正确。

故选B。

3.如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直面内做匀速圆周运动，查说明书知每个座舱的质量为m，运动半径为R转动一周的时间为T，据此可知每个座舱（  ）

A. 线速度大小为2mT

B. 转动过程中机械能守恒

C. 最低点到最高点过程中合外力大小始终为零

D. 最低点到最高点过程中合外力做功为零

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据线速度公式

故A错误；

B．机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，座舱的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，故B错误；

C．由于座舱做匀速圆周运动，合外力不为0，故C错误；

D．座舱做匀速圆周运动时，合外力始终与速度方向垂直，提供向心力，故合外力做功为零，故D正确。

故选D。

4.交通法规定“车让人”，否则驾驶员将受到处罚。若以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，有行人正在过人行横道，此时汽车的前端距停车线10m，该车刹车时的加速度大小为4m/s2．下列说法中正确的是（  ）

A. 驾驶员立即刹车制动，则至少需1.25s汽车才能停止

B. 驾驶员立即刹车制动，则至少需1.00s汽车才能停止

C. 若经0.20s后才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处

D. 若经0.25s后才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处

【答案】D

【解析】

【详解】AB．减速所需时间为

故AB错误；

CD．根据速度位移公式可知，减速运动的位移为

匀速运动的时间为

故若经0.25s后才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处，故C错误，D正确。

故选D。

5.t＝0时刻，小球以一定初速度水平抛出，不计空气阻力，重力对小球做功的瞬时功率为P．则P﹣t图象正确的是（  ）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】将小球以一定的初速度水平抛出，不计阻力，物体做平抛运动，速度为，故t秒时重力的功率为

故说明P与时间成正比，故C正确，ABD错误。

故选C。

二、选择题

6.2019年我国民营火箭“双曲线一号”在酒泉成功发射将一颗卫星精确送入距离地面高度为h的圆轨道上。地面监测知该卫星在轨绕地运行速率为v，已知引力常量为G，地球质量为M，则（  ）

A. 该卫星一定在地球赤道平面内运行

B. 该卫星绕地运行时受到地球吸引，但是处于失重状态

C. 该卫星的运行周期

D. 根据以上数据可以估算地球的平均密度

【答案】BD

【解析】

【详解】A．本卫星轨道平面过地心即可，不一定在轨道平面，故A错误；

B．卫星绕地运行时受到地球的吸引提供向心力，但是处于完全失重状态，故B正确；

C．由圆周运动周期公式可知，卫星的周期

故C错误；

D．万有引力提供向心力

可求得地球的半径R，进而可求得地球的体积V，由，求得密度，故D正确。

故选BD。

7.如图所示，甲、乙两船在同一河岸边A、B两处，两船船头方向与河岸均成θ角，且恰好对准对岸边C点。若两船同时开始渡河，经过一段时间t，同时到达对岸，乙船恰好到达正对岸的D点。若河宽d、河水流速均恒定，两船在静水中的划行速度恒定，下列判断正确的是（  ）

A. 两船在静水中的划行速率不同

B. 甲船渡河的路程有可能比乙船渡河的路程小

C. 两船同时到达D点

D. 河水流速为

【答案】CD

【解析】

【详解】A．由题意可知，两船渡河的时间相等，两船沿垂直河岸方向的分速度v1相等，由

v1=vsinθ

知，两船在静水中的划行速率v相等，故A错误；

B．乙船沿BC到达D点，可见河水流速v水方向沿AB方向，可见甲船不可能到达到正对岸，甲船渡河的路程较大，故B错误；

C．由于甲船沿AB方向的位移大小

可见两船同时到达D点，故C正确；

D．根据速度的合成与分解，

而

得

故D正确。

故选CD。

8.质量为m的A物体在水平恒力F1的作用下沿水平面运动，经t0撤去F1，其运动图象如图所示。质量为2m的B物体在水平恒力F2的作用下沿水平面运动，经t0撤去F2，其v﹣t图象恰与A的重合，则下列说法正确的是（  ）

A. F1、F2大小相等

B. A、B受到的摩擦力大小相等

C. F1、F2对A、B做功之比为1：2

D. 全过程中摩擦力对A、B做功之比为1：2

【答案】CD

【解析】

【详解】AB．由速度与时间图像可知，两个匀减速运动的加速度之比为1：1；A、B的质量关系是1：2，由牛顿第二定律可知

A、B受摩擦力大小1：2；由速度与时间图象可知，两个匀加速运动的加速度之比为1：1；A、B的质量关系是1：2，由牛顿第二定律可知

AB受拉力大小1：2；故AB错误；

C．由速度与时间图象可知，A、B两物体的加速位移相等，根据W=Fx知F1、F2对A、B做功之比等于拉力之比，为1：2，故C正确；

D．由速度与时间图象可知，A、B两物体的总位移x相等，根据摩擦力做功Wf=-fx知摩擦力做功之比为1：2；故D正确。

故选CD。

9.一种自动卸货装置可以简化如下：如图所示，斜面轨道倾角为，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为．木箱在轨道顶端时自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速下滑轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，之后木箱恰好被弹回到轨道顶端再重复上述过程。下列判断正确的是（  ）

A. 下滑过程中系统重力势能减少量大于摩擦生热

B. 下滑过程中木箱始终做匀加速直线运动

C. m＝2M

D. M＝2m

【答案】AC

【解析】

【详解】A．根据能量守恒得：在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能，可知减少的重力势能大于摩擦生热，故A正确；

B．由于下滑过程先加速后减速。故B错误；

CD．下滑过程，设斜面长度为L，下降过程，由能量守恒得

返回过程有

联立解得

故C正确，D错误。

故选AC。

三、实验题

10.某研究小组做“验证力的平行四边形定则”的实验所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5.0N的弹簧测力计，两个橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）。

（1）下面关于实验操作的建议，正确的是_____

A．每次实验时结点O的位置不能改变

B．每次实验时结点O的位置可以改变

（2）如图1所示，甲、乙两组同学用同一套器材各做一次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点如图2所示。对减少实验误差较有利的是_____组同学（选填“甲”或“乙”）

（3）在给出的方格纸上按作图法的要求画出这两个力的合力，并利用作图法求出合力大小为_____N。

【答案】    (1). A    (2). 乙    (3). 4.70N

【解析】

【详解】(1)[1]同一次实验时，需要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，则必定结点O的位置要相同；而在重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同，故A正确，B错误

故选A。

(2)[2]为了便于确定拉力的方向，在纸上描点时，所描的点不要太靠近结点，该甲组图中所描的点太靠近结点；该图中所描的点到结点的距离适中，力的大小适中，而且两个力的角度的大小也适中，故乙组图中的有利于减小误差；

(3)[3]取如图所示的两格表示0.5N，则可得出F1、F2，由上图得出两力的方向；作出平行四边形，即其对角线的长度表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，

由图可求得

11.某同学安装如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。如图乙所示是该实验得到的一条点迹清晰的纸带的一部分；现要取A、B两点来验证实验，已知电火花计时器每隔0.02s打一个点。

（1）为提高实验精度，应该选择哪种重物_____

A.10克塑料球 B.200克金属重锤

（2）根据图乙中纸带可以判断实验时纸带的_____（选填“左”或“右”）端和重物相连接。

（3）纸带上打下计数点A时的速度vA＝_____m/s（结果保留两位有效数字），同理可以算出vB。

（4）要验证机械能守恒定律，实验还需测出_____。

（5）经过测量计算后，某同学画出了如图所示的E﹣h图线，h为重物距地面的高度，则图中表示动能随高度变化的曲线为_____（填“图线A”或“图线B”）

【答案】    (1). B    (2). 右    (3). 0.39    (4). AB之间的距离    (5). 图线B

【解析】

【详解】(1)[1]为减小阻力对实验的影响，为减小实验误差，重物应选择质量大、体积小、密度大的材料，故A错误，B正确；

故选B。

(2)[2]重物下落时做匀加速运动，故纸带上点的间隔应越来越远，故应该是右端连接重物；

(3)[3]A点速度为

(4)[4]要验证机械能守恒需要验证某一过程中重力势能减少量等于该过程的动能增加量，知道A、B两点速度后，可以计算动能增加量，要计算重力势能减少量，需要知道AB间的距离；

(5)[5]物体做自由落体运动，高度越低，动能越大，故表示动能随高度变化的曲线为图线B。

四、计算题

12.如图所示，AB为半径R＝0.50m的四分之一圆弧轨道，B端距水平地面的高度h＝0.45m。一质量m＝1.0kg的小滑块从圆弧道A端由静止释放，到达轨道B端的速度v＝2.0m/s。

忽略空气阻力，取g＝10m/s2，求：

（1）小滑块在圆弧轨道B端受到的支持力大小；

（2）小滑块由A端到B端的过程中，克服摩擦力所做的功W；

（3）小滑块的落地点与B点的水平距离x。

【答案】(1)18N(2)3J(3)0.6m

【解析】

【详解】(1)小滑块在圆弧轨道底端B点时，由重力和支持力的合力提供向心，根据牛顿第二定律得

代入数据解得

(2)小滑块由A到B的过程中，根据动能定理得

解得克服摩擦力所做的功为

(3)小滑块从B点出发做平抛运动，根据平抛运动的规律，

水平方向：，竖直方向：，解得

13.如图所示轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A与B，物体B放在水平地面上，A、B均静止，已知A和B的质量分别为mA＝1kg、mB＝5kg，绳与水平方向的夹角为θ＝，B与地面间的动摩擦因数μ＝0.4，最大静摩擦力视作滑动摩擦力（g取10m/s2，sin＝0.6，cos＝0.8），求：

（1）物体B受到的摩擦力大小；

（2）物体B对地面的压力大小；

（3）要使物体B保持静止，物体A的最大质量为多少。

【答案】(1)8N(2)44N(3)

【解析】

【详解】(1)对物体A有

对B有

(2)对物体B有

代入数据解得

根据牛顿第三定律，物体B对地面的压力大小为44N；

(3)对物体A有

对物体B有

且，代入数据联立解得

14.汽车连续下陡坡时，长时间的刹车会导致制动力下降，为保障安全，通常会在路旁设置向上的紧急避险车道，一种紧急避险车道由引道和制动床等组成，尽头是防撞设施，如图1所示。质量为20t的货车，以18m/s的初速冲向倾角θ＝（sin＝0.2）的紧急避险车道上，汽车在引道和制动床上的摩擦阻力分别是车重的0.30倍、0.80倍。引道长L1＝30m，制动床长L2＝50m，取g＝10m/s2，求：

（1）货车刚上引道时的加速度大小；

（2）货车将停在何处？是否会自行滑下？

（3）考虑到货车进人紧急避险车道速度最大可达到30m/s，计算分析避险车道制动床长度的数据是否合理。

【答案】(1)5.0m/s2(2)货车将停在x=1.2m处；不会自行滑下(3)数据合理

【解析】

【详解】(1)汽车刚上引道时，对汽车受力分析，根据牛顿第二定律，有

代入数据，得

(2)汽车向上经过制动床时，有

设引道末端的速度为v1，根据运动学公式，有

进入制动床后，滑行x减速到零，有

联立解得

在引道上，有

在制动床上，有

故货车无论在紧急避险车道的哪一段都不会自行滑下

(3)设需进入制动床xmax后车能停下来，根据动能定理，有

整理代入数据，得

故数据合理。

15.如图所示，倾角为的粗糙斜面AB底端与半径R＝0.3m的光滑半圆轨道BC平滑相连（B处有极小的连接，图中未画出，确保B处无动能损失），O为轨道圆心，BC为圆轨道直径且处于竖直方向，A、C两点等高。质量为1kg的滑块从A点可以用不同初速向下滑动，若从A点由静止开始下滑，恰能滑到与O等高的D点（g取10m/s2，sin＝0.6，cos＝0.8）；求：

（1）滑块与斜面间的动摩擦因数μ；

（2）若滑块经半圆轨道能到达C点，则滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v的最小值为多少；

（3）若滑块经C点飞出时速率为2，则滑块落到斜面上的动能为多大。

【答案】(1)0.375(2)3m/s(3)7.5J

【解析】

【详解】(1)滑块由A到D过程，根据动能定理，有

代入数据解得

(2)若使滑块能到达C点，根据牛顿第二定律有

代入数据解得

从A到C的过程列动能定理有

代入数据解得

所以初速度v0的最小值为3m/s

(3)滑块离开C后做平抛运动，水平方向：，竖直方向上有：，水平竖直位移间的关系为

落在斜面上的动能

代入数据解得

16.如图所示，水平桌面上质量为2m的薄木板右端叠放着质量为m的小物块，木板长为L，整体处于静止状态。已知物块与木板间的动摩擦因数为μ，木板与桌面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，求：

（1）若小物块初速度为零，使木板以初速度v0沿水平桌面向右运动，求木板刚向右运动时加速度大小；

（2）若对木板施加水平向右的拉力F1，为使木板沿水平桌面向右滑动且与小物块间没有相对滑动，求拉力F1应满足的条件；

（3）若给木板施加大小为F2=3μmg、方向沿水平桌面向右的拉力，经过一段时间撤去拉力F2，此后运动过程中小物块恰未脱离木板，求木板运动全过程中克服桌面摩擦力所做的功W。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

【详解】(1)对木板由牛顿第二定律可知，木板刚向右运动时的加速度大小为

(2)当物块受到的静摩擦力达到最大静摩擦力时，F1取最小值。此最小值仅使木板做加速运动。由牛顿第二定律得

当物块在滑动摩擦力的作用下与木板以相同的加速度，向右运动，恰好没有发生相对滑动时，F1取最大值，对物块

对木板

解得

所以

(3)施加F2时，对滑块m有

加速度方向水平向右，对木板有

加速度方向水平向右，撤去F2后，对物块有

a5=a3加速度不变，对于木板

加速度方向向左，设F2作用时间为t1，再经过时间t2两者达到共同速度。达到共同速度的过程中，滑块的位移为

木板的位移为

且

解得

达到共同速度后，滑块和木板共同减速的加速度大小为

减速到零的时间为

木板的总位移为

木板克服桌面摩擦力做的功为