江西省南昌市普通中学四校联考2020届高三上学期期中考试物理试题

2019-2020学年度高三上学期期中物理考卷

一、单选题

1.质点做加速直线运动或减速直线运动的判断：一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零。在此过程中

A. 速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最小值

B. 速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值

C. 位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大

D. 位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移达到最小值

【答案】B

【解析】

【详解】AB.一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，在此过程中，由于加速度的方向始终与速度方向相同，所以速度逐渐增大，当加速度减小到零时，物体将做匀速直线运动，速度不变，而此时速度达到最大值，故A错误，B正确；

CD. 由于质点做方向不变的直线运动，所以位移逐渐增大，当加速度减小到零时，速度不为零，所以位移继续增大，故CD错误。

2.如图所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平面上，A、B两物体通过细绳相连，并处于静止状态（不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦）．现用水平向右的力F作用于物体B上，将物体B缓慢拉高一定的距离，此过程中斜面体与物体A仍然保持静止。在此过程中

A. 水平力F可能变小

B. 斜面体所受地面的支持力可能变大

C. 物体A所受斜面体的摩擦力可能变大

D. 地面对斜面体的摩擦力可能不变

【答案】C

【解析】

【详解】A．对物体B受力分析如图，由平衡条件可得：

将物体B缓慢拉高一定的距离，θ增大，水平力F增大，绳中拉力T增大；故A项错误。

BD．对整体(斜面体、物体A、物体B)受力分析，据平衡条件可得：

则斜面体所受地面的支持力不变，地面对斜面体的摩擦力增大；故BD两项错误；

C．若起始时，，对物体A受力分析，由平衡条件可得：

绳中拉力T增大，物体A所受斜面体的摩擦力增大；

若起始时，，对物体A受力分析，由平衡条件可得：

θ增大，绳中拉力T增大，物体A所受斜面体的摩擦力可能先减小到零后再反向增大；

故C项正确。

3.如图所示，质量mA=6kg的物块A下端连接着直立且固定于水平地面的轻质弹簧，上端连接着跨过定滑轮的轻质细绳，绳的另一端连接着静置于水平地面、质量为mB=8kg的物块B。此时，与A相连的轻绳处于竖直方向，与B相连的轻绳与水平地面成37°角，并且弹簧的压缩量为10cm，若弹簧劲度系数k=100N/m，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计滑轮与轻绳间的摩擦。则下列分析计算正确的是

A. 物块A所受合力为40N

B. 轻绳对物块B的拉力为40N

C. 地面对物块B的摩擦力为50N

D. 地面对物块B的支持力为50N

【答案】D

【解析】

【详解】A.物块A处于静止状态，受到的合力为零，故A错误；

B. 弹簧压缩△x=10cm=0.1m，根据胡克定律可知，弹簧弹力F=k△x=100×0.1=10N，弹力向上，绳子拉力T=mAg-F=6-10=50N，故B错误；

CD. B处于静止状态，受力平衡，对B受力分析，根据平衡条件，地面对B的摩擦力f=Tcos37°=50×0.8=40N，地面对物块B的支持力N=mBg-Tsin37°=80-50×0.6=50N；故C错误，D正确。

4.如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上，A、B的动摩擦因数为，B与地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，现对A施加一水平拉力F，则下列说法不正确的是

A. 当F<2μmg时，A、B都相对地面静止

B. 当时，A的加速度为

C. 当时，A相对B滑动

D. 无论F为何值，B的加速度不会超过

【答案】A

【解析】

【详解】A. 设对的最大静摩擦力为，对的最大静摩擦力为，地面对的最大静摩擦力为，由牛顿第三定律可知与大小相等，方向相反，和的大小均为，为，则当时，、均保持静止；时，、将相对静止以共同的加速度开始运动，故A项错误，符合题意；

BC. 设当、恰好发生相对滑动时的拉力为，加速度为，则对，则有：

对、B整体，则有：

解得：

故当时，相对于静止，二者以共同的加速度开始运动；当时，相对于滑动；

当时，、相对静止，以、为研究对象，由牛顿第二定律有：

解得：

故BC正确，不符合题意；

D. 对来说，其所受合力的最大值：

据牛顿第二定律有，的加速度不会超过，故D项正确，不符题意。

5.如图所示为粮袋的传送装置，已知AB间长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时其运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (　　)

A. 粮袋到达B点的速度与v比较，可能大，也可能相等或小

B. 粮袋开始运动的加速度为g(sin θ－μcos θ)，若L足够大，则以后将一定以速度v做匀速运动

C. 若μ≥tan θ，则粮袋从A到B一定是一直做加速运动

D. 不论μ大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a>gsinθ

【答案】A

【解析】

【详解】A.粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B点时的速度小于等于v；可能先匀加速运动，当速度与传送带相同后，做匀速运动，到达B点时速度与v相同；也可能先做加速度较大的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动，到达B点时的速度大于v，故A正确.

B.粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，大小为μmgcosθ，根据牛顿第二定律得到，加速度a=g(sinθ+μcosθ），若μ＜tanθ，则重力的下滑分力大于滑动摩擦力，故a的方向一直向下，粮袋从A到B一直是做加速运动，可能是一直以g(sinθ+μcosθ)的加速度匀加速，也可能先以g(sinθ+μcosθ)的加速度匀加速，后以g(sinθ-μcosθ)匀加速；故B错误.

C.若μ≥tanθ，粮袋从A到B可能是一直做加速运动，有可能在二者的速度相等后，粮袋做匀速直线运动;故C错误.

D.由上分析可知，粮袋从A到B不一定一直匀加速运动，故D错误.

6.如图所示，一物体自倾角为的固定斜面上某一位置处斜向上抛出，到达斜面顶端处时速度恰好变为水平方向，已知、间的距离为，重力加速度为，则关于抛出时物体的初速度的大小及其与斜面间的夹角，以下关系中正确的有

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】CD、运用逆向思维，物体做平抛运动，根据可得，则P点的竖直分速度，P点的水平分速度，则抛出时物体的初速度，故选项C、D错误；

AB、设初速度方向与水平方向的夹角为，根据平抛运动的推论有，又，即，根据数学三角函数关系可求得，故选项B正确，A错误。

7.现有八个描述运动物理量:①位移；②路程；③时间；④瞬时速度；⑤平均速度；⑥速率；⑦速度变 化量；⑧加速度。全部是矢量的组合是（    ）

A. ①②④⑤⑥ B. ①⑤⑥⑦⑧ C. ④⑤⑥⑦⑧ D. ①④⑤⑦⑧

【答案】D

【解析】

位移、瞬时速度、平均速度、速度变化量、加速度都既有大小，又有方向，运算时遵守平行四边形定则，它们都是矢量；路程、时间、速率只有大小、没有方向，它们是标量；故D正确，ABC错误；

故选D。

8.甲、乙两个质点沿同一直线运动，其中质点甲以6m/s的速度匀速直线运动，质点乙做初速度为零的匀变速直线运动，它们的位置x随时间t的变化如图所示。已知t=3s时，甲、乙图线的斜率相等。下列判断正确的是

A. 最初的一段时间内，甲、乙的运动方向相反

B. t=3s时，乙的位置坐标为-11m

C. 图t=6s时，两车相遇

D. 乙经过原点的速度大小为m/s

【答案】B

【解析】

【详解】A.位移时间图象的斜率表示速度，则最初的一段时间内，甲、乙的斜率都为正方向，所以运动方向相同，故A不符合题意；

B.质点乙作初速度为零的匀变速直线运动，t=3s时，甲、乙图线的斜率相等，所以，t=3s时乙的速度是6m/s，乙的加速度

0-3s，乙的位移

所以t=3s时，乙的位置坐标为

故B符合题意。

C.设过t两车相遇

解得：

故C不符合题意。

D.根据v2-0=2ax，乙经过原点时的速度大小为 ，故D不符合题意。

二、多选题

9.关于曲线运动，下列说法正确的是(  )

A. 物体的加速度减小，物体的速度一定减小

B. 恒力作用下物体可以做曲线运动

C. 物体做圆周运动，所受合力一定指向圆心

D. 曲线运动速度的方向不断发生变化，速度的大小不一定发生变化

【答案】BD

【解析】

【详解】A.当物体的加速度方向与速度方向相同，物体做加速运动，不论加速度是增大还是减小，故 A 错误；

B.恒力作用下物体可以做曲线运动，如平抛运动，故 B 正确；

C.物体做圆周运动时，可以存在径向的向心力和切向的分力，故合力并不一定指向圆心，故 C 错误；

D.曲线运动速度的方向不断发生变化，速度的大小不一定发生变化，如匀速圆周运动，故 D 正确。

10.甲、乙两辆汽车沿同一平直路面行驶，其v-t图像如图。t=0时，乙车在甲车前方s0处。下列说法正确是

A. 若s0=50m，则两车相遇2次

B. 若s0=150m，则两车相遇1次

C. 若s0=250m，则两车相遇1次

D. 若s0=400m，则两车相遇1次

【答案】AC

【解析】

【详解】因为图像面积代表位移，所以从初始时刻到速度相等， 0-20s甲车比乙车多行驶，之后乙车速度大于甲车

A. 若s0=50m<150m，则两车追上乙车后，由于乙车最终速度大于甲车，所以会相遇2次，故A符合题意。

B. 若s0=150m，则两车相遇后，甲车超过乙车，但由于乙车最终速度大于甲车，所以会相遇2次，故B不符合题意。

C. 若s0=250m，则两车速度相等刚好相遇，之后由于乙的速度大，不会再次相遇，只相遇1次，故C符合题意。

D. 若s0=400m>250m，两车不会相遇，故D不符合题意。

11.如图所示，质量为m的物体A放在质量为M、倾角为的斜面B上，斜面B置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物体A，使其沿斜面向下匀速运动，斜面B始终静止不动，则下列说法中正确的是（    ）

A. 斜面B相对地面有向右运动趋势 B. 地面对斜面B的静摩擦力大小为

C. 地面对斜面B的支持力大小为 D. 斜面B与物体A间的动摩擦因数为

【答案】BC

【解析】

【详解】AB、将A和B看成一个整体,对其进行受力分析,由平衡条件可知,地面对B的静摩擦力f=Fcosθ,方向水平向右,故B相对地面有向左运动的趋势,故A错误, B正确;

C、由平衡条件可知,地面对B的支持力FN=(M+m)g+Fsinθ,故 C正确;

D、对A进行受力分析可知,在平行于斜面的方向上有mgsinθ+F=μmgcosθ,

解得，故D错误；

12.在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为和，绳子对物体的拉力为FT，物体所受重力为，则下面说法正确的是

A. 物体做匀速运动，且

B. 物体做加速运动，且

C. 物体做加速运动 ，且

D. 物体做匀速运动，且

【答案】B

【解析】

【详解】AB.小车的运动可分解为沿绳子方向和垂直绳子的方向两个运动，设两段绳子的夹角为，由几何知识可得

所以，小车向右运动，逐渐增大，故逐渐增大，物体有向上的加速度，故A错误，B正确；

CD. 物体由向上的加速度，处于超重状态，所以，故CD错误。

三、实验题

13.在验证牛顿第二定律的实验中，测量长度的工具是________，精度是________mm；测量时间的工具是_____________；测量质量的工具是_________。实验中砂和桶的总质量m和车与砝码的总质量M间必须满足的条件是__________________。实验中打出的纸带如图所示，相邻计数点间的时间是0.1 s，图中长度单位是cm，由此可以算出小车运动的加速度是______m/s2。

【答案】    (1). 刻度尺；    (2). 1；    (3). 打点计时器；    (4). 天平；    (5). ；    (6). 0.69；

【解析】

分析】

“验证牛顿第二定律”实验用的控制变量法，本实验首先要平衡摩擦力，还必须满足小车质量M远大于砂和砂桶的质量m，实验中还要注意拉力沿着平行于木板的方向。

【详解】在验证牛顿第二定律的实验中，测量长度的工具是刻度尺，最小刻度为1mm，则精度是1mm；测量时间的工具是打点计时器；测量质量的工具是天平。在验证牛顿第二定律实验中砂和桶的总质量m和车与砝码的总质量M间必须满足的条件是Mm，这样可认为小车所受的拉力近似等于砂和砂桶的重力；根据∆x=aT2可得，x3-x1=2aT2，小车运动的加速度为：a==0.69m/s2

故答案为：刻度尺；1；打点计时器；天平；Mm；0.69

14.（1）在做“研究平抛物体的运动”实验时，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上________．

A．通过调节使斜槽的末端保持水平

B．每次必须由静止释放小球

C．每次释放小球的位置必须不同

D．用铅笔记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降

E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线

F．小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相触

（2）如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为20cm，如果取g＝10m/s2，那么：

①照相机的闪光频率是_________Hz；

②小球运动中水平分速度的大小是_________ m/s；

③小球经过B点时的速度大小是_________ m/s。

【答案】    (1). （1）ABF    (2). （2）①  5Hz    (3). ②  3m/s    (4). ③  5m/s

【解析】

（1）过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故A正确；为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故C正确，B错误；平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此木条（或凹槽）下降的距离不应是等距的，故D错误；平抛运动的物体在同一竖直面内运动，固定白纸的木板必须调节成竖直，小球运动时不应与木板上的白纸相接触，以免有阻力的影响，故E正确；球经过不同高度的位置记录在纸上后，取下纸，平滑的曲线把各点连接起来，故F错误。所以ACE正确，BDF错误。
（2）①从图中看出，A、B、C间的水平位移均相等是3L，因此这3个点是等时间间隔点。竖直方向两段相邻位移之差是个定值，即△y=gT2=2L，解得：T=0.1s，频率为：，②球运动中水平分速度的大小：。③小球经过B点的竖直分速度，则经过B点的速度为：。

四、解答题

15.汽车A以vA＝4 m/s的速度向右做匀速直线运动，发现前方相距x0＝7 m处、以vB＝10 m/s的速度同向运动的汽车B正开始匀减速刹车直到静止后保持不动，其刹车的加速度大小a＝2 m/s2.从此刻开始计时，求：

(1)A追上B前，A、B间的最远距离是多少？

(2)经过多长时间A恰好追上B?

【答案】(1)16 m　(2)8 s

【解析】

【详解】汽车A和B运动的过程如图所示：

(1)当A、B两汽车速度相等时，两车间的距离最远，即

v＝vB－at＝vA，

解得t＝3s

此时汽车A的位移

xA＝xAt＝12m

汽车B的位移

xB＝vBt-at2＝21m

故最远距离

Δxmax＝xB＋x0－xA＝16m．

(2)汽车B从开始减速直到静止经历的时间

运动的位移

汽车A在t1时间内运动的位移

此时相距

汽车A需再运动的时间

故A追上B所用时间

t＝t1＋t2＝8s

16.如图所示，质量为的物体甲通过三段轻绳相连，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平地面上的质量为的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角，物体甲及人均处于静止状态，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大？

(2)若人的质量，人与水平面之间的动摩擦因数为，则欲使人在水平面上不滑动，物体甲的质量最大不能超过多少？（，）

【答案】(1)200N；120N；(2)24kg

【解析】

【详解】(1)以结点为研究对象，如图

由平衡条件有：

联立解得：

(2)当甲的质量增大到人刚要滑动时，质量达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值。当人刚要滑动时，静摩擦力达到最大值：

由平衡条件得：

联立解得：

即物体甲的质量最大不能超过24kg

17.小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为3kg的小球，绳子能承受最大拉力为110N，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行一段水平距离后落地，如图所示已知握绳的手离地面高度为4m，手与球之间的绳长为3m，重力加速度为，忽略手的运动半径和空气阻力．

求绳断时球的速度大小；

求球落地时的速度大小v2？

改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？

【答案】

【解析】

【详解】设绳能承受的最大拉力大小为，设手离地面高度为d，绳长为l，

对小球在最低点列牛顿第二定律方程，有：，

得；

设绳子断后球的飞行时间为t，由平抛运动规律，有竖直方向：，

绳断后竖直方向球做自由落体运动，落地时竖直分速度：，

所以=10m/s

设绳子长为l，绳子断时球的速度为，，得，

绳子断后球做平抛运动，时间为，有，，

得，

当时x有极大值：。

18.如图所示，在倾角为θ = 37°的足够长斜面上放置一质量M = 2kg 、长度L = 1.5m的极薄平板 AB ，在薄平板的上端A处放一质量m=1kg的小滑块(视为质点)，将小滑块和薄平板同时无初速释放。已知小滑块与薄平板之间的动摩擦因数为μ1=0.25、薄平板与斜面之间的动摩擦因数为μ2=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8，取g=10m/s2。求：

(1)释放后，小滑块的加速度al和薄平板的加速度a2;

(2)从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间t。

【答案】(1)，；(2)

【解析】

【详解】（1）设释放后，滑块会相对于平板向下滑动，

对滑块：由牛顿第二定律有：

其中，

解得：

对薄平板，由牛顿第二定律有：

其中，

解得：

，假设成立，即滑块会相对于平板向下滑动。

设滑块滑离时间为，由运动学公式，有：，，

解得：