福建省泉州第十六中学2020届高三上学期期中考试物理试题

泉州第十六中学2019年秋季期中考试卷

高三物理

一、选择题

1.做匀加速直线运动的质点在第一个7 s内的平均速度比它在第一个1 s内的平均速度大3 m/s，则质点的加速度大小为

A. 1 m/s2 B. 2 m/s2

C. 3 m/s2 D. 4 m/s2

【答案】A

【解析】

【分析】

本题考查匀变速直线运动中关于平均速度推论的应用

【详解】因质点在做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动的推论

，

知第3.5s末的速度为第一个7s内的平均速度，且第0.5s末的速度等于第一个1s内的平均速度，则有

，

根据

，

有 ，解得a=1m/s2，故本题应选A。

2.如图所示，质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上，轻绳一端固定在圆环的最高点A，另一端与小球相连．小球静止时位于环上的B点，此时轻绳与竖直方向的夹角为，则轻绳对小球的拉力大小为(　　)

A. mg

B. mg

C. 2mg

D mg

【答案】A

【解析】

【详解】

对B点处的小球受力分析，如图所示，则有

FTsin 60°＝FNsin 60°

FTcos 60°＋FNcos 60°＝mg

解得

FT＝FN＝mg

A. mg与计算结果相符，故A符合题意。

B. mg与计算结果不符，故B不符合题意。

C.2mg与计算结果不符，故C不符合题意。

D.mg与计算结果不符，故D不符合题意。

3.将一小球从某一高度抛出，抛出2 s后它的速度方向与水平方向的夹角成45°，落地时位移与水平方向成60°，不计空气阻力，重力加速度g=10 m/s2，则下列说法正确的是

A. 小球做平抛运动的初速度是10m/s

B. 抛出点距地面的高度是60m

C. 小球做平抛运动的初速度是m/s

D. 抛出点距地面的高度是240m

【答案】D

【解析】

由平抛运动的规律有：抛出1s后，，得；落地时得：，抛出点距地面的高度．故D正确，ABC错误．故选D.

4.如图所示，质量分别为m1=2kg，m2=3kg的二个物体置于光滑的水平面上，中间用一轻弹簧秤连接。水平力F1=30N和F2=20N分别作用在m1和m2上。当两物体以相同速度一起运动时，以下叙述正确的是：

A. 弹簧秤的示数是10N。

B. 弹簧秤的示数是50N。

C. 在同时撤出水平力F1、F2的瞬时，m1加速度的大小13m/s2。

D. 在只撤去水平力F1的瞬间，m2加速度的大小为4m/s2。

【答案】C

【解析】

试题分析：设弹簧的拉力为T，则，，整理得T=26N，加速度，即弹簧称的示数为26N，AB错误；同时撤出水平力F1、F2的瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律可知m1加速度的大小13m/s2，C正确；在只撤去水平力F1的瞬间，弹簧的弹力还没发生变化，此时m2加速度的大小仍为2m/s2，D错误。

考点：牛顿第二定律，胡克定律

5.如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和B水平放置，两轮半径RA=2RB。当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上。若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也静止，则木块距B轮转轴的最大距离为(      )

A. RB /2 B. RB /4 C. RB /3 D. RB

【答案】A

【解析】

【详解】A和B用相同材料制成的靠摩擦传动，边缘线速度相同，则ωARA=ωBRB；而RA=2RB。所以；对于在A边缘的木块，最大静摩擦力恰为向心力，即mωA2RA=fmax；当在B轮上恰要滑动时，设此时半径为R，则mωB2R=fmax；解得R=RB，故选A。

6.如图所示，物体A、B置于水平地面上，与地面间的动摩擦因数均为μ，物体A、B用一跨过动滑轮的细绳相连，现用逐渐增大的力向上提升滑轮，某时刻拉A物体的绳子与水平面成53°，拉B物体的绳子与水平面成37°，此时A、B两物体刚好处于平衡状态，则A、B两物体的质量之比为（认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

本题考查共点力的平衡中隔离法的应用以及对物理临界状态的理解

【详解】

分别对A、B两个物体进行受力分析，如图所示，对A的受力进行正交分解，则有

，

，

而AB恰好达到平衡，说明此时AB所受的静摩擦力均达到最大静摩擦力，即

；

再对B的受力进行正交分解，有

，

，

，

联立方程组解得，故本题正确答案应选B。

7.如图所示，卡车通过定滑轮以恒定的功率P0控绳，牵引河中的小船沿水面运动，已知小船的质量为m沿水面运动时所受的阻力为f，当绳AO段与水平面夹角为θ时，小船的速度为v，不计绳子与滑轮的摩擦，则此时小船的加速度等于（   ）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】小船的实际运动为合运动，沿着绳子方向和垂直绳子方向的是分运动，如图

根据平行四边形定则，有v车=v•cosθ
故拉力为：    ①
对船受力分析，受重力、拉力、浮力和阻力，根据牛顿第二定律，有

F•cosθ-f=ma     ②
由①②解得，故选D。

【点睛】本题关键是根据运动的合成与分解的知识求出拉绳子的速度，然后根据牛顿第二定律列式求解加速度。注意要变换研究对象.

8.“嫦娥三号”携带“玉兔号”月球车首次实现月球软着陆和月面巡视勘察，并开展月表形貌与地质构造调查等科学探测．“玉兔号”在地球表面的重力为G1，在月球表面的重力为G2；地球与月球均视为球体，其半径分别为R1、R2；地球表面重力加速度为g.则(  )

A. 月球表面的重力加速度为

B. 月球与地球质量之比为

C. 月球与地球的第一宇宙速度之比为

D. “嫦娥三号”环绕月球表面做匀速圆周运动的周期为2π

【答案】BD

【解析】

A、设探测器的质量，火星表面的重力加速度：，故A错误；
B、根据得，火星与地球的质量之比：，故B正确；
C、第一宇宙速度：，火星与地球的第一宇宙速度之比：，故C错误；
D、根据周期公式，再根据，“畅想号”火星探测器绕火星表面匀速圆周运动的周期，故D错误。

点睛：本题考查了万有引力定律在天文学上的应用，解题的基本规律是万有引力提供向心力，在任一星球表面重力等于万有引力，记住第一宇宙速度公式。

9.如图所示，质量分别为3m、m的两个可看成质点的小球A、B，中间用一细线连接，小球A由细线系于天花板上的O点，小球B由细线拴接于墙角的C点，初始时刻，细线OA与细线BC垂直，细线OA与竖直方向成37°角，若保持A球位置不动，而将BC线的C端沿水平方向向左移动一小段距离，已知重力加速度为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则下列说法正确的是

A. 移动前，细线OA中的张力大小为3.2mg

B. 移动过程中，细线OA中的张力保持不变

C. 移动过程中，细线BC中的张力可能先减小后增大

D. 移动过程中，细线BC中的张力逐渐增大

【答案】AD

【解析】

【分析】

本题考查受力分析中的整体法的理解和应用

【详解】

如图所示，将A、B视作一个整体，对整体进行受力分析，整体在重力，AO绳子拉力和BC绳子拉力作用下三力平衡，

A．由三角形法则知，三力首尾相连应构成一个封闭的三角形，如图

此时

，

，

故A正确；

BCD．根据题意，在移动过程中，绳OA方向保持不变，而C端逐渐向左移动，整个过程中系统始终保持平衡，利用三角法则，如图所示

可以得出在移动过程中，TBC逐渐变大，而TAO逐渐变小，即B、C错误，D正确；

综上所述，本题选择AD。

10.如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m＝0.2 kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧始终在弹性限度内)，其速度v和弹簧压缩量Δx之间的函数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，取g＝10 m/s2，则下列说法正确的是(     )

A. 小球刚接触弹簧时速度最大

B. 当Δx＝0.3 m时，小球处于超重状态

C. 该弹簧的劲度系数为20.0 N/m

D. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大

【答案】BCD

【解析】

【详解】由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当Δx为0.1 m时，小球的速度最大，然后减小，说明当Δx为0.1 m时，小球的重力等于弹簧对它的弹力．所以可得：kΔx＝mg，解得： k＝N/m＝20.0 N/m，选项A错误；C正确；弹簧的压缩量为Δx＝0.3 m时，弹簧弹力为 F＝20 N/m×0.3 m＝6 N>mg，故此时物体的加速度向上，物体处于超重状态，选项B正确；对小球进行受力分析可知，其合力是由mg逐渐减小至零，然后再反向增加的，故小球的加速度先减小后增大，选项D正确；故选A.

【点睛】解答本题要求同学们能正确分析小球的运动情况，能根据机械能守恒的条件以及牛顿第二定律解题，知道从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧弹力一直做增大，弹簧的弹性势能一直增大。

11.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行。初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计 时，小物块在传送带上运动的v-t图象（以地面为参考系） 如图乙所示.已知v2＞v1。则（）

A. t2时刻，小物块离A处的距离达到最大

B. t1时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大

C. t2-t3时间内，小物块受到的摩擦力方向向右

D. 0-t2时间内，小物块受到摩擦力的大小和方向都不变

【答案】D

【解析】

【详解】由乙图知：物体先向左做匀减速运动，向右做匀加速运动，直到速度与传送带相同，再做匀速运动。因此t1时刻，小物块离A处的距离达到最大。故A错误。物块先向左运动，后向右运动，而传送带一直向右运动，故速度与传送带相同时小物块相对传送带滑动的距离达到最大。即t2时刻，小物块相对传送带的位移达到最大。故B    错误。t2-t3时间内，小物块相对于传送带静止向右做匀速运动，不受摩擦力。故C错误。0-t2时间内，物块相对传送带一直向左运动，受到的滑动摩擦力方向一直向右，大小为f=μmg，保持不变。故D正确。故选D。

12.如图所示，杆上通过轻绳连有两个滑环A、B，已知它们的质量mA=mB=2.0kg，A与水平杆间动摩擦因数为0.3，B与竖直杆间光滑接触，轻绳长L=0.25m．现用水平力将A环缓慢向右拉动，拉动过程中，θ角由37°增大到53°，则在这一过程中（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，sin53°=0.8，cos53°=0.6）

A. 系统增加的内能为0.6J

B. 水平力F大小不变

C. B的重力势能增加1.0J

D. A受到的摩擦力不变

【答案】ACD

【解析】

【分析】

本题考查整体法和隔离法的理解与应用

【详解】

将A、B视作一个整体，对整体进行受力分析，如图所示，因竖直杆光滑，故B环不受摩擦力，但B环要受到竖直杆的弹力，对整体列出平衡方程，竖直方向是有

，

即A受到的水平杆的支持力应该保持不变，另外整体在水平方向的平衡，有

，

AD．在移动过程中，A往右移动的距离应为

，

A往右移动过程中滑动摩擦力

，

可得整个过程A所受滑动摩擦力保持不变，则系统增加的内能为

，

故A正确；

B．将B隔离分析，受力分析如下图

竖直方向是有

，

水平方向是有

，

从37°增大至53°，可得逐渐增大，而整个过程中A所受的滑动摩擦力保持不变，由知，拉力F应该逐渐增大，故B错误；

C．由几何关系知B上升的距离为

，

则B物体增加的重力势能为

，

故C正确；

综上所述，本题正确答案为ACD。

二、实验题

13.测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示．AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′．重力加速度为g．实验步骤如下：

①用天平称出物块Q的质量m；

②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC′的高度h；

③将物块Q在A点由静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；

④重复步骤③，共做10次；

⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C′的距离s．

用实验中的测量量表示：

(1)物块Q到达B点时的动能EkB= ______ ；

(2)物块Q到达C点时的动能EkC= ______ ；

(3)在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功Wf= ______ ；

(4)物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ= ______ ．

【答案】    (1). mgR；    (2). ；    (3). ；    (4).

【解析】

【分析】

物块由A到B点过程，由动能定理可以求出物块到达B时的动能；

物块离开C点后做平抛运动，由平抛运动知识可以求出物块在C点的速度，然后求出在C点的动能；

由B到C，由动能定理可以求出克服摩擦力所做的功；

由功的计算公式可以求出动摩擦因数．

【详解】(1) 从A到B，由动能定理得：mgR=EKB-0，则物块到达B时的动能：EKB=mgR；

(2) 离开C后，物块做平抛运动，

水平方向：s=vCt，

竖直方向：

物块在C点的动能：EKC=

联立解得：；

(3) 由B到C过程中，由动能定理得： ；

克服摩擦力做的功：Wf=mgR-

(4) B到C过程中，克服摩擦力做的功：Wf=μmgL=mgR-

解得：。

【点睛】熟练应用动能定理、平抛运动规律、功的计算公式即可正确解题，学会根据实验数据来实验结果分析，注意实验误差不会没有，只能降低。

14.某物理研究小组利用图甲装置验证机械能守恒定律，在铁架台上安装有一电磁铁（固定不动）和一光电门（可上下移动），电磁铁通电后将钢球吸住，然后断电，钢球自由下落，并通过光电门，计时装置可测出钢球通过光电门的时间．

（1）用10分度的游标卡尺测量钢球的直径，示数如图乙所示，可知钢球的直径D=___cm。

（2）多次改变光电门的位置，测量出光电门到电磁铁下端O的距离为h（h》D），并计算出小球经过光电门时的速度v，若空气阻力可以忽略不计，则下列关于v2-h的图象正确的是______．

（3）钢球通过光电门的平均速度______（选填“大于”或“小于”）钢球球心通过光电门的瞬时速度。

【答案】    (1). 0.96，    (2). B，    (3). 小于

【解析】

【详解】(1) 游标卡尺的主尺读数为：0.9cm，游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.1×6mm=0.6mm，所以最终读数为：0.96cm；

(2) 利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：

根据机械能守恒的表达式有：，那么关于v2-h的图象应该是一条过原点的倾斜直线，故B正确；

(3) 根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度, 所以钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度.

三、计算题

15.A、B两列火车，在同一轨道上同向行驶， A车在前，其速度vA=10m/s，B车在后，速度vB=30m/s．因大雾能见度很低，B车在距A车△s=85m时才发现前方有A车，这时B车立即刹车，但B车要经过180m才能够停止．问：

（1）B车刹车后的加速度是多大？

（2）若B车刹车时A车仍按原速前进，请判断两车是否相撞？

【答案】（1）25m/s2（2）不会相撞

【解析】

【分析】

本题考查匀变速直线运动中的追及相遇问题

【详解】（1）B车刹车至停下过程中，由

，

得，故B车刹车时加速度大小为2.5m/s2，方向与运动方向相反。

（2）假设始终不相撞，设经时间t两车速度相等，则对B车有：

，

解得t =8s，此时B车的位移：

，

A车的位移：

，

因为，故两车不会相撞。

16.图所示，在光滑的水平地面上有一个长为L，质量为的木板A，在木板的左端有一个质量为的小物体B，A、B之间的动摩擦因数为，当对B施加水平向右的力F作用时(设A、B间的最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等)，

（1）若，则A、B 加速度分别为多大？

（2）若，则A、B 加速度分别为多大？

（3）在（2）的条件下，若力F作用时间t=3s，B刚好到达木板A的右端，则木板长L应为多少？

【答案】（1）（2）（3）L=9m

【解析】

试题分析：

解：（1）对A：（1分）

对AB：（1分）

由于（1分）

所以（1分）

（2）对B：（1分）

（1分）

（2分）

（3）F作用3s，A、B发生的位移分别为SA和SB

因此L=9m       （4分）

考点：牛顿运动定律。匀变速直线运动

17.如图甲所示，一质量为m = 2kg的小物块静止在粗糙水平面上的A点，从t = 0时刻开始，物体在受如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动，第3s末物块运动到B点时速度刚好为零，第5s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ= 0.1，g取10m/s2 。求：

（1）AB间的距离；

（2）水平力F在5s时间内对小物块所做的功。

【答案】（1）2m（2）12J

【解析】

【分析】

本题考查牛顿定律和动能定理的理解和应用

【详解】（1）在3s~5s物块在水平恒力F作用下由B点匀加速直线运动到A点，设加速度为a，AB间的距离为s，则

，

，

。

（2）设整个过程中F所做功为WF，物块回到A点的速度为vA，由动能定理得：

，

，

。

18.如图所示，AB是长为L＝1.2m、倾角为53°的斜面，其上端与一段光滑的圆弧BC相切于B点。C是圆弧的最高点，圆弧的半径R，A、C与圆弧的圆心O在同一竖直线上。物体受到与斜面平行的恒力作用，从A点开始沿斜面向上运动，到达B点时撤去该力，物体将沿圆弧运动通过C点后落回到水平地面上。已知物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，恒力F＝28N，物体可看成质点且m＝lkg。求：

（1）物体通过C点时轨道的支持力；（结果保留一位小数）

（2）物体在水平地面上的落点到A点的距离。

【答案】（1）3.3N（2）2.4m

【解析】

【分析】

本题考查动能定理的理解和应用以及平抛运动的常规处理方法

【详解】（1）根据图示，由几何知识得，OA的高度 H＝L/sin53°＝1.5m，圆轨道半径

R＝Lcot53°＝0.9m

物体从A到C过程，由动能定理得：

，

解得：，物体在C点，由牛顿第二定律得：

，

解得：N＝3.3N 。

（2）物体离开C后做平抛运动，在竖直方向上：

在水平方向：

，

解得：x＝2.4m。