甘肃省武威一中2020届高三上学期期中考试物理试题

武威一中2019年秋季学期期中考试高三年级物理试卷

一、单选题

1.物体做匀加速直线运动，相继经过两段距离为16 m的路程，第一段用时4 s，第二段用时2 s，则物体的加速度是

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，2s时的瞬时速度等于0-4s内的平均速度：，5s时的瞬时速度等于4-6s内的平均速度：，两个中间时刻的时间间隔为：△t=2+1s=3s，根据加速度定义可得：，故B正确，ACD错误。

2.司机驾驶汽车在平直公路上匀速行驶，突然遇到紧急情况刹车直到停止运动，从司机发现情况到停止运动这段时间内汽车的图象如图所示，下列说法正确的是(　　)

A. 从司机发现情况开始至汽车停止所用时间为5．5s

B. 汽车刹车过程的加速度大小为2．0m／s2

C. 汽车刹车过程的加速度大小为4．0m／s

D. 从司机发现情况开始至刹车停止，汽车的总位移为30m

【答案】C

【解析】

【分析】

理解图像所对于的数学函数，结合图像的截距及斜率求加速度和初速度

【详解】通过图象可知，第一阶段在司机反应时间0.5s内，汽车做匀速直线运动，第二个阶段司机刹车，汽车做匀减速直线运动到停止，根据匀变速直线运动规律，得到， 可得，

减速2.5s汽车停止运动，故到停止所用总时间为3s，全程位移为

综上所述：应选C。

3.假设该高速公路上甲、乙两车在同一车道上行驶，甲车在前，乙车在后。t=0时刻，发现前方有事故，两车同时开始刹车，行进中两车恰好没有发生碰撞。两车刹车过程的v-t图像如图所示，以下判断正确的是

A. t=0时刻两车间距等于50m

B. 两车都停止运动时相距50m

C. t=5s时两车间距大于t=15s时两车间距

D. 乙车刹车的加速度大小是甲车的1.5倍

【答案】A

【解析】

【详解】A. 行进中两车恰好没有发生碰撞，说明t=10s时刻两车速度相等时恰好相遇，则t=0时刻两车间距等于两车在10s位移之差，为S=×10×10m=50m，故A正确；

B.t=10s时两车相遇，都停止时两车的距离等于10s后两车的位移之差，为×5×10m=25m，故B错误；

C. 根据“面积”表示位移，可知t=5s∼15s内两车通过的位移相等，所以t=5s时两车间距等于t=15s时两车间距，故C错误；

D. 根据v−t图象的斜率表示加速度,甲的加速度大小为a1=20/20=1m/s2；乙的加速度大小为a2=30/15=2m/s2；故乙车的加速度是甲车的加速度的2倍。故D错误；

故选：A

4.物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1 500 N，则物块的质量最大为

A. 150kg B. kg C. 200 kg D. kg

【答案】A

【解析】

【详解】

T=f+mgsinθ，f=μN，N=mgcosθ，带入数据解得：m=150kg，故A选项符合题意

5.如图，两物块P、Q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g，现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】根据牛顿第二定律，对PQ的整体：；对物体P：；解得，故选D.

6.如图所示，质量为m的物体，放在一固定斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑．对物体施加一大小为F的水平向右恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，则下列说法正确的是（   ）

A. 物体与斜面间的动摩擦因数为

B. 物体与斜面间的动摩擦因数为

C. 这一临界角的大小30°

D. 这一临界角的大小60°

【答案】D

【解析】

【详解】AB、物体恰好匀速下滑时，由平衡条件有，，则，故选项A、B错误；

CD、设斜面倾角为，由平衡条件有，，静摩擦力，联立解得，要使不论水平恒力F多大，上式都成立，则有，所以，即，故选项D正确，C错误。

7.如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴 的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】摩擦力提供合外力，当达到最大静摩擦时，角速度最大，结合牛顿第二定律可知：

解得圆盘转动的最大角速度为：

A. 与分析不符，故A错误；

B. 与分析相符，故B正确；

C. 与分析不符，故C错误；

D. 与分析不符，故D错误。

8.如图，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车以速度匀速向右运动当小车运动到与水平面夹角为时，下列关于物体A说法正确的是（     ）

A. 物体A此时的速度大小为，物体A做减速运动，绳子拉力小于物体重力

B. 物体A此时的速度大小为，物体A做加速运动，绳子拉力大于物体重力

C. 物体A此时的速度大小为，物体A做减速运动，绳子拉力小于物体重力

D. 物体A此时的速度大小为，物体A做加速运动，绳子拉力大于物体重力

【答案】B

【解析】

【详解】小车沿绳子方向的速度等于A的速度，设绳子与水平方向的夹角为θ，根据平行四边形定则，物体A的速度vA=vcosθ；

小车匀速向右运动时，θ减小，则A的速度增大，所以A加速上升，加速度方向向上，根据牛顿第二定律有：T-GA=mAa．知拉力大于重力。故B正确，ACD错误。

9.在竖直墙壁上悬挂一镖靶，某人站在离墙壁一定距离的某处，先后将两只飞镖A、B由同一位置水平掷出，两只飞镖落在靶上的状态如图所示(侧视图)，若不计空气阻力，下列说法中正确的是(　　)

A. A、B两镖在空中运动时间相同

B. B镖掷出时的初速度比A镖掷出时的初速度小

C. A、B镖的速度变化方向可能不同

D. A镖的质量一定比B镖的质量小

【答案】B

【解析】

【详解】A.飞镖B下落的高度大于飞镖A下落的高度，根据得，B下降的高度大，则B镖的运动时间长．故A错误；

B.因为水平位移相等，B镖的时间长，则B镖的初速度小，故B正确；

C.因为A、B镖都做平抛运动，速度变化量的方向与加速度方向相同，均竖直向下，故C错误；

D.平抛运动的时间与质量无关，本题无法比较两飞镖的质量，故D错误。

10. 如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R（R视为质点）．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，R从坐标原点开始运动的轨迹如图所示，则红蜡块R在x、y方向的运动情况可能是

A. x方向匀速直线运动，y方向匀速直线运动

B. x方向匀速直线运动，y方向匀加速直线运动

C. x方向匀减速直线运动，y方向匀加速直线运动

D. x方向匀加速直线运动，y方向匀速直线运动

【答案】D

【解析】

试题分析：若方向匀速直线运动，根据运动轨迹的形状，则方向的加速度方向沿负方向，即方向减速直线运动，故AB错误；若方向匀速直线运动，根据运动轨迹的形状，则方向的加速度方向沿正方向，即方向加速直线运动，故C错误，D正确。

考点：运动的合成和分解

【名师点睛】牢记曲线运动的条件，曲线运动的速度方向与轨迹的关系，应用曲线运动的分解的方法研究问题。

11.从倾角为的足够长的斜面上的A点，先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出．第一次初速度为v1， 球落到斜面上的瞬时速度方向与斜面夹角为， 第二次初速度为v2， 球落到斜面上的瞬时速度方向与斜面夹角为， 若v1＞v2  ， 则（　　）

A.  B.

C.  D. 无法确定

【答案】C

【解析】

【详解】根据得：

则落在斜面上时竖直方向上的分速度为：

设速度与水平方向的夹角为，有：

知落在斜面上时，速度与水平方向的夹角与初速度无关，则小球与水平方向的夹角相同，因为速度方向与斜面的夹角等于速度与水平方向的夹角减去斜面的倾角，所以有：

A.与分析不符，故A错误；

B.与分析不符，故B错误；

C.与分析相符，故C正确；

D.与分析不符，故D错误。

12.如图(甲)所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为，小球在最高点的速度大小为v，图象如图(乙)所示.下列说法正确的是(  )

A. 当地的重力加速度大小为

B. 小球的质量为

C. 时，杆对小球弹力方向向上

D. 若，则杆对小球弹力大小为2a

【答案】B

【解析】

【详解】AB.在最高点，若，则有：

当时，则有：

解得：

，

故A错误，B正确；

C. 由图可知当时，杆对小球弹力方向向上，当时，杆对小球弹力方向向下，所以当时，杆对小球弹力方向向下，故C错误；

D.当时，根据牛顿第二定律得：

解得：

即杆对小球弹力大小为，故D错误。

13.1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动．如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r，地球质量为M，引力常量为G．则

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】“东方红一号”从近地点到远地点万有引力做负功，动能减小，所以，过近地点圆周运动的速度为 ，由于“东方红一号”在椭圆上运动，所以，故B正确。

14.“嫦娥四号”（专家称为“四号星”），计划在2017年发射升空，它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料．已知万有引力常量为G，月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，嫦娥四号离月球中心的距离为r，绕月周期为T．根据以上信息判断下列说法正确的是（    ）

A. “嫦娥四号”绕月运行的速度为

B. 月球的第一宇宙速度为

C. “嫦娥四号”必须减速运动才能返回地球

D. 月球的平均密度为

【答案】B

【解析】

根据万有引力提供向心力，得，又因为月球表面的物体受到的重力等于万有引力，得GM=R2g．所以，故A错误．月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，所以重力提供向心力，得．故B正确．嫦娥四号要脱离月球的束缚才能返回月球，嫦娥四号要脱离月球束缚必须加速做离心运动才行．故C错误．根据万有引力提供向心力，得月球的质量，所以月球的密度．故D错误．故选B.

二、多选题

15.如图所示，质量为m的小球a、b之间用轻绳相连，小球a通过轻杆固定在左侧竖直墙壁上，轻杆与竖直墙壁夹角为30°。现改变作用在小球b上的外力的大小和方向，轻绳与竖直方向的夹角保持60°不变，则

A. 轻绳上的拉力一定小于mg

B. 外力F的最小值为

C. 轻杆对小球a作用力的方向不变

D. 轻杆对小球a的作用力最小值为mg

【答案】BD

【解析】

【分析】

分别以a与b为研究对象，结合共点力平衡的条件列式即可求出。

【详解】A、对b进行受力分析如图，当F的方向发生变化时，由图可知，轻绳上的拉力可能小于mg，也可能大于mg，故A错误。

B、由b的受力图可知，当拉力F的方向与ab绳子垂直时，拉力F最小为：Fmin=mgsin60°=mg，故B正确。

C、以a为研究对象，可知a受到重力、绳子ab对a的作用力以及杆对a的作用力处于平衡状态，由三个力平衡的特点可知，杆对a的作用力与a的重力、ab对a的拉力的合力大小相等，方向相反。a受到的重力大小方向都不变，绳对a的拉力方向不变，大小是变化的，所以a受到的重力与绳对a的拉力的合力大小、方向都是变化的，所以杆对a的作用力大小、方向都是变化的，故C错误。

D、由b的受力分析可知，当拉力F对b的拉力方向竖直向上时，拉力F与b的重力大小相等，方向相反，绳子ab此时的拉力等于0，此时a只受到重力和杆对a的作用力，此时杆对a的作用力最小，恰好等于a的重力，故D正确。

故选：B、D

【点睛】本题有隐含的临界问题，关键运用图解法确定出F的范围，得到F最小的条件，再由平衡条件进行求解．

16.如图，一个质量的长木板置于光滑水平地面上，木板上放有质量分别为和的A、B两物块，A、B两物块与木板之间的动摩擦因数都为，若现用水平恒力F作用在A物块上，重力加速度g取10m/s2，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，则下列说法正确的是(   )

A. 当F=2N时，A物块和木板开始相对滑动

B. 当F=1N时，则A、B两物块都相对木板静止不动

C. 若F=4N，则B物块所受摩擦力大小为

D. 若F=6N，则B物块的加速度大小为

【答案】BC

【解析】

【详解】A.与木板间的最大静摩擦力为：

A与木板即将发生相对滑动时木板和B得加速度为

对整体受力分析由牛顿第二定律有

当时，所以、两物块和木板保持相对静止，整体作用下向左匀加速运动，故A错误；

B.当时，所以、两物块都相对木板静止不动，整体在作用下向左匀加速运动，故B正确；

C.若，在木板表面滑动，摩擦力为2N；则和木板整体受摩擦力为2N，所以木板和B的加速度：

此时受到的摩擦力将达到：

故C正确；

D.若，A在木板表面滑动，摩擦力为2N；则和木板整体受摩擦力为2N，所以木板和的加速度：

故D正确。

17..如图所示，一小物体m从光滑圆弧形轨道上与圆心O等高处由静止释放，圆弧半径R=0.2m，轨道底端与粗糙的传送带平滑连接，当传送带固定不动时，物体m能滑过右端的B点，且落在水平地面上的C点，取重力加速度g=10m/s2，则下列判断可能正确的是（    ）

A. 若传送带逆时针方向运行且v=2m/s，则物体m也能滑过B点，到达地面上的C点

B. 若传送带顺时针方向运行，则当传送带速度时，物体m到达地面上C点的右侧

C. 若传送带顺时针方向运行，则当传送带速度时，物体m也可能到达地面上C点的右侧

D. 若传送带逆时针方向运行且v=3m/s，则物体m也能滑过B点，到达地面上的C点左侧

【答案】ABC

【解析】

【详解】A.物体在圆弧轨道上下滑过程，由动能定理得：

解得：

传送带静止不动时，物体滑到传送带上后向右做匀减速直线运动，到达传送带右端时物体的速度小于2m/s，物体离开传送带后做平抛运动到达点，物体做平抛运动的初速度小于2m/s；若传送带逆时针方向运行且，物体在传送带上一直做匀减速直线运动，与传送带静止时的运动情况相同，物体到达传送带右端时的速度与传送带静止时到达右端的速度相等，物块离开传送带做平抛运动，落在点，故A正确；

B.若传送带顺时针方向运动，则当传送带速度时，物体在传送带上可能先做匀加速直线运动后做匀速直线运动，也可能一直做匀加速直线运动，物块到达传送带右端时的速度大于2m/s，做平抛运动的初速度大于2m/s，物体将落在点的右侧，故B正确；

C.若传送带顺时针方向运动，则当传送带速度时，物体在传送带上可能先做匀减速直线运动后做匀速直线运动，此时到达传送带右端时的速度比传送带静止时的速度大，物体落在点的右侧，也可能在你传送带上一直做匀减速直线运动，到达传送带右端时的速度与传送带静止时的速度相等，物体将落在点，故C正确；

D.若传送带逆时针方向运行且，物体在传送带上一直做匀减速直线运动，与传送带静止时运动情况相同，物体到达传送带右端时的速度与传送带静止时到达右端的速度相等，物块离开传送带做平抛运动，落在点，故D错误。

18.如图所示，足够长的光滑水平轨道与竖直固定的光滑半圆形勃道相切于a点，一质量为m的物块可视为质点，以大小为的速度水平向右运动，重力加速度为g，不计空气阻力。当半圆形轨道半径取适当值R时，物块从半圆形轨道最高点b飞出后，在水平轨道的落点与a点间距离最大，最大距离为d。则　　

A.  B.  C.  D.

【答案】AC

【解析】

【分析】

绳—球模型构成的圆周运动满足机械能守恒，平抛运动有分运动公式，建立水平距离d关于R的函数求出最大值.

【详解】设小球经过a点的速度为，小球沿着光滑的轨道从b到a的过程只有重力做功，由机械能守恒定律：；而小球从a点做平抛运动，，；联立各式可得：，可知根号下的表达式为R作自变量的二次函数，则当时，即，水平距离有最大值；故选AC.

【点睛】本题考查机械能守恒定律与平抛运动规律的应用，要注意明确物理过程，正确选择物理规律结合数学函数求极值的方法准确求解．

19..如图所示，卫星在半径为的圆轨道上运行速度为 ，当其运动经过点时点火加速，使卫星进入椭圆轨道运行，椭圆轨道的远地点B与地心的距离为，卫星经过B 点的速度为，若规定无穷远处引力势能为0，则引力势能的表达式 ，其中G为引力常量，M为中心天体质量，m为卫星的质量，r 为两者质心间距，若卫星运动过程中仅受万有引力作用，则下列说法正确的是（   ）

A.

B. 卫星在椭圆轨道上A点的加速度小于B点的加速度

C. 卫星在A点加速后的速度为

D. 卫星从A点运动至B点的最短时间为

【答案】AC

【解析】

【详解】A.假设卫星在半径为的圆轨道上运行时速度为，由万有引力提供向心力可得：

可得卫星的速度公式：

可知卫星在半径为的圆轨道上运行时速度比卫星在半径为的圆轨道上运行时速度小，即有：

卫星要从椭圆轨道变轨到半径为的圆轨道，在点必须加速，则有：

所以有：

故A正确；

B.卫星在椭圆轨道上点所受的万有引力比在点的大，则卫星在椭圆轨道上点的加速度比点的加速度大，故B错误；

C.卫星加速后从运动到的过程，由机械能守恒定律得:

解得：

故C正确；

D.设卫星在半径为的圆轨道上运行时周期为，在椭圆轨道运行周期为，根据开普勒第三定律得：

又由于：

卫星从点运动到点的过程的最短时间为：

联立解得：

故D错误。

三、实验题

20.某同学用图示实验装置探究加速度与力的关系。他在气垫导轨旁安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器可直接测出绳中拉力大小，传感器下方悬挂钩码。改变钩码数量，每次都从A处由静止释放滑块。已知滑块（含遮光条）总质量为M，导轨上遮光条位置到光电门位置的距离为L。请回答下面相关问题。

(1)如图，实验时用游标卡尺测得遮光条的宽度为___  。某次实验中，由数字毫秒计记录遮光条通过光电门的时间为t，由力传感器记录对应的细线拉力大小为F，则滑块运动的加速度大小应表示为____（用题干已知物理量和测得物理量字母表示）。

(2)下列实验要求中不必要的是（         ）

A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B．应使遮光条位置与光电门间的距离适当大些

C．应将气垫导轨调节至水平

D．应使细线与气垫导轨平行

【答案】    (1). 0.96cm    (2).     (3). A

【解析】

【详解】(1)[1]游标卡尺的主尺读数为9mm，游标尺上第12个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为12×0.05mm=0.60mm，所以最终读数为：

[2]已知初速度为零，位移为，要计算加速度，需要知道末速度，故需要由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间，末速度：

由得：

(2)[3]A.拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，不必要使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量，故A符合题意；

B.应使位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B不符合题意；

C.应将气垫导轨调节水平，使拉力才等于合力，故C不符合题意；

D.要保持拉线方向与气垫导轨平行，拉力才等于合力，故D不符合题意。

21.在做“研究平抛物体的运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动轨迹，并求出平抛运动初速度。实验装置如图甲所示。 

如图乙所示，某同学在描绘平抛运动轨迹时，忘记记下斜槽末端位置。图中A点为小球运动一段时间后的位置，他便以A点为坐标原点，建立了水平方向和竖直方向的坐标轴，则根据图象可知小球平抛运动的初速度大小为________m/s，以及抛出点的坐标________。（g取10m/s2）

【答案】    (1). 2    (2). （-20cm，-5cm）

【解析】

【详解】[1]根据得：

则小球平抛运动的初速度为：

[2]点的竖直分速度为：

根据知：

则抛出点与B点的竖直位移为：

水平位移为：

则抛出点的位置坐标为：

抛出点的坐标为(-20cm，-5cm)

四、计算题

22.小船匀速横渡一条河流，当船头垂直对岸方向航行时，出发点10min到达对岸下游120m处，若船头保持与河岸成α角向上游航行，在出发12.5min到达正对岸，求：

（1）水流的速度，

（2）船在静水中的速度，

（3）河的宽度，

（4）船头与河岸间的夹角α

【答案】（1）0.2m/s；（2）200m；（3）m/s；（4）53°

【解析】

【详解】（1）设静水速为v1，水流速为v2．

船头保持跟河岸垂直的方向航行时有：v2t=120m，

则有：v2=m/s=0.2m/s

（2、3）而v1t=d，当合速度与河岸垂直时，合速度：

，且d=vt′．

联立以上各式解得：d=200m，v1=m/s．

（4）斜着航线时，船的速度为：v1sinα= ；

因

解得：α=53°；

23.假设未来我国空间站绕地球做匀速圆周运动时离地面的高度为同步卫星离地面高度的，已知同步卫星到地面的距离为地球半径的6倍，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g。求

（1）同步卫星做圆周运动和空间站做圆周运动的周期之比；

（2）空间站做匀速圆周运动的角速度大小。

【答案】（1） （2）

【解析】

【详解】(1)设同步卫星做圆周运动和空间站做圆周运动的周期分别为T1和T2，则有：

其中，

解得：；

(2)由公式

得：

空间站做匀速圆周运动时：

其中

解得：.

24.一木板B置于光滑水平面上，小物块A静置于木板左端，若给小物块一个瞬间水平向右的初速度v0=3m/s，小物块经历时间t=0.5s恰好不滑离木板，已知小物块的质量m=1kg，木板质量M=2kg，重力加速度g=10m/s2。

(1)求小物块与木板间的动摩擦因数；

(2)若水平面是粗糙的，木板与水平面间的动摩擦因数是物块与木板间的动摩擦因数的四分之一，

现对小物块施加一个水平向右的恒定外力F,使小物块由静止开始运动，若使小物块能滑离木板，求外力F的范围；

(3)在（2）中，若F=7N,求小木块滑离木板时的速度大小。

【答案】(1) μ=0.4 (2) F>4.5N (3)

【解析】

【详解】（1）设小物块与木板间的动摩擦因数为μ

小物块做匀减速运动

f=μmg=ma1

解得a1=μg

木板做匀加速运动

μmg=Ma2

恰好不滑离，即此时二者共速：

v0—a1t=a2t

解得：μ=0.4

(2)小物块：

F-μmg=ma3

长木板：

解得a4=0.5m/s2

小木块能滑离的条件：a3>a4

解得：F>4.5N

（3）a3=3m/s2

0.5s恰好不滑离木板，木板的长度：

L=

小物块经时间t0离木板

L=

解得

v=a3t0=m/s