江西省赣州市寻乌中学2020届高三上学期第一阶段考试物理试题

2019-2020学年度寻乌中学高三物理第一次段考

一、选择题

1.下列说法正确的是

A. 加速度为正值，物体一定做加速直线运动

B. 百米比赛时，运动员的冲刺速度越大成绩越好

C. 做直线运动的物体，加速度为零时，速度不一定为零，速度为零时，加速度一定为零

D. 相对于某参考系静止的物体，对地速度不一定为零

【答案】D

【解析】

【详解】A.加速度为正向，速度不一定是正向，不一定做加速直线运动，故A错误；

B.百米比赛时，运动员的冲刺速度大成绩不一定好，但平均速度越大，成绩- -定越好，选项B错误；

C.做直线运动的物体，加速度为零时，速度不-一定为零，速度为零时，加速度也不一一定A为零，选项C错误

D.相对于参考系静止的物体，其相对地面的速度不一-定为零，选项D正确。

2.一物体以初速度为v0做匀减速运动，第1 s内通过的位移为x1＝3 m，第2 s内通过的位移为x2＝2 m，又经过位移x3物体的速度减小为0，则下列说法中不正确的是(　　)

A. 初速度v0的大小为2.5 m/s B. 加速度a的大小为1  m/s2

C. 位移x3的大小为m D. 位移x3内的平均速度大小为0.75  m/s

【答案】A

【解析】

【详解】AB．根据可得加速度：，根据解得初速度的大小为，故选项B正确，A错误；

C．第2s末的速度：，则，故选项C正确；

D．位移内的平均速度大小，故选项D正确；

3.如图所示，有5 000个质量均为m的小球，将它们用长度相等的轻绳依次连接，再将其左端用细绳固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球静止．若连接天花板的细绳与水平方向的夹角为45°．则第2 016个小球与第2 017个小球之间的轻绳与水平方向的夹角α的正切值等于（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】以5000个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图1所示，根据平衡条件得：

再以2017个到5000个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图2所示，则有：

A.与分析不符，不符合题意；

B.与分析不符，不符合题意；

C.与分析不符，不符合题意；

D.与分析相符，符合题意；

4.如图所示，有一质量不计的杆AO，长为R，可绕A自由转动．用绳在O点悬挂一个重为G的物体，另一根绳一端系在O点，另一端系在以O点为圆心的圆弧形墙壁上的C点．当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与地面夹角θ不变)，OC绳所受拉力的大小变化情况是

A. 逐渐减小 B. 逐渐增大

C. 先减小后增大 D. 先增大后减小

【答案】C

【解析】

【详解】对O点受力分析： G的向下的拉力，绳子OC的拉力，如图：

由于杆可绕A点自由转动，所以两拉力的合力方向应沿杆指向A。

由图可知，当C点沿圆弧向上移动的过程中，OC与OA之间的夹角先增大到90，然后又大于90，根据垂直杆方向两力的分力平衡，设OC与杆夹角为α，则：

当OC与OA之间的夹角为90时，绳子OC对A点的拉力最小。

所以点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中，OC绳所受拉力的大小变化情况是先减小后增大。

A. 逐渐减小，与推导结果不符，故A错误；

B. 逐渐增大，与推导结果不符，故B错误；

C. 先减小后增大，与推导结果符合，故C正确；

D. 先增大后减小，与推导结果不符，故D错误。

5.有两根完全相同的轻绳，分别按如图甲、乙的方式固定在和两点.将一挂有质量为的重物的光滑轻质动滑轮挂于轻绳上，当滑轮静止后，设图甲、乙中绳子的张力大小分别为、.现将图甲中绳子的端缓慢向下移动至点，图乙中绳子的端缓慢向右移动至点，在两绳移动的过程中，下列说法正确的是（     ）

A. 、都变大

B. 变大，变小

C. 、都不变

D. 不变，变大

【答案】D

【解析】

【详解】对图甲，设绳子总长为，两竖直墙之间的距离为，左侧绳长为，右侧绳长为.由于绳子上的拉力处处相等，所以两绳与竖直方向夹角相等，设为，则由几何知识得，又，得到；当绳子右端慢慢向下移时，、没有变化，则不变，以滑轮为研究对象，根据平衡条件得，解得，则绳子的拉力不变；对图乙，当绳子的右端从向移动的过程中，由于绳子的长度不变，所以两段绳子之间的夹角增大，两个绳子的合力大小等于物体的重力，方向与重力的方向相反，所以当两个绳子之间的夹角增大时，绳子的拉力之间的夹角也增大，所以绳子的拉力增大，故D正确.

6.C919大型客机是我国自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机，航程可达 4075-5555公里，于2017年5月5日成功首飞。质量为7.2 × 104 kg的某型飞机，起飞 时滑行的距离为2.1×103 m，离地的速度为70 m/s，若该过程可视为匀加速直线运动， 设飞机受到的阻力恒为飞机重力的0.05倍，重力加速度g取10m/s2。飞机在起飞过程中，下列说法正确的是

A. 平均速度为45m/s

B. 加速度大小为1.5 m/s2

C. 在跑道上滑行的时间为60 s

D. 发动机产生推力为8.4×104N

【答案】C

【解析】

【详解】B.根据

代入数据解得：

故B错误.

C.在跑道上滑行的时间为：

故C正确.

A.根据推论可得平均速度为：

故A错误.

D.根据牛顿第二定律可得：

代入数据解得发动机产生的推力为：

F=1.2×105N

故D错误.

7.如图所示，一根很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端系着三个小球A、B、C，三小球组成的系统保持静止，A球质量为m，B球质量为3m，C球离地面高度为h。现突然剪断A球和B球之间的绳子，不计空气阻力，三个小球均视为质点，则（　　）

A. 剪断绳子瞬间，A球的加速度为g

B. 剪断绳子瞬间，C球的加速度为g

C. A球能上升的最大高度为2h

D. A球能上升的最大高度为1.6h

【答案】AD

【解析】

【详解】根据平衡条件可得C球的质量为：mC＝mA+mB＝4m.

AB.突然剪断A球和B球之间的绳子瞬间，以A和C为研究对象，根据牛顿第二定律可得：A球和C球的加速度大小

g，

故A项符合题意，B项不合题意.

CD.A球上升h时的速度为：

，

而后又上升x速度为零，则有：v2＝2gx，解得：xh，故球能上升的最大高度为：H＝h+x＝1.6h，故C项不合题意，D项符合题意.

8.如图甲所示，一足够长的粗糙斜面固定在水平地面上，斜面的倾角现有质量 m=2.2kg的物体在水平向左的外力F的作用下由静止开始沿斜面向下运动，经过2s撤去外力F，物体在0-4s内运动的速度与时间的关系图线如图乙所示。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8, g=10m/s2,则

A. 物体与斜面间的动摩擦因数为0.5

B. 水平外力F=5.5N

C. 水平外力F=4N

D. 物体在0-4s内的位移为24m

【答案】AC

【解析】

【详解】A项：根据图象的斜率表示加速度，知内物体的加速度为：

，由牛顿第二定律有： ，解得：，故A正确；

B、C项：内物体的加速度为：，由牛顿第二定律有：，解得：F=4N，故B错误，C正确；

D项：物体在内的位移为：，故D错误。

故选：AC。

9.如图甲所示，质量为m的小球（可视为质点）放在光滑水平面上，在竖直线MN的左侧受到水平恒力F1作用，在MN的右侧除受F1外还受到与F1在同一直线上的水平恒力F2作用，现小球从A点由静止开始运动，小球运动的v-t图象如图乙所示，下列说法中正确的是（　　）

A. 小球在MN右侧运动的时间为t4-t2

B. F2的大小为

C. 小球在MN右侧运动的加速度大小为

D. 小球在0~t1时间内运动的最大位移为v1t2

【答案】BC

【解析】

【详解】A.根据图象分析可知，小球在t1-t3这段时间内是在MN右边运动的，所以小球在MN右方运动的时间为t3-t1．故A错误。

BC.MN左边，即0-t1内，只有F1产生加速度，所以F1=ma1，所以，小球在MN的右方加速度大小等于t1至t3这段图象的斜率大小，为或，在MN右边，由F2和F1的合力提供加速度，根据牛顿第二定律得 F2-F1=ma2，把F1和a2的数据代入上式，可解得

故BC正确。

D.据图象的“面积”等于位移，小球在0~t1时间内运动的最大位移为 ，故D错误。

10.如图甲所示，在水平地面上有一长木板B，其上叠放木块A。假定木板与地面之间、木块和木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等。用一水平力F作用于B，A、B的加速度与F的关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则下列说法中正确的是

A. A的质量为0.5kg

B. B的质量为1.5kg

C. B与地面间的动摩擦因数为0.2

D. A、B间的动摩擦因数为0.2

【答案】AC

【解析】

【详解】在F＜3N时，一起保持静止；在3N≤F＜9N时，A、B保持相对静止，故地面对B的最大静摩擦力f地=3N；在3N≤F＜9N时，A、B保持相对静止；在F≥9N时，A与B发生相对滑动，故B对A的最大静摩擦力fA=4mA，在3N≤F＜9N时，A、B运动的加速度

可得

mA+mB=1.5kg

在F≥9N时，B的加速度

可得，mB=1kg，那么mA=0.5kg；

B与地面间的动摩擦因数

A、B间的动摩擦因数

A.A项与上述计算结论相符，故A正确；

B.B项与上述计算结论不相符，故B错误；

C.C项与上述计算结论相符，故C正确；

D.D项与上述计算结论不相符，故D错误。

二、实验题

11.在《利用电磁打点计时器研究匀变速直线运动》的实验中:

(1)下述器材中不需要的是_______(用代号表示)。

①低压交流电源;②电火花打点计时器;③秒表;④小车;⑤带滑轮长木板;⑥纸带;⑦天平;⑧刻度尺

(2)点计时器来分析物体运动情况的实验中，有以下基本步骤：

A、松开纸带让物体带着纸带运动

B、穿好纸带

C、把打点计时器固定好

D、接通电源，进行打点

以上步骤中正确的顺序是______________。

(3)如图所示是某同学“研究物体做匀变速直线运动规律”实验时得到的一条纸带(实验中打点计时器打点时间间隔T=0.02s)，依照打点的先后顺序取计数点为1、2、3、4、5、6、7，相邻两计数点间还有4个点未画出，测得：s1＝1.42cm，s2＝1.91cm，s3＝2.40cm，s4＝2.91cm，s5＝3.43cm，s6＝3.92cm。

a．打第3个计数点时纸带的速度大小v3＝__________m/s(保留两位有效数字)；

b．计算物体加速度的文字表达式为____________________；

【答案】    (1). ③⑦；    (2). CBDA；    (3). 0.22；    (4).

【解析】

【分析】

（1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定测量的器材．（2）正确解答本题需要掌握：了解打点计时器的构造、工作原理、工作特点等，比如工作电压、打点周期等，掌握基本仪器的使用，能够正确的使用打点计时器．（3）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度，通过周期的测量误差确定加速度的测量误差。

【详解】（1）电火花打点计时器使用220V的交流电源，可以直接记录时间，不需要秒表，在该实验中，不需要测量质量，所以不需要天平．可知不需要的器材为：③⑦．（2）实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则进行，注意实验中为了使打点稳定后再进行实验，同时为了提高纸带的利用率，尽量将纸带上打满点，要先接通电源后释放纸带．正确的顺序是：CBDA；（3）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则计数点3的瞬时速度为：，根据，运用逐差法得：。

【点睛】解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用．

12.某同学在学完“力的合成”后，想在家里做实验“验证力的平行四边形定则”。他从学校的实验室里借来两个弹簧秤，按如下步骤进行实验。

A．在墙上贴一张白纸用来记录弹簧秤弹力的大小和方向

B．在一个弹簧秤的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时弹簧秤的读数F

C．将一根大约30 cm长的细线从杯带中穿过，再将细线两端分别拴在两个弹簧秤的挂钩上．在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两个弹簧秤的示数相等，在白纸上记下细线的方向，弹簧秤的示数如图甲所示

D．在白纸上按一定标度作出两个弹簧秤的弹力的图示，如图乙所示，根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′

（1）在步骤C中，弹簧秤的读数为________N。

（2）在步骤D中，合力F′＝________N。

（3）若____________________，就可以验证力的平行四边形定则。

【答案】    (1). 3.00    (2). 5.2±0.2    (3). 在竖直方向且数值与F近似相等

【解析】

试题分析：（1）弹簧测力计读数，每1N被分成10格，则1格就等于0.1N，图指针落在3N格处，所以读数为3.00N．

（2）两个分力为边做出平行四边形，如下图所示，根据力的图示，可以测量出合力的大小大约为5.4N，故答案为：5.2±0.2N

（3）根据实验原理可知，只要合力大小与水杯重力大小相等，方向与重力方向相反，即可验证力的平行四边形定则．

考点：验证力的平行四边形法则。

三、计算题

13.气球以20m/s的速度沿竖直方向匀速上升，当它上升到离地160m的高处时，一重物从气球上掉落，（不计空气阻力，g取10m/s2）求：

（1）重物需要经过多长时间才能落到地面？

（2）重物到达地面时的速度是多大？

【答案】（1）8s    （2）60 m/s

【解析】

试题分析：重物由气球里掉落，由于惯性，将保持原来向上的速度，可将其运动看成匀减速直线运动，落地时位移大小为160m，方向竖直向下，根据位移时间公式求解落地时间；根据速度时间公式求解到达地面时的速度

（1）设从重物自气球上掉落开始计时，经时间t落地，画出运动如图所示，重物在时间t内的位移x=-160m，

根据位移时间公式：，带入数据解得：t=8s或t=-4s（舍去）  

（2）根据速度时间公式可得重物落地速度为：v=v0-gt=20 m/s-10×8 m/s=-60 m/s ，其中负号表示方向竖直向下，与初速度方向相反。

点睛：本题主要考查了竖直上抛运动，根据位移时间公式和速度时间公式即可解题。

14.云南省彝良县发生特大泥石流，一汽车停在小山坡底，司机突然发现在距坡底240 m的山坡处泥石流以8 m/s的初速度、0.4 m/s2的加速度匀加速倾泻而下，假设泥石流到达坡底后速率不变，在水平地面上做匀速直线运动．已知司机的反应时间为1 s，汽车启动后以0.5 m/s2的加速度一直做匀加速直线运动．试分析司机能否安全脱离.

【答案】司机能安全脱险，见解析

【解析】

设泥石流到达坡底的时间为t1，速率为v1，则

s1＝v0t1＋a1t12（2分）

v1＝v0＋a1t1（2分）

代入数值得t1＝20 s，v1＝16 m/s

而汽车在19 s时间内发生位移为s2＝a2t22＝90.25 m （2分）

速度为v2＝a2t2＝9.5 m/s （2分）

令再经时间t3，泥石流追上汽车，则有

v1t3＝s2＋v2t3＋a2t32（2分）

代入数值并化简得t32－26t3＋361＝0，因Δ<0，方程无解。所以泥石流无法追上汽车，司机能安全脱离。 （2分）

本题考查匀变速直线运动的应用，设泥石流到达坡底的时间为t1，速率为v1，由位移和时间的关系式、速度与加速度的关系式可求得运动时间和末速度，汽车在19s发生的位移根据运动学公式可求得，与泥石流的位移进行对比可知泥石流无法追上汽车

15.如图所示，质量为M的物体B放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m的物体A，与物体A相连接的绳与竖直方向成θ角，两物体始终与车厢保持相对静止.求：

(1)车厢的加速度大小；

(2)绳对物体A的拉力大小；

(3)物体B对车厢底板的压力的大小。

【答案】(1)  (2)  (3)

【解析】

【详解】（1）以物体A为研究对象，分析受力情况，重力mg 和拉力T，如图所示:

由牛顿第二定律有：

解得车厢的加速度大小

（2）根据拉力T的竖直分量平衡重力得:

解得绳对物体A的拉力大小

（3）对物体B分析受力如图所示：

在竖直方向处于平衡状态，由平衡条件有

解得车厢对B物体的支持力

由牛顿第三定律可得物体B对车厢底板的压力的大小为:

16.如图所示，物体m1通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且与物体m2相连，整个装置处于静止状态。已知m2=2kg，m3=3kg，m2与m3间动摩擦因数μ1=0.6，m3与地面间动摩擦因数μ2=0.2，轻绳OA与竖直方向的夹角θ＝37°，三段轻绳能承受的最大拉力均为18N。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，tan37°＝0.75，g取10m/s2。求：

(1)若m1=1kg，整个装置处于静止状态，轻绳OA、OB受到的拉力是多大？

(2)为使整个装置保持图示结构不变，物体m1质量最大不能超过多少？

【答案】⑴TA=12.5N,TB=7.5N⑵1.33kg

【解析】

解：⑴

TB=mg·tanθ=7.5N

⑵m2与m3间最大静摩擦力fm1=μ1m2g=12N

m3与地面间最大静摩擦力fm2=μ2(m1+m2)g=10N

⇒m3与地面先发生相对滑动，此时，所以A绳未断。

⇒ ，即m1≈1.33kg

17.某砂场为提高运输效率，研究砂粒下滑的高度与砂粒在传送带上运动的关系，建立如图所示的物理模型。竖直平面内有一倾角θ=37°的直轨道AB，其下方右侧放置一水平传送带，直轨道末端B与传送带间距可近似为零，但允许砂粒通过。转轮半径R=0.4m、转轴间距L=2m的传送带以恒定的线速度逆时针转动，转轮最低点离地面的高度H=2.2m。现将一小物块放在距离传送带高h处静止释放，假设小物块从直轨道B端运动到达传送带上C点时，速度大小不变，方向变为水平向右。已知小物块与直轨道和传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5。（sin37°=0.6）

（1）若h=2.4m，求小物块到达B端时速度的大小；

（2）若小物块落到传送带左侧地面，求h需要满足的条件

（3）改变小物块释放的高度h，小物块从传送带的D点水平向右抛出，求小物块落地点到D点的水平距离x与h的关系式及h需要满足的条件。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）物块由静止释放到B的过程中：

解得vB=4m/s

（2）左侧离开，D点速度为零时高为h1

解得h<h1=3.0m

（3）右侧抛出，D点的速度为v，则

x=vt

可得

使能在D点水平抛出则：

解得h≥3.6m