吉林省吉林市2020届高三上学期第一次调研测试物理试题

吉林市普通中学2019—2020学年度高中毕业班第一次调研测试物理

1. 下图是某同学站在压力传感器上做下蹲-起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间。由图线可知，该同学的体重约为650N，除此以外，还可以得到以下信息

A. 1s时人处在下蹲的最低点

B. 2s时人处于下蹲静止状态

C. 该同学做了2次下蹲-起立的动作

D. 下蹲过程中人始终处于失重状态

【答案】B

【解析】

试题分析：人在下蹲的过程中，先加速向下运动，此时加速度方向向下，故人处于失重状态，最后人静止，故下半段是人减速向下的过程，此时加速度方向向上，人处于超重状态，故下蹲过程中先是失重后超重，选项D错误；在1s时人的失重最大，即向下的加速度最大，故此时人并没有静止，它不是下蹲的最低点，选项A错误；2s时人经历了失重和超重两个过程，故此时处于下蹲静止状态，选项B正确；该同学在前2s时是下蹲过程，后2s是起立的过程，所以共做了1次下蹲-起立的动作，选项C错误。

考点：牛顿第二定律，失重与超重。

2.套圈游戏是一项很受欢迎的群众运动，要求每次从同一位置水平抛出圆环，套住前方放置在地面0.2m高的竖直细杆即为获胜，抛出时圆环前端与细杆间的水平距离为3m。人从距地面1m的高度水平抛出圆环，圆环直径为0.16m，要想套住细杆，他水平抛出圆环的速度可能为(不计空气阻力， 取g=10m/s2)

A. 7.2m/s B. 7.8m/s C. 8.4m/s D. 8.6m/s

【答案】B

【解析】

详解】根据

得

则平抛运动的最大速度

最小速度

则7.5m/s＜v＜7.9m/s，故B正确。

3.如图所示，甲、乙、丙三个物体放在匀速转动的水平粗糙圆台上，甲的质量为 2m ，乙、丙的质量均为 m ，甲、乙离轴为 R ，丙离轴为 2R ，则当圆台旋转时（设甲、乙、丙始终与 圆台保持相对静止），下列判断正确的是（    ）

A. 甲物体所受的摩擦力比丙物体小

B. 乙物体的角速度比丙物体的角速度小

C. 甲物体的向心加速度比乙物体的向心加速度大

D. 乙物体所受的合力比丙物体所受到的合力小

【答案】D

【解析】

【详解】甲、乙、丙转动的角速度大小相等，根据可知甲、丙两物体所受的摩擦力大小相等，选项AB错误；根据向心加速度a=rω2，且甲、乙半径相等，可知甲物体的向心加速度和乙物体的向心加速度相等，故C错误；根据F=mrω2知，乙、丙的质量之比为1：1，转动的半径之比为1：2，则向心力大小之比为1：2，所以乙物体受到的向心力比丙物体受到的向心力小，故D正确。

4.我国汽车的整车安全性碰撞试验在1998年已与国际开始接轨。碰撞试验是让汽车在水平面上以48.3km/h的国际标准碰撞速度驶向质量为80t的国际标准碰撞试验台，撞击使汽车的动量一下子变到0，技术人员通过查看载着模拟乘员的传感器的数据以便对汽车安全性能装置进行改进。请结合以上材料回答，以下说法正确的有

A. 若试验汽车的标准碰撞速度增加为原来的1.2倍，则其动量变为原来的2.4倍

B. 在水平路面上运动时汽车受支持力的冲量与重力的冲量相同

C. 因为安全带对座位上的模拟乘员的保护，在碰撞时乘员的速度变为0所用时间约为0.13，则安全带对乘员的作用力约等于乘员重力的10倍

D. 为了减轻碰撞时对模拟乘员的伤害程度，轿车前面的发动机舱越坚固越好

【答案】C

【解析】

【详解】A．由p=mv可知试验汽车的标准碰撞速度增加为原来的1.2倍，则动量变为原来的1.2倍，故A错误；

B．水平路面上运动时汽车受支持力的冲量与重力的冲量方向不同，故B错误；

C．由动量定理得：

重力是80×104，是10倍关系，故C正确；

D．轿车前面的发动机舱在碰撞时若能运动可减小能量，减轻对模拟成员的伤害程度，故D错误。

5.列车在空载时加速经过一段平直的路段，通过某点时速率为，加速度大小为；当列车满载货物再次加速经过同一点时，速率仍为，加速度大小变为。设列车发动机的功率恒为，阻力是列车重力的倍，重力加速度大小为，则列车空载与满载时的质量之比为

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】因两次经过某点的速率相同，功率相同，由可知牵引力相同；由牛顿第二定律，空载时：；满载时：；联立解得：，故选B.

6.2019年4月10日，世界上首张黑洞图像照片发布，如图所示，它提供了黑洞存在的直接“视觉”证据。早在1799年，法国科学家拉普拉斯在对牛顿引力理论做过透彻研究后指出，对于一个质量为M的球状物体，质量和M半径R的关系满足（其中c为光速、G为引力常量）时即成为一个黑洞。倘若若干年后太阳能收缩成黑洞，其半径约为（可能用到的条件：地球公转周期取365天，日地距离取m,光速取m/s,g取10m/s2，）

A. 0.03m B. 3m

C. 30m D. 3000m

【答案】D

【解析】

【详解】地球绕太阳做圆周运动动，由万有引力提供向心力得

其中

，

根据逃逸速度（第二宇宙速度）的定义，结合题意可知，须满足

所以半径约为

联立解得：

故D正确。

7.如图所示，质量为m的小球套在坚直固定的光滑圆环上，在圆环的最高点有一个光滑小孔，一根轻绳的下端系着小球，上端穿过小孔用力拉住，开始时绳与竖直方向夹角为θ，小球处于静止状态，现缓慢拉动轻绳，使小球沿光滑圆环上升一小段距离，则下列关系正确的是

A. 绳与竖直方向的夹角为θ时，F=2mgcosθ

B. 小球沿光滑圆环上升过程中，轻绳拉力逐渐增大

C. 小球沿光滑圆环上升过程中，小球所受支持力逐渐增大

D. 小球沿光滑圆环上升过程中，小球所受支持力大小不变

【答案】AD

【解析】

【详解】A、对小球受力分析，小球受到重力mg、轻绳的拉力F和圆环的弹力N，如图，根据平衡条件可知：mg和N的合力与F大小相等、方向相反，根据几何知识得知N=mg，且有F=2mgcosθ，故A正确。

BCD.小球沿圆环缓慢上移，处于动态平衡状态，对小球进行受力分析，小球受重力G，F，N，三个力。满足受力平衡。作出受力分析图，由图可知△OAB∽△GFA，即：

则得：

，N=mg

当A点上移时，半径R不变，AB减小，故F减小，N不变，故D正确，BC错误.

8.如图所示，物体B叠放在物体A上，A、B的质量均为，且上、下表面均与斜面平行，它们以共同速度沿倾角为的固定斜面C匀速下滑，则

A. A、B间没有静摩擦力

B. A与B间的动摩擦因数

C. A受到斜面的滑动摩擦力大小为

D. A受到B的静摩擦力方向沿斜面向下

【答案】CD

【解析】

【详解】AD．对B受力分析可知，B受重力、支持力；将重力分解可知重力有沿斜面向下分力，要使B能匀速下滑，受力一定平衡，故A对B应有沿斜面向上的摩擦力，所以A受到B的静摩擦力方向沿斜面向下，故A错误，D正确；

B．由于AB间为静摩擦力，无法确定动摩擦因数，故B错误；

C．对整体分析，并将整体重力分解，由平衡可知，重力的分力与摩擦力等大反向，故A受的滑动摩擦力沿斜面向上，大小为2mgsinθ，故C正确。

9.如图所示，置于粗糙水平面上的物块A和B用轻质弹簧连接，在水平恒力F的作用下，A、B以相同的加速度向右运动。A、B的质量关系为，它们与地面间的动摩擦因数相同，为使弹簧稳定时的伸长量增大，下列操作可行的是

A. 仅增大B的质量

B. 仅增大A的质量

C. 仅将A、B的位置对调

D. 仅减小水平面的粗糙程度

【答案】AC

【解析】

【详解】设弹簧的弹力为T，对于A、B整体，由牛顿第二定律得

对B受力分析

联立解得：

A．由知增大mB，T增大，则弹簧稳定时的伸长量增大，故A正确；

B．由知仅增大A的质量，T减小，则弹簧稳定时的伸长量减小，故B错误；

C．仅将A、B的位置对调，同理可得弹簧的弹力

因mA＞mB，则T′＞T，所以弹簧稳定时的伸长量增大，故C正确；

D．由知T与μ无关，因此仅减小水平面的粗糙程度，弹簧稳定时的伸长量不变，故D错误。

10.如图所示，长为0.5m的轻杆一端与质量为2kg的小球相连，另一端可绕过O点的水平轴无摩擦自由转动。现给小球一初速度，使其在竖直面内做圆周运动，若小球通过轨道最低点a时的速度为6m/s，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。则小球通过最低点a和最高点b时，下列说法正确的是

A. 在a点，小球对轻杆作用力的方向竖直向下

B. 在a点，小球对轻杆作用力的大小为144N

C. 在b点，小球对轻杆作用力的方向竖直向下

D. 在b点，小球对轻杆作用力的大小为44N

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．在a点时，由于小球做圆周运动，所以轻杆对小球具有竖直向上的拉力，根据牛顿第三定律可知，小球对轻杆的作用力的方向竖直向下，根据向心力公式可知

即

故A正确，B错误；

CD．从最高点到最低点由动能定理得

解得：

当小球过最高点时与轻杆间无弹力时有

解得：

说明在最高点，轻杆对小球有向下的拉力，根据向心力公式可知

解得

故C错误，D正确。

11.两辆汽车从同一地点同时出发沿同一方向做直线运动，它们的速度的平方（v2）随位置（x）的变化图象如图所示，下列判断正确的是

A. A的加速度大小为2m/s2

B. A、B在x= 6m处的速度大小为m/s

C. A、B在x= 6m处相遇

D. A、B在x= 9m处相遇

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．对于汽车A，有

得A的初速度为：v0=6m/s，根据匀变速直线运动的速度位移关系公式得，加速度为

故A正确；

B．汽车A、B在x=6m处的速度大小设为v，对A有得

故B正确；

CD．A汽车停止的时间为

此过程A汽车位移为9m，对于汽车B，初速度为0，加速度为：

汽车B要是行驶9m的距离所用的时间为

所以是汽车A静止后，B才追上A的，所以汽车A、B在x=9m处相遇，故C错误，D正确。

12.如图所示，一光滑细杆固定在水平面上C点，细杆与水平面的夹角为，一原长为L的轻质弹性绳，下端固定在水平面上的B点，上端与质量为m的小环相连，当把小环拉到A点时，AB与地面垂直，弹性绳长为2L，将小环从A点由静止释放，当小环运动到AC的中点D时，速度达到最大。重力加速度为g，下列说法正确的是

A. 在下滑过程中小环的机械能先减小后增大

B. 小环刚释放时的加速度大小为g

C. 小环到达AD的中点时，弹性绳的弹性势能为零

D. 小环的最大速度为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．小环受重力、支持力和拉力，拉力先做正功后做负功，故环的机械能先增加后减小，故A错误；

B．在A位置，环受到重力、拉力、支持力，根据牛顿第二定律有：

在D点，环的速度最大，说明加速度为零，弹簧长度为2L，则有

联立解得：

故B正确；

C．小环到达AD中点时，弹性绳的长度为2L，伸长量为L，故弹性势能不为零，故C错误；

D．小环和弹性绳系统的机械能守恒，在D点速度最大，此时弹性绳长度等于初位置弹性绳的长度，故初位置和D位置环的机械能相等，则有

解得：

故D正确。

13.验证“力的平行四边形定则”，如图所示，实验步骤如下：

①用两个相同的弹簧测力计互成角度拉细绳套，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，记为O1

②记录两个弹簧测力计的拉力F1和F2的大小和方向

③只用一个弹簧测力计，将结点仍拉到位置O1，记录弹簧测力计的拉力F3的大小和方向

④按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3

⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F

⑥比较F3和F的一致程度

(1)下列说法中正确的是________

A. 应使橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上

B. 为了便于计算合力大小，两绳间夹角应取、、等特殊角度

C. 系在橡皮条末端的两绳要一样长

D. 同时改变两个弹簧测力计拉力的大小和方向，结点可能保持在位置O1

(2)改变F1、F2，重复步骤①至⑥进行第二次实验，记下结点位置O2，位置O2________（选填“必须”或“不必”）与位置O1相同

(3)实验记录纸如图所示，两弹簧测力计共同作用时，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点；两个力的大小分别为：F1＝3.0N,F2＝3.5N，请根据图中给出的标度作出F1和F2的合力，

（          ）并测得合力F＝____N

(4)实验中，用两个弹簧测力计同时拉，两绳夹角小于，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程的一半。这样操作_____（选填“合理”或“不合理”）

【答案】    (1). D    (2). 不必    (3).     (4). 4.0    (5). 不合理

【解析】

【详解】(1)[1]A．F1、F2方向间夹角大小适当即可，不一定要橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上，故A错误；

B．两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定两绳间夹角应取、、等特殊角度，故B错误；

C．细线的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长，故C错误；

D．同时改变两个弹簧测力计的拉力，结点可能保持在位置O1，故D正确。

(2)[2]F1、F2方向间夹角大小适当即可，不一定要橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上

(3)[3]根据平行四边形定则求F2与F1的合力，作图如图

[4]用刻度尺量平行四边形的对角线可知，合力为4.0N；

(4)[5]用两个弹簧测力计同时拉，两绳夹角小于 ，一个弹簧测力计示数接近量程，另一个超过量程的一半。这样操作不合理，理由是只用一个弹簧测力计拉时会超过其量程。

14.在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止。

(1)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使_____;在实验时,为减小系统误差,应使砝码盘和砝码的总质量__________　(选填“远大于”“远小于”或“等于”)小车的质量。

(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小,能这样比较，是因为____

(3)实验中获得数据如表所示:小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为400g。在第1次实验中小车Ⅰ从图乙中的A点运动到B点，表中空格处测量结果为____cm，通过分析可知表中第___次实验数据存在明显错误，应舍弃。

【答案】    (1). 使细线与轨道平行(或细线水平)    (2). 远小于    (3). 两小车从静止开始做匀加速直线运动,且两小车的运动时间相等    (4). 23.35    (5). 第3次

【解析】

【详解】(1)[1]在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使细线与轨道平行（或水平），如果细线不保持水平，那么小车的合力就不等于绳子的拉力，小车的合力就不能正确测量。

[2]设小车的质量为M，砝码盘和砝码的质量为m，根据牛顿第二定律得：

解得：

当时，即当砝码盘和砝码的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码盘和砝码的总重力

(2)[3]本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为两小车从静止开始作匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等

(3)[4]从刻度尺读出A点的读数为0.50cm，B点的读数为23.85cm，所以点运动到B点的位移为23.35cm

[5]当小车质量一定时，小车的加速度与合力成正比，而两小车从静止开始作匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等，所以两小车的位移之比等于加速度之比，所以拉力之比应近似等于位移之比，从实验数据中发现第3次实验数据存在明显错误，应舍。

15.据统计，开车时看手机发生事故的概率是安全驾驶的23倍，开车时打电话发生事故的概率是安全驾驶的2.8倍。一辆小轿车在平直公路上以某一速度行驶时，司机低头看手机2s，相当于盲开50m，该车遇见紧急情况，紧急刹车的距离（从开始刹车到停下来汽车所行驶的距离）至少是25m，根据以上提供的信息：

(1)求汽车行驶的速度和刹车的最大加速度大小

(2)若该车以108km/h的速度在高速公路上行驶时，前方100m处道路塌方，该司机因用手机微信抢红包2s后才发现危险，司机的反应时间为0.5s，刹车的加速度与(1)问中大小相等。试通过计算说明汽车是否会发生交通事故

【答案】（1）12.5m/s2；（2）会发生交通事故

【解析】

【详解】(1)汽车运动的速度为

汽车刹车的最大加速度为a，则

(2)108km/h=30m/s，司机看手机时，汽车发生的位移为

反应时间内发生的位移的大小为

刹车后汽车发生的位移

所以汽车前进的距离为

所以会发生交通事故。

16.如图所示为一皮带传送装置，其中AB段水平，长度＝4 m，BC段倾斜，长度=3m，倾角为＝，AB和BC在B点通过一段极短的平滑圆弧连接（图中未画出圆弧）。传送带以＝4m/s的恒定速率顺时针运转，现将一质量＝1 kg的工件（可看做质点）无初速度地放在A点，已知工件与传送带间的动摩擦因数 ＝0.5，sin＝0.6，cos＝0.8，取10m/s2，求：

(1)工件从A点到B点所用的时间t

(2)工件到达C点时的速度大小及从A到C的过程中工件与传送带间因摩擦而产生的热量Q

【答案】（1）1.4s；（2）12J

【解析】

【详解】(1)工件刚放在水平传送带上的加速度为a1，由牛顿第二定律得：

解得：

设经t1时间工件与传送带的速度相同，则有

工件前进的位移为

此后工件将与传送带一起匀速运动至B点，用时

所以工件第一次到达B点所用的时间为：

t=t1+t2=1.4s

(2)工件上升过程中受到摩擦力大小为

由牛顿第二定律可得：工件上升的加速度大小为

由运动学公式可得到达C点的速度为

解得：

从B点到C点所用的时间为

此过程中传送带的位移为

此过程产生的热量为

水平过程中产生的热量为

从A到C的过程中工件与传送带间因摩擦而产生的热量

17.如图所示，质量为M且足够长的木板静止在光滑水平面上，木板的右侧有一墙壁。一质量为m的物块以速度v0由木板左侧滑上木板，已知木板与物块质量关系为M = 3m，物块与木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，木板与墙壁碰撞不损失动能。

(1)若它们达到共同速度后木板跟墙壁发生碰撞并反弹运动，最终物块能在木板上滑行多少距离

(2)若要求木板与墙壁能发生第二次碰撞，木板右侧与墙壁间的距离应满足什么条件

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】(1)选取向右为正方向，设木板、物块达到的共同速度为，由动量守恒得

又

解得：

碰撞后，木板原速弹回，由于此时Mv1＞mv1，可知，最终木板和物块将以共同速度v2向左运动，由动量守恒得

解得：

负号表示方向向左，设整个运动过程中物块在木板上滑行的距离为L，由能量关系得

代入数值得

(2)设木板碰墙瞬间，物块、木板的速度为v、，由动能定理得

动量守恒得

若要发生第二次碰撞，要求

木板右侧与墙壁间的距离x应满足