届高三上学期期初考试物理试题附答案.docx
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届高三上学期期初考试物理试题附答案
大石桥二高中2017-2018学年度上学期期初考试
高三年级物理科试卷
时间:
90分钟满分:
100分命题人:
杨恩强
第一卷
一、选择题(共12小题,每小题4.0分,共48分)
1.质量为m的物体,它的v-t图如图所示,该物体在哪一段时间所受的合外力最大( )
A.0-2sB.6-9s
C.9-10sD.10-13s
2.如图所示为位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆的下端固定有质量为m的小球.下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是( )
A.小车静止时,F=mgsinθ,方向沿杆向上
B.小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直于杆向上
C.小车向右匀速运动时,一定有F=mg,方向竖直向上
D.小车向右匀加速运动时,一定有F>mg,且方向沿杆向上
3.如图所示,光滑斜面体固定于水平面上,滑块A、B叠放后一起冲上斜面,且始终保持相对静止,A上表面水平,则在斜面上运动时,B受力的示意图为( ).
A.
B.
C.
D.
4.如图所示,质量为M、半径为R、内壁光滑的半球形容器静止在粗糙水平地面上,O为球心.有一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在半球形容器底部O′处,另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点.已知地面与半球形容器间的动摩擦因数为μ,OP与水平方向的夹角为θ=30°,下列说法正确的是( ).
A.小球受到轻弹簧的弹力大小为
mg
B.小球受到容器的支持力大小为
C.小球受到容器的支持力大小为mg
D.半球形容器受到地面的摩擦力大小为
mg
5.倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块静止在斜面体上.下列结论正确的是( )
A.木块受到的摩擦力大小是mgcosα
B.木块对斜面体的压力大小是mgsinα
C.桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcosα
D.桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g
6.游乐园中,游客乘坐能加速或减速上升的升降机,可以体会超重和失重的感觉,下列描述正确的是( )
A.当升降机加速上升时,机内游客是处在失重状态
B.当升降机减速下降时,机内游客是处在失重状态
C.当升降机减速上升时,机内游客是处在失重状态
D.当升降机加速下降时,机内游客是处在超重状态
7.如图所示,一根不可伸长的轻绳两端连接两轻环A、B,两环分别套在相互垂直的水平杆和竖直杆上.轻绳绕过光滑的轻小滑轮,重物悬挂于滑轮下,始终处于静止状态.下列说法正确的是( )
A.只将环A向下移动少许,绳上拉力变大,环B所受摩擦力变小
B.只将环A向下移动少许,绳上拉力不变,环B所受摩擦力不变
C.只将环B向右移动少许,绳上拉力变大,环A所受杆的弹力不变
D.只将环B向右移动少许,绳上拉力不变,环A所受杆的弹力变小
8.如图,放射性元素镭衰变过程中释放α、β、γ三种射线,分别进入匀强电场和匀强磁场中,下列说法中正确的是( )
A.①表示γ射线,③表示α射线B.②表示β射线,③表示α射线
C.④表示α射线,⑤表示γ射线D.⑤表示β射线,⑥表示α射线
9.(多选)如图所示,质量为M、半径为R的半球形物体A放在水平地面上,通过最高点处的钉子用水平细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B.则( )
A.A对地面的压力等于(M+m)gB.A对地面的摩擦力方向向左
C.B对A的压力大小为
mgD.细线对小球的拉力大小为
mg
10.(多选)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动,如图所示,某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,c点是人能到达的最低点,b点是人静止悬吊着时的平衡位置,人在从P点下落到最低点c的过程中( )
A.人在Pa段做自由落体运动,处于完全失重状态
B.人在ab段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态
C.人在bc段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态
D.人在c点,人的速度为零,其加速度为零
11.(多选)如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面.若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中( )
A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左
B.鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等
C.若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大
D.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面
12.(多选)如图所示,在光滑的桌面上有M、m的两个物块,现用力F推物块,使M、m两物块在桌上一起向右加速,则M、m间的相互作用力为( )
A.若桌面光滑,作用力为
B.若桌面光滑,作用力为
C.若桌面的摩擦因数为μ,M、m仍向右加速,则M、m间的相互作用力为
+μMg
D.若桌面的摩擦因数为μ,M、m仍向右加速,则M、m间的相互作用力为
分卷II
二、实验题(共2小题,每小题8分,共16分)
13.
(1)使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中,有如下基本步骤:
A.把打点计时器固定在桌子上
B.安好纸带
C.松开纸带让物体带着纸带运动
D.接通低压交流电源
E.取下纸带
F.断开开关
这些步骤正确的排列顺序为________.
(2)用频率为50Hz的打点计时器记录被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.其相邻点间的距离如图6所示,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出.
图6
①试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表(要求保留3位有效数字)其中C、D、E三点已算出.
②将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线(如图7).
图7
③由所画速度-时间图象求出小车加速度为________m/s2(该空保留两位有效数字).
14.甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验,装置如图所示.
①两位同学用砝码盘(连同砝码)的重力作为小车(对象)受到的合外力,需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响.他们将长木板的一端适当垫高,在不挂砝码盘的情况下,小车能够自由地做________运动.另外,还应满足砝码盘(连同砝码)的质量m________小车的质量M.(填“远小于”、“远大于”或“近似等于”)接下来,甲同学研究:
在保持小车的质量不变的条件下,其加速度与其受到的牵引力的关系;乙同学研究:
在保持受到的牵引力不变的条件下,小车的加速度与其质量的关系.
②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量,就能得出小车的加速度a.下图是某次实验所打出的一条纸带,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm.实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流.根据以上数据,可以算出小车的加速度a=________m/s2.(结果保留三位有效数字)
③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M,得到小车的加速度a与质量M的数据,画出a-
图线后,发现:
当
较大时,图线发生弯曲.于是,该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正,避免了图线的末端发生弯曲的现象.那么,该同学的修正方案可能是________.
A.改画a与
的关系图线
B.改画a与(M+m)的关系图线
C.改画a与
的关系图线
D.改画a与
的关系图线
三、计算题(共4小题,每小题9.0分,共36分)
15.质量m=20kg的物体静止在水平面上,物体与水平面间的滑动摩擦力为40N.现对物体施加一水平推力,使物体做匀加速运动,测出物体在运动后10s末的速度为8m/s,求水平推力的大小.
16.如图为一倾角θ=30°的传送带装置示意图,绷紧的传送带在A、B间始终保持v=1m/s的恒定速率向上运行,一质量m=2kg的物体无初速地放在A处,传送带就将物体传送上去.设物体与传送带间的滑动摩擦力Ff=0.6mg,AB间的距离L=4m,g取10m/s2.求物体从A处传送到B处所需的时间t.
某同学根据以上条件,提出一种计算时间t的方法:
由Ff-mgsinθ=ma和L=
at2可解得t.
请判断上面的解法是否正确,并说明理由.如果正确,请代入数据计算出结果;如不正确,请给出正确的解法和结果.
17.如图所示,导热良好的薄壁汽缸放在光滑水平面上,用横截面积为S=1.0×10-2m2的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,活塞杆的另一端固定在墙上.外界大气压强p0=1.0×105Pa.当环境温度为27℃时,密闭气体的体积为2.0×10-3m3.
(1)当环境温度缓慢升高到87℃时,汽缸移动了多少距离?
(2)如果环境温度保持在87℃,对汽缸施加水平作用力,使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值,这时汽缸受到的水平作用力多大?
18.两物块A、B用轻弹簧相连,质量均为2kg,初始时弹簧处于原长,A、B两物块都以v=6m/s的速度在光滑的水平地面上运动,质量4kg的物块C静止在前方,如图所示.B与C碰撞后二者会粘在一起运动.则在以后的运动中
(1)当弹簧的弹性势能最大时,物块A的速度为多大?
(2)系统中弹性势能的最大值是多少?
物理答案解析
1.【答案】C
【解析】由v-t图线知,9-10s内图线斜率的绝对值最大,知9-10s内的加速度最大,根据牛顿第二定律知,合外力最大.故C正确,A、B、D错误.
2.【答案】C
【解析】小车静止和匀速运动时,小球处于平衡状态,则杆对球的弹力F=mg,方向竖直向上,故A、B错误,C正确;小球向右匀加速运动时,小球具有向右的加速度,合力向右,根据平行四边形定则知,F>mg,但是方向不一定沿杆向上,故D错误.
3.【答案】A
【解析】以A、B为整体,A、B整体沿斜面向下的加速度a可沿水平方向和竖直方向分解为加速度a∥和a⊥,如图所示,以B为研究对象,B滑块必须受到水平向左的力来产生加速度a∥.因此B受到三个力的作用,即:
重力、A对B的支持力、A对B的水平向左的静摩擦力,故只有选项A正确.
4.【答案】C
【解析】小球受三个力而平衡,如图所示.由题图几何关系可知,这三个力互成120°角,因此三个力大小相等,C正确,A、B错误;对整体,竖直方向受重力和地面支持力而平衡,水平方向不受力,D错误.
5.【答案】D
【解析】木块受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用,处于静止状态,合力为零,则有摩擦力Ff=mgsinα,支持力FN=mgcosα,由牛顿第三定律,木块对斜面体的压力FN′=mgcosα,A、B错误;木块和斜面体整体处于静止状态,合力为零,则有桌面对斜面体的摩擦力为0,桌面对斜面体的支持力等于两物体的重力之和(M+m)g,C错误,D正确.
6.【答案】C
【解析】升降机加速上升或减速下降时,加速度方向向上,游客处于超重状态,A、B错.升降机加速下降或减速上升时,加速度方向向下,游客处于失重状态,C对、D错.
7.【答案】B
【解析】设滑轮两侧绳子与竖直方向的夹角为α,绳子的长度为L,B点到墙壁的距离为S,根据几何知识和对称性,得:
sinα=
;以滑轮为研究对象,设绳子拉力大小为F,根据平衡条件得:
2Fcosα=mg,得F=
;只将环A向下移动少许,S不变,α角不变,则绳上拉力不变,环B所受摩擦力Ff=Fsinα不变,选项A错误,B正确;只将环B向右移动少许,则两边绳子的夹角α变大,则根据2Fcosα=mg,可知绳上拉力F变大,环A所受杆的弹力FN=Fsinα变大,选项C、D错误.
8.【答案】C
【解析】α射线实质为氦核,带正电,β射线为电子流,带负电,γ射线为高频电磁波,根据电荷所受电场力特点可知:
①为β射线,②为γ射线,③为α射线;α射线是高速He流,一个α粒子带两个正电荷.根据左手定则,α射线受到的洛伦兹力向左,故④是α射线;β射线是高速电子流,带负电荷.根据左手定则,β射线受到的洛伦兹力向右,故⑥是β射线;γ射线是γ光子,是中性的,故在磁场中不受磁场的作用力,轨迹不会发生偏转.故⑤是γ射线.故C正确,A、B、D错误.
9.【答案】AC
【解析】以A、B整体为研究对象可知A对地面的压力等于(M+m)g,A正确;A、B整体在水平方向没有发生相对运动,也没有相对运动的趋势,A对地面没有摩擦力,B错误;以B为研究对象,进行受力分析可知:
设A对B的支持力为F2,线对B的拉力为F1,F2与竖直方向的夹角为θ.F2cosθ=mg,F1=mgtanθ,解得B对A的压力大小F2′=
mg,细线对小球的拉力大小F1′=
,C正确,D错误.
10.【答案】AB
【解析】人在Pa段只受重力作用,a=g,完全失重,A正确;人在ab段受重力和向上的拉力,拉力小于重力,合力向下,加速度向下,失重,B正确;人在bc段受重力和向上的拉力,拉力大于重力,合力向上,加速度向上,超重,C错误;人到c点时,拉力最大,合力最大,加速度最大,D错误.
11.【答案】BD
【解析】桌布向右拉出时,鱼缸相对于桌布有向左的运动,故鱼缸受到的摩擦力向右,故A错误;由于鱼缸在桌面上和在桌布上的动摩擦因数相同,故受到的摩擦力相等,则由牛顿第二定律可知,加速度大小相等;但在桌面上做减速运动,则由v=at可知,它在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等,故B正确;鱼缸受到的摩擦力为滑动摩擦力,其大小与拉力无关,只与压力和动摩擦因数有关,因此增大拉力时,摩擦力不变;故C错误;猫减小拉力时,桌布在桌面上运动的加速度减小,则运动时间变长;因此鱼缸加速时间变长,桌布抽出时的位移以及速度均变大,则有可能滑出桌面,故D正确.
12.【答案】AD
【解析】若桌面光滑,将两者看做一个整体,设m、M间的作用力为F′在水平方向上有:
对整体有F=(M+m)a,对M分析可得F′=Ma,解得F′=
,A正确,B错误;若桌面不光滑,则将两者看做一个整体,对整体有F-μ(M+m)g=(M+m)a′,对M分析可得F′-μMg=Ma′,联立即得F′=
,故D正确,C错误.
13.【答案】
(1)ABDCFE
(2)①0.400 0.721 ②见解析图 ③0.80
【解析】
(1)正确的排列顺序为ABDCFE;
(2)①vB=
=
m/s=0.400m/s;vF=
=
m/s=0.721m/s.
②图线如图所示:
③小车加速度为a=
=
m/s2=0.80m/s2.
14.【答案】①匀速直线运动 远小于 ②0.343 ③A
【解析】①“验证牛顿第二定律”的实验中,为使绳子拉力为小车受到的合力,应先平衡摩擦力,方法是将长木板的一端适当垫高,在不挂砝码盘的情况下,小车能够自由地做匀速直线运动,另外为使绳子拉力等于砝码盘(连同砝码)的重力,必须满足砝码盘(连同砝码)的质量m远小于小车的质量M的条件.
②每打五个点取一个计数点,又因打点计时器每隔0.02s打一个点,所以相邻两计数点间的时间间隔T=0.1s;
在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数即Δx=aT2,逐差法知a=
=
×10-2≈0.343m/s2
③分别对小车与砝码列出牛顿第二定律,对小车有F=Ma,对砝码有mg-F=ma,两式联立可得a=
=
·mg,作图时应作出a-
图象.故选A.
15.【答案】56N
【解析】由牛顿第二定律,得F-Ff=ma,则加速度a=
有F合=ma=16N,合外力等于拉力减去摩擦力,所以拉力等于合外力加摩擦力,F=16+40N=56N
16.【答案】4.5s
【解析】上面的解法是错误的,物体并非一直做匀加速直线运动.
正确解法:
根据牛顿第二定律得,
a=
=1m/s2.
当物体速度达到1m/s时的时间t1=
=1s,
位移x1=
at
=0.5m.
因为最大静摩擦力大于重力沿传送带方向上的分力,之后物体做匀速运动.
匀速运动的时间t2=
=3.5s.
则总时间t=t1+t2=4.5s.
17.【答案】
(1)4×10-2m
(2)200N
【解析】
(1)气体等压变化
=
V2=
=
×2.0×10-3m3=2.4×10-3m3
汽缸移动的距离为Δl=
=
m=4×10-2m
(2)从状态1→3气体等容变化
=
p3=
=
Pa=1.2×105Pa
p3S=p0S+F
所以F=(p3-p0)S=2×104×10-2N=200N
或从状态2→3气体等温变化p2V2=p3V3
p3=
=
Pa=1.2×105Pa
得F=200N.
18.【答案】
(1)3m/s
(2)12J
【解析】
(1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大.由A、B、C三者组成的系统动量守恒,(mA+mB)v=(mA+mB+mC)·vABC,解得vABC=
m/s=3m/s.
(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒,设碰后瞬间B、C两者速度为vBC,则mBv=(mB+mC)vBC,vBC=
m/s=2m/s,设物块A、B、C速度相同时弹簧的弹性势能最大为Ep,根据能量守恒Ep=
(mB+mC)v
+
mAv2-
(mA+mB+mC)v
=
×(2+4)×22J+
×2×62J-
×(2+2+4)×32J=12J.
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