资源描述
北京市朝阳区20182019学年度第一学期高三年级期中统一检测物理试卷一、选择题1.作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是5N，另一个力的大小是8N，它们合力的大小可能是A. 2N B. 6N C. 14N D. 16N【答案】B【解析】【详解】根据力的合成法则可知两力合成时,合力范围为: 所以 ，故B对；ACD错；故选B2.竖直上抛一小球，小球到达最高点时，速度为v，加速度为a，则A. ， B. ， C. ， D. ，【答案】B【解析】【详解】竖直上抛一小球，小球到达最高点时，速度为v=0，由于受重力作用所以加速度为a=g，故B对；ACD错故选B3.一物体沿直线运动，其速度v随时间t变化的图像如图所示。由图像可知A. 在02s内物体运动的加速度大小为5m/s2B. 在02s内物体运动的加速度大小为10m/s2C. 2s末物体的速度改变方向D. 4s末物体回到出发点【答案】A【解析】【详解】A、图像的斜率表示加速度，所以在02s内物体运动的加速度大小为5m/s2，故A对；B错C、在04s内速度都是正值，所以物体的运动方向没有发生改变，故C错；D、图像的面积表示运动走过的位移，从图像上可以看出位移不为零，故D错；故选A4.如图所示，水平天花板下用三根细绳悬挂一个物体，物体处于静止状态，绳OA、OB、OC上的力分别为FA、FB、FC。已知绳OA、OB与水平方向的夹角分别为60和30。下列关系式正确的是A. FAFB B. FAFC D. FAFC【答案】A【解析】【详解】对结点受力分析如图所示,因三力的合力为零,故两绳子的拉力的合力与物体的重力大小相等,方向相反;AB与AC夹角为90 ,则由几何关系可以知道:FA:FB:FC=sin60:sin30:1=3:1:2 故A对；BCD错；故选A【点睛】对结点C进行受力分析,由共点力的平衡可得出几何图形,由几何关系可以知道两绳拉力的比值.5.一小船在静水中的速率是5m/s，要渡过宽120m的河流，水流的速度为3m/s，下列说法正确的是A. 小船渡河的最短时间是30 s B. 小船渡河的最短时间是40 sC. 小船渡河的最短位移是120m D. 小船渡河的最短位移是200m【答案】C【解析】【详解】AB、当船速的方向与河岸垂直时,渡河时间最短t=dvc=1205=24s ，故AB错；C、由于船速大于水速，所以小船可以到达正对岸，则最短位移为120m，故C对；D错故选C6.如图所示，轻杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动。现给小球一初速度，使它在竖直平面内做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点。关于杆对球的作用力，下列说法正确的是A. a处一定为拉力 B. a处一定为推力C. b处一定为拉力 D. b处一定为推力【答案】A【解析】【详解】a处合外力向上，重力向下，所以在a处杆对球的作用力为拉力。b处合外力向下，重力向下，但b处速度未知，所需向心力大小未知，因此合力的大小也未知，所以在b处可能为拉力，也可能为推力，故A正确；BCD错故选A7.如图所示，斜面上的物体在恒力F作用下，沿斜面匀速向上运动。F的方向平行于斜面，斜面保持静止，则地面对斜面的摩擦力A. 大小可能为零 B. 方向水平向右C. 方向水平向左 D. 方向与F的大小有关【答案】C【解析】【详解】A、B项，以整体为研究对象，在水平方向上受力平衡，则必存在水平摩擦力，且大小等于F在水平向右方向上的分量，所以摩擦力方向水平向左，摩擦力的方向与F的大小没有关系，故C对；ABD错；故选C8.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐增大。下图分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，可能正确的是A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】汽车做曲线运动，所以转弯时需要向心力，则汽车转弯时所受合力F的方向必定直线轨迹的内侧，由于汽车速度逐渐增大，所以力F与速度的方向应该是锐角，曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向，故B对；ACD错；故选B9.运动员做引体向上，从如图所示的状态开始，双手握杠上拉，使下颌超过横杠上沿，然后还原到初始状态，为完成一次动作。若运动员完成一次动作所经历的时间为t，质量为m，重力加速度为g，则在此过程中A. 单杠对运动员做的功为mghB. 单杠对运动员做的功大于mghC. 运动员克服重力做功的平均功率为mghtD. 运动员克服重力做功的平均功率大于mght【答案】C【解析】【详解】AB、在整个过程中手与单杠之间没有发生位移变化，所以单杠对运动员不做功，故AB错；CD、在整个过程中运动员克服重力做功为mgh，做这些功用时为t，所以运动员克服重力做功的平均功率为mght，故C对；D错；故选C10.如图所示，一水平传送带向左匀速传送，某时刻小物块P从传送带左端冲上传送带。物块P在传送带上运动的过程中，传送带对物块PA. 一定始终做正功 B. 一定始终做负功C. 可能先做正功，后做负功 D. 可能先做负功，后做正功【答案】D【解析】【详解】物体以某一速度放上传送带后，向右运动，受到向左的摩擦力，运动情况分几种：（1）可能小物块速度比较大，所以一直向右减速，在此过程中皮带对物块做负功，（2）小物块先向右减速，而后向左一直加速，所以皮带对物块先做负功，后做正功，（3）小物块向右减速，而后向左加速，当两者速度相等时一起匀速，所以皮带对物块先做负功后做正功，然后不做功，故D对；ABC错；故选D【点睛】根据物体的速度和传送带速度之间的大小关系,确定物体的运动情况;再根据功能关系即可确定皮带对物块做功的情况11.如图所示，将一物体从地球表面的A处移到B处，万有引力做功为W1；将该物体从B处移到无穷远处，万有引力做功为W2。取无穷远处引力势能为零，则该物体在A处具有的引力势能可表示为A. W1-W2 B. W2-W1 C. W1+W2 D. -W1-W2【答案】C【解析】【详解】物体A处移到B处，万有引力做功为W1；物体从B处移到无穷远处，万有引力做功为W2，所以从A移到无穷远处万有引力功做功为W1+W2，万有引力做功引起了重力势能的变化，且万有引力做正功引力势能减小，万有引力做负功，引力势能增大，即W=EP 取无穷远处引力势能为零，所以A点的引力势能为W1+W2，故C对；ABD错；故选C【点睛】把握住万有引力做功与引力势能变化之间的关系即可求解。12.研究平抛运动的实验装置如图所示。某同学设想在小球下落的空间中选取三个竖直平面1、2、3，平面与斜槽所在的平面垂直。小球从斜槽末端水平飞出，运动轨迹与平面1、2、3的交点依次为A、B、C。小球由A运动到B，竖直位移为y1，动能的变化量为Ek1，动量的变化量为p1；小球由B运动到C，竖直位移为y2，动能的变化量为Ek2，动量的变化量为p2。忽略空气阻力的影响，若y1=y2，下列关系式正确的是A. Ek1Ek2 C. p1p2【答案】D【解析】【详解】由平抛运动的特点可知，小球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动。由于水平板竖直方向上的间距相等，故小球经过板1-2的时间大于经过板2-3的时间，由于小球做平抛运动过程中忽略空气阻力的影响，只有重力做功，根据动能定理可知：Ek1=Ek2，根据动量定理可知：合外力的冲量等于动量的变化，由于小球经过板1-2的时间大于经过板2-3的时间，所以p1p2，故D对；ABC错；故选D13.足够深的水池中有一个木块和铁块用细绳栓连后在水里悬浮。现剪断细绳，在铁块沉入水底且木块浮出水面之前，若只考虑重力和浮力，对于铁块与木块构成的系统，下列说法正确的是A. 动量守恒，机械能增加 B. 动量守恒，机械能减少C. 动量守恒，机械能守恒 D. 动量不守恒，机械能守恒【答案】A【解析】【详解】在铁块沉入水底且木块浮出水面之前，根据F=gv排 ，系统受到的浮力不变，重力也不变，所以系统合力为零，动量守恒，在上升过程中系统中浮力做正功，根据机械能守恒条件可知，系统机械能增加，故A对；BCD错；故选A二、实验题14.某同学利用如图1所示的装置探究弹力和弹簧伸长的关系。将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐，读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，然后在弹簧下端钩上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指刻度尺的刻度值，所读数据列表如下：（弹簧始终未超过弹性限度，取重力加速度g=9.8m/s2） 123456钩码质量m/g0306090120150刻度尺读数x/cm6.008.349.4810.6411.79（1）实验中挂30g钩码时刻度尺如图1所示，该读数为_cm。（2）该小组根据所测数据，在图2中的坐标纸建立x-m坐标系，并描出了5组测量数据，请你将第2组数据描在坐标纸上，并画出x-m的关系图线_。（3）作出的图线与坐标系纵轴有一截距，其物理意义是_；该弹簧的劲度系数k=_N/m（结果保留3位有效数字）。【答案】 (1). 7.127.18 (2). (3). 弹簧的原长 25.026.0【解析】【详解】(1)由图,刻度尺的最小分度为1mm,由图可以知道,读数为：7.15cm（7.127.18）;(2)以横轴表示弹簧的弹力,纵横轴表示弹簧的伸长量,描点连线作图.让尽量多的点落在直线上或分居直线两侧.如图所示;(3)图像与纵坐标有交点，此交点代表施加拉力为零时弹簧的长度，即代表了弹簧的原长，图象的斜率表示弹簧的劲度系数,根据图象, 可求弹簧的劲度系数k=15010-311.80-6.00=25.3N（25.0N26.0N）【点睛】在描点连线时一定要注意让尽量多的点落在直线上或分居直线两侧.偏离太远的点可以直接舍去。图像的斜率代表了弹簧的劲度系数。15.某同学设计了用光电门传感器探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m的关系。（1）如图1所示，在小车上固定宽度为l的挡光片，将两个光电门传感器固定在相距为d的轨道上，释放小车，传感器记录下小车经过光电门1和光电门2的时间分别为t1、t2，可以测得小车的加速度a=_（用题中的符号l、d、t1、t2表示）。（2）该同学多次重复测量，作出aF图，如图2所示，发现该图线不通过坐标原点，其原因可能是_；此图线的BC段明显偏离直线，其原因可能是_。A平衡摩擦力时，轨道右端垫的过高B轨道保持了水平状态C所用小车的质量太大D所挂钩码的总质量太大【答案】 (1). l2(t12t22)2dt12t22 (2). B (3). D【解析】【详解】(1)数字计时器记录通过光电门的时间,由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度,用该平均速度代替物体的瞬时速度,故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为:v1=lt1 以及v2=lt2根据匀变速直线运动的速度位移公式v22v12=2ad ;计算得出a=l2t12t222dt12t22 (2)线性图象不通过坐标原点,当力达到一定值时才开始有加速度，则说明操作过程中可能是没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足. 此图线的BC段明显偏离直线，其原因是所挂钩码的总质量太大，小车受到的拉力不再近似等于砝码的重力导致的，故选D故本题答案是：(1). l2(t12-t22)2dt12t22 (2). B (3). D【点睛】常用仪器的读数要掌握,这是物理实验的基础.处理实验时一定要找出实验原理,根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项.利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,提高解决问题能力.实验用控制变量法,本实验只有在满足平衡摩擦力和小车质量远大于砂和砂桶质量的双重条件下,才能用砂和砂桶重力代替小车所受的合力!16.某同学设计了两个实验方案，用弹簧测力计直接测量正方形木块与木板之间的滑动摩擦力大小。方案一：将一木块和木板叠放于水平桌面上，弹簧测力计与木块相连，保持木板静止，向右水平拉动木块，如图1所示。方案二：将一木块和木板叠放于水平桌面上，弹簧测力计左端固定，另一端与木块水平相连，水平向右拉动木板，如图2所示。 （1）上述两种方案中，你认为更容易测出准确数据的方案是_（选填“方案一”或“方案二”）。（2）请简要说明选择的理由：_【答案】 (1). 方案二 (2). 方案一中要求水平匀速拉动木块，实际操作很难控制；方案二中可以水平变速拉动木板，实际操作容易实现。 (3). 方案一中的弹簧测力计是运动的，不易读准示数；方案二中的弹簧测力计是静止的，容易读准示数。【解析】【详解】（1）方案二更容易测出滑动摩擦力的大小。（2）方案一中要求水平匀速拉动木块，实际操作很难控制；方案二中可以水平变速拉动木板，实际操作容易实现；方案一中的弹簧测力计是运动的，不易读准示数；方案二中的弹簧测力计是静止的，容易读准示数；而方案二中无论长木板是否做匀速直线运动,木块都处于静止状态(即平衡状态),这样拉力等于摩擦力,而且无论拉木板速度多少,摩擦力都一样,不改变摩擦力大小,所以容易操作;【点睛】本实验比较简单，要求出滑动摩擦力的大小最好保证小物块处于静止状态，这样可以根据平衡来求摩擦力的大小，即弹簧秤的读数即为小物块受到摩擦力的大小。三、计算题17.如图所示，一个滑雪运动员，质量 m=75kg，以v0=2.0m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角=30，在t=5.0s的时间内滑下的路程x=60m。取重力加速度g=10m/s2。求：（1）滑雪运动员加速度a的大小；（2）滑雪运动员受到阻力f的大小。【答案】(1)a=4.0m/s2 (2) f=75N【解析】【详解】（1）根据位移与时间公式x=v0t+12at2 解得：a=4.0m/s2 （2）对运动员受力分析，根据牛顿第二定律有：mgsinf=ma解得：f=75N 故本题答案是：(1)a=4.0m/s2 (2) f=75N【点睛】根据位移公式可以求出运动过程中的加速度大小，根据受力结合牛顿第二定律可以求出人在运动过程中受到的各个力的大小，在此过程中加速度是运动与力之间的桥梁。18.如图所示，在匀变速直线运动的v-t图像中，我们可以用图线与坐标轴围成的面积求位移。试通过加速度的定义式，结合v-t图像推导匀变速直线运动的位移公式x=v0t+12at2。【答案】x=12(v0+vt)t=12v0+(v0+at)t=v0t+12at2【解析】【详解】对于匀变速直线运动，加速度的定义式是：a=vtv0t，所以：vt=v0+at在图像中，图线与坐标轴围成的面积可求位移，所以时间t内的位移：x=12(v0+vt)t=12v0+(v0+at)t=v0t+12at219.一飞船沿近地轨道绕地球做匀速圆周运动，周期为T。已知地球半径为R。求：（1）地球的第一宇宙速度；（2）距离地球表面高为3R处运行的人造卫星的周期。【答案】（1）v=2RT（2）T2=8T【解析】【详解】（1）飞船沿近地轨道绕地球做匀速圆周运动的速度等于第一宇宙速度，所以第一宇宙速度：v=2RT （2）设引力常量为G，地球质量为M，飞船质量为m1，卫星质量为m2，卫星的运行周期为T2。根据牛顿第二定律：对飞船有，GMm1R2=m142RT2 对卫星有：GMm2(R+3R)2=m242(R+3R)T22 解得：T2=8T 故本题答案是：（1）v=2RT（2）T2=8T【点睛】在天体运动中利用万有引力提供向心力求解运动中的各个物理量。20.如图1所示，一质量为m=1.0kg的物块静止在水平桌面上的P点，从t=0时刻开始，物块在水平拉力F的作用下向左运动，3.0s末物块运动到Q点且速度为零，5.0s末物块回到出发点P。F随时间t的变化关系如图2所示。已知物块与桌面间的动摩擦因数= 0.2，取重力加速度g=10m/s2。求：（1）PQ之间的距离d；（2）05.0s内，水平拉力F对物块所做功W；（3）2.0s末水平拉力的大小F2。【答案】（1）4.0m（2）W=24J（3）F2=2.0N【解析】【详解】（1）3.05.0s内，物块所受水平拉力大小F1=4.0N，滑动摩擦力大小f=mg=2.0N，合外力恒定，物块做初速度为零的匀加速直线运动。根据牛顿第二定律，物块的加速度大小：a1=F1fm=2.0m/s2所以这段时间物块的位移大小，即PQ间的距离： d=12a1t12=4.0m （2）5.0s时物块的速度：v5=a1t1=4.0m/s在05.0s内，根据动能定理有：Wf2d=12mv520 解得：W=24J （3）由F-t图可知，t=0时水平拉力的大小F0=4.0N。设02.0s内水平拉力的冲量大小为IF。根据F- t图线与t轴围成的面积可知：IF=12(F0+F2)t2在03.0s内，根据动量定理有：IFft3=00 解得：F2=2.0N 故本题答案是：（1）4.0m（2）W=24J（3）F2=2.0N【点睛】在物理解题中如果遇到图像问题时一定要注意图像中面积或者斜率是否代表一定的物理意义，并利用图像解题。21.如图所示，一光滑杆固定在底座上，构成支架，放置在水平地面上，光滑杆沿竖直方向，一轻弹簧套在光滑杆上。一圆环套在杆上，圆环从距弹簧上端H处由静止释放，接触弹簧后，将弹簧压缩，弹簧的形变始终在弹性限度内。已知圆环的质量为m，支架的质量为3m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，不计空气阻力。取圆环刚接触弹簧时的位置为坐标原点O，竖直向下为正方向，建立x轴。（1）在圆环压缩弹簧的过程中，圆环所受合力为F，请在图中画出F随x变化的示意图；（2）借助F-x图像可以确定合力做功的规律，在此基础上，求圆环在下落过程中最大速度vm的大小。（3）试论证当圆环运动到最低点时，底座对地面的压力FN 5mg。【答案】（1）（2）mg2k+2gH（3）FN5mg【解析】【详解】（1）根据受力及弹力的变化可知：在圆环压缩弹簧的过程中，F随x变化的示意图如图所示 （2）在运动过程中当合力为零时，圆环的速度有最大值，设圆环速度最大时弹簧的形变量为x，根据牛顿第二定律有：mgkx=0在此过程中，根据F- x图线与x轴围成的面积可求得圆环所受合力做的功：W1=S1=12mgx从圆环开始下落到圆环速度达到最大的过程中，根据动能定理有：W1+mgH=12mvm20所以：vm=mg2k+2gH （3）当圆环运动到最低点时圆环速度为零，弹簧的弹力最大（设为Nm），底座对地面的压力FN最大。设从平衡位置到最低点的过程中，圆环所受合力做的功为W2。根据动能定理，从接触弹簧到平衡位置的过程中有：从平衡位置到最低点的过程中有： 根据公式可知： ， 即 结合图像可知，即设地面对底座的支持力大小为F。取底座为研究对象，根据牛顿第二定律有：所以：根据牛顿第三定律，底座对地面的压力大小，所以：【点睛】本题考查了弹簧问题比较复杂，要利用图像的面积代表合力做功并结合牛顿定律来求待求物理量。
展开阅读全文