【物理】福建省莆田第二十五中学2020届高三上学期期中考试试题（解析版）

【物理】福建省莆田第二十五中学2020届高三上学期期中考试试题（解析版）

福建省莆田第二十五中学2020届高三上学期 期中考试 一、选择题 ‎1.2016年国际滑联世界青年速度滑锦标赛中，中国选手杨涛夺得500米季军，如图为杨涛在冰面上的运动轨迹，图中关于他的速度方向、合力方向正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据曲线运动的轨迹夹在合力与速度方向之间，合力大致指向轨迹凹的一向。速度与轨迹相切 A．A图与分析不符，故A错误；‎ B．B图与分析不符，故B错误；‎ C．C图与分析不符，故C错误；‎ D．D图与分析相符，故D正确。‎ ‎2.关于惯性, 下面说法中正确的是: (　　 )‎ A. 物体静止时不容易推动, 说明物体静止时比运动时惯性大；‎ B. 物体在速度大时不容易停下来, 说明物体在速度大时比速度小时惯性大；‎ C. 物体受力越大, 运动状态改变越快, 说明物体受力大时比受力小时的惯性大；‎ D. 惯性是物体特有性质, 一切物体无论处于什么状态都有惯性。‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】惯性是物体本身的一种基本属性，其大小只与质量有关，质量越大、惯性越大；惯性的大小和物体是否运动、是否受力以及运动的快慢是没有任何关系的。‎ A．物体静止时不容易推动, 说明物体静止时比运动时惯性大。故A错误。‎ B．物体在速度大时不容易停下来, 说明物体在速度大时比速度小时惯性大。故B错误。‎ C．物体受力越大, 运动状态改变越快, 说明物体受力大时比受力小时的惯性大。故C错误。‎ D．惯性是物体的特有性质, 一切物体无论处于什么状态都有惯性。故D正确。‎ ‎3.一个物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改做匀速运动，再改做减速运动，则下列说法中正确的是(　　)‎ A. 加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力 B. 减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力 C. 只有匀速前进时，绳拉物体力与物体拉绳的力大小才相等 D. 不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎“绳”与“物”是一对相互作用的物体，绳与物之间的作用力与反作用力遵守牛顿第三定律，与相互作用的性质、物体的运动状态均无关系，总是等大、反向、作用在不同物体上且在同一条直线上．故D选项正确．‎ ‎4.质量为60 kg的人，站在升降机内的台秤上（g=10 m/s2），测得体重（即支持力）为480N，则关于升降机的说法正确的是( )‎ A. 人处于超重状态 B. 升降机一定在下降 C. 人的加速度大小为2 m/s2‎ D. 人的加速度是40 m/s2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ACD．对人受力分析，受重力和支持力，支持力小于重力，人处于失重状态，合力向下，加速度向下，故升降机的加速度也向下；由牛顿第二定律可知：mg-F=ma。 解得：‎ a=2m/s2‎ 故AD错误，C正确。‎ B．升降机的加速度向下，即升降机可能加速下降，也可能减速上升。故B错误。‎ ‎5.一物体以初速度v由地面竖直向上抛出。如果物体运动时受到空气阻力大小不变，图中能基本反映出它的速度变化和时间关系的是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 设物体运动时受到空气阻力大小为f，物体的质量为m，根据牛顿第二定律得：上升过程：mg+f=ma1，得到加速度大小为a1=g+；下落过程：mg-f=ma2，得到加速度大小为a2=g-；则有a1＞a2．可见，上升过程速度图象的斜率大于下落过程图象的斜率，而上升与下落过程速度方向相反，速度的正负相反。故B图象正确。故选B。‎ 点睛：本题是有空气阻力竖直上抛，上升与下落过程不具有对称性．若是没有空气阻力，则选A．‎ ‎6.如图所示，做匀速直线运动的汽车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B，设重物和汽车的速度的大小分别为、，则 A. B. ‎ C. D. 重物B的速度逐渐减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，设斜拉绳子与水平面的夹角为，由几何关系可得，所以，C正确．‎ ‎7.一质量为2kg的物体在如图甲所示的xOy平面上运动，在x轴方向上的v-t图象和在y轴方向上的S-t图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是(　　)‎ A 前2s内物体做匀变速曲线运动 B. 物体的初速度为8m/s C. 2s末物体的速度大小为8m/s D. 前2s内物体所受的合外力为16N ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：据题意，该物体在x方向做加速度为初速度为8m/s的匀减速直线运动，在y方向向原点做速度为的匀速直线运动，故在前2s内物体做匀变速曲线运动，A选项正确；物体的初速度为，故B选项错误；第2s末物体速度为水平分速度，即4m/s，故C选项错误；前2s内物体合外力为：，故D选项错误。‎ 考点：本题考查对v-t图像和s-t图像的理解。‎ ‎8.如图所示，是上端带定滑轮的固定坚直杆，质量不计的轻杆一端通过铰链固定在点，另一端悬挂一重为的物体，且端系有一根轻绳并绕过定滑轮，用力拉绳，开始时，现使缓慢变小，直到杆接近竖直杆。此过程中 A. 力逐渐增大 B. 力先逐渐减小后逐渐增大 C. 轻杆对端的弹力大小不变 D. 轻杆对端的弹力先减小后增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 以B点为研究对象，分析受力情况：重物的拉力T（等于重物的重力G）、轻杆的支持力N和绳子的拉力F，作出力的示意图如图 由平衡条件得知，N和F的合力与T大小相等，方向相反，根据三角形相似可得：，又T=G 解得：，使缓慢变小时，CA、AB保持不变，CB变小，则F减小，N不变，故ABD错误，C正确。故选C。‎ ‎【点睛】以B点为研究对象，分析其受力情况，作出受力图，利用三角形相似法，得出各力与三角形ABC三边边长的关系，再分析F和N的变化。‎ ‎9.如图所示，在光滑的水平面上放着紧靠在一起的A、B两物体，B的质量是A的2倍，B受到向右的恒力FB=2N，A受到的水平力FA=（7-2t）N（t的单位是s）．从t=0开始计时，则（　　）‎ A. 物体在2s末时刻的加速度是初始时刻的倍 B. B物体一直匀加速直线运动 C. t=3.5s时，A物体的速度为零 D. t=3.5s时，A开始沿与B速度相反的方向运动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设A的质量为m， B的质量为2m，在两物体没有分离时，把AB 看成一个整体，根据牛顿第二定律得：，代入数据解得：‎ 隔离B，设A对B的作用力大小为N，则有：N+FB=2ma 联立解得：‎ AB．由上得，在开始的一段时间内AB两物体做加速度减小的加速度运动。当t=3s时，N=0，此后A、B分离，B物体做匀加速直线运动。当t=0时，加速度：‎ t=2s时，‎ 则物体在2s末时刻的加速度是初始时刻的倍。故A正确，B错误。‎ CD．t=3.5s时，A的加速度为：‎ 说明t=3.5s之前A在做加速运动，此时A的速度不为零，而且速度方向与B相同。故CD错误。‎ ‎10.如图所示，质量为m1的木块和质量为m2的长木板叠放在水平地面上。已知木块与长木板间的动摩擦因数为µ1，长木板与地面间的动摩擦因数为µ2，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。现对木块施加一水平向右的拉力F，则（ ）‎ A. 当时，木块与长木板一起运动 B. 当时，只能拉动木块，而长木板始终不会被拉动 C. 当时，木块与长木板都不动 D. 当时，木块与长木板一定以相同加速度一起加速运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物块与长木板之间的最大静摩擦力为：f1m=μ1m1g；地面与长木板的最大静摩擦力为：f2m=μ2（m1+m2）g，当μ1m1g<μ2（m1+m2）g时，无论外力F多大，长木板都始终处于静止状态。故A不符合题意。‎ B．由上分析可知，当时，无论外力F多大，长木板都始终处于静止状态，所以当只能拉动木块，而长木板始终不会被拉动。故B符合题意。‎ C．当时，拉力会拉动长木板运动。故C不符合题意。‎ D．对长木板有：‎ f1m-f2m=m2a0，‎ 对整体有：‎ ‎，‎ 解得：‎ 当时，木块和长木板将相对滑动，因为不知道F与的关系，所以不能确定木块与长木板是否以相同加速度一起加速运动。故D不符合题意。‎ ‎11.如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图象如图乙所示，则（ ）‎ A. t1时刻小球速度最大 B. t2至t3时间内，小球速度一直增大 C. t3时刻小球处于超重状态 D. t2至t3时间内，小球速度先增大后减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、t1时刻小球刚与弹簧接触；当弹簧弹力与重力平衡时速度最大，故A错误；‎ B、D、t2时刻小球受到的弹力最大，处于最低点，合力向上，速度为零，故先加速向上运动，当重力与弹力平衡时，速度最大，之后做减速运动，故B错误，D正确；‎ C、t3时刻弹力为零，合力向下，故小球处于失重状态，重物C错误。‎ 故选D．‎ ‎【点睛】关键要将小球的运动分为自由下落过程、向下的加速和减速过程、向上的加速和减速过程进行分析处理，同时要能结合图象分析．‎ ‎12.如图所示，A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，A、B间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（　　）‎ A. A、B的质量之比为1：‎ B. A、B所受弹簧弹力大小之比为 C. 快速剪断A、B细线的瞬间，A、B的瞬时加速度大小之比为 D. 快速撤去弹簧的瞬间，A、B的瞬时加速度大小之比为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．对AB两个物体受力分析，如图所示： ‎ AB都处于静止状态，受力平衡，则有：对A物体：，对B物体：，联立可得：‎ 故A错误。‎ B．同一根弹簧弹力相等，所以A、B所受弹簧弹力大小之比为1:1。故B错误。‎ C．快速剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，物体所受合力分别为：，，剪断细线瞬间，A、B的瞬时加速度之比：‎ 故C正确。‎ D．快速撤去弹簧的瞬间，物体AB将以悬点为圆心做圆周运动，刚撤去弹簧的瞬间，将重力分解为沿半径和沿切线方向，沿半径合力为零，合力沿切线方向，对A物体：，解得：‎ 对B物体：，解得：‎ 联立可得加速度之比：‎ 故D错误。‎ ‎13.小船过河，河宽为90m，船在静水中航行速度是3m/s，水流速度是4m/s，则（ ）‎ A. 船渡过河的最短时间为30s B. 小船渡河的最短路程为90 m C. 船头偏向上游某一角度可使船垂直河岸过河 D. 小船渡河的最短路程为120 m ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间：‎ 故A符合题意。‎ BC．因为水流速度大于静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸。当合速度的方向与静水速的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹角最短，渡河航程最小。故BC不符合题意。‎ D．当合速度的方向与静水速的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹角最短，渡河航程最小； 设船头与河岸夹角为θ，则：‎ 根据题意可知：，故小船渡河的最短路程为：‎ 故D符合题意。‎ ‎14.在如图所示的装置中，两物块A、B的质量分别为mA、mB，而且mA＞mB，整个系统处于静止状态，设此时动滑轮右端的轻绳与水平面之间的夹角为，若小车向左缓慢移动一小段距离并停下来后，整个系统再次保持静止状态，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 物块A的位置将变高 B. 物块A的位置将变低 C. 轻绳与水平面的夹角将变大 D. 轻绳与水平面的夹角将不变 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】CD．动滑轮两边绳子拉力相等，且在水平方向的分量也要相等才能平衡，故两边绳子与水平方向的夹角相等，都等于，绳子上的拉力总是等于A的重力保持不变，且动滑轮两边绳子的拉力合力总是等于mBg，合力不变，根据平行四边形合成，则两边绳子的夹角不变，即不变。故C错误，D正确。‎ AB．小车向左缓慢移动一小段距离，由上分析可知绳子与水平方向的夹角不变，而小车和滑轮之间的水平距离增大，因此滑轮到小车之间的绳子应变长，绳子总长度不变，则物体A将上升。故A正确，B错误。‎ ‎15.三角形传送带以2m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2m且与水平方向的夹角均为37°。现有两个小物块A、B从传送带顶端都以lm/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。下列判断正确的是 A. 物块A先到达传送带底端 B. 物块A、B同时到达传送带底端 C. 传送带对物块A、B摩擦力均沿斜面向上 D. 物块A下滑过程相对传送带位移小于B下滑过程相对传送带位移 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．A、B都以1m/s的初速度沿传送带下滑，传送带的速度为2m/s，A加速下滑，B减速下滑，到达底端的位移相等，则A先到达底端。故B错误，A正确。‎ C．A相对于传送带向上滑动，A受到的滑动摩擦力向下，B相对于传送带向下滑动，受到的摩擦力向上。故C错误。‎ D．A向下先加速运动，后与传送带一起匀速运动，B始终相对传送带滑动，A相对传送带的位移小于B相对于传送带的位移。故D正确。‎ 二、填空题（共2题，每空2分）‎ ‎16.小明和小华在实验室探究加速度与力质量的关系，他俩各自独立设计了如图甲、乙所示的实验装置，小车总质量用M表示，（甲图中传感器的质量可以忽略）钩码总质量用m表示。为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是________。‎ A. 两组实验中只有甲需要平衡摩擦力。‎ B. 两组实验都需要平衡摩擦力。‎ C. 两组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于总质量M的条件 D. 两组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于总质量M的条件 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．为了减小误差，两组实验均需要平衡摩擦力。故A错误，B正确。‎ CD．甲图中小车受到的拉力可由传感器读出，乙图中拉小车的力可有测力计读出，故都不需要钩码的总质量m远小于小车的总质量M。故CD错误。‎ ‎17.某同学探究加速度、力与质量的关系实验装置如下。‎ ‎（1）在实验之前，首先平衡摩擦力，使细线的拉力近似等于砝码及砝码盘所受的总重力，关于平衡摩擦力，下列正确的是：________。‎ A．将木板右端适当垫高，放上小车让其沿板匀速下滑即可 B．将木板右端适当垫高，放上小车，穿好纸带，让小车沿板滑下时，打点计时器在纸带上打下一系列等间距的点即可 C．将木板右端适当垫高，放上小车，穿好纸带，小车前端用细绳绕过滑轮连接砝码盘（不放砝码），让小车匀速下滑即可 D．平衡摩擦之后，通过增加或者减少小车上的砝码改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦 ‎（2）图乙是实验中得到的一条纸带，已知相邻计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz，由此可求出小车的加速度a =_____m/s2(计算结果保留三位有效数字)。‎ ‎（3）甲、乙、丙三名同学在做实验之前都将木板的右侧垫高，然后根据实验数据分别做出了和图象（小车的加速度为a，小车的质量为M，绳中拉力为F，砝码盘及砝码的质量总和为m）。‎ 由甲图可知砝码盘及砝码的总质量为_________kg（g取10m/s2） ，由乙图可知乙同学在操作中使木板的倾角过_________（选填“大”、“ 小”），分析丙图，图线上部分弯曲的原因是未满足____________。‎ ‎【答案】 (1). BD (2). 1.60 (3) 0.02 小 M»m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1].平衡摩擦力时，将木板右端适当垫高，放上小车，穿好纸带，让小车沿板滑下时，打点计时器在纸带上打下一系列等间距的点即可，选项AC错误，B正确；‎ 平衡摩擦之后，通过增加或者减少小车上的砝码改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，选项D正确。‎ ‎(2)[2]. 相邻两计数点间还有四个计时点未画出，计数点间的时间间隔为：t=0.02×5=0.1s， 根据匀变速直线运动的推论△x=at2可知，小车的加速度为：‎ ‎=‎ ‎≈1.60m/s2．‎ ‎(3)[3].甲图中图线的斜率：‎ 所以小车受到的拉力：‎ 小车受到的拉力近似等于砝码盘及砝码的总重力，所以砝码盘及砝码的总质量：‎ ‎[4].在乙图中，当F＞0时，加速度a仍然等于0，是由于平衡摩擦力不足，说明可知乙同学在操作中使木板的倾角过小； [5].随着F的增大，即砂和砂桶质量的增大，不再满足砂和砂桶远小于小车的质量，即M≫m，因此曲线上部出现弯曲现象；‎ ‎18.平抛一物体，当抛出1s后它的速度与水平方向成45°角，落地时速度方向与水平方向成60°角。求（取g=10m/s2）.‎ ‎（1）物体的初速度；‎ ‎（2）物体在空中飞行的时间；‎ ‎（3）物体的水平射程。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)当抛出1s后它的速度方向与水平方向成45°角，说明该时刻水平初速度与竖直分速度大小相等，竖直分速度：‎ vy=gt=10m/s 所以初速度为：‎ v0 =10m/s ‎(2) 落地时竖直分速度：‎ 则平抛运动的时间：‎ ‎ (3)水平射程：x=v0t＝‎ ‎19.如图所示,小球A质量为m，固定在长为L的轻细直杆一端,并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动。当小球经过最高点时,杆对球产生向下的拉力,拉力大小等于球的重力。‎ 求：（1)小球到达最高时速度的大小。‎ ‎（2）当小球经过最低点时速度为，杆对球的作用力的大小。‎ ‎【答案】（1） （2）7mg ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据小球做圆运动的条件,合外力等于向心力,根据向心力公式求解;在最低点对小球进行受力分析,合力提供向心力,列出向心力公式即可求解；竖直方向圆周运动在最高点和最低点由合力提供向心力,注意杆子可以提供向上的力,也可以提供向下的力。‎ ‎【详解】(1)小球A在最高点时，对球做受力分析，如图所示 ‎ ‎ 根据小球做圆周运动的条件，合外力等于向心力，即 ‎ ①‎ F=mg ②‎ 解①②两式 可得 ‎(2)小球A在最低点时，对球做受力分析，如图所示：‎ 重力mg、拉力F，设向上为正，根据小球做圆周运动的条件，合外力等于向心力 ‎；‎ 答：（1） （2）‎ ‎20.如图所示，倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带。传送带正以v0=4m/s的速度运动，运动方向如图所示。一个质量为2kg的物体（物体可以视为质点），从h=3.2m高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，无论是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其速率变化。物体与传送带间的动摩擦因数为0.4，传送带左右两端A、B间的距离LAB=10m，重力加速度g=10m/s2，则：‎ ‎（1）物体在传送带上向左最多能滑到距A的距离 ‎（2）物体第一次从A点滑入到再一次回到A点的时间 ‎（3）物体第一次从A点滑入到再一次回到A点的在传送带上滑动而留下划痕的长度 ‎【答案】（1）8m（2）4.5s（3）18m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对物体在斜面上运动，有mgsinθ=ma 代入数据解得：‎ a=5m/s2‎ 根据位移时间公式：‎ 代入数据解得：‎ t1=1.6s 物体滑至斜面底端时的速度：v=at1=8m/s 物体在传送带上加速度为：a1=4m/s2 物体在传送带上速度为零时离A最远，此时有：‎ ‎(2) 因为物块速度减为零后，返回做匀加速直线运动，返回时速度达到传送带速度后做匀速直线运动，所以物块返回到A点的速度为4m/s。‎ 物体加速时间为：‎ 该过程的位移为：‎ 匀速运动的时间为：‎ 物体速度减到零的时间为：‎ 所以总时间为：‎ ‎(3)由上可知物体在传送带上速度为零时离A最远，此时有：‎ 该过程传送带的位移为：‎ 划痕为：‎ 物体返回做匀加速直线运动时的位移为：‎ 该过程传送带的位移为：‎ 该过程划痕为：‎ 所以划痕总长度为：‎