【物理】安徽省淮南市四中2020届高三上学期期末考试（第三次段考试卷）（解析版）

【物理】安徽省淮南市四中2020届高三上学期期末考试（第三次段考试卷）（解析版）

安徽省淮南市四中2020届高三上学期期末考试 ‎（第三次段考试卷）‎ 一．选择题（1-5题为单选，6-8题为多选。每小题6分）‎ ‎1.某小船在静水中的速度为4.0 m/s,要渡过宽度为120 m、水流速度为5.0 m/s的河流．下列说法正确的是 A. 因为船速小于水速,所以船不能渡过此河 B. 若船渡河过程中水流速度变小,则渡河时间将变长 C. 若船渡河所用的时间为30 s,则渡河位移为120 m D. 船渡河的最小位移为150 m ‎【答案】D ‎【详解】A. 因为船速小于水速,所以船不能垂直河岸渡过此河，但是只要船头不与河岸平行，就能过此河，故A错误．‎ B.由运动的独立性可知，船渡河过程中水流速度变小，不影响船垂直河岸的运动，所以渡河时间不变，不B错误．‎ C. 若船渡河所用的时间为30 s，则船沿河岸方向的位移为，则船的渡河位移为，故C错误．‎ D.当合速度的方向与河岸垂直时，渡河的位移最短，设此时合速度的方向与河岸的夹角为，，则渡河的最短的位移为：，故D正确．‎ ‎2.如图所示，质量为0.1 kg的小物块在粗糙水平桌面上滑行4 m后以3.0 m/s的速度飞离桌面，最终落在水平地面上，已知物块与桌面间的动摩擦因数为0.5，桌面高0.45 m，若不计空气阻力，取g=10 m/s2，则(　　)‎ A. 小物块的初速度是5 m/s B. 小物块的水平射程为1.2 m C. 小物块在桌面上克服摩擦力做8 J的功 D. 小物块落地时的动能为0.9 J ‎【答案】D ‎【解析】由题意可以，小物块到达B时的速度=3m/s，如下图所示 小物块从A运动到B的过程中，由动能定理可得：‎ 解得：，故A选项错误；‎ ‎（或根据牛顿第二定律，根据运动学公式，求解）‎ 小物块从B点离开桌面后，做平抛运动 所以，解得 因此，水平射程=0.9m，选项B错误；‎ 小物块在桌面上克服摩擦力做的功=2J，选项C错误；‎ 从B到C，利用动能定理得：，解得，D正确．‎ ‎（或利用平抛运动运动学公式，先求落地速度，然后再根据动能得定义，求落地动能）‎ ‎3.如图所示，将完全相同的两小球A、B，用长为L＝0.8 m的细绳悬于以v＝4 m/s向右匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触．由于某种原因，小车突然停止运动，此时悬线的拉力之比FB∶FA为(g取10 m/s2)‎ A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶4‎ ‎【答案】C ‎【详解】小车突然停止，A球将做圆周运动，所以FA＝m＋mg＝30m；对B球有，FA＝mg＝10m，故此时悬线中张力之比为FA∶FB＝3∶1，故C正确，ABD错误。‎ ‎4.如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则下列叙述正确的是（　　）‎ A. a点与d点的线速度大小之比为1:2‎ B. a点与b点的角速度大小相等 C. a点与c点的线速度大小之比为1:2‎ D. a点与d点的向心加速度大小之比为4:1‎ ‎【答案】A ‎【详解】AC．a、c两点靠传送带传动，线速度大小相等，d、c两点共轴转动，角速度相等，根据v=rω知，d的线速度等于c的线速度的2倍，所以d的线速度等于a的线速度的2倍，故A正确，C错误；‎ B．b、c两点的角速度相等，a、c两点的线速度相等，根据v=rω知，因为a、c的半径不等，则a、c的角速度不等，所以a、b两点的角速度不等，故B错误；‎ D．由于，根据 可知a、d的加速度之比为1：1，故D错误。‎ 故选A。‎ ‎5.如图所示，半径为R=1m的半圆形容器开口向上，直径AB水平，在AB连线上的某一点沿AB方向水平抛出一个小球，初速度大小为3m/s，结果小球恰好能垂直打在容器的圆弧面上，重力加速度为，则小球做平抛运动的时间为（　　）‎ A. 0.2s B. 0.3s C. 0.4s D. 0.5s ‎【答案】C ‎【详解】设小球打到圆弧面上时速度与水平方向的夹角为θ，如图所示：‎ 则根据平抛运动规律，在竖直方向：‎ ‎，‎ 在水平方向：‎ ‎，‎ 求得：‎ 故ABD错误，C正确；‎ 故选C。‎ ‎6.土星外层上有一个环（如图），为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断 A. 若v∝R，则该层是土星的卫星群 B. 若v2∝R，则该层是土星的一部分 C. 若v∝，则该层是土星的一部分 D. 若v2∝，则该层是土星的卫星群 ‎【答案】D ‎【详解】AC．若外层的环为土星的一部分，则它们各部分转动的角速度ω相等，由v＝ωR知v∝R，故AC错误；‎ BD．若是土星的卫星群，则由，得v2∝，故B错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎7.如图所示,质量为的小物块(视为质点)从固定的半球形金属球壳的最高点由静止沿球壳下滑,物块通过球壳最低点时的速度大小为．球壳的半径为,其两端的最高点在同一水平线上,物块与球壳间的动摩擦因数为,重力加速度大小为．下列说法正确的是 A. 物块运动到最低点时,受到的摩擦力大小为 B. 物块通过球壳最低点时,对球壳的压力大小为 C. 从刚释放至运动到最低点的过程中,物块减少的机械能为 D. 物块通过球壳最低点时所受重力做功功率为 ‎【答案】BC ‎【详解】AB. 设物块通过球壳最低点时，受到球壳的支持力为，由牛顿第二定律可知，解得，由牛顿第三定律可知物块对球壳的压力大小也为，此时物块受到的摩擦力为，故B正确，A错误．‎ C.以球壳的最低点为势能的零点，出状态的机械能为，末状态的机械能为，所以全过程机械能的减小量为，故C正确．‎ D. 物块通过球壳最低点时，重力的方向与速度的方向垂直，所以此时重力的瞬时功率为零，故D错误．‎ ‎8.如图所示，滑块A、B的质量均为m,A套在固定倾斜直杆上，倾斜杆与水平面成45°角，B套在固定水平的直杆上，两杆分离不接触，两直杆间的距离忽略不计，且杆足够长，A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆(初始时轻杆与水平面成30°)连接，A、B从静止释放，B开始沿水平面向右运动，不计一切摩擦，滑块A、B 均视为质点，在运动的过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A. 当A到达与B同一水平面时，B速度为 B. 当A到达与B同一水平面时，B的速度为 C. B滑块到达最右端时，A的速度为 D. B滑块最大动能为 ‎【答案】BD ‎【分析】A、B组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒。A、B沿刚性轻杆方向的分速度大小相等；B滑块到达最右端时，速度为零，此时轻杆与斜杆垂直，由机械能守恒定律求A的速度；当轻杆与水平杆垂直时B的速度最大，由系统的机械能守恒求B的最大速度。‎ ‎【详解】AB．从开始到A到达与B同一水平面的过程，由系统的机械能守恒得：‎ 解得：‎ ‎，‎ 故A错误，B正确；‎ C．B滑块到达最右端时，速度为零，此时轻杆与斜杆垂直，有：‎ 得：‎ D．当轻杆与水平杆垂直时B的速度最大，此时A的速度为零，由系统的机械能守恒得：‎ 得：‎ 故D正确；‎ 故选BD。‎ 二．非选择题 ‎9.在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的记数点，相邻记数点间有4个点未标出，设A点为计时起点（电源频率为50Hz）‎ ‎(1)由图判断小车做_______运动 ‎(2)C点的瞬时速度vC= __________m/s;‎ ‎(3)小车的加速度a=__________m/s2‎ ‎(4)为了计算加速度，最合理的方法是_______‎ A. 根据实验数据画出v﹣t图，量出其倾角，由公式求出加速度 B. 根据任意两计数点的速度用公式算出加速度 C. 依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度 D. 根据数据画出v﹣t图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式算出加速度 ‎【答案】(1). 匀加速 (2). 1.32 (3). 6.3 (4). D ‎【详解】(1)[1]由图可知、、、，可知连续相等时间内的位移之差是一恒量，则小车做匀加速直线运动；‎ ‎(2)[2]点的瞬时速度等于间的平均速度，则有：‎ ‎(3)[3]根据可得，物体的加速度：‎ ‎(4)[4]A. 根据实验数据画出图象，当纵坐标取不同的标度时，图象的倾角就会不同，所以量出其倾角，用公式算出的数值并不是加速度，故A错误；‎ BD. 在处理实验数据时，如果只使用其中两个数据，由于偶然误差的存在可能会造成最后误差较大；所以我们可以根据实验数据画出图象，考虑到误差，不可能是所有点都整齐的排成一条直线，连线时,应该尽量使那些不能画在线上的点均匀地分布在线的两侧，这样图线上会舍弃误差较大的点，由图线上任意两点所对应的速度及时间，用公式算出加速度，所以误差小，故B错误，D正确；‎ C. 这种方法是不对的，因为依次算出通过连续两计数点间的加速度再算出平均值，实质还是仅用了两个计数点的速度，偶然误差较大，故D错误．‎ ‎10.如图为“验证动能定理”的实验装置，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距适当距离的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车通过A、B时的速率，要求拉力传感器的示数即为小车所受的合外力．‎ ‎（1）为了完成实验，除了测量小车受到拉力的大小、小车通过A、B时的速率和外，还需要测量__和__（写出物理量的名称和符号）；需要验证的物理关系式为____ ‎ ‎（2）与本实验有关的下列说法正确的是__‎ A、要调整长木板的倾斜角度，平衡小车受到的摩擦力 B、应先释放小车，再接通速度传感器的电源 C、改变所挂钩码的数量时，要使所挂钩码的质量远小于小车质量 D、该实验装置也可以用来验证牛顿第二定律．‎ ‎【答案】 (1). A、B两点之间距离 小车和车上的拉力传感器的总质量 (2). AD ‎【详解】（1）[1][2][3] 设、两点之间的距离，小车和车上的拉力传感器的总质量，根据动能定理：，故需测量、两点之间的距离，小车和车上的拉力传感器的总质量．‎ ‎（2）[4] A．若没有平衡摩擦力，则有，而摩擦力又无法求出，因此需平衡摩擦力，故A正确；‎ B．应选打开电源，待打点稳定后，再释放小车，故B错误；‎ C．小车受到的拉力由传感器显示，不再用钩码的重力代替，不必使挂钩码的质量远小于小车的质量，故C错误；‎ D．本实验也可以验证加速度与物体受到的力的关系，即牛顿第二定律，故D正确．‎ 故选AD ‎11.如图所示，质量为小物体从A点以的初速度沿粗糙的水平面匀减速运动距离到达B点，然后进入半径R=0.4m竖直放置的光滑半圆形轨道，小物体恰好通过轨道最高点C后水平飞出轨道，重力加速度g取l0m/s2。求：‎ ‎ ‎ ‎(1)小物体到达B处的速度；‎ ‎(2)小物体在B处对圆形轨道压力的大小；‎ ‎(3)粗糙水平面的动摩擦因数μ。‎ ‎【答案】(1)；(2)；(3)。‎ ‎【详解】(1)小物体恰好通过最高点C，由重力提供向心力，则：‎ 得到：‎ 小物体从B点运动到C点过程中机械能守恒，则：‎ 得到：‎ ‎；‎ ‎(2)设小物体在B处受到的支持力为，根据牛顿第二定律有：‎ 得到：‎ 根据牛顿第三定律可知，小物块对轨道的压力大小为，方向竖直向下。‎ ‎(3)小物体由A到B过程，由动能定理得到：‎ 得到：。‎ ‎【点睛】本题关键是恰好通过最高点，由重力提供向心力，然后再根据牛顿第二定律、机械能守恒和动能定理结合进行求解。‎ ‎12.某探究性学习小组对一辆自制遥控车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的图像，已知小车在时间内做匀加速直线运动，时间内小车牵引力的功率保持不变， 末到达最大速度，在末停止遥控让小车自由滑行，小车质量，整个运动过程中小车受到的阻力/大小不变、求:‎ ‎(1)小车所受照力的大小；‎ ‎(2)在内小车牵引力的功率;‎ ‎(3)求出的值及小车在时间内的位移．‎ ‎【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【详解】(1)在末撤去牵引力后，小车只在阻力作用下做匀减速运动，‎ 由图像可得减速时加速度的大小为:‎ 则:‎ ‎(2)小车做匀速运动阶段即内，设牵引力为，则 由图像可知:‎ 解得:‎ ‎(3)设时间内的位移为，加速度大小为，时刻的速度大小为，‎ 则由，得，‎ 根据牛顿第二定律：‎ 得，‎ 则，．‎ ‎【点睛】本题关键分析求出物体的运动规律，然后根据牛顿第二定律和运动学规律列式求解，能根据图象得出有效信息．‎ ‎13.如图所示，质量为的滑块，在水平力作用下静止在倾角为 的光滑斜面上，斜面的末端B与水平传送带相接（物块经过此位置滑上皮带时无能量损失），传送带的运行速度为，长为．今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同．已知滑块与传送带间的动摩擦因数为()．求：‎ ‎（1）水平力撤去后，滑块（在斜面上）的加速度大小；‎ ‎（2）滑块下滑的高度；‎ ‎（3）若滑块进入传送带时速度大于，则滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量为多少．‎ ‎【答案】（1）5m/s2（2）0.1m或0.8m (3)5J ‎【详解】（1）对撤去外力F后的滑块受力分析，由牛顿第二定律：‎ 解得：‎ ‎（2）设滑块从高为处上滑，到达斜面底端速度为，下滑过程机械能守恒：‎ 解得：‎ 若滑块冲上传送带的速度小于传送带速度，则滑块在带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动，根据动能定理有：‎ 联立解得：‎ 若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度，则滑块由于受天向左的滑动摩擦力而做匀速运动，根据动能定理：‎ 解得：‎ ‎（3）设滑块在传送带上运动的时间为，则时间内传送带的位移：‎ 由机械能守恒可知：‎ 对滑块由运动学公式知：‎ 联立解得：‎ 滑块相对传送带滑动位移：‎ 相对滑动生成的热量：‎