河北省故城县高级中学2017届高三上学期期中考试物理试卷

2016-2017学年第一学期高三物理试题

第I卷（选择题48分）

一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一个选项正确，第9～12题有多项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分)

1.以36 km/h的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为4 m/s²的加速度，刹车后第3 s内，汽车走过的路程为(　　)

A.12.5 m 　　　 B.2 m 　　　C.10 m　　　 D.0.5 m

2.如图所示，两条曲线为汽车a、b在同一条平直公路上的速度时间图像，已知在时刻，两车相遇，下列说法正确的是（ ）

A．a车速度先减小后增大，b车速度先增大后减小

B．时刻a车在前，b车在后

C．汽车a、b的位移相同

D．a车加速度先减小后增大，b车加速度先减小后增大

3．如图所示，轻杆与竖直墙壁成53°角，斜插入墙中并固定，另一端固定一个质量为m的小球，水平轻质弹簧处于压缩状态，弹力大小为mg(g表示重力加速度)，则杆对小球的弹力大小为(　　)

A.mgB.mg

C.mgD.mg

4．如图所示，A、B两球完全相同，质量均为m，用两根等长的细线悬挂在升降机内天花板的O点，两球之间连着一根劲度系数为k的轻质弹簧，当升降机以加速度a竖直向上做匀加速直线运动时，两根细线之间的夹角为θ.则弹簧被压缩的长度为(　　)

1. B.

C.D.

5.如图所示，将球用细绳系住放在倾角为θ的光滑斜面上，当细绳由水平方向缓慢向上偏移的过程中，细绳上的拉力将(　　)

A.逐渐增大 　　 B.逐渐减小

C.先增大后减小 　　 D.先减小后增大

6．如图所示，足够长的水平传送带以v₀＝2 m/s的速度匀速运行．t＝0时，在最左端轻放一个小滑块，t＝2 s时，传送带突然制动停下，已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.2，g＝10 m/s².关于滑块相对地面运动的v－t图象正确的是(　　)

7．如图所示，离地面高2m处有甲、乙两个物体，甲以初速度水平射出，同时乙以初速度沿倾角为的光滑斜面滑下，已知重力加速度，若甲、乙同时到达地面，则的大小是（ ）

A．B．

C．D．

8.如图所示，转动轴垂直于光滑平面，交点O的上方h处固定细绳的一端，细绳的另一端拴接一质量为m的小球B，绳长AB＝l>h，小球可随转动轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动．要使球不离开水平面，转动轴的转速的最大值是(　　)

1. B．π

C.D．2π

9．如图所示，质量为m的物体，在沿斜面向上的拉力F作用下，沿放在水平地面上的质量为M的倾角为α的粗糙斜面匀速下滑，此过程中斜面保持静止，则地面对斜面(　　)

A．无摩擦力B．有水平向左的摩擦力

C．支持力为(M＋m)gD．支持力小于 (M＋m)g

10.如图所示，小球从倾角为θ的斜面顶端A点以速率v₀做平抛运动，则下列说法正确的是(　　)

A.若小球落到斜面上，则v₀越大，小球飞行时间越长

B.若小球落到斜面上，则v₀越大，小球末速度与竖直方向的夹角越大

C.若小球落到水平面上，则v₀越大，小球飞行时间越长

D.若小球落到水平面上，则v₀越大，小球末速度与竖直方向的夹角越大

11．如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴的距离分别为R、R、2R，与转台间的动摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法中正确的是(　　)

A．若三个物体均未滑动，C物体的向心加速度最大

B．若三个物体均未滑动，B物体受的摩擦力最大

资*源%库C．转速增加，A物体比B物体先滑动

D．转速增加，C物体先滑动

12．如图所示，物块的质量m＝1 kg，初速度v₀＝10 m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的图象如图乙所示，g＝10 m/s²，下列选项中正确的是(　　)

A．2～3 s内物块做匀减速运动

B．在t＝1 s时刻，恒力F反向

C．恒力F大小为10 N

D．物块与水平面间的动摩擦因数为0.3

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II卷（非选择题52分）

二、实验题：（共2题 ,共14分）

13．如图所示，某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图12所示的a－F图象．

（1）图线不过坐标原点的原因是________________________________________________

________________________________________________________________________.

（2）本实验中是否仍需要砂和砂桶的总质量远小于小车和传感器的总质量．________(填“是”或“否”)．

（3）由图象求出小车和传感器的总质量为________kg.

$来&源：14.某实验小组的同学在验证力的平行四边形定则时，操作过程如下：

①将一张白纸固定在水平放置的木板上，橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两个细绳套，

用两个弹簧测力计互成角度地拉两个细绳套，使细绳套和橡皮筋的结点位于图2中的O点；

②在白纸上记录O点的位置和两细绳套的方向，同时读出两弹簧测力计的读数F₁和F₂；

③选取合适的标度在白纸上作出F₁和F₂的图示，由平行四边形定则作出F₁和F₂的合力F；

④用一个弹簧测力计拉细绳套，使细绳套和橡皮筋的结点仍到达O点；

⑤在白纸上记录细绳套的方向，同时读出弹簧测力计的读数F′；

⑥按以上选取的标度在白纸上作出F′的图示，比较F和F′的大小和方向；

⑦改变两细绳套的方向和弹簧测力计的拉力的大小，重复以上操作，得出实验结论。

(1)对本实验的下列叙述中正确的是________；

A.两次拉伸橡皮筋应将橡皮筋沿相同方向拉到相同长度

B.两细绳套必须等长

C.每次都应将弹簧测力计拉伸到相同刻度

D.拉橡皮筋的细绳套要长一些，标记同一细绳套方向的两点要远一些

(2)某次操作时两弹簧测力计的指针指在图2中所示的位置，则两弹簧测力计的读数分别为F_B＝________ N、F_C＝______ N；

(3)如果本实验所用弹簧测力计的量程均为5 N。其中图3甲中F₁＝3.00 N、F₂＝3.80 N，且两力互相垂直；图乙中F₁＝F₂＝4.00 N，且两力的夹角为30°；图丙中F₁＝F₂＝4.00 N，且两力的夹角为120°。其中明显不符合操作的是图________。

三、计算题：(共3题,15题10分,16题12分，17题16分，共38分)

15.粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动，水平拉力F及运动速度v随时间变化的图象如图甲和图乙所示。取重力加速度g＝10 m/s²。求：

(1)前2 s内物体运动的加速度和位移；

(2)物体的质量m和物体与地面间的动摩擦因数μ。

16．如图，一个质量为0.6 kg的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失)．已知圆弧半径R＝0.3 m，θ＝60°，小球到达A点时的速度v_A＝4 m/s.(取g＝10 m/s²)求：

(1)小球做平抛运动的初速度v₀大小；

(2)P点与A点的水平距离和竖直距离；

(3)小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力．

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17.如图，可看作质点的小物块放在长木板正中间，已知长木板质量为M＝4 kg，长度为L＝2 m，小物块质量为m＝1 kg，长木板置于光滑水平地面上，两物体皆静止。现在用一大小为F的水平恒力作用于小物块上，发现只有当F超过2.5 N时，两物体间才能产生相对滑动。设两物体间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，重力加速度g＝10 m/s²。

(1)求小物块和长木板间的动摩擦因数；

(2)若一开始力F就作用在长木板上，且F＝12 N，则小物块经过多长时间从长木板上掉下？

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高三物理答案

1 D.解析　由v＝at可得刹车到静止所需的时间t＝2.5 s，则第3 s内的路程，实际上等于2～2.5 s内的位移，x＝at′²＝0.5 m。

2.D

3．D　[对小球受力分析，根据平衡条件的推论作平行四边形，得F＝ ，解得F＝，D正确．]

4．C　[设细线的拉力为F_T，对A小球受力分析，水平方向由平衡条件得F_Tsin ＝kx，竖直方向由牛顿第二定律得F_Tcos －mg＝ma，联立可得x＝，故C正确．]

5.D解析　作出球的受力图如图所示。由图可知，当细绳由水平方向逐渐向上偏移时，细绳上的拉力F_T将先减小后增大，故选项D正确。

6．D　[小滑块放在传送带上后，做匀加速运动，其加速度a＝μg＝2 m/s²，经1 s小滑块和传送带速度相等，二者一起匀速运动；t＝2 s时，传送带制动停下，小滑块在传送带上做匀减速运动，加速度大小也为2 m/s²，再经1 s，即t＝3 s时，小滑块停止运动，D正确．]

7、A

8．A　[对小球，在水平方向有F_Tsinθ＝mω²R＝4π²mn²R，在竖直方向有F_Tcosθ＋F_N＝mg，且R＝htanθ，当球即将离开水平面时，F_N＝0，转速n有最大值，联立解得n＝，则A正确．]

9．BD　[用整体法进行分析，以物体和斜面为研究对象，整体处于平衡状态，共受四个作用力：两物体的总重力、沿斜面向上的拉力F、地面的支持力和地面的静摩擦力，静摩擦力方向水平向左．因为总重力大小等于地面的支持力与拉力沿竖直方向的分力的合力，所以支持力小于总重力，B、D正确．]

10．解析　若小球落到斜面上，则v₀越大，水平位移越大，小球竖直位移也越大，小球飞行时间越长，选项A正确，无论平抛运动的初速度v₀为多大，若小球落到斜面上，小球末速度与竖直方向的夹角相等，选项B错误；若小球落到水平面上，无论v₀为多大，小球飞行时间都相等，选项C错误；若小球落到水平面上，小球末速度与竖直方向的夹角的正切值为tanα＝，v_y大小恒定，故v₀越大，夹角α越大，选项D正确。

答案　AD

11．AD　[三物体都未滑动时，角速度相同，设角速度为ω，根据向心加速度公式a＝ω²r，知C的向心加速度最大．故A正确；三个物体受到的静摩擦力分别为：F_fA＝(2m)ω²R，F_fB＝mω²R，F_fC＝mω²(2R)．所以物体B受到的摩擦力最小．故B错误；根据μmg＝mrω²得：ω＝ ，因为C物体的临界角速度最小，增加转速，可知C先达到最大静摩擦力，所以C先滑动．A、B的临界角速度相等，可知A、B一起滑动．故C错误，D正确．]

12．BD　[由运动学公式v²－v＝2ax可知，v²－x图象中图线的斜率为2a，所以在前5 m内，物块以10 m/s²的加速度做匀减速运动，减速时间为1 s．5～13 m的运动过程中，物块以4 m/s²的加速度做匀加速运动，加速时间为2 s，即物块在1～3 s内做加速运动，A错误，B正确．根据牛顿第二定律可知，在减速的过程中，F＋μmg＝ma₁，加速过程中F－μmg＝ma₂，代入数据可解得F＝7 N，μ＝0.3，所以C错误，D正确．]

13．(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分　(2)否　(3)1

解析　(1)a－F图象与横轴交点为(0.1,0)，说明施加外力在0.1 N之内小车和传感器没有加速度，说明实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分．

(2)因传感器可直接测出小车和传感器受到的拉力，因此不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车和传感器的总质量．

(3)a－F图象斜率为，由图知图线斜率k＝1，则小车和传感器的总质量为1 kg.

14.解析　(2)由弹簧测力计的读数规则可知F_B＝3.20 N、F_C＝2.60 N；(3)明显不符合操作的是图乙，因为图中两个力的合力超过了弹簧测力计的量程，若用一个弹簧测力计拉时拉不到O点。

答案　(1)AD　(2)3.20　2.60　(3)乙

15.解析　(1)由v－t图象可知，物体在前2 s内做匀加速直线运动，前2 s内物体运动的加速度为

a＝＝ m/s²＝2 m/s²

前2 s内物体运动的位移为x＝at²＝4 m

(2)对物体进行受力分析，如图所示。对于前2 s，由牛顿第二定律得

F－F_f＝ma，F_f＝μmg

2 s之后物体做匀速直线运动，由平衡条件得F′＝F_f

由F－t图象知F＝15 N，F′＝5 N

代入数据解得m＝5 kg，μ＝0.1。

答案　(1)2 m/s²　4 m　(2)5 kg　0.1

16．(1)2 m/s　(2) m　0.6 m　(3)8 N，方向竖直向上

解析　(1)小球恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧，则小球到A点的速度与水平方向的夹角为θ，所以：

v₀＝v_x＝v_Acosθ＝4×0.5 m/s＝2 m/s

(2)v_y＝v_Asinθ＝4× m/s＝2 m/s

由平抛运动的规律得：x＝v₀t，v_y＝gt，v＝2gh

代入数据，解得：h＝0.6 m，x＝ m.

(3)从A到C的运动过程中，运用动能定理得：

mv－mv＝－mg(R＋Rcosθ)

代入数据解得：v_C＝ m/s.

由圆周运动向心力公式得；F_NC＋mg＝m

代入数据解得：F_NC＝8 N

由牛顿第三定律得，小球对轨道的压力大小为8 N，方向竖直向上．

17.解析　(1)设两物体间的最大静摩擦力为F_fm，当F＝2.5 N作用于小物块时，对整体，由牛顿第二定律有F＝(M＋m)a

资*源%库 对长木板，由牛顿第二定律有F_fm＝Ma

联立可得F_fm＝2 N

小物块在竖直方向上受力平衡，所受支持力F_N＝mg，由摩擦力公式有F_fm＝μmg，解得μ＝0.2。

(2)F＝12 N作用于长木板时，两物体发生相对滑动，设长木板、小物块加速度分别为a₁、a₂

对长木板，由牛顿第二定律有F－F_fm＝Ma₁，

解得a₁＝2.5 m/s²

对小物块，由牛顿第二定律有F_fm＝ma₂，解得

a₂＝2 m/s²

由匀变速直线运动规律，两物体在t时间内的位移分别为x₁＝a₁t²，x₂＝a₂t²

小物块刚滑下长木板时x₁－x₂＝L，联立解得t＝2 s。

答案　(1)0.2　(2)2 s