湖南省临武一中2020届高三入学考试物理试题

2020届高三入学调研考试卷物理（一）一、选择题1.美国航天局“洞察”号无人探测器历时7个月于2018年11月美国东部时间26日14时54分许（北京时间27日3时54分许）在火星成功着陆，执行人类首次探究火星“内心深处”的任务。美国航天局的直播画面显示，“洞察”号于26日14时47分许进入火星大气层，约7分钟完成了进入、下降和着陆，顺利降落在火星艾利希平原。下面有关“洞察”号无人探测器的说法正确的是（　　）A. “洞察”号从地球到火星的位移大小就是其运行轨迹的长度B. “26日14时47分许”指的是时间间隔C. 研究“洞察”号无人探测器在火星着陆过程的姿态时，不可以将其看成质点D. “洞察”号从地球飞到火星的时间决定于“洞察”号的最大瞬时速度【答案】C【解析】【详解】A.“洞察”号从地球到火星做曲线运动，位移大小和其运行轨迹的长度不相等，故A错误。B.“26日14时47分许”指的是时刻，故B错误。C.研究“洞察”号无人探测器在火星着陆过程的姿态时，不可以将其看成质点，故C正确。D.“洞察”号从地球飞到火星的时间决定于“洞察”号的平均速度，故D错误。 2.甲、乙两车在同一水平道路上，一前一后相距x＝4 m，乙车在前，甲车在后，某时刻两车同时开始运动，两车运动的x-t图象如图所示，则下列表述正确的是A. 乙车做曲线运动，甲车做直线运动B. 甲车先做匀减速运动，后做匀速运动C. 两车相遇两次D. 乙车的速度不断减小【答案】C【解析】【详解】A、乙车的x-t图象虽为曲线，但这不是运动轨迹，乙做的是反方向的直线运动；A错误。B、由题图可知，甲车在前6 s内做的是反方向的匀速运动，以后处于静止状态；B错误。C、在x-t图象中，图线的交点表示两车相遇，故两车相遇两次；C正确。D、乙车图象的倾斜程度逐渐增大，说明其速度逐渐增大；D错误。故选C。【点睛】对于位移时间图象，关键抓住斜率等于速度，交点表示两车相遇，来分析两车的运动情况． 3.“道路千万条，安全第一条。”《道路交通安全法》第四十七条规定：“机动车行经人行横道，应减速行驶；遇行人正在通过人行横道时，应停车让行。”一辆汽车以5m/s的速度匀速行驶，驾驶员发现前方的斑马线上有行人通过，随即刹车使车做匀减速直线运动至停止。若驾驶员的反应时间为0.5s，汽车在最后2s内的位移为4m，则汽车距斑马线的安全距离至少为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】设汽车匀减速的加速度大小为a，由汽车在最后2s内的位移为4m得：，解得：，故汽车的刹车位移为： ，故ABC错误，D正确； 4.如图所示，倾角为θ的斜面体c置于水平地面上，物块b置于斜面上，通过跨过光滑定滑轮的细绳与小盒a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a连接在竖直固定在地面的弹簧上。现向盒内缓慢加入适量砂粒，a、b、c始终处于静止状态。下列判断正确的是（    ）A. c对b的摩擦力可能减小B. 地面对c的支持力可能增大C. 地面对c的摩擦力可能不变D. 弹簧的弹力可能增大【答案】A【解析】【详解】盒子a受重力、拉力和弹簧的支持力而平衡，随着沙子质量的增加；由于不知道b的重力沿着斜面方向的分力与细线拉力的大小关系，故不能确定静摩擦力的方向，静摩擦力可能增加、可能减小，有可能先减小后增大，故A正确；对a分析可知，a处于静止状态，加入适量砂粒后重力变大，弹簧弹力不变，绳子的张力变大；对b与c整体分析，受重力、支持力、拉力和向左的静摩擦力，故地面对c的支持力一定减小，摩擦力一定变大，故BCD错误。 5.如图,质量均为m的两个木块P和Q叠放在水平地面上,P、Q接面的频角为θ，现在Q上加一水平推力F,使P、Q保持相对静止一起向左匀速运动,下列说法正确的是（     ）A. P木块所受合力向左B. Q与地面间的动摩擦因数C. P、Q之间可能光滑D. 若突然撤去F后,P、Q依然保持相对静止一起向左匀速运动【答案】B【解析】【详解】P、Q保持相对静止一起向左匀速运动，可知P木块所受合力为零，选项A错误；以P、Q整体为研究对象，在竖直方向上合力为零，故地面对Q的支持力 FN=2mg，水平方向F=f=μFN，解得Q与地面间的动摩擦因数，选项B正确；P受到向下的重力和垂直斜面向上的支持力，但P的合力为0，则必然受到沿斜面向上的摩擦力，选项C错误；若突然撤去F后，因地面对Q有摩擦力作用，可知P、Q不可能一起向左匀速运动，故D错误。 6.如图所示，山坡上两相邻高压塔A、B之间架有匀质粗铜线，平衡时铜线呈弧形下垂，最低点在C，已知弧线BC的长度是AC的3倍，而左塔B处铜线切线与竖直方向成β＝30°角。问右塔A处铜线切线与竖直方向成角α应为（　　）A. 30° B. 45° C. 60° D. 75°【答案】C【解析】【详解】设AB两端绳上拉力分别为FA、FB，铜线质量为m，在水平方向，ABC整体受力平衡，有：FAsinα＝FBsinβ；在竖直方向，BC段受力平衡，有：FBcosβ＝mg；（AC段对C端的力方向水平向右）；在竖直方向，AC段受力平衡，有：FAcosα＝mg；联立解得：tanα＝3tanβ所以，α＝60°，故ABD错误，C正确。 7.某厂家为了测试新款汽车的性能，将两辆完全相同的汽车并排停在检测场平直跑道上，t=0时刻将两车同时启动，通过车上的速度传感器描绘出了两车的速度随时间的变化规律图线，图象中两阴影部分的面积s2>s1，下列说法正确的是（）A. t1时刻甲车的加速度小于乙车的加速度B. t1时刻甲车在前，t2时刻乙车在前C. 0-t2时间内两车可能相遇2次D. 0-t2时间内甲车的平均速度比乙车大【答案】D【解析】【详解】A项：速度时间图线的斜率表示加速度，由题图可知，t1时刻甲车的加速度大于乙车的加速度，故A错误；B项：由S2＞S1，可知，t1时刻乙车在前，t2时刻甲车在前，故B错误；C项：0-t2的时间内，两车相遇的时刻在t1时刻后，t2时刻前，故两车仅能相遇1次，故C错误；D项：0-t2的时间内甲车的位移大于乙车的位移，所用时间相等，则0-t2的时间内甲车的平均速度大于乙车的平均速度，故D正确。 8.如图所示，一足够长的斜面体静置于粗糙水平地面上，一小物块沿着斜面体匀速下滑，现对小物块施加一水平向右的恒力F，当物块运动到最低点之前，下列说法正确的是A. 物块与斜面体间的弹力不变B. 物块与斜面体间的摩擦力增大C. 斜面体与地面间的弹力不变D. 斜面体与地面间的摩擦力始终为0【答案】BD【解析】【详解】AB、设斜面的倾角为α，不加推力F时，滑块匀速下滑，受重力、支持力和摩擦力，根据共点力平衡条件，支持力N=mgcosα，摩擦力f=mgsinα，故动摩擦因数μ=f/N=tanα；对小物块施加一水平向右的恒力F后，支持力N′=mgcosα+Fsinα，变大；滑动摩擦力f′=μN′，也变大；故A错误，B正确；CD、不加推力F时，根据平衡条件，滑块受的支持力和摩擦力的合力竖直向上；故根据牛顿第三定律，滑块对斜面体的压力和摩擦力的合力竖直向下，故斜面体相对地面没有滑动趋势，故斜面体不受摩擦力；加上水平推力后，滑块对斜面体的摩擦力和压力同比例增加，其合力方向依旧是竖直向上(大小变大，方向不变)；同理,根据牛顿第三定律，滑块对斜面体的压力和摩擦力的合力依旧是竖直向下(大小变大，方向不变)，故斜面体相对地面仍然没有滑动趋势，故斜面体仍然不受摩擦力，但对地压力变大了；故C错误，D正确；故选：BD 9.一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为2 kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m，则（  ）A. 小球在2 s末的速度是8 m/sB. 小球在第5 s内的平均速度是3.6 m/sC. 小球在第2 s内的位移是2 mD. 小球在5 s内的位移是50 m【答案】AD【解析】【详解】A、由题意知第5 s内的位移是18 m，根据自由落体公式有：，其中t1 = 5s，t2 = 4s，解得g =4m/s2，所以2s末的速度v =gt =8m/s，故A正确。B、第5s内的平均速度，故B错误。C、小球在第2s内的位移，故C错误。D、物体在5s内的位移，故D正确。故选AD。【点睛】解决本题的关键掌握自由落体运动的规律，注意星球上重力加速度和地球的重力加速度不同。 10.甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v－t图象如图所示。已知两车在t＝3 s 时并排行驶，则(　　)A. 在t＝1 s时，甲车在乙车后B. 在t＝0时，甲车在乙车前7.5 mC. 两车另一次并排行驶的时刻是t=2 sD. 甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40 m【答案】BD【解析】【详解】AC．根据“面积”大小表示位移，由图象可知，1s-3s甲、乙两车通过的位移相等，两车在t=3s时并排行驶，所以两车在t=1s时也并排行驶，故AC错误；B．由图象可知，甲的加速度乙的加速度0-1s，甲的位移x甲=a甲t2=×10×12 m =5m乙的位移x乙=v0t+a乙t2=10×1+×5×12 m =12.5m△x=x乙−x甲=12.5 m −5 m =7.5m即t=0时，甲车在乙车前7.5m，故B正确；D.1s末甲车的速度为：v=a甲t=10×1 m/s =10m/s1-3s甲车的位移为：x=vt’+a甲t’2=10×2 m +×10×22 m =40m即甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m，故D正确。 11.将一个半球体置于水平地面上，半球的中央有一光滑小孔，上端有一光滑的小滑轮，柔软光滑的轻绳绕过滑轮，两端分别系有质量为m1、m2的物体（两物体均可看成质点，m2悬于空中）时，整个装置处于静止状态，如图所示。已知此时m1与半球的球心O的连线与水平线成37°角（sin37°=0.6，cos37°=0.8），m1与半球面的动摩擦因数为0.5，并假设m1所受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则在整个装置处于静止的前提下，下列说法正确的是（　　）A. 当不同时，地面对半球体的摩擦力也不同B. 半球体对m1的支持力m2随的变化而变化C. 随着m2质量逐渐增大，m1所受半球体的摩擦力一定逐渐增大D. 当＜≤2时，半球体对m1的摩擦力的方向垂直于图中的虚线向上【答案】D【解析】【详解】对半球体m1、m2整体受力分析如图所示：A．只受重力和支持力这一对平衡力，相对地面并无运动趋势，故不受摩擦力，故A错误；B．对m1受力分析，如图将重力正交分解，根据共点力平衡条件得到y方向：N﹣m1gcos53°=0，只要m1与半球的球心O的连线与水平线之间的夹角不变，N就不变，故B错误；C．据题意得知：T=m2g，解得=，当＞时，m1gsin53°=T+f，其中T=m2g，f随着m2质量的逐渐增大而逐渐减小，故C错误；D．当＞时，有T=m2g＜m1gsin53°，即拉力小于重力的下滑分量，m1有下滑趋势，摩擦力沿切线向上，当达到最大静摩擦力时m2g+μm1gcos53°=m1gsin53°，解得=，因而当＜≤2时，半球体对m1的摩擦力的方向垂直于图中的虚线向上，故D正确。 12.为了备战2020年东京奥运会，我国羽毛球运动员进行了如图所示的原地纵跳摸高训练。已知质量m=50 kg的运动员原地静止站立（不起跳）摸高为2.10m，比赛过程中，该运动员先下蹲，重心下降0.5m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.90m的高度。若运动员起跳过程视为匀加速运动，忽略空气阻力影响,g取10 m/s2 。则（     ）A. 运动员起跳过程处于超重状态B. 起跳过程的平均速度比离地上升到最高点过程的平均速度大C. 起跳过程中运动员对地面的压力为960ND. 从开始起跳到双脚落地需要1.05s【答案】AD【解析】【详解】AC、运动员离开地面后做竖直上抛运动，根据可知；在起跳过程中可视为匀加速直线运动，加速度方向竖直向上，所以运动员起跳过程处于超重状态，根据速度位移公式可知，解得，对运动员根据牛顿第二定律可知，解得,根据牛顿第三定律可知，对地面的压力为1560N，故选项A正确，C错误；B、在起跳过程中做匀加速直线运动，起跳过程的平均速度，运动员离开地面后做竖直上抛运动，离地上升到最高点过程的平均速度，故选项B错误；D、起跳过程运动的时间，起跳后运动的时间，故运动的总时间，故选项D正确； 二、非选择题13.如图甲所示，一条质量和厚度不计的纸带缠绕在固定于架子上的定滑轮上，纸带的下端悬挂一质量为m的重物，将重物由静止释放，滑轮将在纸带带动下转动。假设纸带和滑轮不打滑，为了分析滑轮转动时角速度的变化情况，释放重物前将纸带先穿过一电火花计时器，交变电流的频率为50 Hz，如图乙所示，通过研究纸带的运动情况得到滑轮角速度的变化情况。下图为打点计时器打出来的纸带，取中间的一段，在这一段上取了7个计数点A、B、C、D、E、F、G，每相邻的两个计数点间有4个点没有画出，其中：x1=8.05 cm、x2=10.34 cm、x3=12.62 cm、x4=14.92 cm、x5=17.19 cm、x6=19.47cm。（1）根据上面数据，可以求出D点的速度vD=______m/s；（结果保留三位有效数字）（2）测出滑轮半径等于3.00 cm，则打下D点时滑轮的角速度为______rad/s；（结果保留三位有效数字）（3）根据题中所给数据求得重物下落的加速度为______m/s2。（结果保留三位有效数字）【答案】    (1). 1.38    (2). 46.0    (3). 2.29【解析】【详解】（1）根据匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知D点的瞬时速度：。（2）由v=ωr，则D时刻的角速度： 。（3）根据 可知 14.如图所示，某实验小组的同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解．A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳，可沿固定的板做圆弧形移动．B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3 m的杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．保持杆在水平方向，按如下步骤操作：①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ②对两个传感器进行调零③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两传感器的读数④取下钩码，移动传感器A改变θ角重复上述实验步骤，得到表格.F1/N1.0010.580…1.002…F2/N－0.868－0.291…0.865…θ30°60°…150°… (1)根据表格数据，A传感器对应的是力________(选填“F1”或“F2”)，钩码质量为_______kg(保留一位有效数字)．(2)当θ=90°时，两个压力传感器的读数分别为F1=________，F2=__________(3)本实验中多次对传感器进行调零，对此操作说明正确的是（    ）A．因为事先忘记调零                            B．何时调零对实验结果没有影响C．为了消除横杆自身重力对结果的影响            D．可以完全消除实验的误差【答案】    (1). ;    (2). 0.05;    (3). C;【解析】【分析】（1）绳子只能提供拉力，即可知道A传感器对应的是表中力．可以对结点O进行受力分析，由竖直方向平衡条件解出m；（2）本实验中多次对传感器进行调零，是为了消除横杆自身重力对结果的影响．【详解】（1）由表格数据可知，F1都是正值，传感器受到的都是拉力，因绳子只能提供拉力，故A传感器对应的是表中力F1．对结点O受力分析有：，解得：m=0.05kg；（2）本实验中多次对传感器进行调零，为了消除横杆自身重力对结果的影响，故选C．【点睛】解题的关键是首先根据题意灵活选取研究对象，然后再进行受力分析，列出方程求解即可。 15.滑水运动是一项非常刺激的水上运动，研究发现，在进行滑水运动时，水对滑板的作用力FN垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板运动的速率(水可视为静止)。某次滑水运动，如图所示，人和滑板的总质量为m，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角为θ时，滑板和人做匀速直线运动 ( 忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2)， 求此时：（1）水平牵引力有多大？（2）滑板前进的速度有多大？【答案】（1）（2）【解析】【分析】（1）对滑板和人整体受力分析，然后运用共点力平衡条件列式求解；（2）根据平衡条件求出支持力后，根据题中的支持力和速度关系公式求解滑板的速率．【详解】（1）把人和滑板作为整体受力分析，如图所示       水平方向上：   竖直方向上：   解得：       （2） 匀速直线运动时有： 解得：【点睛】本题关键是对物体受力分析，运用共点力平衡条件求出各个力后，再根据题意求解速度． 16.如图所示，半圆柱体A、光滑圆柱体B及长方体木块C放在水平地面上，B与A、C刚好接触并处于静止状态。现用水平向左推力推C，使其缓慢移动，直到B恰好运动到A的顶端，在此过程中A始终保持静止，已知A、B、C的质量均为m，A、B的半径均为R，C与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，求：（1）B刚离开地面时，C对B的弹力大小；（2）当A、B圆心的连线与地面的夹角为45°时，地面对A的支持力大小；（3）C移动的整个过程中水平推力的最大值。【答案】（1）；（2）2mg；（3）。【解析】【详解】（1）B刚离开地面时，B受到重力mg、C对B的弹力F和A对B的支持力N，如图所示：则有：F＝mgcotθ；…………①当B刚离开地面时，根据几何关系可得：sinθ ＝，解得：θ＝30°代入公式①可得则此时（2）当圆柱体B下端离地以后，以A和B整体为研究对象，在竖直方向有：FN﹣2mg＝0则地面对A的支持力大小为2mg；（3）由(1)知，B对C的弹力F＝mgcotθ，θ越大，F越大。由题可得，当B刚离开地面时，B对C的弹力最大，对C进行受力分析可得，水平推力的最大值：Fm＝F+μmg＝mg。 17.甲、乙两车在同一水平路面上做直线运动，某时刻乙车在前、甲车在后，相距s=6m，从此刻开始计时，乙车做初速度大小为12m/s加速度大小为1m/s2的匀减速直线运动，甲车运动的s-t图象如图所示(0-6s是开口向下的抛物线一部分，6-12s是直线，两部分平滑相连)，求：(1)甲车在开始计时时刻速度v0和加速度a(2)以后的运动过程中，两车何时相遇？【答案】(1)16m/s   2m/s2 (2) 2s  6s   10s相遇三次【解析】【详解】（1）因开始阶段s-t图像的斜率逐渐减小，可知甲车做匀减速运动；由，由图像可知：t=6s时，s=60m，则60=6v0 -×a×36；6s末的速度；则由v6=v0-at可得4=v0-6a；联立解得 v0=16m/s；a=2m/s2（2）若甲车在减速阶段相遇，则：，带入数据解得：t1=2s； t2=6s；则t1=2s时甲超过乙相遇一次，t2=6s时刻乙超过甲第二次相遇；因以后甲以速度v甲=4m/s做匀速运动，乙此时以v乙=12-6×1=6m/s的初速度做减速运动，则相遇时满足： 解得t=4s，即在10s时刻两车第三次相遇. 18.滑雪是冬季很受欢迎的娱乐活动。如图所示，AB为长度x1＝80m倾角为θ的雪面，BC为长度x2＝15m的水平雪面，质量m＝50kg的游客从A点由静止开始加速直线下滑，通过滑板与雪杖可以改变加速度的大小，滑到BC水平雪面之后匀减速直线滑行，为了安全，整个赛道限速16m/s，且滑到雪道终点C点的速度必须不大于1m/s。设游客经过B点时，没有机械能损失，游客可看做质点，已知g＝10m/s2．求：（1）若游客以最大安全速度通过B点，游客在BC段受到的阻力至少多大；（2）若游客从静止开始以a1＝3m/s2做匀加速直线运动，运动24m之后，游客担心会超过安全速度，立即采取措施改变加速度，接着以加速度a2做匀变速直线运动，游客通过B点刚好不超速，求a2的大小；（3）若游客在AB雪面上运动最大加速度a3＝2m/s3，求游客从A到B的最短时间。【答案】（1）425N；（2）1m/s2；（3）9s。【解析】【详解】（1）游客从B运动到C的过程做匀减速直线运动，有﹣2ax2＝vC2﹣vm2。可得 a＝8.5m/s2。阻力 f＝ma＝50×8.5N＝425N（2）游客以加速度a1匀加速过程，有 v12＝2a1x1′以加速度a2匀加速过程，有vm2﹣v12＝2a2（x1﹣x1′）解得 a2＝1m/s2。（3）匀加速直线运动的时间 t18s此过程位移△x匀速运动的时间t2游客从A到B的最短时间 tmin＝t1+t2。解得 tmin＝9s