广东省深圳市高级中学2020届高三上学期第一次测试物理试题

深圳市高级中学（集团）2019-2020学年第一学期高三年级第一次测试理科综合（物理）

一、选择题

1.现在两个质量相同的物体，一个置于光滑水平面上，另一个置于粗糙水平面上，用相同的水平力推物体，下列说法正确的是（    ）

A. 光滑水平面上的物体相同时间内获得的速度大，所以运动状态容易改变

B. 因为两者受到相同的水平推力，所以运动状态改变难易一样

C. 两个物体从静止到运动，粗糙水平面上的物体需要的力更大，所以其运动状态难以改变

D. 因为两者质量一样，所以运动状态改变难易程度一样

【答案】D

【解析】

【详解】运动状态变化与惯性有关，而质量是惯性的唯一标准

A. 光滑水平面上的物体相同时间内获得的速度大，由于质量相等所以运动状态改变难易程度一样，故A错误

B. 运动状态的变化和受到的推力大小无关，由质量决定，故B错误；

C. 两个物体从静止到运动，粗糙水平面上的物体需要的力更大，由于质量相等所以运动状态改变难易程度一样，故C错误

D. 因为两者质量一样，所以运动状态改变难易程度一样，故D正确

2.转笔是一项深受广大中学生喜爱的休闲活动，其中也包含了许多的物理知识。如图所示，假设某同学将笔套套在笔杆的一端，在转笔时让笔杆绕其手指上的某一点O在竖直平面内做匀速圆周运动，则下列叙述中正确的是（  ）

A. 笔套做圆周运动的向心力是由笔杆对其的摩擦力提供的

B. 笔杆上离O点越近的点，做圆周运动的向心加速度越大

C. 当笔杆快速转动时笔套有可能被甩走

D. 由于匀速转动，笔套受到的摩擦力大小不变

【答案】C

【解析】

【详解】A.笔杆在竖直面内做匀速圆周运动，所以笔套做圆周运动的向心力是由重力、笔杆对其的摩擦力以及笔杆对其产生的弹力的合力提供的，故A错误

B.笔杆上的各个点都做同轴转动,所以角速度是相等的,根据 ，笔杆上离O点越近的点，做圆周运动的向心加速度越小，故B错误

C. 转速过大时,当提供的向心力小于需要向心力时,笔套有可能做离心运动被甩走,故C正确，

D.笔杆在竖直方向做匀速圆周运动，所以重力、弹力、摩擦力的合力一直指向圆心，且大小不变，根据受力可知，摩擦力大小不可能大小不变，故D错误；

3.如图所示，地面上固定有一半径为R的半圆形凹槽，O为圆心、AB为水平直径、现将小球（可视为质点）从A处以初速度v1水平抛出后恰好落到D点：若将该小球从A处以初速度v2水平抛出后恰好落到C点，C、D两点等高，OC与水平方向的夹角θ＝60°，不计空气阻力，则下列说法正确的是（   ）

A. v1：v2＝l：4

B. 小球从开始运动到落到凹槽上的过程中，其两次的动量变化量相同

C. 小球落在凹槽上时，其两次的重力的瞬时功率不同

D. 小球落到C点时，速度方向可能与该处凹槽切面垂直

【答案】B

【解析】

【详解】过C与D分别做AB的垂线，交AB分别与M点与N点，如图：

则：OM＝ON＝R•cos60°＝0.5R；所以：AM＝0.5R，AN＝1.5R；由于C与D点的高度是相等的，由：h＝gt2可知二者运动的时间是相等的。由水平方向的位移为：x＝v0t，可得．故A错误；它们速度的变化量：△v＝gt，二者运动的时间是相等的，则它们速度的变化量也相等，根据P=mv可知动量变化量相等。故B正确；两次的位移分别为：AD和AC，显然AC≠2AD，所以前后两次的平均速度之比不等于1：2．故C错误；球落到C点时，若速度方向与该处凹槽切面垂直则速度方向为OC，O点应为AM的中点，显然不是，故D错误.

4.如图所示，水平粗糙传送带AB距离地面的高度为h，以恒定速率v0顺时针运行．甲、乙两滑块（可视为质点）之间夹着一个压缩轻弹 簧（长度不计），在AB的正中间位置轻放它们时，弹簧立即弹开，两滑块以相同的速率分别向左、右运动．下列判断不正确的是： （ ）

A. 甲、乙滑块可能同时从A、B两端离开传送带

B. 甲、乙滑块刚离开弹簧时可能一个减速运动、一个加速运动

C. 甲、乙滑块可能落在传送带的左右两侧，但距释放点的水平距离一定不相等

D. 甲、乙滑块可能落在传送带的同一侧，且距释放点的水平距离相等

【答案】C

【解析】

试题分析：若v大于v0，弹簧立即弹开后，甲物体向左做初速度为v，加速度为a匀减速运动，则乙也做初速度为v加速度为a的匀减速运动，此种情况两个物体落地后，距释放点的水平距离可能相等且运动时间相等，故A正确，C错误；若v小于v0，弹簧立即弹开后，甲物体向左做初速度为v，加速度为a的匀减速运动，速度为零后可以再向相反的方向运动，整个过程做初速度为v，加速度和皮带方向相同的减速运动，则乙也做初速度为v加速度为a的匀加速运动，运动方向和加速度方向都和皮带轮运动方向相同，甲乙到达B点时的速度相同。落地的位置也在同一点，故B、D正确

考点：传送带问题

【名师点睛】本题主要考查了传送带问题。传送带问题是高中物理常见的一种模型，其实质是考查摩擦力的问题。解决这类问题要分析清楚下列问题：对于物体与传送带之间是否存在摩擦力、是滑动摩擦力还是静摩擦力、摩擦力的方向如何等。关于摩擦力的产生条件、方向的判断等基础知识模糊不清是造成解题错误的原因。

5.如图所示，在光滑水平面上质量为M的小车正以速度v0向右运动，现有一质量为m的木块也以速度v0从右端冲上车面，由于摩擦小车速度将发生变化，为使小车继续保持v0匀速运动，须及时给小车施一水平力，当M和m的速度相等时将力去掉。设M和m间的动摩擦因数处处相同车足够长，则此过程中水平力对小车做的功（   ）

A. 0.5mv02 B. mv02 C. 1.5mv02 D. 2mv02

【答案】D

【解析】

【详解】木块放上小车后受到向右的滑动摩擦力作用先做匀减速运动,后反方向匀加速运动,整个过程是匀变速运动,以向右为正,根据动量定理,得:

对小车受力分析,拉力F与滑动摩擦力平衡,有:

时间t内小车的位移为:

故拉力做的功为:

联立以上四式可计算得出:

A. 0.5mv02    与分析不符，故A错误

B. mv02    与分析不符，故B错误

C. 1.5mv02    与分析不符，故C错误

D. 2mv02  与分析相符，故D正确

6.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800 N

D. 从开始起跳到离地上升到最高点需要0.65 s

【答案】AD

【解析】

【详解】A. 运动员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，故A正确；

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 ，即两者相等，故B错误

C.运动员离开地面后做竖直上抛运动，根据可知

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C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D正确；

7.2019年4月10日，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片如图所示．黑洞是一种密度极大、引力极大的天体，以至于光都无法逃逸（光速为c）．若黑洞的质量为M，半径为R，引力常量为G，其逃逸速度公式为．如果天文学家观测到一天体以速度v绕某黑洞做半径为r的匀速圆周运动，则下列说法正确的有

A.

B. M=Gv2r

C. 该黑洞最大半径为

D. 该黑洞的最小半径为

【答案】AC

【解析】

【详解】根据万有引力提供向心力有：，得黑洞的质量，故A正确，B错误；根据逃逸速度公式，得，黑洞的最大半径，故C正确，D错误。

8.一个质量为m物体，仅在某力作用下，沿+x轴方向从x轴上x=0处由静止开始运动，其速度随位置变化的图像如图所示，由图可知（     ）

A. 物体做非匀加速直线运动

B. 物体做加速度越来越大的加速运动

C. 物体在处的加速度为

D. 物体从x=0运动到时，力对物体做功为

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．有图像可知， ，根据动能定理

，

联立可得

即合外力随着x变化，所以物体做非匀加速直线运动，故A正确

B.根据牛顿第二定律可知

即

所以a随着x的增大而增大，所以物体做加速度越来越大的加速运动，故B正确；

C.根据可知物体在处的加速度为，故C正确

D.根据动能定理可知物体从x=0运动到时，力对物体做功为 ，故D错误

二、非选择题

9.如图甲所示是某同学在探究“物体质量一定时，加速度与合外力的关系”的实验装置，实验时将小车从光电门A的右侧由静止释放，与光电门连接的数字计时器可以测量遮光片经过光电门A、B所用的时间tA、tB，回答下列问题．

(1)下列实验要求必须满足是________．

A．保证沙桶和沙的质量远小于小车的质量

B．保持沙和沙桶的质量不变

C．保持穿过光电门的细线与长木板平行

D．保持小车的质量不变

(2)为测算小车的加速度，实验中还需要测量的物理量有________和________________．

(3)实验中改变沙和沙桶的质量，得到小车加速度a与测力计示数F的对应关系如图乙所示，图线不经过原点，可能的原因是__________．

【答案】    (1). CD    (2). 遮光片的宽度    (3). 光电门AB间的距离    (4). 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

【解析】

（1）由于该实验的连接方式，重物和小车不具有共同的加速度，小车是在绳的拉力下加速运动，此拉力可由测力计示数获得，不需要用重物的重力来代替，故不要求沙桶和沙的质量远小于小车的质量，故A错误；根据控制变量法原理可知，探究“物体质量一定，加速度与合外力的关系”时要保持小车的质量不变，改变沙和沙桶的质量，故B错误，D正确；保持穿过光电门的细线与长木板平行，使平衡摩擦力后，绳子的拉力等于小车受到的合外力，故C正确；故选CD．
（2）已经知道遮光片经过光电门A、B所用的时间tA、tB，则需要测量遮光片的宽度d，从而求出经过AB时的速度，要求出加速度，根据匀变速直线运动位移速度公式即可求解，所以还要测出光电门AB间的距离；
（3）图线不通过坐标原点，F不为零时，加速度仍为零，知实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，系统仍存在摩擦力．
点睛：本题第1问选项A为易错选项，这个是课本参考实验的改进版，用这种方法可以准确得到小车受到的合外力，而不需要用重物的重力来近似代替，是一个比课本参考方案更好的办法，题目价值很高．

10.某同学为研究橡皮筋伸长与所受拉力的关系，做了如下实验：

①如图所示，将白纸固定在制图板上，橡皮筋一端固定在O点，另一端A系一小段轻绳(带绳结)；将制图板竖直固定在铁架台上．

②将质量为m＝100 g的钩码挂在绳结上，静止时描下橡皮筋下端点的位置A0；用水平力拉A点，使A点在新的位置静止，描下此时橡皮筋下端点的位置A1；逐步增大水平力，重复5次……

③取下制图板，量出A1、A2、……各点到O的距离l1、l2、……；量出各次橡皮筋与OA0之间的夹角α1、α2……

④在坐标纸上做出－l的图象如图.

完成下列填空：

(1)已知重力加速度为g，当橡皮筋与OA0间的夹角为α时，橡皮筋所受的拉力大小为________(用g、m、α表示)．

(2)取g＝10 m/s2，由图可得橡皮筋的劲度系数k＝________ N/m，橡皮筋的原长l0＝________ m.

【答案】    (1).     (2). 100    (3). 0.21

【解析】

【详解】（1）对结点受力分析，根据共点力平衡可知，解得；

（2）在竖直方向，合力为零，则，解得，故斜率，由图象可知斜率，故；由图象可知，直线与横坐标的交点即为弹簧的原长，为0.21m；

11.如图所示，一半径R=1m的圆盘水平放置，在其边缘E点固定一小桶（可视为质点），在圆盘直径DE的正上方平行放置一水平滑道BC，滑道右端C点与圆盘圆心O在同一竖直线上，且竖直高度h=1.25m。AB为一竖直面内的光滑圆弧轨道，半径r=0.45m，且与水平滑道相切与B点。一质量m=0.2kg的滑块（可视为质点）从A点以某一初速度释放，当滑块经过B点时，对B点压力为6N，恰在此时，圆盘从图示位置以一定的角速度绕通过圆心的竖直轴匀速转动，最终物块由C点水平抛出，恰好落入圆盘边缘的小桶内。已知滑块与滑道BC间的动摩擦因数。（取）求：

（1）滑块到达B点时的速度；

（2）水平滑道BC的长度；

（3）圆盘转动的角速度应满足的条件.

【答案】（1）3m/s；（2）1.25m；（3）ω=2nπrad/s(n=1、2、3、4…)

【解析】

【详解】(1)滑块到达B点时，由牛顿第二定律得：

F−mg=

代入数据解得：vB=3m/s

(2)滑块离开C后，作平抛运动，由h=

解得：t1==s=0.5s

vC=R/t1=2m/s

滑块在BC上运动时，由牛顿运动定律得：μmg=ma，

代入数据解得：a=2m/s2

由滑块作减速运动,匀变速运动公式有：

代入数据解得：s=1.25m

(3)滑块由B点到由C点，由运动学关系：x=

代入数据解得：t2=0.5s

得：t=t1+t2=0.5s+0.5s=1s

圆盘转动的角速度ω应满足条件：t=2nπ/ω

代入数据得：ω=2nπrad/s(n=1、2、3、4…)

答：(1)滑块到达B点时的速度是3m/s；

(2)水平滑道BC的长度是1.25m；

(3)圆盘转动的角速度ω应满足的条件ω=2nπrad/s(n=1、2、3、4…).

【点睛】（1）由牛顿第二定律求出滑块经过B点的速度大小；

（2）滑块离开C后做平抛运动，要恰好落入圆盘边缘的小桶内，水平位移大小等于圆盘的半径R，根据平抛运动的规律求得滑块经过C点的速度，根据牛顿运动定理研究BC过程，求解BC的长度；

（3）滑块由B点到C点做匀减速运动，由运动学公式求出时间，滑块从B运动到小桶的总时间等于圆盘转动的时间，根据周期性求解ω应满足的条件．

12.下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为θ=37°（sin37°=）山坡C，上面有一质量为m的石板B，其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆A（含有大量泥土），A和B均处于静止状态，如图所示。假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为m（可视为质量不变的滑块），在极短时间内，A、B间的动摩擦因数μ1减小为，B、C间的动摩擦因数μ2减小为0.5，A、B开始运动，此时刻为计时起点；在第2s末，B的上表面突然变为光滑，μ2保持不变。已知A开始运动时，A离B下边缘的距离l=27m，C足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小g=10m/s2。求：

（1）在0~2s时间内A和B加速度的大小；

（2）A在B上总的运动时间。

【答案】（1）a1=3m/s2； a2=1m/s2；（2）4s

【解析】

本题主要考查牛顿第二定律、匀变速运动规律以及多物体多过程问题；

（1）在0-2s内，A和B受力如图所示

由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得:

⑴

⑵

⑶

⑷

以沿着斜面向下为正方向，设A和B的加速度分别为，由牛顿第二定律可得：

⑸

⑹

联立以上各式可得a1=3m/s2⑺

a2=1m/s2..⑻

（2）在t1=2s，设A和B的加速度分别为，则

v1=a1t1=6m/s ⑼

v2=a2t1=2m/s ⑽

t>t1时，设A和B的加速度分别为，此时AB之间摩擦力为零，同理可得：

⑾

⑿

即B做匀减速，设经时间，B的速度减为零，则：

⒀

联立⑽⑿⒀可得t2=1s ..⒁

在t1+t2时间内，A相对于B运动的距离为

⒂

此后B静止不动，A继续在B上滑动，设再经时间后t3，A离开B，则有

可得,t3=1s（另一解不合题意，舍去，）

则A在B上的运动时间为t总.

t总=t1+t2+t3=4s

（利用下面的速度图象求解，正确的，参照上述答案信参考给分）

【考点定位】牛顿第二定律；匀变速直线运动；

【方法技巧】本题主要是考察多过程问题，要特别注意运动过程中摩擦力的变化问题。要特别注意两者的运动时间不一样的，也就是说不是同时停止的。

13.下列说法正确的是______。

A. 一定量的理想气体，当气体体积增大时，气体对外界不一定做功

B. 物体放出热量，其内能一定减少

C. 温度高的物体分子平均动能一定大，但内能不一定大，

D. 压缩气体需要用力，这是气体分子间有斥力的表现

E. 在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加

【答案】ACE

【解析】

【详解】A.若是真空中等温膨胀则气体体积增大时，气体对外界不做功，故A正确

B.内能由做功和热传递共同来决定，若在放出热量的同时，外界对气体做功，则内能不一定减少，故B错误

C.温度是平均动能的标志，温度高的物体分子平均动能一定大，但内能不一定大，因为决定内能的还有势能的大小，故C正确；

D.压缩气体需要用力，这是气体存在压强的原因，故D错误

E.在绝热条件下压缩气体，即对气体做功且没有热传递，根据内能可知气体的内能一定增加，故E正确

14.如图，A、B两个内壁光滑、导热良好的气缸用细管连接，A气缸中活塞M截面积为500cm2，装有一个大气压强的理想气体50L。B气缸中活塞N截面积为250cm2，装有两个大气压强的理想气体25L。现给活塞M施加一水平推力，使其缓慢向右移动，此过程中气缸均不动，周围环境温度不变，大气压强为105pa。求：

(i)当推力F=5×103N时，活塞M向右移动的距离；

(ii)气缸B中能达到的最大压强。

【答案】(i))50cm    （ii）

【解析】

【详解】解：(i)加力F后,A中气体的压强为

所以N活塞刚好不动；

对A中气体,由

得

故活塞M向右移动的距离是

(ii)当A中气体全部进入B中后B中气体压强最大，设为P，A中气体在B中所占体积V

A中气体进入B前后

B中气体在A中气体进入前后

解得