山西省浑源县第五中学2020届高三上学期第三次考试物理试题

2019-2020学年上学期山西省浑源县第五中学校高三年级

第三次考试物理试题

一、选择题共10小题；每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对得4分，选不全得2分，错选、不选得0分.

1. 如图所示，一个可看作质点的物体沿两个半径分别为R和r，相连接的半圆弧轨道从A点经B点运动到C点，A、B、C三点共线，则物体从A运动到C的位移大小和路程分别为

A. R-r，R+r B. 2R，

C. ， D. ，

【答案】D

【解析】

试题分析：位移是由初位置指向末位置的有向线段，所以位移大小为，路程是质点运动轨迹的长度，故，D正确；

考点：考查了位移和路程

【名师点睛】位移是矢量，位移的方向由初位置指向末位置，位移的大小不大于路程．路程是标量，是运动路径的长度．当质点做单向直线运动时，位移的大小一定等于路程，位移与路程是描述运动常用的物理量，它们之间大小关系是位移大小≤路程

2.如图所示，描述的是一做直线运动的物体其某一物理量随时间变化的图象，则下列关于此图像的说法中正确的是（     ）

A. 若表示物体的位移，则反映物体做匀速直线运动

B. 若表示物体的位移，则反映物体做匀加速直线运动

C. 若表示物体的速度，则反映物体做匀速直线运动

D. 若表示物体的速度，则反映物体做匀加速直线运动

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．若y表示物体的位移，图像的斜率等于速度，则知物体的速度不变，表示物体做匀速直线运动，故A项正确，B项错误；

CD．若y表示物体的速度，则表示物体的速度随时间均匀增大，反映物体做匀加速直线运动，故C项错误，D项正确。

3.一个做匀加速直线运动的物体先后经过A、B两点，其速度大小分别为、，则物体在经过A、B两点的中间时刻和中点位置的速度大小分别为（ ）

A. , B. ,

C. , D. ,

【答案】C

【解析】

根据匀变速的特点：中间时刻的瞬时速度=这段时间内的平均速度，所以A、B两点的中间时刻瞬时速度为

设总位移为x，加速度为a；中间位移速度设为v,根据：

，解得v=,故答案选C。

4.如图所示，一倾角θ=的斜面放置于粗糙水平地面上，现将一质量m=1kg的物体放于斜面上，并对物体施加一水平向左、大小F=2N的恒力，物体与斜面继续保持静止状态，则地面施加给斜面的摩擦力为（    ）

A.  B. 1N，水平向左

C. 2N，水平向左 D. 2N，水平向右

【答案】D

【解析】

【详解】对斜面体和滑块整体分析，受重力、支持力、推力、静摩擦力，根据平衡条件，有：

f=F=2N，方向向右

A．与分析不符，故A项错误；

B．1N，水平向左与分析不符，故B项错误；

C．2N，水平向左与分析不符，故C项错误；

D．2N，水平向右与分析相符，故D项正确。

5.下列说法中正确的是（　  ）

A. 只要体积小、质量大的物体都可以看作质点

B. 只有当受到不断变化的合力时，物体才能做曲线运动

C. 所有做抛体运动的物体在相等的时间内速度变化都相同

D. 不论物体做直线运动还是曲线运动，物体的加速度与所受的合力方向一定相同

【答案】CD

【解析】

【详解】A．体积很小或质量很小物体也不一定能看成是质点，比如在研究分子的运动的时候，分子虽然很小，但是不能看成质点，故A项错误；

B．物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，但合外力不一定变化，如平抛运动，加速度不变，故B项错误；

C．由公式可知，所有做抛体运动的物体加速度相同，所以在相等的时间内速度变化都相同，故C项正确；

D．由牛顿第二定律可知，不论物体做直线运动还是曲线运动，物体的加速度与所受的合力方向一定相同，故D项正确。

6.一质点从同一高度水平抛出，不计空气阻力，下列说法中正确的是  (    )

A. 初速度越大，水平位移越大

B. 质量越大，水平位移越大

C. 初速度越大，空中运动时间越长

D. 初速度越大，落地速度越大

【答案】AD

【解析】

【详解】ABC．根据得

两物体在同一高度被水平抛出后，落在同一水平面上，下落的高度相同，所以运动的时间相同，与质量、初速度无关，水平位移

初速度越大，水平位移越大，与质量无关，故A项正确，BC项错误；

D．抛出过程中，根据动能定理得：

解得：

则初速度越大，落地速度越大，故D项正确。

7.如图所示,轻杆的一端有一个小球,另一端有光滑的固定轴.现给球一个初速度,使球和杆一起绕轴在竖直平面内转动,不计空气阻力,用表示球到达最高点时杆对小球的作用力,则 (   )

A. —定是拉力

B. —定是推力

C. 一定等于零

D. 可能是拉力,可能是推力,也可能等于零

【答案】D

【解析】

当速度较大时杆产生的是拉力，速度较小时产生的是支持力，当只由重力提供向心力时，杆的作用力为零，D对；

8. 一个物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中一个力的大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小(此力的方向始终未变)，在这一过程中其余各力均不变．那么，下列各图中能正确描述该过程中物体速度变化情况的是(　　)

【答案】D

【解析】

【详解】由于物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中一个力的大小逐渐增大到某一个数值，物体的合力逐渐增大到某值，根据牛顿第二定律知加速度会逐渐增大到某一值，接着又逐渐恢复到原来的大小此力的方向始终不变，合力逐渐减小到零，则加速度逐渐减小至零；所以物体的加速度逐渐增大到某值后再逐渐减小至零的过程，而速度从零开始一直增大，根据图象的切线斜率表示瞬时加速度，知D图正确，故ABC错误，D正确。

9.如图所示，A、B两物块叠放在一起，A受到一水平向左的恒力F作用,使得A、B在光滑水平面上保持相对静止而向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力（ ）

A. 方向水平向左，大小不变

B. 方向水平向左，逐渐减小

C. 方向水平向右，大小不变

D. 方向水平向右，逐渐减小

【答案】A

【解析】

整体法和隔离法是动力学问题常用的解题方法．

1、整体法：整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法．在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）．

整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变体规律，从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题．通常在分析外力对系统的作用时，用整体法．

2、隔离法：隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法．在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力．

隔离法的优点：容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单，便于初学者使用．在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法．

本题中两物体相对静止，可以先用整体法，整体受重力、支持力和向后的摩擦力，根据牛顿第二定律先求出整体加速度，再隔离物体B分析，由于向前匀减速运动，加速度向后，故合力向后，对B物体受力分析，受重力、支持力和摩擦力作用，根据牛顿第二定律，可以求出静摩擦力的大小．

A、B两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动，对A、B整体根据牛顿第二定律有

B、a==μg

C、然后隔离B，根据牛顿第二定律有

D、fAB=mBa=μmBg 大小不变，

E、物体B做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左，摩擦力向左；

F、故选A．

点评：对于连接体问题可以用整体法求加速度，用隔离法求解系统内力！

10.如图所示，小物块由曲面上的P点自由滑下，通过一粗糙的固定不动的水平传送带后落到地面上的Q点 (不计小物体受到的空气阻力) 。若皮带随皮带轮以恒定的速率转动，小物块仍在P点自由滑下，则关于小物块落地点位置的判断正确的是（ ）

A. 皮带轮逆时针方向转动时，物体一定落在Q点；

B. 皮带轮顺时针方向转动时，物体有可能落在Q点的右边；

C. 皮带轮逆时针方向转动时，物体有可能落在Q点的左边；

D. 皮带轮顺时针方向转动时，物体一定不会落在Q点。

【答案】AB

【解析】

物块从斜面滑下来，当传送带静止时，在水平方向受到与运动方向相反的摩擦力，物块将做匀减速运动，离开传送带时做平抛运动；当传送带逆时针转动时物体相对传送带都是向前运动，受到滑动摩擦力方向与运动方向相反，物体做匀减速运动，离开传送带时，也做平抛运动，且与传送带不动时的抛出速度相同，故落在Q点．物块从斜面滑下来，当传送带静止时，在水平方向受到与运动方向相反的摩擦力，物块将做匀减速运动，离开传送带时做平抛运动；

当传送带顺时针转动时，物体相对传送带可能向前运动，使物体在传送带上一直做减速运动，然后做平抛运动离开传送带，物体扔落在Q点，

当传送带顺时针转动时，物体相对传送带也可能向后运动，受到滑动摩擦力方向与运动方向相同，物体可能做加速，离开传送带时的速度大于传送带静止似的速度，所以会落到传送带的右边．

故选AB．

点评：若此题中传送带顺时针转动，物块相对传送带的运动情况就应讨论了：

（1）当物块滑到底的速度等于传送带速度，没有摩擦力作用，物块做匀速运动，离开传送带做平抛的初速度比传送带不动时的大，水平位移也大，所以落在Q点的右边；

（2）当物块滑到底速度小于传送带速度，有两种情况，一是物块始终做匀加速运动，二是物块先做加速运动，当物块速度等于传送带的速度时，物体做匀速运动．这两种情况落点都在Q点右边．

（3）当物块滑上传送带的速度大于传送带的速度，有两种情况，一是物块一直减速，二是先减速后匀速．第一种落在Q点，第二种落在Q点的右边

二、非选择题共5小题，把答案填在题中的横线上或按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

11.在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自 然下垂，在其下端竖直向下施加外力 F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的．用记录的外力 F与弹 簧的形变量 x作出的F- x图线如图所示，由图可知弹簧的劲度系数为_______．图线不过原点的原因是___________.

【答案】    (1). (1)100 N/m　     (2). (2)弹簧自身重力的影响

【解析】

【详解】当弹力为8N时，弹簧的形变量为4.5cm；当弹力为0N时，弹簧的形变量为0.5N，由胡克定律得，图线的斜率即为弹簧的劲度系数，；图线不过坐标原点的原因是由于弹簧本身有重力，使得弹簧没有外力的情况下已经伸长了一段距离。

故本题的答案为：200N/m；   弹簧有自重。

【点睛】在应用胡克定律时，要首先转化单位，知道图线的斜率即为弹簧的劲度系数。

12.某同学设计了如图所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ。滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M。滑块上砝码总质量为，托盘和盘中砝码的总质量为m。实验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速度为零的匀加速直线运动，重力加速度为g 。

(1)根据牛顿运动定律得到滑块加速度a与m关系为____：

(2)他想通过多次改变m，测出相应的a值，并利用上式来计算。若要求a是m的一次函数，必须使上式中___的保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于___。

【答案】    (1). ；    (2). ；    (3). 滑块上

【解析】

【详解】(1)先对托盘和盘中砝码受力分析，受重力和拉力，根据牛顿第二定律，有：

再对滑块和滑块上砝码整体受力分析，受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有：

联立解得：；

(2)若要求a是m的一次函数，必须使上式中的一定，即保持不变即可，故可以将从托盘中取出的砝码置于滑块上。

13.在一次空军演习中，飞机在空中高H处以速度v0水平匀速飞行，投掷下炸弹并击中目标。求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小。（不计空气阻力）

【答案】，

【解析】

【详解】根据得

则击中目标时飞机飞行水平距离

炸弹击中目标时竖直分速度

根据平行四边形定则得

14.如图所示，质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m。用大小为30N，沿水平方向的力拉此物体，经t0=2s拉至B处。(g=10m/s2)

(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；

(2)用大小为20N，沿水平方向的力拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t.

【答案】(1) (2) t=2s

【解析】

【详解】(1)分析题意知物体做从A到B做匀加速直线运动。

由牛顿第二定律得

代入数据，解得：

(2)分析题意知：物体先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，且到达B点时速度刚好为零。

由牛顿第二定律得

由速度公式

由速度位移公式得

联立方程，代入数据，解得：

t=2s

15.质量为m的机车头拖着质量均为m的n节车厢在平直轨道上以速度v匀速行驶，设机车头和各节车厢受到的阻力均为f，行驶中后面有一节车厢脱落，待脱落车厢停止运动时后面又有一节车厢脱落，各节车厢按此方式依次脱落，整个过程中机车头的牵引力保持不变，问：

（1）最后面一节车厢脱落后，机车头和剩下的车厢的加速度是多大？

（2）最后面一节车厢脱落后，当它停止运动时，机车头和剩下的车厢的速度是多大？

（3）全部车厢脱落并停止运动时，机车头的速度是多大？

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

【分析】

（1）最后面一节车厢脱落后，根据牛顿第二定律求解机车头和剩下车厢的加速度．
（2）根据速度公式求出最后面一节车厢从脱落到停止运动的时间，再求解机车头和剩下的车厢的速度．
（3）采用同样的方法求出第二节车厢脱离、第三节车厢脱离…等等停止运动时，机车头和剩下的车厢的速度，总结规律，得出全部车厢脱落并停止运动时，机车头的速度．

【详解】（1）最后面一节车厢脱落后，根据牛顿第二定律得，机车头和剩下的车厢的加速度
又由匀速运动时，F=（n+1）f，得
 （2）最后面一节车厢脱落后，加速度大小为a′=
最后面一节车厢从脱落到停止运动的时间为，
则当它停止运动时，机车头和剩下的车厢的速度v1=v+a1t1=

（3）第二节车厢脱离：
v2=v1+a2t2=v1+
第三节车厢脱离：
v3=v2+a3t3=v2+
…
同理可得：vn=

【点睛】本题物理原理比较简单，关键在于运用数学归纳法寻找规律，考查运用数学知识处理物理问题的能力．