甘肃省天水市第一中学2020届高三上学期考试物理试题

天水一中加17级2019-2020学年度第一学期第二次考试物理试题

一、选择题:本题共12小题，每小题4分，共48分，在每题给出的选项中，第1～7题，每小题只有一个选项符合题目要求，第8～12题，每小题有多个选项符合题目要求，全对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得零分。

1.一辆汽车遇到险情紧急刹车，刹车过程做匀减速运动，刹车后第1s内的位移为16m，最后1s内的位移为8m，则汽车的刹车时间为

A. 1s B. 1.5s C. 2 s D. 2.5s

【答案】B

【解析】

【详解】最后1s内的汽车位移为8m，根据x=at2，可知加速度大小为

a=16m/s2

刹车后第1s内的平均速度大小v=m/s=lm/s，则刹车的时间:

t=0.5s+s=1.5s

A．1s。故A不符合题意。   

B．1.5s。故B符合题意。   

C．2 s。故C不符合题意。   

D．2.5s。故D不符合题意。

2.如图所示，空间P点离地面足够高，从P点以很小的速度向右水平抛出一个小球，小球能打在竖直的墙壁上，若不断增大小球从P点向右水平抛出的初速度，则小球打在竖直墙壁上的速度大小

A. 一定不断增大

B. 一定不断减小

C. 可能先增大后减小

D. 可能先减小后增大

【答案】D

【解析】

【详解】设P点到墙壁的距离为d，小球抛出的初速度为v0，运动时间

竖直速度

刚小球打到墙壁上时速度大小为

v=

根据数学知识：

即。由此可见速度有最小值，则小球打在竖直墙壁上的速度大小可能先减小后增大。

A．一定不断增大。故A不符合题意。

B．一定不断减小。故B不符合题意。

C．可能先增大后减小。故C不符合题意。

D．可能先减小后增大。故D符合题意。

3.如图所示为某齿轮传动装置中的A、B、C三个齿轮，三个齿轮的齿数分别为 32、12、20，当齿轮绕各自的轴匀速转动时，A、B、C三个齿轮转动的角速度之比为

A. 8:3:5 B. 5:3:8

C. 15:40:24 D. 24:40:15

【答案】C

【解析】

【详解】三个齿轮同缘转动，所以三个齿轮边缘的线速度相等，即为：

vA=vB=vC

三个齿轮的齿数分别为32、12、20，根据

得A、B、C三个齿轮转动的角速度之比为

A. 8:3:5与计算结果不符，故A错误。

B. 5:3:8与计算结果不符，故B错误。

C. 15:40:24与计算结果相符，故C正确。

D. 24:40:15与计算结果不符，故D错误。

4.如图所示，质量为m的小球用两根细线连接，细线OA的另一端连接在车厢顶，细线OB另一端连接于侧壁，细线OA与竖直方向的夹角为θ=37°，OB保持水平，重力加速度大小为g，车向左做加速运动，当OB段细线拉力为OA段拉力的两倍时，小车的加速度大小为（　　）

A. g B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】小球受力如图所示：

在竖直方向，由平衡条件得：

Fcos37°=mg

在水平方向，由牛顿第二定律得：

2F-Fsin37°=ma，

解得：.

A. g与计算结果不相符；故A项错误.

B.与计算结果不相符；故B项错误.

C.与计算结果不相符；故C项错误.

D.与计算结果相符；故D项正确.

5.2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，全人类首次实现月球背面软着陆。嫦娥四号登陆月球前，在环月轨道上做匀速圆周运动，其与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为S，已知月球的质量为M，引力常量为G，不考虑月球的自转，则环月轨道的半径大小为(      )

A  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据万有引力提供向心力

解得该人造卫星做圆周运动的周期为

人造卫星绕地球做匀速圆周运动的圆的面积为为πr2，所以人造卫星与地心连线在单位时间内所扫过的面积为

解得环月轨道的半径大小为：

A. ，与结论相符，选项A正确；

B. ，与结论不相符，选项B错误；

C. ，与结论不相符，选项C错误；

D. ，与结论不相符，选项D错误。

6.如图所示，一个人静止在地面上，当＝60°时，人能拉起重物最大重力为人重力的0.2倍，已知地面对人的最大静摩擦力等于滑动擦力（忽略定滑轮的摩擦力），则当＝30°时，人静止时能拉起重物的最大重力约为人重力的

A. 0.3倍 B. 0.6倍 C. 0.8倍 D. 1.6倍

【答案】A

【解析】

【详解】设人与地面间的动电擦因数为μ，当α=60°时，0.2Gsin60°=μ（G-0.2Gcos60°），当α=30°时，kGsin30°=μ（G-kGcos30°），联立解得 ：

k≈0.3

A．0.3倍。故A符合题意。   

B．0.6倍。故B不符合题意。   

C．0.8倍。故C不符合题意。   

D．1.6倍。故D不符合题意。

7.空中飞椅是游乐场里少年儿童们十分喜爱的娱乐项目，其模型如图所示，顶端转盘上吊着多个座椅，甲、乙两个儿童分别坐在A、B两个吊椅中，当转盘以一定的角速度稳定匀速转动时，连接座椅的钢丝绳与竖直方向的夹角分别为a、θ。巳知连接A、B座椅的钢丝绳长度分别为L1、L2，甲、乙两儿童的质量分别为m1、m2，两座椅的质量相等，若a>θ，则一定有

A. L1>L2 B. L1<L2

C. m1>m2 D. m1<m2

【答案】A

【解析】

【详解】设座椅做匀速圆周运动时转速为n，由重力和绳子的拉力的合力提供座椅圆周运动的向心力，如图，则有：

解得

据题知：n相同，r也相同，则当L变长时，θ变大，与m无关

A. L1>L2与计算结果相符，故A正确。

B. L1<L2与计算结果不符，故B错误。

C. m1>m2与计算结果不符，故C错误。

D. m1<m2与计算结果不符，故D错误。

8.如图所示，玩具飞机以恒定的仰角斜向上做匀速直线运动，上升至距离地面某高度时，从玩具飞机上掉下一个小零件，零件掉下后，玩具飞机飞行速度保持不变，零件运动过程中受到的空气阻力不计，则零件落地时

A. 速度比玩具飞机的速度大

B. 和玩具飞机的速度大小可能相等

C. 在玩具飞机的正下方

D. 在玩具飞机正下方的后侧

【答案】AC

【解析】

【详解】AB.零件掉下的一瞬间速度与玩具飞机的速度相同，根据机械能守恒可知，落地时的速度大于玩具飞机的速度，故A正确B错误；

CD. 由于零件在运动过程中水平方向的分速度与玩具飞机的水平分速度相同，因此落地时在玩具飞机的正下方，故C正确D错误；

9.迄今为止，大约有1000颗卫星围绕地球正常工作，假如这些卫星均围绕地球做匀速圆周运动，关于这些卫星，下列说法正确的是

A. 轨道高的卫星受到地球的引力小 B. 轨道高的卫星机械能大

C. 线速度大的卫星周期小 D. 线速度大的卫星加速度大

【答案】CD

【解析】

【详解】A. 引力的大小不仅与轨道半径有关，还与卫星质量有关，故A错误；

B. 机械能的大小也与质量有关，故B错误；

CD.根据

可知线速度越大，轨道半径越小，加速度越大，周期越小，故CD正确。

10.如图所示，A球用不可伸长的细线悬挂在天花板上，处于静止状态，B球和A球用橡皮筋连接，B球在A球正下方某一位置，此时橡皮筋处于松弛状态。现由静止释放B球，不计空气阻力，则在B球下落的过程中（细线与橡皮筋均不会断），下列说法正确的是

A. 细线的张力先不变后增大

B. A球受到的合力先不变后增大

C. B球的动能与橡皮筋的弹性势能之和不断增大

D. B球的重力势能与机械能均不断减小

【答案】AC

【解析】

【详解】A．细线的张力先等于A球的重力，当橡皮筋的弹力不断增大后，细线的张力不断增大。故A正确。

B．A球始终静止，合力始终为零。故B 错误。

C．B球的动能与橡皮筋的弹性势能及B球的重力势能之和为一定值，B球的重力势能不断减小，则B球的动能与橡皮筋的弹性势能之和不断增大。故C正确。

D．B球高度一直减小，B球的重力势能不断减小；橡皮筋伸直前，B球做自由落体运动，机械能守恒，橡皮筋被拉长后，B球的一部分机械能转化为橡皮筋的弹性势能，B球的机械能减小，所以B机械能先不变后减小。故D错误。

11.一质量为m汽车原来在平直路面上以速度v匀速行驶，发动机的输出功率为P。从某时刻开始，司机突然加大油门将汽车发动机的输出功率提升至某个值并保持不变，结果汽车在速度到达3v之后又开始匀速行驶。若汽车行驶过程所受路面阻力保持不变，不计空气阻力。下列说法正确的是

A. 汽车加速过程的最大加速度为

B. 汽车加速过程的平均速度大于2v

C. 汽车速度从v增大到3v过程中加速度逐渐减小

D. 汽车速度增大时发动机产生的牵引力也不断增大

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．设汽车所受阻力为f，则开始时P＝fv，加大油门后P1＝f・3v，则P1＝3P，汽车在开始加大油门时的加速度最大，最大加速度为

故A正确。

B．由v-t图像知平均速度大于2v。故B正确。

CD．随着汽车速度的增大，由P＝Fv可知牵引力减小，则加速度减小，即汽车做加速度减小的加速运动，故C正确，D错误。

12.如图所示，半圆形圆弧轨道固定在竖直面内，直径AD水平，一个质量为m物块从A点以一定的初速度沿圆弧轨道向下运动，物块恰好匀速率沿圆弧轨道运动到最低点C，运动到B点时物块与圆心O的连线与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，物块可视为质点，则

A. 物块在B点受到轨道支持力的大小等于mgcos

B. 物块在B点受到轨道摩擦力的大小等于mgsin

C. 物块在B点时与轨道间的动摩擦因数等于tan

D. 物块从A点运动到C点的过程中，受到轨道的作用力不断增大

【答案】BD

【解析】

【详解】A．受力分析如图所示：

物块在B点时，有：FN-mgcos=m，因此物块在点受到轨道的支持力大于mgcos。故A不符合题意。

B．在B点沿切向加速度为零，即在B点受到轨道摩擦力的大小等于mgsin。故B符合题意。

C．在B点，μFN=mgsin，则μ==tan。故C不符合题意。

D．由于轨道对物块的作用力F和重力mg的合力大小恒定，方向始终指向圆心，根据力的合成及动态分析可知，随着物块向下运动轨道对物块的作用力逐渐增大。故D符合题意。

第Ⅱ卷

二、非选择题:本题包括4小题，共52分。

13.某同学用长木板、小车、光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验。装置如图所示。

(1)实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度d。

(2)按图示安装好装置，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，小车_______________(填“连接”或“不连接)砝码盘，轻推小车，如果计时器记录小车通过光电门的时间t1、t2满足t1________t2(填“大于”“小于”或“等于”），则摩擦力得到了平衡。

(3)保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，调节好装置后，将小车由静止释放，读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为t1、t2，测出两光电门间的距离为L，则小车的加速度a=_________________(用已知或测出的物理量字母表示）。

(4)保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，测出多组加速度a的值，及对应的小车质量M，作出a-1/M图象。若图象为一条过原点的倾斜直线，则得出的结论_______________________________________________ 。

【答案】    (1). 不连接    (2). 等于    (3).     (4). 在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比

【解析】

【详解】(2)[1][2] 平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用，具体做法是：将小车轻放（静止）在长木板上，挂好纸带（纸带和打点计时器的限位孔之间有摩擦力）、不连接砝码盘，将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高，形成斜面，轻推小车，使小车做匀速运动即可，此时小车通过光电门的时间t1、t2满足t1等于t2。

(3)[3] 遮光条经过光电门A时的速度表达式

经过光电门B时的速度表达式

所以

(4)[4] 由牛顿第二定律可知，

保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，是一条过原点的直线，说明在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比。

14.图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上作匀加速直线运动，加速度a="0.2" m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm="1.02" m/s的匀速运动。取g="10" m/s2,不计额外功。求：

(1)   起重机允许输出最大功率。

(2) 重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。

【答案】（1）P0=5.1×104W  （2）P=2.04×104W．

【解析】

【详解】（1）设起重机允许输出的最大功率为P0，重物达到最大速度时，此时物体做匀速直线运动，拉力F0等于重力．
P0=F0vm  ①

F0=mg  ②

代入数据，有：P0=5.1×104W ③

（2）匀加速运动结束时，起重机达到允许输出的最大功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为v1，匀加速运动经历时间为t1，有：
P0=Fv1④
F-mg=ma ⑤
V1=at1 ⑥
由③④⑤⑥，代入数据，得：t1=5 s  ⑦
T=2s时，重物处于匀加速运动阶段，设此时速度为v2，输出功率为P，则
v2=aT ⑧
P=Fv2  ⑨
由⑤⑧⑨，代入数据，得：P=2.04×104W．

点睛：高中物理中，分析受力和物理过程是非常重要的．最大功率要用第三阶段中的Pm=FV=mgVm计算，而不能用第一阶段中的F与第三阶段中的Vm的乘积计算，两个F是不同的；Vm是最终速度，整个过程并不全是匀加速运动，不能用Vm=at来计算整个过程时间． 应该根据Pm=FV1=（mg+ma）at来求t． 要注意某一时刻的物理量要对应起来．

【此处有视频，请去附件查看】

15.如图所示，质量为m＝1kg的物块放在倾角为＝37°的斜面底端A点，在沿斜面向上、大小为20N的恒力F1的作用下，从静止开始沿斜面向上运动，运动到B点时撤去拉力F1，当物块运动到C点时速度恰为零，物块向上加速的时间与减速的时间均为2s。物块运动到C点后，再对物块施加一平行于斜面的拉力F2，使物块从C点运动到A点的时间与从A点运动到C点的时间相等。已知斜面足够长，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：

（1）物块与斜面间的动摩擦因数;

（2）拉力F2的大小和方向。

【答案】(1)μ=0.5  (2) F2=3N,方向平行斜面向下

【解析】

【详解】(1)设物块向上做加速运动的加速度大小为a1，

根据牛顿第二定律有：F1-mgsin-μmgcos=ma1

撤去拉力F1后，物块做匀减速运动，设运动的加速度大小为a2

根据牛顿第二定律有：μmgcos+mgsin=ma2

由于加速的时间与减速的时间相等，即:a1t=a2t

联立解得：

μ=0.5

（2）物块向上运动时，a1=a2=10m/s2 ，物块从A到C运动的距离：

x=2×=40m

设拉力的方向沿斜面向下，则根裾牛顿第二定律有：F2+mgsin-μmgcos=ma3 

由题意可知：x=

解得：

a3=5m/s2

F2=3N

F2方向平行斜面向下

16.如图所示为快件自动分捡装置原理图，快件通过一条传送带运送到各个分捡容器中。图中水平传送带沿顺时针匀速转动，右侧地面上有一个宽和高均为d=1m的容器，容器左侧离传送带右端B的距离也为d，传送带上表面离地高度为2d，快件被轻放在传送带的左端A，运动到B端后做平抛运动，AB间距离为L=2 m，快件与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g=10 m/s2，求：

(1)要使快件能落入容器中，传送带匀速转动的速度大小范围；

(2)试判断快件能不能不与容器侧壁碰撞而直接落在容器底部，如果能，则快件从A点开始到落到容器底部需要的最长时间为多少。

【答案】（1）   （2）能，最长时间

【解析】

【详解】(1) 根据平抛运动的知识可得：

设快件落入容器的最小速度为v1，则有：

解得：

设快件落入容器的最大速度为v2，则有：

2d=v2t1

解得：

快件在传送带上匀加速运动到B点的速度为：

因此传送带的速度为：

(2) 设快件从容器左侧边沿落入容器可以直接落入容器底部，则有：

求得：

x＜2d，假设成立，因此快件落入容器底部，且从容器左边落入容器的快件从A点开始落到容器底部的时间最长；快件在传送带上加速运动的时间为：

加速运动的距离为：

匀速运动的时间为：

因此运动的最长时间