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河北省衡水中学2018届上学期高三年级一调考试(物理)


河北省衡水中学 2018 届上学期高三年级一调考试 物 理

本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共 6 页,满分 110 分,考试时间 110 分钟。

第Ⅰ卷(选择题

共 60 分)

一、选择题(每小题 4 分,共 60 分,每小题为不定项选择,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分) 1.物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了人类 文明的进步,关于物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识,下列说法中正确的是( A.亚里士多德首先提出了惯性的概念 B.伽利略对自由落体运动研究方法的核心是:把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来,从而 发展了人类的科学思维方式和科学研究方法 C. 牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石, 牛顿的三条运动定律都能通过现代的实验手段直接 验证 D.力的单位“N”是基本单位,加速度的单位“ m/s ”是导出单位 2.一质点位于 x= -1m 处,t=0 时刻沿 x 轴正方向做直线运动,其运动的 v-t 图像如图所示。下列说 法正确的是( )
2



A.0~2s 内和 0~4s 内,质点的平均速度相同 B.t=4s 时,质点在 x=2m 处 C.第 3s 内和第 4s 内,质点位移相同 D.第 3s 内和第 4s 内,质点加速度的方向相反 3.如图所示,小球 A、B 通过一细绳跨过定滑轮连接,它们都穿在一根竖直杆上。当两球平衡时, 连接两球的细绳与水平方向的夹角分别为 θ 和 2θ,假设装置中各处摩擦均不计,则 A、B 球的质量 之比为( )

A.2cosθ:1

B.1:2cosθ

C.tanθ:1
1

D.1:2sinθ

4.如图所示,一个半径为 R 的圆球,其重心不在球心 O 上,将它置于水平地面上,则平衡时球与 地面的接触点为 A;若将它置于倾角为 30° 的粗糙斜面上,则平衡时(静摩擦力足够大)球与斜面的接 触点为 B。已知 AB 段弧所对应的圆心角度数为 60° ,对圆球重心离球心 O 的距离以下判断正确的是 ( A. C. )

3 R 2
1 R 4

B. D.

3 R 3

1 R 2

5.如图所示,光滑的大圆环固定在竖直平面上,圆心为 O 点,P 为环上最高点,轻弹簧的一端固定 在 P 点,另一端栓连一个套在大环上的小球,小球静止在图示位置,则( A.弹簧可能处于压缩状态 B.大圆环对小球的弹力方向可能指向 O 点 C.小球受到弹簧的弹力与重力的合力一定指向 O 点 D.大圆环对小球的弹力大小可能小于球的重力,也可能大于球的重力 6.如图所示,a、b、c 三根轻细绳悬挂两个质量相同的小球 A、B 保持静止,细绳 a 是水平的,现 对 B 球施加一个水平向右的力 F, 将 B 缓缓拉到图中虚线位置, A 球保持不动, 这时三根细绳张力 Fa 、 )

Fb 、 Fc 的变化情况是(



A.都变大 C. Fa 、 Fb 不变, Fc 变大

B.都不变 D. Fa 、 Fc 不变, Fb 不变

7.半圆柱体 P 放在粗糙的水平面上,有一挡板 MN,其延长线总是过半圆柱体的轴心 O,但挡板与 半圆柱体不接触,在 P 和 MN 之间放有一个光滑均匀的小圆柱体 Q(P 的截面半径远大于 Q 的截面 半径),整个装胄置处于静止状态,如图是这个装置的截面图,若用外力使 MN 绕 O 点缓慢地逆时 针转动,在 Q 到达最高位置前,发现 P 始终保持静止,在此过程中,下列说法正确的是( A.MN 对 Q 的弹力大小逐渐减小 B.P、Q 间的弹力先增大后减小 C.桌面对 P 的摩擦力先增大后减小 D.P 所受桌面的支持力保持不变 )

2

8.如图所示,n 个质量为 m 的相同木块并列放在水平面上,木块跟水平面间的动摩擦因数为 μ,当 对 1 木块施加一个水平向右的推力 F 时,木块加速运动,木块 5 对木块 4 的压力大小为( )

A.F

B.

4F n

C.

4F n-4

D.

(n ? 4) F n

9.如图所示,一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上,另一端连着 A 小球,同时水平细线一端连着 A 球,另一端固定在右侧竖直墙上,弹簧与竖直方向的夹角是 60° ,A、B 两小球分别连在另一根竖直 弹簧两端。开始时 A、B 两球都静止不动,A、B 两小球的质量相等,重力加速度为 g,若不计弹簧 质量,在水平细线被剪断瞬间,A、B 两球的加速度分别为( A . a A ? aB ? 0 B. a A ? 2 g , aB ? 0 C. aA ? 3g , aB ? 0 D. aA ? 2 3g , aB ? 0 10.如图所示,质量为 M 足够长的斜面体始终静止在水平地面上,有一个质量为 m 的小物块在受到 沿斜面向下的力 F 的作用下,沿斜面匀加速下滑,此过程中斜面体与地面的摩擦力为 0。已知重力 加速度为 g,则下列说法正确的是( ) )

A.斜面体给小物块的作用力大小等于 mg B.斜面体对地面的压力小于(m+M)g C.若将力 F 的方向突然改为竖直向下,小物块仍做加速运动 D.若将力 F 撤掉,小物块将匀速下滑 11.如图所示,A、B 两物块的质量分别为 2m 和 m,静止叠放在水平地面上。A、B 间的动摩擦因数 为 μ,B 与地面间的动摩擦因数为

1 ? 。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为 g。现对 A 施 2


加一水平拉力 F,则下列说法中错误的是( A.当 F<2μmg 时,A、B 都相对地面静止 B.当 F ?

5 1 ?mg 时,A 的加速度为 μg 2 3 1 μg 2

C.当 F>3μmg 时,A 相对 B 静止 D.无论 F 为何值,B 的加速度不会超过

3

12.如图所示,M 为定滑轮,一根细绳跨过 M,一端系着物体 C,另一端系着一动滑轮 N,动滑轮 N 两侧分别悬挂着 A、B 两物体,已知 B 物体的质量为 3 ㎏,不计滑轮和绳的质量以及一切摩擦,若 C 物体的质量为 9 ㎏,则关于 C 物体的状态下列说法正确的是( A.当 A 的质量取值合适,C 物体有可能处于平衡状态 B.无论 A 物体的质量是多大,C 物体不可能平衡 C.当 A 的质量足够大时,C 物体不可能向上加速运动 D.当 A 的质量取值合适,C 物体可以向上加速也可以向下加速运动 13.如图所示,一劲度系数为 k 的轻质弹簧,上端固定,下端连一质量为 m 的物块 A,A 放在质量也 为 m 的托盘 B 上,初始时,在竖直向上的力 F 作用下系统静止,且弹簧处于原长状态。以 FN 表示 B 对 A 的作用力,x 表示弹簧的伸长量,现改变力 F 的大小,使 B 以 )

g 的加速度匀加速向下运动(g 为 2
)

重力加速度,空气阻力不计),此过程中 FN 或 F 的大小随 x 变化的图象正确的是(

14.如图甲所示,用粘性材料粘在一起的 A、B 两物块静止于光滑水平面上,两物块的质量分别为

mA ? 1kg 、 mB ? 2kg ,当 A、B 之间产生拉力且大于 0.3N 时 A、B 将会分离。t=0 时刻开始对物块
A 施加一水平推力 F1 ,同时对物块 B 施加同一方向的拉力 F2 ,使 A、B 从静止开始运动,运动过程 中 F1 、 F2 方向保持不变, F1 、 F2 的大小随时间变化的规律如图乙所示。则下列关于 A、B 两物块 受力及运动情况的分析,正确的是( )

A.t=2.0s 时刻 A、B 之间作用力大小为 0.6N B.t=2.0s 时刻 A、B 之间作用力为零 C.t=2.5s 时刻 A 对 B 的作用力方向向左 D.从 t=0 时刻到 A、B 分离,它们运动的位移为 5.4m

4

15.如下图,穿在水平直杆上质量为 m 的小球开始时静止。现对小球沿杆方向施加恒力 F0,垂直于杆 方向施加竖直向上的力 F,且 F 的大小始终与小球的速度成正比,即 F=kv(图中未标出)。已知小 球与杆间的动摩擦因数为 μ,小球运动过程中未从杆上脱落,且 F0>μmg。下列关于运动中的速 度—时间图象正确的是( )

第Ⅰ卷(非选择题
二、非选择题。

共 50 分)

16.(9 分)现要测量滑块与木板之间的动摩擦因数, 实验装置如图 1 所示。 表面粗糙的木板一端固定在 水平桌面上,另一端抬起一定高度构成斜面;木板上有一滑块,其后端与穿过打点计时器的纸带相 连;打点计时器固定在木板上,连接频率为 50Hz 的交流电源。接通电源后,从静止释放滑块,滑块 带动纸带打出一系列的点迹。

(1)(3 分)图 2 给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6 是实验中选取 的计数点,每相邻两计数点间还有 4 个打点(图中未标出),2、3 和 5、6 计数点的距离如图 2 所 示。由图中数据求出滑块的加速度 a=

m/s2 (结果保留三位有效数字)。

(2)(3 分)已知木板的长度为 L,为了求出滑块与木板间的动摩擦因数,还应测量的物理量 是 。 B.滑块的质量 m D.斜面高度 h 和底边长度 x (用所需测物理量的 A.滑块到达斜面底端的速度 v C.滑块的运动时间 t 字母表示)。

(3)(3 分)设重力加速度为 g,滑块与木板间的动摩擦因数的表达式为 μ=

5

17.(8 分)如图所示,放在粗糙斜、固定斜面上的物块 A 和悬挂的物块 B 均处于静止状态。轻绳 AO 绕过光滑的定滑轮与轻质弹簧的右端及轻绳 BO 的上端连接于 O 点,轻弹簧中轴线沿水平方向,轻 绳的 OC 段与竖直方向的夹角 θ=53° ,斜面倾角 α=37° ,物块 A 和 B 的质量分别为 mA ? 5kg 、

mB ? 1.5kg ,弹簧的劲度系数为
k=500N/m,( sin 37? ? 0.6, cos37? ? 0.8 ,重力加速度 g=10 m/s )。求
2

(1)(4 分)弹簧的伸长量 x; (2)(4 分)物块 A 受到的摩擦力。

18.(8 分)如图所示,电动机带动滚轮做逆时针匀速转动,在滚轮的摩擦力作用下,将一金属板从 斜面底端 A 送往上部,已知斜面光滑且足够长,倾角 θ=30° ,滚轮与金属板的切点 B 到斜面底端 A 距离 L=6.5m,当金属板的下端运动到切点 B 处时,立即提起滚轮使它与板脱离接触。已知板的质量 m=1kg,滚轮边缘线速度恒为 v=4m/s ,滚轮对板的正压力 FN=20N,滚轮与板间的动摩擦因数为 μ=0.35,取重力加速度 g=10m/s2。求: (1) (2 分)板加速上升时所受到的滑动摩擦力大小; (2) (3 分)板加速至与滚轮边缘线速度相同时前进的距离; (3) (3 分)板匀速上升的时间.

19.(12 分)在铁路与公路交叉点上,由于司机粗心、判断失误或车况等原因常常造成交通事故。现 有一辆长为 5m 的汽车以 v1=15m/s 的速度行驶,当汽车前端距离铁路与公路交叉点 175m 时,汽车 司机突然发现离交叉点 200m 处有一列长 300m 的列车以 v2=20m/s 的速度行驶过来,为了避免事故 的发生。 (1) (6 分)若汽车司机如果立刻作匀加速运动,则最小加速度应多大? (2) (6 分)若汽车司机立刻刹车作匀减车运动,则最小加速度为多少?

20.(13 分)如图所示,质量 M=10kg、上表面光滑的足够长的木板在 F=50N 的水平拉力作用下, 以初速度 v0=5m/s 沿水平地面向右匀速运动。现有足够多的小铁块,它们的质量均为 m=1kg,将 一铁块无初速地放在木板的最右端,当木板运动了 L=1m 时,又无初速度地在木板的最右端放上第 2 块铁块,只要木板运动了 L 就在木板的最右端无初速度放一铁块。 (取 g=10m/s2)试问: (1)(2 分)木板与地面之间的滑动摩擦系数多大? (2)(4 分)第 1 块铁块放上后,木板运动了 L 时,木板的速度多大? (3)(7 分)最终木板上放有多少块铁块?

6

物理参考答案
1. B 12. AD 2. B 3. B 13. BD (2)D 4. D 14. AD (3) 5. C 6. D 15. C 7. AC 8. D 9. D 10. AD 11. BD

16.(1)2.51

gh ? aL gx

【解析】(1)每相邻两计数点间还有 4 个打点,说明相邻的计数点时间间隔 T ? 0.1s ,根据逐差法有

a?

x36 ? x23 0.1423 ? 0.0670 ? m / s 2 ? 2.51m / s 2 ; 3T 2 3 ? 0.12

(2)要测量动摩擦因数,由 mgsin ? ? ?mgcos? ? ma,可知要求 ? ,需要知道加速度与夹角正余弦 值,根据纸带数据可算出加速度大小,再根据斜面高度 h 和底边长度 x ,结合三角知识,即可求解, 故 ABC 错误,D 正确。 (3)以滑块为研究对象,根据牛顿第二定律有: mgsin ? ? ?mgcos? ? ma,解得 ? ? 17.(1) x ? 4cm 【解析】 (2)5N,沿斜面向上

gh ? aL 。 gx

(1)对结点 O 受力分析如图所示,则有 FT cos? ? mag ? 0 (1 分)

FT sin ? ? F ? 0 (1 分)且 F ? kx (1 分)解得 x ? 4cm (1 分)
(2)设物体 A 所受摩擦力沿斜面向下, 对物体 A 受力分析如图所示,则有

FT ? F1 ? mA g sin a ? 0 (1 分)解得 F1 ? ?5N
即物体 A 所受摩擦力大小为 5N (1 分),方向沿斜面向上(1 分) 18.(1)7N (2)4m (3)0.625s 【解析】(1)对金属板进行受力分析;金属板受重力 mg 、斜面对金属板的弹力 F1 、 滚轮对金属板的压力 FN 和滚轮对金属板沿斜面向上的摩擦力 F1 ,如图所示, 其中摩擦力: F 1 ? ?FN ? 0.35? 20N ? 7 N (2 分) (2)沿斜面向上的方向: F 1 ? mgsin ? ? ma (1 分) 代入数据得 a ? 2m / s (1 分)
2

由题意知,金属板做初速度为 0,加速度 a ? 2m / s 的匀加速运动,末速度与滚轮边缘线速度大小
2

相同,即 v ? 4m / s 根据匀加速直线运动速度位移关系可得: v ? 2ax
2

7

v 2 42 ? m ? 4m (1 分) 即位移: x ? 2a 4
(3) 当 金 属 板 速 度 与 滚 轮 边 缘 线 速 度 大 小 相 同 时 , 金 属 板 向 上 做 匀 速 直 线 运 动 , 时 间

t?

L?x ? 0.625 s (3 分) v
(2)0.643m/s2

19.(1)0.6m/s2

【解析】(1)若汽车先于列车通过交叉点,则用时 t1 ? 而匀速的时间 t ? ?

200 s ? 10 s 20

175 ? 5 s ? 12 s ? t1 , 15 1 2 a1t1 ? 175 m ? 5m (4 分) 2

所以汽车必须加速,设加速度为 a1 ,则 v1t1 ? 解得 a1 ? 0. 6m/ s (2 分)
2

(2)若汽车在列车之后通过交叉点,则汽车到达交叉点用时 t2 ? 汽车在这段时间内的位移为 175m, 有: v1t2 ?

200 ? 300 s ? 25 s (1 分) 20

1 2 at 2 ? 175 m ,解得 a ? 0.64m / s 2 (1 分) 2

此时 v ? v1 ? at ? ?1m / s ,因此汽车已经在 25s 前冲过了交叉点,发生了交通事故,不合题意(1 分) 要使汽车安全减速,必须在小于 175m 的位移内汽车速度减少为零,设汽车的加速度大小为 a2 ,则
2 v2 ? 175m(2 分) 解得 a2 ? 0.643m / s 2 (1 分) 2a2

20.(1)0.5

(2) 2 6m / s

(3)7 块

【解析】(1)木板最初做匀速直线运动,处于平衡状态, 由平衡条件得:竖直方向: FN ? Mg , 水平方向: F1 ? F ,滑动摩擦力为: F1 ? ?FN ,则得: F ? ?Mg ,解得 ? ? 0.5 (2 分) (2)放第 1 块铁块后,木板做匀减速运动,则有: ? (M ? m) g ? F ? Ma1 (1 分)
2 由运动学公式得: 2a1L ? v0 ? v12 (1 分)

代入数据解得 v1 ? 2 6m / s (2 分)

(3)设最终有 n 块铁块能静止在木板上,则木板运动的加速度大小为: an ? 第 1 块铁块放上后有: 2a1L ? v0 ? v1 (1 分)
2 2

?nmg
M

(1 分)

第 2 块铁块放上后有: 2a2 L ? v1 ? v2 (1 分) … 2 2 第 n 块铁块放上后有: 2an L ? vn ?1 ? vn (1 分)
2 2

由以上各相加得: (1 ? 2 ? 3 ? ? ? n) ? 2 ?

?mg

M 要使木板停下来,必须有 vn ? 0 ,代入解得 n ? 6.6 (1 分)
则最终有 7 块铁块放在木板上(1 分)

2 2 ? L ? v0 (1 分) ? vn

8


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