黑龙江省牡丹江市第一高级中学2019届高三上学期开学摸底考试物理

牡一中2016级高三学年上学期8月摸底考试

物 理 试 题

一、选择题（每题4分，共48分，其中1——7题为单选，8——12题为多选，选对但不全得2分）

1．如图甲、乙所示为某物体在0～t时间内运动的x-t图线和v-t图线，由图可知，在0～

t时间内( )

A．物体做的是曲线运动 B．物体做加速度越来越小的运动 C．图甲中时刻，图线的斜率为 22D．x1－x0>t1 2

2．如图所示，质量为M、中空为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成α角．则下列说法正确的是( ) A．小铁球受到的合外力方向水平向左 B．凹槽对小铁球的支持力为

t1v0

v0

mgsin α

C．系统的加速度为a＝gtan α D．推力F＝Mgtan α

3．近年来，人类发射了多枚火星探测器，对火星进行科学探究，为将来人类登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该探测器运动的周期为T，则火星的平均密度ρ的表达式为(k是一个常数)( ) A．ρ＝ C．ρ＝kT

4．某同学站在电梯底板上，如图所示的v-t图像是计算机显示电梯在某一段时间内速度变化的情况（竖直向上为正方向）。根据图像提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（ ） A． 在0~20s内，电梯向上运动，该同学处于超重状态 B． 在0~5s内，电梯在加速上升，该同学处于失重状态

1

2

kT

B．ρ＝kT D．ρ＝

k GT2

C． 在5s~10s内，电梯处于静止状态，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力 D． 在10s~20s内，电梯在减速上升，该同学处于失重状态

5．如图所示，水平路面出现了一个地坑，其竖直截面为半圆。AB为沿水平方向的直径。一辆行驶的汽车发现情况后紧急刹车安全停下，但两颗石子分别以v1、v2速度从A点沿AB方向水平飞出，分别落于C、D两点，C、D两点距水平路面的高度分别为圆半径的0.6倍和1倍。则v1∶v2的值为( ) A.3 315C.

5

6．一艘小船要从O点渡过一条两岸平行、宽度为d=100 m

的河流，已

B.3 5

23D.

5

知河水流速为v1=4 m/s，小船在静水中的速度为v2=2 m/s，B点距正对岸的A点x0=173 m．下面关于该船渡河的判断，其中正确的是（ ） A． 小船过河的最短航程为100 m B． 小船过河的最短时间为25 s

C． 小船可以在对岸A、B两点间任意一点靠岸 D． 小船过河的最短航程为200 m

7．如图甲所示，在光滑水平面上，静止放置一质量M的足够长木板，质量为m小滑块（可视为质点）放在长木板上。长木板受到水平拉力F与加速度的关系如图乙所示，重力加速度大小g取l0m/s，下列说法正确的是（ ） A． 长木板的质量M＝2kg

B． 小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.4 C． 当F＝14N时，长木板的加速度大小为3m/s D． 当F增大时，小滑块的加速度一定增大

8.如图所示,桌面上固定一个光滑竖直挡板,现将一个长方体物块A与截面为三角形的垫块B

2

2

2

叠放在一起,用水平外力F缓缓向左推动B,使A缓慢升高,假设各接触面均光滑,则该过程中( )

A.A和B均受三个力作用而平衡 B.B对桌面的压力保持不变 C.A对B的压力越来越小 D.外力F的大小恒定不变

9．质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( ) A．a绳张力不可能为零

B．a绳的张力随角速度的增大而增大 C．当角速度ω2＞

g

，b绳将出现弹力 ltan θ

D．若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化

10．据报道，目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器。探测器升空后，先在近地轨道上以线速度v环绕地球飞行，再调整速度进入地火转移轨道，最后再一次调整速度以线速度v′在火星表面附近环绕飞行。若认为地球和火星都是质量分布均匀的球体，已知火星与地球的半径之比为1∶2，密度之比为5∶7，设火星与地球表面重力加速度分别为g′和g，下列结论正确的是( ) A．g′∶g＝4∶1 B．g′∶g＝5∶14 C．v′∶v＝D．v′∶v＝5

285 14

11．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.3 s后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰。已知半圆形管道的半径R＝1 m，小球可看做质点且其质量为m＝1 kg，g取10 m/s。则( )

A．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.9 m

2

3

B．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是1.9 m C．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力FNB的大小是1 N D．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力FNB的大小是2 N

12．如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为m、m、2m的可视为质点的三个物体A、B、C, 圆盘可绕垂直圆盘的中心轴

转动.三个物体与圆盘的动摩擦因数均为

,最太静摩擦

力认为等于滑动摩擦力.三个物体与轴O共线且OA=OB=BC=r=0.2m，现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力.若圆盘从静止开始转动，角速度极其缓慢地增大，已知重力加速度为g=10m/s2,则对于这个过程，下列说法正确的是( ) A． A、B两个物体同时达到最大静摩擦力 B． B、C两个物体的静摩擦力先增大后不变 C． 当D． 当

二、实验题（每空2分，共12分）

13．为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量, m0为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。

时整体会发生滑动

时，在增大的过程中B、C间的拉力不断增大

（1）实验过程中，电火花计时器应接在________(填“直流”或“交流”)电源上 （2）实验时，一定要进行的操作是________。 A．用天平测出砂和砂桶的质量

B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数

4

D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M。

（3）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出打“3”计数点时小车的速度大小为v=_______m/s,小车的加速度为________m/s（结果保留三位有效数字）。

2

（4）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为____________。 A．

1122?m0C． ?m0D． B．

tan?tan?km

（5）乙同学根据测量数据做出如图所示的a－F图线，该同学做实验时存在的问题是

三、计算题（本大题共3小题，共40分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

14（12分）．如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心．

(1)求卫星B的运行周期．

5

(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？

15（12分）．某高速公路的一个出口路段如图所示，情景简化：轿车从出口A进入匝道，先匀减速直线通过下坡路段至B点(通过B点前后速率不变)，再匀速率通过水平圆弧路段至C点，最后从C点沿平直路段匀减速到D点停下。已知轿车在A点的速度v0＝72 km/h，AB长L1＝150 m；BC为四分之一水平圆弧段，限速(允许通过的最大速度)v＝36 km/h，轮胎与

BC段路面间的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，CD段为平直路

段，长为L2＝50 m，重力加速度g取10 m/s。

(1)若轿车到达B点速度刚好为v＝36 km/h，求轿车在AB下坡段加速度的大小； (2)为保证行车安全，车轮不打滑，求水平圆弧段BC半径R的最小值； (3)轿车从A点到D点全程的最短时间。

2

16（16分）．如图甲所示，长为L=4.5 m的木板M放在水平地而上，质量为m=l kg的小物块（可视为质点）放在木板的左端，开始时两者静止．现用一水平向左的力F作用在木板M上，通过传感器测m、M两物体的加速度与外力F的变化关系如图乙所示．已知两物体与地面之间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g= 10m／s．求：

2

6

(l)m、M之间的动摩擦因数；

(2)M的质量及它与水平地面之间的动摩擦因数；

(3)若开始时对M施加水平向左的恒力F=29 N，且给m一水平向右的初速度vo=4 m／s，求t=2 s时m到M右端的距离．

7

物理检测答案

1答案：C 解析：由题中所给的x-t和v-t图象易知物体做直线运动，选项A错误．根据速度图象的斜率表示加速度，可知物体做匀减速直线运动，选项B错误．根据题图乙可知，在时刻，物体的速度为，而位移图象的斜率表示速度，由此可知，题图甲中时刻，图222线的斜率为，选项C正确．根据题图甲可知物体是从坐标x0位置出发沿x轴运动，t1时刻

2运动到x1位置，位移为x＝x1－x0，根据速度图象的面积表示位移，可知位移x＝－x0＝

t1v0t1

v0

v0t1

2

，即x1

v0t1

2

，选项D错误．

2答案：C 解析：小铁球与光滑凹槽相对静止，系统有水平向右的加速度，小铁球受到的合外力方向水平向右，凹槽对小铁球的支持力为，选项A、B错误；小铁球所受的合

cos α外力为mgtan α，加速度为a＝gtan α，推力F＝(m＋M)gtan α，选项C正确，D错误． 3答案 D

mgMm4π243π3

解析 由万有引力定律知G2＝m2r，联立M＝ρ·πR和r＝R，解得ρ＝2，3π为

rT3GT一常数，设为k，故D正确。 4【答案】D

【解析】图像的斜率表示加速度，故0~5s内斜率为正，加速度为正，方向向上，处于超重状态，速度为正，即电梯向上加速运动；在5~10s过程中，电梯匀速，该同学加速度为零，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力，处于正常状态；10~20s过程中，斜率为负，速度为正，即电梯向上做减速运动，加速度向下，处于失重状态，D正确．

【点睛】在速度时间图象中，直线的斜率表示加速度的大小，根据图象求出电梯的加速度，当有向上的加速度时，此时人就处于超重状态，当有向下的加速度时，此时人就处于失重状态．

5答案 C

解析 设圆半径为R，依平抛运动规律得：x1＝v1t1，x2＝v2t2。联立相比得：＝

v1

v2x1t2

＝x2t1

（R＋0.8R）t21.8t21212t1y1

＝。又y1＝gt1，y2＝gt2。由两式相比得：＝。其中y2＝R，y1＝

Rt1t122t2y2

8

0.6R。则有：＝6【答案】D

t1t2

y115v1315＝，代入速度比例式子得：＝。由此可知本题应选C。

5v25y2

【解析】因为水流速度大于静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸。当合速度的方向与相对水的速度的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹角最短，渡河航程最小；

根据几何关系，则有：，因此最短的航程是：，故AC错误，D

正确；当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间：错误；故选D。

，故B

点睛：解决本题的关键知道当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，当静水速大于水流速，合速度与河岸垂直，渡河航程最短，当静水速小于水流速，合速度与静水速垂直，渡河航程最短． 7【答案】B

【解析】当F等于12N时，加速度为：代入数据解得：

．对整体分析，由牛顿第二定律有

，

；当F大于12N时，m和M发生相对滑动，根据牛顿第二定律得：

长木板的加速度，则知a-F图线的斜率，解得M=1kg，

，若F=8N，a=0，即得

，．故

故m=2kg，故A错误；由A项分析可知：F大于12N时，故B正确。由A项分析可知：F大于12N时

，当F=14N时，长木板的加速度为：

C错误。当F大于12N后，发生相对滑动，小滑块的加速度为滑块的加速度不变，故D错误。故选B。

，与F无关，F增大时小

8.BD [解析] A受到重力、挡板的弹力和B的支持力三个力,B受到重力、A的压力、桌面

9

的支持力和外力F四个力,故A错误;当B向左移动时,B对A的支持力和挡板对A的弹力方向均不变,根据平衡条件得,这两个力大小保持不变,则A对B的压力也保持不变,对整体受力分析如图所示,由平衡条件得,F=N1,挡板对A的弹力N1不变,则外力F不变,桌面对整体的支持力N=G总保持不变,则B对桌面的压力不变,故C错误,B、D均正确.

9答案 AC

解析 小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A正确；根据竖mg

直方向上平衡得，Fasin θ＝mg，解得Fa＝，可知a绳的拉力不变，故B错误；当b绳

sin θmggg

拉力为零时，有：＝mlω2，解得ω2＝，当角速度ω2＞，b绳将出现弹力，故

tan θltan θltan θC正确；由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故D错误。

10答案 BC

解析 在天体表面附近，重力与万有引力近似相等，GMm43

πR，解两式得：g＝2＝mg，M＝ρ

R3

4

GπρR，所以g′∶g＝5∶14，A项错，B项正确；探测器在天体表面飞行时，万有引力充3

Mmv243

当向心力，即：G2＝m，M＝ρπR，解两式得：v＝2RRR3

C项正确，D项错。 11答案 AC

Gπρ

3

，所以v′∶v＝

5

，28

解析 根据平抛运动的规律，小球在C点的竖直分速度vy＝gt＝3 m/s，水平分速度vx＝vytan 45°＝3 m/s，则B点与C点的水平距离为x＝vxt＝0.9 m，选项A正确，B错误；在B点设

v2B管道对小球的作用力方向向下，根据牛顿第二定律，有FNB＋mg＝m，vB＝vx＝3 m/s，解得

RFNB＝－1 N，负号表示管道对小球的作用力方向向上，选项C正确，D错误。

10

12【答案】BC

【解析】ABC、当圆盘转速增大时,由静摩擦力提供向心力.三个物体的角速度相等,由

可知,因为C的半径最大,质量最大,故C所需要的向心力增加最快,最先达到最大静

摩擦力,此时 ,计算得出: ,当C的摩擦力达到最大

静摩擦力之后,BC开始提供拉力,B的摩擦力增大,达最大静摩擦力后,AB之间绳开始有力的作用,随着角速度增大,A的摩擦力将减小到零然后反向增大,当A与B的摩擦力也达到最大时,且BC的拉力大于AB整体的摩擦力时物体将会出现相对滑动,此时A与B还受到绳的拉力,

对C可得: ,对AB整体可得: ,计算得出: ,当

时整体会发生滑动,故A错误,BC正确;

D、当

时，在增大的过程中B、C间的拉力逐渐增大，故D错误；

13【答案】(1)交流电（2）BC（3）0.611 2．00（4）C（5）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够

14解析：(1)由万有引力定律和向心力公式得

MmGR＋h2

＝m4π

2

T2B(R＋h)①

MmG2＝mg② R联立①②式得TB＝2π

R＋hgR2

3.③

(2)由题意得(ωB－ω0)t＝2π④ 由③得ωB＝代入④得t＝

gR2R＋h2π

3

. gR2R＋h3

－ω0

11

答案：(1)2π

R＋hgR2

3 (2)

2π

gR2R＋h 3

－ω0

15解析 (1)v0＝72 km/h＝20 m/s，AB长L1＝150 m，v＝36 km/h＝10 m/s，对AB段匀减速直线运动有v－v0＝－2aL1，代入数据解得a＝1 m/s。

2

2

2

v2

(2)汽车在BC段做圆周运动，静摩擦力提供向心力，有Ff＝m，为了确保安全，则须满足

RFf≤μmg，解得R≥20 m，即Rmin＝20 m。

(3)设AB段时间为t1，BC段时间为t2，CD段时间为t3，全程所用最短时间为t。

v0＋v1

L1＝t1·，而πR＝vt2，

2

2

vL2＝t3，t＝t1＋t2＋t3，解得t＝23.14 s。

2

答案 (1)1 m/s (2)20 m (3)23.14 s

16【答案】(1)=0.4 (2)M=4kg，=0.1 (3)8.125m 【解析】（1）由乙图知，m、M一起运动的最大外力Fm=25N， 当F>25N时，m与M相对滑动，对m由牛顿第二定律有：由乙图知解得：

；

，

，

，

2

（2）对M由牛顿第二定律有：

即，

乙图知：，，

解得：M = 4 kg，μ2=0. 1； （3）给m一水平向右的初速度左，

时，m运动的加速度大小为a1 = 4 m/s,方向水平向

2

设m运动t1时间速度减为零，则，

12

位移，

M的加速度大小，方向向左，

M的位移大小此时M的速度由于

， ，

，即此时m运动到M的右端，当M继续运动时，m从M的右端竖直掉落，

，

设m从M 上掉下来后M的加速度天小为，对M由生顿第二定律

可得，

在t=2s时m与M右端的距离：

。

13

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