广东省实验中学2020届高三物理上学期第一次段考试题（含解析）

1 广东省实验中学广东省实验中学 20202020 届高三物理上学期第一次段考试题 含解析 届高三物理上学期第一次段考试题 含解析 二 选择题 本题共二 选择题 本题共 8 8 小题 每小题小题 每小题 6 6 分 在每小题给出的四个选项中 第分 在每小题给出的四个选项中 第 1414 1818 题只有题只有 一项符合题目要求 第一项符合题目要求 第 1919 2121 题有多项符合题目要求 全部选对的得题有多项符合题目要求 全部选对的得 6 6 分 选对但不全的分 选对但不全的 得得 3 3 分 有选错的得分 有选错的得 0 0 分 分 1 舰载机保持牵引力f大小不变在匀速航行的航母上降落时受到阻拦而静止 此时阻拦索夹 角 120 空气阻力和甲板阻力不计 则阻拦索承受的张力大小为 a b fc fd 2f 3 答案 b 解析 试题分析 如图所示 根据平行四边形定则 每根阻拦索承受的张力大小等于载机牵引力 f 的大小 考点 共点力合成 2 一个从地面竖直上抛的物体 它两次经过一个较低点 a 的时间间隔为 两次经过一个较 a t 高点 b 的时间间隔为 则 a b 之间的距离为 b t a b c d 22 ab 1 g tt 8 22 ab 1 g tt 4 22 ab 1 g tt 2 22 ab 1 g tt 2 答案 a 2 解析 详解 小球做竖直上抛运动 根据运动时间的对称性得 物体从最高点自由下落到a点的 时间为 物体从最高点自由下落到b点的时间为 竖直上抛运动的加速度 1 2 a t 1 2 b t ag 由匀变速直线运动的位移公式 可得 最高点到a点的距离为 最 2 1 2 xat 2 1 8 aa hgt 高点到b点的距离为 a点在b点下方 联立解得ab相距 2 1 8 bb hgt 故 a 正确 bcd 错误 22 1 8 ab hg tt a 3 如图 质量为m的物体置于倾角为 的固定斜面上 物体与斜面之间的动摩擦因数为 先用平行于斜面的推力f1作用于物体上 使其能沿斜面匀速上滑 若改用水平推力f2 作用于物体上 也能使物体沿斜面匀速上滑 则两次力之比为 1 2 f f a cos sin b cos sin c l tan d 1 tan 答案 b 解析 f1作用时 物体的受力情况如图 1 根据平衡条件得 3 f1 mgsin fn fn mgcos 解得 f1 mgsin mgcos f2作用时 物体的受力情况如图 2 根据平衡条件得 f2cos mgsin fn fn mgcos f2sin 解得 2 mgsinmgcos f cossin 所以 故选 b 1 2 f mgsinmgcos cossin mgsinmgcos f cossin 4 如图所示 轻质弹簧一端系在质量为m的小物块上 另一端固定在墙上 物块在斜面上静 止时 弹黄与竖直方向的夹角为 37 已知斜面倾角 37 斜面与小物块间的动摩擦因 数 斜面固定不动 设物块与斜面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等 0 5 cos37 0 8 sin37 0 6 下列说法正确的是 a 小物块可能只受三个力 b 斜面对物块支持力可能为零 c 斜面对物块的摩擦力可能为零 d 弹簧弹一定处于收缩状态 答案 d 解析 详解 a 若不受弹簧的压力则木块不可能静止 故物块一定受弹簧的压力 还受重力 斜 面支持力和静摩擦力 四个力的作用而平衡 选项 a 错误 bc 由于滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力 不可能为零 所以斜面对 4 滑块的支持力不可能为零 故 bc 错误 d 若要物块静止 应满足 mgcos37 n mgsin37 得 n 0 4mg 因物体恰好静止 则说明物体受到的弹力垂直斜面向下 即弹簧处于压缩状态 故 d 正确 5 如图 a 所示 两段等长细线将质量分别为 2m m 的小球 a b 悬挂在 o 点 小球 a 受到 水平向右的恒力 f1的作用 小球 b 受到水平向左的恒力 f2的作用 当系统处于静止状态时 出现了如图 b 所示的的状态 小球 b 刚好位于 o 点正下方 则 f1与 f2的大小关系正确的 是 a f1 4f2b f1 3f2c f1 2f2d f1 f2 答案 a 解析 小球 a 受到 f1水平向右的力 b 受到 f2的水平向左的力 以整体为研究对象 分析受力如图 设 oa 绳与竖直方向的夹角为 则由平衡条件得 以 b 球为研究对象 受力如图 设 ab 绳与竖直方向的夹角为 则由平衡条件得 由几何关系得到 联立解得 f1 4f2 故选项 a 正确 5 6 如图所示 以 8m s 匀速行驶的汽车即将通过路口 绿灯还有 2s 将熄灭 此时汽车距离停 车线 18m 该车加速时最大加速度大小为 减速时最大加速度大小为 此路 2 2 m s 2 5 m s 段允许行驶的最大速度为 12 5m s 下列说法中正确的是 a 如果立即做匀加速运动 汽车可能以安全速度在绿灯熄灭前通过停车线 b 如果立即做匀加速运动 在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速 c 如果立即做匀减速运动 在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线 d 如果距停车线 5m 处减速 汽车能停在停车线 答案 ac 解析 详解 ab 如果立即做匀加速直线运动 t1 2s 内的位移 x v0t1 a1t12 20m 18m 1 2 此时汽车的速度为 v1 v0 a1t1 12m s 12 5m s 汽车没有超速 故 a 正确 b 错误 cd 如果立即做匀减速运动 速度减为零需要时间 0 2 2 1 6s v t a 此过程通过的位移为 2 22 2 1 6 4m 2 xa t 即刹车距离为 6 4m 提前 18m 减速 汽车不会超过停车线 如果距停车线 5m 处减速 则会 过线 故 c 正确 d 错误 7 一物体沿一条直线运动 其位移x随时间t变化规律图线为一抛物线 如图所示 c和d 6 已知 由此可知 a 物体加速度为 2 d c b 物体的初速度为 0 c 物体在c时刻的速度为 3 2 d c d 物体经过 1 5c时的速度为 4d c 答案 ac 解析 详解 ab 设物体的初速度为v0 加速度为a 则根据可得 2 0 1 2 xv tat 2 0 1 2 dv cac 2 0 1 32 2 2 dv cac 联立解得 0 2 d v c 2 d a c 故 a 正确 b 错误 c 物体做匀变速直线运动 则c时刻的瞬时速度等于 2c时间内的平均速度 即 3 2 c d v c 故 c 正确 d 物体在 1 5c时的速度等于c到 2c时间内的平均速度 即 32ddd v cc 故 d 错误 7 8 如图所示 半径为 3r的半圆柱体p静止在水平地面上 静止于p上的光滑小圆柱体q 质 量为m 半径为r 此时竖直挡板mn恰好与p q相切 下面说法正确的是 a q受到p的弹力为 2 3 3 mg b q受到挡板mn的弹力为 3 3 mg c 若挡板水平向右缓慢移动一小段 p受到地面摩擦力不变 d 若挡板水平向右缓慢移动一小段 q受到p的弹力变大 答案 abd 解析 详解 a 由几何关系可知 60 对物体a受力分析 根据平衡条件 得到 n1 mgcot60 mg 3 3 2 2 3 603 mgmg n sin 则半圆柱体p和挡板对q的弹力大小分别为和mg 选项 ab 正确 2 3 3 mg3 3 cd 以pq整体为研究对象 对pq整体受力分析 受到总重力 挡板mn的支持力n1 地面的 支持力n3 地面的静摩擦力f 如图 8 根据共点力平衡条件 有 f n1 mgcot 使挡板缓慢地平行向右移动 由于 不断减小 cot 不断增大 故f不断增大 q受到p的弹力 则n2变大 选项 c 错误 d 2 mg n sin 正确 二 非选择题 包括必考题和选考题两部分 第二 非选择题 包括必考题和选考题两部分 第 2222 题题 第第 3232 题为必考题 每个考生都必须题为必考题 每个考生都必须 作答作答 第第 3333 3838 题为选考题 考生根据要求作答 题为选考题 考生根据要求作答 9 将两根自然长度相同 劲度系数不同 粗细也不同的弹簧套在一起 看作一根新弹簧 设 原粗弹簧 记为 a 劲度系数为 k1 原细弹簧 记为 b 劲度系数为 k2 套成的新弹簧 记 为 c 劲度系数为 k3 关于 k1 k2 k3的大小关系 同学们作出了如下猜想 甲同学 和电阻并联相似 可能是 312 111 kkk 乙同学 和电阻串联相似 可能是 k3 k1 k2 丙同学 可能是 12 3 2 kk k 1 为验证猜想 同学们设计了如图甲实验 简要实验步骤如下 请完成相应填空 a 将弹簧 a 悬挂在铁架台上 用刻度尺测量弹簧 a 的自然长度 l0 b 在弹簧 a 的下端挂上钩码 记下钩码的个数 n 每个钩码的质量 m 和当地的重力加速度 9 g 并用刻度尺测量弹簧的长度 l1 c 由 f 计算弹簧的弹力 由 x l1 l0计算弹簧的伸长量 由计算弹簧的劲度 f k x 系数 d 改变 重复实验步骤 b c 并求出弹簧 a 的劲度系数的平均值 k1 e 仅将弹簧分别换为 b c 重复上述操作步骤 求出弹簧 b c 的劲度系数 2 图乙是实验得到的图线 由此可以判断 同学的猜想正确 答案 1 1 nmg 2 钩码的个数 3 2 乙 解析 详解 1 弹簧的弹力等于n个钩码的重力nmg 多次测量求平均值可以减小误差 所以实验中需要改变钩码的个数以改变弹簧弹力 2 由图乙可知 伸长量相同时有 由胡克定律有 即 cab fff 312 k xk xk x 所以乙同学的猜想是正确的 312 kkk 10 甲 乙同学在水平桌面上做 研究匀变速直线运动 的实验 甲同学选择用光电门来完 成实验 而乙同学选择用打点计时器分析纸带来完成实验 甲同学实验步骤如下 用米尺测量两光电门之间的距离s 已知遮光片的宽度为d 调整轻滑轮 使细线水平 让物块从光电门a的左侧由静止释放 用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门a和光电 门b所用的时间 ta和 tb 求出加速度a 多次重复步骤 求a的平均值 a 回答下列问题 1 物块的加速度大小a可用d s ta和 tb表示为a 10 2 如果细线没有调整到水平 由此引起的误差属于 填 偶然误差 或 系统误差 ii 乙同学实验时得到一条打下的纸带如图所示 并在其上取了a b c d e等 5 个计数 点 每相邻两个计数点之间还有 4 个点 图中没有画出 打点计时器接频率为f的交流电源 测量已得 d1 d2 d3 d4 则 1 物体的加速a 用已有字母表示 2 如果当时电网中交变电流的频率是f 51hz 而做实验的同学并不知道 仍按f 50hz 代 入计算 那么加速度的测量值与实际值相比 选填 偏大 偏小或不变 答案 1 2 系统误差 3 22 1 2 ba dd a stt 4 偏小 2 42 2 100ddf 解析 详解 1 1 滑块通过光电门a时的速度为 a a d v t 滑块通过光电门b时的速度为 b b d v t 根据 22 2 ba vvas 可得 22 22 1 22 ba ba vvdd a sstt 2 2 如果细线没有调整到水平 由此引起的误差属于系统误差 ii 1 3 根据匀变速直线运动的推论 x at2可以求出加速度的大小 其中t 5 1 f 11 得 xce xac a 2t 2 即小车运动的加速度计算表达式为 4242 2 2 2 2 1 100 0 1 dd a fdd f 2 4 如果在某次实验中 交流电的频率 51hz f 50hz 那么实际打点周期变小 根据 运动学公式 x at2得 真实的加速度值就会偏大 所以测量的加速度值与真实的加速度值 相比是偏小 11 甲 乙两辆车在同一直轨道上向右匀速行驶 甲车的速度为 v1 16m s 乙车的速度为 v2 12m s 乙车在甲车的前面 当两车相距 l 6m 时 两车同时开始刹车 从此时开始计时 甲车以 a1 2m s2的加速度刹车 6s 后立即改做匀速运动 乙车刹车的加速度为 a2 1m s2 求 1 从两车刹车开始计时 甲车第一次追上乙车的时间 2 两车相遇的次数 答案 1 2s 2 3 次 解析 分析 假设经过时间 t 两车相遇 并且两车均做匀减速运动 列出位移关系式 解出时间 讨论 结果 列位移关系方程 求解时间的可能数值 结合实际运动情境分析求解可能的相遇次 数 详解 1 在甲减速时 设经时间 t 相遇 甲和乙的加速度分别为 a1 a2 位移分别为 s1 s2 则有 2 111 1 2 svtat 2 222 1 2 sv ta t s1 s2 l 联立解得 t1 2 s t2 6 s 即在甲车减速时 相遇两次 第一次相遇的时间为 t1 2 s 12 2 当 t2 6 s 时 甲车的速度为 4 m s 乙车的速度为 6 m s 甲 111 2 vvat 222 2 vva t 车的速度小于乙车的速度 但乙车做减速运动 设再经 t 甲追上乙 有 2 122 1 2 vtvtat 解得 t 4 s 此时乙仍在做减速运动 此解成立 综合以上分析知 甲 乙两车共相遇 3 次 12 如图所示 质量为m的物块a被轻质细绳系住斜放在倾角为 30 的斜面上 物块a与斜 面间的动摩擦因数为 细绳绕过定滑轮o右端固定在天花板上 细绳上一光滑 3 3 动滑轮o 下方悬挂着重物b 整个装置处于静止状态 此时细绳左右两边与竖直方向的夹 角 已知重力加速度为g 最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力 求 30 60 1 重物b的质量为多少时 a与斜面间恰好没有摩擦力作用 2 在满足第 1 问情景时 水平地面对斜面的摩擦力为多大 3 要物块a能在斜面上保持静止 求重物b的质量应满足的条件 斜面此时仍然静止 答案 1 2 方向水平向右 3 3 3 b mm 3 6 fmg 1313 33 b mmm 解析 详解 根据物体 a 能静止在斜面上其所可能有向上的运动的趋势 也可能有向下运动的趋 13 势 所以 a 受的静摩擦力方向可能向上也可能向下 其临界当a与斜面间的摩擦达到最大静 摩擦力 再根据平衡条件列方程求解 1 受力分析可知 a 与斜面间恰好没有摩擦力作用即f 0 根据平衡条件 1 sin30sin30nt 1cos30 cos30tnmg 解得 3 3 tmg 由b受力平衡可知 3 3 b mtmgg 可知 3 3 b mm 2 对斜面体受力分析和平衡条件可知 3 sin30 6 fnmg 3 如果物体a恰好不上滑 则对a 平行斜面方向 1cos30 sin300tmgf 垂直斜面方向 14 1sin30 cos300ntmg fn 解得 1 13 3 mg t 如果物体a恰好不下滑 摩擦力反向 则对a 平行斜面方向 2cos30 sin300tmgf 垂直斜面方向 2sin30 cos300ntmg fn 解得 1 13 3 mg t 对物休b 根据平衡条件 有 2 cos60 b tm g 故绳子的拉力等于物体b的重力 故物体b的质量范围为 13 13 33 b mm m 13 一物体作自由落体运动 经过 3 秒物体落地 则它在最后 1s