1、济宁市实验高中 2016 级高三上学期期中考试物理试题一、选择题1.高速路上堵车，小东听到导航仪提醒“前方3公里拥堵，估计需要24分钟通过”，根据导航仪提醒，下列推断合理的是A. 汽车将匀速通过前方3公里B. 能够计算出此时车子的速度是C. 通过前方这3公里的过程中，车子的平均速度大约为D. 若此时离目的地还有30公里，到达目的地一定需要240分钟【答案】C【解析】前方拥堵，汽车不可能做匀速运动通过3公里，故A错误；根据题设条件，汽车的瞬时速度无法求出，故B错误；根据平均速度公式可知，平均速度约为：，故C正确；经过拥堵路段后，汽车的速度并不一定一直保持，故此后的运动时间无法确定，故D错误。故选
2、C。2.如图所示，在水平粗糙横杆上，有一质量为m的小圆环A，用一细线悬吊一个质量为m的球B。现用一水平力F缓慢地拉起B，在此过程中A一直保持静止不动，设圆环A受到的支持力为FN，摩擦力为f ，此过程中： （ ）A. FN增大，f增大 B. FN减小，f增大C. FN不变，f增大 D. FN不变，f减小【答案】C【解析】【分析】B缓慢运动可视为受力平衡，则对B受力分析，由共点力的平衡可得出拉力的变化；再对整体受力分析可得出摩擦力及支持力的变化；【详解】对B受力分析，则B受重力、绳子的拉力及F，三力满足应始终处于平衡状态；受力分析如图所示：在B上升的过程中绳子与竖直方向的夹角增大，而重力不变，故拉
3、力F应增大；以AB为整体受力分析，整体在水平方向受拉力、摩擦力；竖直方向上受重力、支持力；因整体处于平衡状态,故水平方向f=F，因F增大，故摩擦力f增大；竖直方向重力不变，则压力FN不变，故C正确，A、B、D错误；故选C。【点睛】关键在于运用整体法和隔离法对整体和小球受力分析，然后根据共点力平衡条件列式求解，对于研究对象的灵活选择，有时可以使问题大大简化，起到事半功倍的效果。3.如图所示，小木块 a、b 和 c（可视为质点）放在水平圆盘上，a、b 两个质量均为 m ，c 的质量为；a 与转轴 OO的距离为 l ，b、c 与转轴 OO的距离为 2l 且均处于水平圆盘的边缘。木块与圆盘的最大静摩
4、擦力为木块所受重力的 k 倍，重力加速度大小为 g ，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法 正确的是（ ）A. b、c 所受的摩擦力始终相等，故同时从水平圆盘上滑落B. 当 a、b 和 c 均未滑落时，a、c 所受摩擦力的大小相等C. b 和 c 均未滑落时线速度大小不相等D. b 开始滑动时的角速度是【答案】B【解析】【详解】b、c所受的最大静摩擦力不相等，故不同时从水平圆盘上滑落，A错误；当a、b和c均未滑落时，木块所受的静摩擦力f=m2r，相等，fmr，所以ac所受的静摩擦力相等，都小于b的静摩擦力，故B正确；b和c均未滑落时线速度v=R，半径相等，则大小一定相等，故C错误；以
5、b为研究对象，由牛顿第二定律得：f=2m2l=kmg，可解得：，故D错误。故选B.【点睛】本题的关键是正确分析木块的受力，明确木块做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，把握住临界条件：静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律分析解答4.某卫星在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T，最终在月球表面实现软着陆。若以R表示月球的半径，引力常量为G，忽略月球自转及地球对卫星的影响，下列说法不正确的是（ ）A. 该卫星绕月运行时的向心加速度为 B. 月球的第一宇宙速度为C. 月球的质量为D. 物体在月球表面自由下落的加速度大小为【答案】A【解析】A项，“嫦娥三号”做匀速圆周运动，向心加速度 ，
6、即A项错误，故选择A项。B项，第一宇宙速度是近地圆周运动的线速度，此时万有引力提供圆周运动向心力，又知，联立可得 ，即B项正确，故不选择B项。C项，根据，可知月球质量，即C项正确，故不选择C项。D项，已知，所以物体在月球表面自由下落的加速度，即D项正确，故不选择D项。综上所述，本题正确答案为A。5.如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块 A、B 用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B 处于同一高度并处于静止状态。剪断轻绳后 A 下落、B 沿斜面下滑， 则从剪断轻绳到物块着地，两物块（ ）A. 速率的变化量相同B. 动能的变化量相同C. 重力势能的变化量相同
7、D. 重力做功的平均功率相同【答案】AD【解析】【详解】设斜面倾角为，刚开始A、B处于静止状态，所以有 mBgsin=mAg，所以mBmA。剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，A、B都只有重力做功，根据动能定理得：mv2=mgh，解得着地时速率 v=，则速率的变化量相同，选项A正确；动能的变化量Ek=mv2-0=mgh，m不同，h相同，所以动能的变化量不同，故B错误；重力做功 WG=mgh，h相同，由于A、B的质量不相等，所以重力做功不同，重力势能的变化量不同，故C错误；A运动的时间为：t1=，所以A重力做功的平均功率为：； 对B运动有：，解得：，所以B重力做功的平均功率为：；而mBgsin=
8、mAg，所以重力做功的平均功率相等，故D正确。故选AD。【点睛】不计摩擦时往往根据机械能守恒定律研究物体的运动涉及时间时，往往根据牛顿第二定律与运动学公式结合处理要注意重力瞬时功率和平均功率求法的不同，不能混淆6.如图所示，水平面上固定有一个斜面，从斜面顶端向右平抛一只小球，当初速度为 v0 时，小球恰好 落到斜面底端，平抛的飞行时间为 t0。现用不同的初速度 v 从该斜面顶端向右平抛这只小球，以下哪个图象 能正确表示平抛的飞行时间 t 随 v 变化的函数关系( )A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】当小球落在斜面上时，有：，解得，与速度v成正比。当小球落在地面上，根据h=gt2
9、得，知运动时间不变。可知t与v的关系图线先是过原点的一条倾斜直线，然后是平行于横轴的直线。故B正确，ACD错误。故选B。【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解7.2016 年 4 月 2 日，沪宁高速上海至无锡方向玉祁段发生重大车祸，现场至少 50 辆车连环相撞。据 交警部门调查，此次事故发生的主要原因是雨天路滑及突然出现的团雾而造成多车连环追尾。假设该高速 公路上甲、乙两车在同一车道上行驶，甲车在前，乙车在后。t = 0 时刻，发现 前方有事故，两车同时开始刹车，行进中两车恰好没有发生碰撞。两车刹车过程的 v - t 图像如图所示，以下判断
10、正确的是（ ）A. 两车都停止运动时相距 25mB. t = 0 时刻两车间距等于 50mC. t = 5s 时两车间距大于 t = 15s 时两车间距D. 乙车刹车的加速度大小是甲车的 1.5 倍【答案】B【解析】【详解】行进中两车恰好没有发生碰撞，说明t=10s时刻两车速度相等时恰好相遇，则t=0时刻两车间距等于两车在10s位移之差，为：S=1010m=50m。选项B正确；根据图象与时间轴围成的“面积”表示位移可知，甲的刹车距离为：x甲=2020m=100m，而乙的刹车距离为：x乙= m=225m，两车都停止运动时相距为：S=x乙-（S+x甲）=225m-（50m+100m）=75m；故A
11、错误。根据“面积”表示位移，可知t=5s15s内两车通过的位移相等，所以t=5s时两车间距等于t=15s时两车间距，故C错误。根据v-t图象的斜率表示加速度，甲的加速度大小为：a1=1m/s2；乙的加速度大小为：a2=2m/s2；故乙车的加速度是甲车的加速度的2倍；故D错误；故选B。【点睛】本题考查v-t图象的应用，要注意掌握图象的性质，能根据图象明确物体的运动过程，明确恰好不相撞的条件：速度相等，运用“面积法”求位移。8.一斜劈静止于粗糙的水平地面上，在其斜面上放一滑块 m，若给 m 一向下的初速度 v0 ，则 m 正好保 持匀速下滑。如图所示，现在 m 下滑的过程中再加一个作用力，则以下说
12、法正确的是( )A. 在 m 上加一个竖直向下的力 F1 ，仍 m 将保持匀速运动，M 对地面有摩擦力的作用B. 在 m 上加一个沿斜面向下的力 F2 ，则 m 将做加速运动，M 对地面有水平向左的静摩擦力的作用C. 在 m 上加一个水平向右的力 F3 ，则 m 将做减速运动，在停止前 M 对地有向右的静摩擦力的作用D. 无论在 m 上加什么方向的力，在 m 停止前 M 对地面都无静摩擦力的作用【答案】D【解析】m原来保持匀速下滑，M静止，以滑块和斜面组成的整体为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件得知地面对斜面没有摩擦力，如有摩擦力，整体的合力不为零，将破坏平衡状态与题矛盾，对m，有：，即得
13、，是斜面的倾角A、当施加竖直向下的力时，对整体受力分析，在竖直方向合力为零，水平方向合力为零，故地面对M无摩擦力，对m受力分析可知，所以m做匀速运动，故A正确；B、在m上加一沿斜面向下的力，如图，物块所受的合力将沿斜面向下，故做加速运动，但m与斜面间的弹力大小不变，故滑动摩擦力大小不变，即物块所受支持力与摩擦力的合力仍然竖直向上，则斜面所受摩擦力与物块的压力的合力竖直向下，则斜面水平方向仍无运动趋势，故仍对地无摩擦力作用，故B错误；C、在m上加一水平向右的力，沿斜面方向：，故物体做减速运动；对物块，所受支持力增加了，则摩擦力增加，即支持力与摩擦力均成比例的增加，其合力方向还是竖直向上，如图：则
14、斜面所受的摩擦力与压力的合力放还是竖直向下，水平放向仍无运动趋势，则不受地面的摩擦力，故C错误；D、无论在m上加上什么方向的力，m对斜面的压力与m对斜面的摩擦力都是以的比例增加，则其合力的方向始终竖直向下，斜面便没有运动趋势，始终对地面无摩擦力作用，故D正确。点睛：由题，滑块原来匀速下滑，合力为零；斜面保持静止状态，合力也为零以滑块和斜面整体为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件分析地面对斜面的摩擦力和支持力木块可能受两个力作用，也可能受到四个力作用。9.国家航天局局长许达哲介绍，中国火星探测任务已正式立项，首个火星探测器将于2020年在海南文昌发射场用长征五号运载火箭实施发射，一步实现火星探
15、测器的“绕、着、巡”。假设将来中国火星探测器探测火星时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法正确的是()A. 飞船在轨道上运动时，在P点的速度大于在Q点的速度B. 飞船在轨道上的机械能大于在轨道的机械能C. 飞船在轨道上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道上运动到P点时的加速度D. 若轨道贴近火星表面，已知飞船在轨道上运动的角速度，就可以推知火星的密度【答案】ACD【解析】A、根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道上运动时，在P点速度大于在Q点的速度，故A正确；B、飞船在轨道上经过P点时，要点火加速，使其速度增大做离心运动，从而转移到轨道上运动所以飞船在轨道上运动时的机械能小于轨道上运动的机械能，故B
16、错误；C、飞船在轨道上运动到P点时与飞船在轨道上运动到P点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等，故C正确；D、轨道贴近火星表面，已知飞船在轨道上运动的角速度，根据，解得火星的质量，火星的密度，故D正确；故选ACD。10.“水流星”是一种常见的杂技项目，该运动可以简化为轻绳一端系着小球在竖直平面内的圆周运动模型.已知绳长为 l，重力加速度为 g，则( ) A. 当 v0 时，小球一定能通过最高点 PC. 小球运动到最高点 P 时，速度要大于等于D. 小球初速度 v0 越大，则在 P、Q 两点绳对小球的拉力差越大【答案】AC【解析】【详解】根据动能定理得，mgh0mv02，
17、若v0时，则hl，可知小球不会越过四分之一圆周，细绳始终处于绷紧状态，故A正确。小球越过最高点的临界速度v=，即小球运动到最高点 P 时，速度要大于等于，根据动能定理得，mg2lmv2mv02，解得v0= ，即在最低点的速度需满足v0，小球才能通过最高点P，故B错误，C正确。在Q点，根据牛顿第二定律得，F1mgm，在P点，F2+mgm，又mg2lmv22mv02，联立解得F=F1-F2=6mg，故D错误。故选AC。【点睛】本题小球做变速圆周运动，在最高点和最低点重力和拉力的合力提供向心力，同时结合动能定理解答即可二、实验题11.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如
18、图1，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮;木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。(1)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、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，计数点间的距离如下图所示。根据图中数据计算的加速度=_ (保留三位有效数字)。(2)为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有_。(填入所选物理量前的字母)A.木板的长度 B.木板的质量 C.滑块的质量 D
19、.托盘和砝码的总质量 E.滑块运动的时间(3)滑块与木板间的动摩擦因数=_(用被测物理量的字母表示，重力加速度为)。与真实值相比，测量的动摩擦因数_(填“偏大”或“偏小”)。【答案】（1）0.497m/s2；2）CD；天平；（3），偏大，忽略了纸带与限位孔之间的摩擦力、空气阻力、滑轮处的摩擦力、细绳质量【解析】试题分析：（1）由匀变速直线运动的推论x=aT2，利用逐差法求出加速度；（2）利用牛顿第二定律列式，求出计算动摩擦因数的表达式，根据表达式判断需要测量哪些物理量，根据需要测量的物理量选择实验器材；（3）由于忽略了纸带与限位孔之间的摩擦力、空气阻力、滑轮处的摩擦力、细绳质量，导致测量的动摩
20、擦因数偏大解：（1）由逐差法得：a=（2）对系统由牛顿第二定律得：m3gm2g=（m2+m3）a，解得：=，据此可知为测量动摩擦因数，还应测量的有滑块的质量m2，托盘和砝码的总质量m3，测量质量需要的实验器材是天平（3）由（2）的分析可知滑块与木板间的动摩擦因数为：=，由于忽略了纸带与限位孔之间的摩擦力、空气阻力、滑轮处的摩擦力、细绳质量，导致测量的动摩擦因数偏大故答案为：（1）0.497m/s2；2）CD；天平；（3），偏大，忽略了纸带与限位孔之间的摩擦力、空气阻力、滑轮处的摩擦力、细绳质量【点评】本题考查动摩擦因数的测量，解题的关键是掌握实验原理，利用牛顿第二定律写出计算动摩擦因数的表达式
21、，平时注意掌握实验误差的分析12.如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德（GAtwood1746-1807）创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示（1）实验时，该同学进行了如下步骤：将质量均为M（A的含挡光片、B的含挂钩）的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态测量出_（填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为t测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律（
22、2）如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，应满足的关系式为_（已知重力加速度为g）（3）引起该实验系统误差的原因有_（写一条即可）【答案】 (1). 挡光片中心 (2). (3). 绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等【解析】（1、2）需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离，系统的末速度为：，则系统重力势能的减小量Ep=mgh，系统动能的增加量为：Ek(2M+m)v2(2M+m)( )2，若系统机械能守恒，则有：mgh=(2M+m)( )2（3）系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验误差的原因可能有：绳子有一定的质量、滑轮
23、与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等三、解答题13.公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离。当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s。当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120 m。设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5，若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度。【答案】20m/s【解析】试题分析：在反应时间内汽车做匀速直线运动，所以汽车间的安全距离等于匀速运动的位移和匀减速直线运动的位移之和，根据牛顿第二定律结合
24、运动学基本公式求解解：设路面干燥时，汽车与地面的动摩擦因数为0，刹车时汽车的加速度大小为a0，安全距离为s，反应时间为t0，由牛顿第二定律和运动学公式得：0mg=ma0，式中，m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度设在雨天行驶时，汽车与地面的动摩擦因数为，依题意有：，设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a，安全行驶的最大速度为v，由牛顿第二定律和运动学公式得：mg=ma ，联立式并代入题给数据得：v=20m/s答：若要求安全距离仍为120m，则汽车在雨天安全行驶的最大速度为20m/s【点评】解决本题的关键知道安全距离是反应时间内匀速运动的位移和匀减速运动的位移之和匀减速运动的位移可以通过速度位
25、移公式求解14. 如图所示，半径 R =0.4 m 的光滑圆弧轨道 BC 固定在竖直平面内，轨道的上端点 B 和圆 心 O 的连线与水平方向的夹角300，下端点 C 为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右 端固定在竖直挡板上，质量 m =0.1 kg 的小物块(可视为质点)从空中 A 点以 v0 =2 m / s 的速度被水平抛出，恰好从 B 点沿轨道切线方向进入轨道，经过 C 点后沿水平面向右运动至 D 点时，弹簧被压缩至最短，C、D两点间的水平距离 L=1.2 m ，小物块与水平面间的动摩擦因数=0.5 ， g= 10 m / s2 .求: （1）小物块经过圆弧轨道上 B 点的
26、速度 vB 的大小；（2）小物块经过圆弧轨道上 C 点时对轨道的压力大小；（3）弹簧的弹性势能的最大值 EPm 。【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）.小物块恰好从点沿切线方向进入轨道,由几何关系有: （2.）小物块由点运动到点,由机械能守恒定律有: 在点处,由牛顿第二定律有: 解得: 根据牛顿第三定律,小物块经过圆弧轨道上点时对轨道的压力大小为8.（3.）小物块从点运动到点,由能量守恒定律有:. 代入数据得: 点睛：该题为平抛运动与圆周运动的结合的综合题，要能够掌握平抛运动的规律、牛顿第二定律和机械能守恒定律，关键能正确分析能量如何转化15. 如图所示，质量为 m =1kg 的滑块
27、，在水平力作用下静止在倾角为300的光滑斜面上， 斜面的末端 B 与水平传送带相接(滑块经过此位置滑上皮带时无能量损失)，传送带的运行速度为 v0 =3m / s ，长为 L =1m 。今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端 C 时，恰好与传送带速度相同。滑块与传送带间的动摩擦因数 0.25 ， g =10m / s 2. （1）求水平作用力 F 的大小；（2）求滑块下滑的高度；（3）若滑块滑上传送带时速度小于 3m / s ，求滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量。【答案】（1） （2）0.2m或0.7m（3）0.5J【解析】【详解】（1）滑块受到水平推力F、重力mg和支持力FN而处于平衡
28、状态，由平衡条件可知：水平推力F=mgtan代入数据得 （2）设滑块从高为h处下滑，到达斜面底端速度为v，下滑过程机械能守恒，故有: mghmv2，所以 若滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度，则滑块在传送带上由于受到向右的滑动摩擦力而做匀加速运动；根据动能定理有 mgLmv02mv2，所以h1L，代入数据得 v=2m/s；h1=0.2m若滑块冲上传送带时的速度大于传送带的速度，则滑块由于受到向左的滑动摩擦力而做匀减速运动；根据动能定理有-mgLmv02mv2代入数据得 h2=0.7m（3）若滑块滑上传送带时速度小于 3m / s ，则根据（2）的计算可知物块滑上传送带时的速度为v=2m/s，
29、设滑块在传送带上运动的时间t，则t时间内传送带的位移 x=v0t，对物块有 v0=v+at，且a=g解得t=0.4s滑块相对传送带滑动的位移s=x-L=0.2m相对滑动产生的热量 Q=mgs代入数据可得 Q=0.5J【点睛】在研究传送带问题时，要注意传送带与滑块速度间的关系，从而确定出滑块的运动情况；注意热量可由摩擦力乘以相对位移求出。16.如图所示，上表面光滑，长度为 3m 、质量 M=10kg 的木板，在 F=50 N 的水平拉力 作用下，以 v0 =5m / s的速度沿水平地面向右匀速运动。现将一个质量为 m = 3kg 的小铁块（可视为质点）无初速地放在木板最右端，当木板运动了 L =
30、 1m 时，又将第二个同样的小铁块无初速地放在木板最右端，以后木板每运动1m 就在其最右端无初速地放上一个同样的小铁块。（ g = 10m / s2 ）求：（1）木板与地面间的动摩擦因数；（2）刚放第三个小铁块时木板的速度；（3）从放第三个小铁块开始到木板停下的过程，木板运动的距离。【答案】（1）0.5（2）4 m/s（3）1.78 m【解析】试题分析：（1）木板做匀速直线运动时，受到地面的摩擦力为Ff由平衡条件得FFfFfMg联立并代入数据得0.5（2）每放一个小铁块，木板所受的摩擦力增加mg.令刚放第三个铁块时木板速度为v1，对木板从放第一个铁块到刚放第三个铁块的过程，由动能定理得mgL2mgLMM联立并代入数据得v14 m/s（3）从放第三个铁块开始到木板停下之前，木板所受的摩擦力均为3mg从放第三个铁块开始到木板停下的过程，设木板运动的距离为x，对木板由动能定理得3mgx0M联立并代入数据得xm1.78 m考点：考查了动能定理，牛顿第二定律