1、河南省郑州市第一中学2020届高三物理上学期第六次周考试题一、填空题（18为单选，912为多选）1.如图所示是一做匀变速直线运动的质点的位移时间图象(xt图象)，P(t1，x1)为图象上一点，PQ为过P点的切线，与x轴交于Q(0，x2)。则下列说法正确的是At1时刻，质点的速率为Bt1时刻，质点的速率为C质点的加速度为D0t1时间内，质点的平均速度大小为2.如图，半圆形金属框竖直放在粗糙的水平地面上，套在其上的光滑小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为，现用力F拉动小球，使其缓慢上移到框架的最高点，在此过程中金属框架始终保持静止，下列说法中正确的是A框架对小球
2、的支持力先减小后增大B水平拉力F先增大后减小C地面对框架的支持力先减小后增大D地面对框架的摩擦力一直减小3如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力Fkt(k是常量)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2。下列反映a1和a2随时间t变化的图线中正确的是4.如图所示，质量为M的木块位于光滑水平面上，在木块与墙之间用轻弹簧连接，开始时木块静止在A位置。现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌入其中，则当木块回到A位置时的速度v以及此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为A
3、v，I0 Bv，I2mv0Cv，I Dv，I2mv05.如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，底端与竖直墙壁接触。现打开右端阀门，气体向外喷出，设喷口的面积为S，气体的密度为，气体向外喷出的速度为v，则气体刚喷出时钢瓶底端对竖直墙面的作用力大小是AvS B. C.v2S Dv2S6.高楼发生火灾时，消防水枪喷口不能到达着火窗口等高处，消防员调整水枪出水角度，如图所示，使水流恰能水平射入着火窗口，水枪喷口与着火窗口高度差为h，重力加速度为g，不计空气阻力，由已知条件判断下列说法正确的是A可求出水枪喷口处出水的速度大小B可求出从水枪喷口到着火窗口前水柱的总体积C水柱在空中各处的
4、粗细程度相同D水枪沿垂直于墙壁的方向由A向B水平移动，且水枪喷口处出水的速度大小不变，无论怎样调整水枪喷水方向，水流都不能水平射入着火窗口7.如图所示，斜面体ABC固定在水平地面上，斜面的高AB为 m，倾角为37，sin 370.6，cos 370.8，且D是斜面的中点，在A点和D点分别以相同的初速度水平抛出相同的小球，结果两个小球恰能落在地面上的同一点，则落地点到C点的水平距离为A. m B. m C. m D. m8.位于贵州的“中国天眼”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜(FAST)。通过FAST测得水星与太阳的视角为(水星、太阳分别与观察者的连线所夹的角)，如图所示。若最大视角的正
5、弦值为k，地球和水星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，则水星的公转周期为A.年 B.年 C.年 D.年9.在水平力F作用下，A、B保持静止。若A与B的接触面是水平的，且F0，若力F作用在B上，则B的受力个数可能为A3个 B4个C5个 D6个10.如图所示，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动，不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。则Aa落地前，轻杆对b一直做正功Ba落地时速度大小为Ca下落过程中，其加速度大小始终不大于gDa落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg11.总质量为m的汽车在平
6、直公路上以速度v0匀速行驶时,发动机的功率为P.司机为合理进入限速区,减小了油门,使汽车功率立即减小到23P并保持该功率继续行驶,设汽车行过程中所受阻力大小不变。从司机减小油门开始,汽车的vt图象如图,从汽车开始减速到再次达到匀速运动的过程中,行驶的位移为s,汽车因油耗而改变的质量可忽略。则在该过程中,下列说法正确的是A.汽车再次匀速运动时速度大小为2v0/3B.t=0时刻,汽车的加速度大小为P/3mv0C.汽车的牵引力不断减小D.经历的时间为3s/2v05m v02/12P12.如图所示，轻弹簧一端固定于倾角为(45)的光滑斜面(固定)上方的O点，O点到斜面的距离OQ等于弹簧的原长L，弹簧另
7、一端与小滑块(可视为质点)连接。在斜面上移动滑块至P点，使弹簧处于水平状态。现将滑块从P点由静止释放，滑块沿斜面运动到O点正下方M点，该过程中弹簧始终在弹性限度内。重力加速度大小为g，下列说法正确的是A.滑块经过Q点时的速度最大B.滑块从P点运动到Q点的过程中，其加速度一直在减小C.滑块经过M点时的速度大于2gLcosD.滑块从P点运动到Q点过程动能的增量比Q点运动到M点过程动能的增量小二、实验题13.（5分）请完成“验证力的平行四边形定则”实验的相关内容。(1)如图甲所示，在铺有白纸的水平木板上，橡皮条一端固定在A点，另一端拴两个细绳套。 (2)如图乙所示，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条
8、，使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点，记下此时弹簧测力计的示数F1和F2及_。(3)如图丙所示，用一个弹簧测力计拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点拉到O点，记下此时弹簧测力计的示数F_N和细绳的方向。(4)如图丁所示，已按一定比例作出了F1、F2和F的图示，请用作图法作出F1和F2的合力。(5)合力与F大小相等，方向略有偏差，如果此偏差仅由F1引起，则原因是F1的大小比真实值偏_、F1与F2的夹角比真实夹角偏_。(填“大”或“小”) 14.（7分）如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。 (1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利
9、的是_。A重物选用质量和密度较大的金属锤B两限位孔在同一竖直面内上下对齐C精确测量出重物的质量D用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_。AOA、AD和EG的长度BOC、BC和CD的长度CBD、CF和EG的长度DAC、BD和EG的长度(3)该实验小组想要测量出物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速
10、度v和下落高度h。他们利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案。A用刻度尺测出重物下落的高度h，并测出下落时间t，通过vgt计算出瞬时速度v0B用刻度尺测出重物下落的高度h，并通过v计算出瞬时速度C根据物体做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，计算出该点的瞬时速度，并通过计算得出高度hD用刻度尺测出重物下落的高度h，根据物体做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度v0以上方案中只有一种正确，正确的是_。(填入相应的字母)三、计算题（8,10,10,12分）15.短跑运动员完成100 m赛跑的过程可简化为匀加速
11、直线运动和匀速直线运动两个阶段，一次比赛中，某运动员用11.00 s跑完全程。已知该运动员在加速阶段的第2 s内通过的距离为7.5 m，求该运动员在加速阶段的加速度大小及通过的距离。16.A、B两个木块叠放在竖直轻弹簧上，如图所示，已知mA=mB=1.5kg，轻弹簧的劲度系数k=100N/m。若在木块A上作用一个竖直向上的力F使木块A由静止开始以2m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动，且已知轻弹簧弹性势能的表达式为EP=kx2/2（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）。取g=10m/s2，求：（1）刚开始运动时弹簧的弹性势能是多少？（2）求使木块A竖直向上做匀加速运动的过程中力F的最小值是多
12、少？（3）从木块A竖直向上做匀加速运动直到A、B分离的过程中，力F对木块做的功是多少？17.如图两个滑块A和B的质量分别为mA1 kg和mB5 kg，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为10.5；木板的质量为m4 kg，与地面间的动摩擦因数为20.1。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v03 m/s。A、B相遇时，A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g10 m/s2。求(1)B与木板相对静止时，木板的速度；(2)A、B开始运动时，两者之间的距离。18.某玩具厂设计出如图10所示的玩具，轨道固定在高为H10.5 m的水平台面上
13、，通过在A处压缩弹簧把质量m0.01 kg的小球(可看作质点)从静止弹出，先后经过直线轨道AC、半径R10.1 m的圆形轨道、长为L10.5 m 的直线轨道CD、以及两段半径R21 m的圆弧DE、GP，G、E两点等高且两圆弧对应的圆心角都为37，所有轨道都平滑连接；小球从P点水平抛出后打到固定在Q点的锣上，P、Q的水平距离L21.2 m，锣的半径r 0.3 m，圆心O离地高H20.4 m。CD段的动摩擦因数为0.2，其余轨道光滑，N为在P点正下方的挡板，在一次测试中测出小球运动到B点时对内轨的作用力为0.064 N。(sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)(1)求小球运动到
14、B点时的速度大小；(2)小球能否离开轨道，请说明理由；(3)要使小球打到锣上，求小球从A处弹出时弹簧对小球所做的功需满足的条件。参考答案1.解析根据位移时间图象的斜率表示速度可知，t1时刻，质点的速率为，选项B正确，A错误；由于质点不是做初速度为零的匀加速直线运动，所以质点的加速度不是，选项C错误；0t1时间内，质点的位移为x1，平均速度大小为，选项D错误。答案B2.解析以小球为研究对象，分析受力情况如图所示。根据动态三角形可知：框架对小球的支持力不断减小，故A错误；水平拉力F一直减小，故B错误，以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及力F的作用，由以上分
15、析知，水平拉力F一直减小，所以地面对框架的摩擦力始终在减小，地面对框架的支持力保持不变，故D正确，C错误。3.解析开始时木板和木块一起做加速运动，有F(m1m2)a，解得a，即木板和木块的加速度相同且与时间成正比。当木板与木块间的摩擦力达到m2g后两者发生相对滑动，对木块有Fm2gm2a2，a2g，故其图线的斜率增大；对木板，在发生相对滑动后，有m2gm1a1，故a1为定值。所以选项A正确。答案A4.解析子弹射入木块过程，由于时间极短，子弹与木块间的内力远大于系统外力，以v0的方向为正方向，由动量守恒定律得mv0(Mm)v，解得v子弹和木块组成的系统在弹簧弹力的作用下先做减速运动，后做加速运动
16、，回到A位置时速度大小不变，即当木块回到A位置时的速度v。子弹、木块和弹簧组成的系统受到的合力即为墙对弹簧的作用力，系统初动量为mv0，末动量为(Mm)v，根据动量定理得I(Mm)vmv02mv0所以墙对弹簧的冲量I的大小为2mv0，选项B正确。答案B5.解析t时间内贮气瓶喷出气体的质量mSvt，对于贮气瓶、瓶内气体及喷出的气体所组成的系统，由动量定理得Ftmv0，解得Fv2S，选项D正确。答案D6.解析水柱做斜抛运动，将其逆向等效为平抛运动。若已知水柱在最高点的速度大小为v，则由mghmvmv 可求出水枪喷水的初速度大小v0，因水柱在最高点的速度大小未知，故不能求出水枪喷口处出水的速度大小，
17、A错误；水柱在空中不均匀，水柱中的水从喷口到着火窗口的运动时间为t，设喷口处水柱的截面面积为S，则从水枪喷出到着火窗口前水柱的总体积为Vv0Stv0S，由于喷口处水柱的截面面积和喷口处水流速度未知，故不能求出从水枪喷出到着火窗口前水柱的总体积，B错误；水流连续时，相同时间内通过任意截面的水流流量相等，有S1v1tS2v2t，则水流速度大时，水柱的截面面积小，C错误；水枪由A向B水平移动时，则水流在空中运动的时间不变，喷口处出水速度不变，水平位移不变，水流不能水平射入着火窗口，故D正确。答案D7.解析设AB高为h，落地点到C点的距离为x，由v0和题意知，解得x m，D正确。答案D8.解析由题意可
18、知，当观察者和水星的连线与水星的轨道相切时，水星与太阳的视角最大，由三角函数可得sin k，又由万有引力提供向心力有Gm水r水，Gm地r地，联立以上各式可解得T水年(或由可得T水年)，C正确。答案C9.解析B物体一定受重力、斜面的支持力、A的压力和力F，斜面对B可能有摩擦力，也可能没有，故B可能受4个力或5个力，选项B、C正确。答案BC10.解析由于刚性轻杆不可伸缩，滑块a、b沿轻杆方向的分速度相等，滑块a落地时，速度方向竖直向下，沿轻杆方向的分速度为0，故此时滑块b的速度为0，滑块b的初速度为0，所以轻杆对b先做正功，后做负功，选项A错误；以滑块a、b及轻杆为研究对象，系统的机械能守恒，当a
19、刚落地时，则mghmv0，即va，选项B正确；a、b的先后受力如图所示。由a的受力图可知，a下落过程中，其加速度大小先小于g后大于g，选项C错误；当a落地前b的加速度为零(即轻杆对b的作用力为零)时，b的机械能最大，a的机械能最小，这时b受重力、支持力，且FNbmg，由牛顿第三定律可知，b对地面的压力大小为mg，选项D正确。答案BD11.ABD 12.BC13.解析(2)要记下两分力F1和F2的方向。(3)弹簧测力计的示数要估读一位，即F3.00 N。(4)由力的图示作出F1和F2的合力F，如图所示。(5)由图所示，将F1减小或减小F1与F2的夹角，合力F与F更接近重合，则原因是F1的大小比真
20、实值偏大、F1与F2的夹角比真实夹角偏大。答案(2)两细绳的方向(3)3.00(4)见解析图(5)大大14.解析(1)重物选用质量和密度较大的金属锤，减小空气阻力，以减小误差，故选项A正确；两限位孔在同一竖直面内上下对齐，减小纸带和打点计时器之间的阻力，以减小误差，故选项B正确；验证机械能守恒定律的原理是：mghmvmv，重物质量可以消掉，无需精确测量出重物的质量，故选项C错误；用手拉稳纸带，而不是托住重物，接通电源后，撤手释放纸带，故选项D错误。(2)由EG的长度可求出打F点的速度v2，打O点的速度v10，但求不出OF之间的距离h，故选项A错误；由BC和CD的长度可求出打C点的速度v2，打O
21、点的速度v10，有OC之间的距离h，可以来验证机械能守恒定律，故选项B正确；由BD和EG的长度可分别求出打C点的速度v1和打F点的速度v2，有CF之间的距离h，可以来验证机械能守恒定律，故选项C正确；AC、BD和EG的长度可分别求出打B、C、F三点的速度，但BC、CF、BF之间的距离都无法求出，无法验证机械能守恒定律，故选项D错误。(3)不能用自由落体的公式再计算瞬时速度，A、B错误；重物下落的高度是用刻度尺测量的，不是计算的，选项C错误；D为验证机械能守恒定律的实验测量方案，是正确的。答案(1)AB(2)BC(3)D15.解析根据题意，在第1 s和第2 s内运动员都做匀加速直线运动，设运动员
22、在匀加速阶段的加速度为a，在第1 s和第2 s内通过的位移分别为x1和x2，由运动学规律得x1at，x1x2a(2t0)2，其中t01 s，x27.5 m，联立解得a5 m/s2。设运动员做匀加速运动的时间为t1，匀速运动的时间为t2，匀速运动的速度为v，跑完全程的时间为t，全程的距离为x，依题意及运动学规律，得tt1t2，vat1，xatvt2，设加速阶段通过的距离为x，则xat，联立解得x10 m。16.（1）初始位置物体平衡弹簧的压缩量为:,故弹簧弹性势能:;（2）以AB为研究对象，开始瞬间，F最小值由牛顿第二定律可得:,即;（3）A、B分离时,以B为研究对象可得:,解得:此时:,A、B
23、上升的高度:,A、B的速度:,弹簧弹性势能的变化:,故弹力做的功:,以A、B作为-一个整体，由动能定理得:,解得:.17.解析(1)滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动。设A、B和木板所受的摩擦力大小分别为f1、f2和f3，A和B相对于地面的加速度大小分别为aA和aB，木板相对于地面的加速度大小为a1。在物块B与木板达到共同速度前有 f11mAg f21mBg f32(mmAmB)g由牛顿第二定律得: f1mAaA f2mBaB f2f1f3ma1设在t1时刻，B与木板达到共同速度，其大小为v1。由运动学公式有 v1v0aBt1 v1a1t1联立式，代入已知数据得:v11 m/s(2)
24、在t1时间间隔内，B相对于地面移动的距离为:xBv0t1aBt设在B与木板达到共同速度v1后，木板的加速度大小为a2。对于B与木板组成的体系，由牛顿第二定律有:f1f3(mBm)a2由式知，aAaB；再由式知，B与木板达到共同速度时，A的速度大小也为v1，但运动方向与木板相反。由题意知，A和B相遇时，A与木板的速度相同，设其大小为v2。设A的速度大小从v1变到v2所用的时间为t2，则由运动学公式，对木板有:v2v1a2t2对A有：v2v1aAt2在t2时间间隔内，B(以及木板)相对地面移动的距离为:x1v1t2a2t在(t1t2)时间间隔内，A相对地面移动的距离为:xAv0(t1t2)aA(t
25、1t2)2A和B相遇时，A与木板的速度也恰好相同。因此A和B开始运动时，两者之间的距离为:x0xAx1xB联立以上各式，并代入数据得:x01.9 m18. 解析(1)由牛顿第二定律得mgFNm， v00.6 m/s。(2)设小球不离开轨道，通过直线轨道CD后能上升的最大高度为h0，则mg(2R1h0)mgL10mv，h00.118 m，h02R1且h0R2(1cos 37)，所以小球不离开轨道。(3)锣的下边界与P点的高度差h10.8 m，上边界与P点的高度差h20.2 m，如果小球从P点飞出后能打到锣的上、下边界，根据平抛运动知识，hgt2，v，可得从P点飞出的速度3 m/sv6 m/s，而小球沿圆弧GP运动到P点的条件mgm，得v m/s，所以 m/sv6 m/s，根据动能定理得WmgL1mg2R2(1cos 37)mv2，0.1 JW0.23 J。