湖北黄冈市2018届高三物理9月质检试卷(带解析)

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湖北黄冈市2018届高三物理9月质检试卷(带解析)

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莲山 课件 w w
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黄冈市2017年高三年级9月质量检测
一、选择题:本题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求,第7~10题有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 下列说法中正确的是(   )
A. 笛卡尔认为必须有力的作用物体才能运动
B. 伽利略通过“理想实验”得到了“力不是维持物体运动的原因”的结论
C. 牛顿第一定律可以用实验直接验证
D. 牛顿第二定律表明物体所受外力越大物体的惯性越大
【答案】B
【解析】亚里士多德认为必须有力的作用物体才能运动,选项A错误;伽利略通过“理想实验”得到了“力不是维持物体运动的原因”的结论,选项B正确;牛顿第一定律是在实验的基础上经过抽象思维得出的结论,不可以用实验直接验证,选项C错误;物体的惯性与所受的力无关,只与质量有关,选项D错误;故选B.
2. 如图所示,电视剧拍摄时,要制造雨中场景,剧组工作人员用消防水枪向天空喷出水龙,降落时就成了一场“雨”.若忽略空气阻力,以下分析正确的是(   )
 
A. 水枪喷出的水在上升时超重
B. 水枪喷出的水在下降时超重
C. 水枪喷出的水在最高点时,速度方向斜向下
D. 水滴在下落时,越接近地面,速度方向越接近竖直方向
【答案】D
【解析】由于水在空中不论上升还是下降均只受重力,加速度向下,故水均处于完全失重状态;故AB错误;在最高点时,水的竖直速度变为零,此时只有水平方向的速度;故C错误;水落下时的速度为水平速度和竖直速度的合速度,越向下来,竖直速度越大,则速度的方向越接近竖直方向;故D正确;故选D.
点睛:本题考查超重和失重以及运动的合成与分解,要明确水在空中运动的规律,认真体会最高点时物体的速度为水平方向.
3. 某同学用位移传感器研究木块沿倾角为θ=30°的斜面下滑的运动情况,装置如图甲所示.乙图记录了木块下滑过程中的位移-时间(x-t)图象,取重力加速度g=10m/s2.下列说法中正确的是
 
A. 木块在t=0时速度为零
B. 木块在t=1s时速度大小为2m/s
C. 木块的加速度逐渐增大
D. 木块的加速度大小为5m/s2
【答案】A
【解析】根据图像可知,x-t关系式为x=2t2,对比x=v0t+ at2可知,v0=0,a=4m/s2,选项A正确,CD错误;木块在t=1s时速度大小为v2=at=4m/s,选项B错误;故选A.
4. 如图是码头的旋臂式起重机,当起重机旋臂水平向右保持静止时,吊着货物的天车沿旋臂向右匀速行驶,同时天车又使货物沿竖直方向先做匀加速运动,后做匀减速运动.该过程中货物的运动轨迹可能是下图中的
 
A.      B.      C.      D. 
【答案】C
【解析】货物在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上先做匀加速运动,后做匀减速运动,根据平行四边形定则,知合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上,轨迹为曲线,货物的加速度先向上后向下,因为加速度的方向大致指向轨迹的凹向.故C正确,ABD错误.故选C.
点睛:解决本题的关键掌握判断合运动是直线运动还是曲线运动的方法,知道加速度的方向大致指向轨迹的凹向.
5. 一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点,站在地面上的人用轻绳跨过滑轮拉住沙漏斗,在沙子缓慢漏出的过程中,人握住轻绳保持不动,则在这一过程中
 
A. 细线OO′与竖直方向夹角逐渐减小
B. 细线OO′的张力逐渐增大
C. 人对地面的压力将逐渐增大
D. 人对地面的摩擦力将逐渐增大
【答案】C
【解析】因滑轮两边绳子的拉力相等,且方向不变,则细线OO′与竖直方向夹角不变,选项A错误;因沙子逐渐流出时,滑轮两边绳子拉力逐渐减小,则细线OO′的张力逐渐减小,选项B错误;对人:  (θ为绳子与竖直方向的夹角),因T减小,则人对地面的压力将逐渐增大,选项C正确;人对地面的摩擦力f=Tsinθ,则摩擦力将逐渐减小,选项D错误;故选C.
点睛:本题重点是系统平衡连接砂桶两边的绳子拉力大小始终等于砂桶的重力大小.绳子拉力大小逐渐减小,夹角不变,合力减小.
6. 如图所示,在光滑水平面上有一质量为M的木板,木板上有一质量为m的物块,物块与木板间的动摩擦因数恒定.用水平恒力F将物块从木板的一端拉到另一端,所用时间为t,当物块与木板分离时,木板的速度为v,则
 
A. 只增大M,v一定增大
B. 只增大M,t一定增大
C. 只增大F,t一定增大
D. 只增大F,t一定减小
【答案】D
【解析】物块的加速度  ;木板的加速度  ;当木块到达另一端时满足:  ,解得  ,则只增大F,t一定减小,选项C错误,D正确;只增大M,t一定减小,选项B错误;v=a2t,解得 ,则只增大M,v一定减小,选项A错误;故选D.
7. 第十三届全运会落下帷幕,名将施廷懋在跳水比赛中以409.20分夺得女子3米板冠军.某次比赛从施廷懋离开跳板开始计时,在t2时刻以速度v2落水,取向下为正方向,其速度随时间变化的规律如图所示,下列说法正确的是
 
A. 在0~t2时间内,施廷懋运动的加速度先减小后增大
B. 在t2~t3时间内,施廷懋运动的加速度逐渐减小
C. 在0~t2时间内,施廷懋的平均速度大小为
D. 在t2~t3时间内,施廷懋的平均速度大小为
【答案】BC
【解析】v-t图像的斜率等于加速度,则在0~t2时间内,施廷懋运动的加速度保持不变,选项A错误;在t2~t3时间内,施廷懋运动的加速度逐渐减小,选项B正确;根据匀变速直线运动的平均速度公式可知,在0~t2时间内,施廷懋的平均速度大小为 ,选项C正确;若在t2~t3时间内,施廷懋做匀减速运动,则他的平均速度大小为 ;而根据图像可知在t2~t3时间内的位移小于他做匀减速运动的位移,则在t2~t3时间内,施廷懋的平均速度小于 ,选项D错误;故选BC.
点睛:本题主要就是考查学生对速度时间图象的理解,要知道在速度时间的图象中,直线的斜率代表的是加速度的大小,图象的面积代表的是位移.
8. 如图所示,A、B、C三个物块的质量均为m,A、B之间用轻绳连在一起,B、C之间用轻弹簧拴接,现用恒力F作用在A的上端使整个系统竖直向上做加速度大小为a的匀加速运动,某时刻将A、B间的轻绳剪断,已知重力加速度为g,下列说法中正确的是
 
A. 剪断轻绳的瞬间,A的加速度大小为2g+3a
B. 剪断轻绳的瞬间,B的加速度大小为2g-a
C. 剪断轻绳的瞬间,C的加速度为a
D. 剪断轻绳以后,B、C始终具有相同的加速度
【答案】AC
【解析】开始A、B、C处于加速运动,隔离对C分析,弹簧的弹力F弹=mg+ma,AB间的绳子的拉力T=2mg+2ma;F=3mg+3ma;剪断AB间的细线,在该瞬间弹簧的弹力不变,则C的加速度为a,选项C正确;B的加速度大小为 ,选项BD错误;A的加速度大小为 ,选项A正确;故选AC.
点睛:本题是力学中的瞬时问题,关键是先根据牛顿第二定律求出各个力,然后根据牛顿第二定律列式求解加速度;同时要注意轻弹簧的弹力与形变量成正比,来不及突变,而细线的弹力是由微小形变产生的,故可以突变.
9. 如图所示,质量均为m的小木块A和B(均可看作为质点)用长为L的轻绳连接,置于水平圆盘的同一半径上,A与竖直轴的距离为L,此时绳子恰好伸直无弹力.现让木块A、B随圆盘一起以角速度ω绕竖直轴作匀速转动,木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g.则
 
A. 木块A受到的摩擦力始终指向圆心
B. 木块B所受摩擦力大小总等于木块A所受摩擦力大小的两倍
C. 木块A、B所受的摩擦力始终相等
D. 若 ,则木块A、B将要相对圆盘发生滑动
【答案】AD
 ............
 ,则fB≠2fA,选项BC错误;木块A、B将要相对圆盘发生滑动时,对A:  ,对B:  ,联立解得: ,选项D正确;故选AD.
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.
10. 如图所示,足够长的倾斜传送带以v=2.4m/s的速度逆时针匀速转动,传送带与水平面的夹角θ=37°,某时刻同时将A、B物块(可视为质点)轻放在传送带上,已知A、B两物块释放时间距为0.042m,与传送带间的动摩擦因数分别为μA=0.75、μB=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,则下列说法中正确的是
 
A. 物块B先做匀加速直线运动,后与传送带保持相对静止
B. 物块B最终一定追上物块A
C. 在t=2.4s时,A、B物块速度大小相等
D. 在t=5.4s前,A、B两物块之间的距离先增大后不变
【答案】BC
【解析】物块B先做匀加速直线运动,当与传送带共速后,因为μB=0.5<tan370=0.75,则物块将继续加速下滑,选项A错误;物块A先做匀加速直线运动,当与传送带共速后,因为μA=0.75<tan370=0.75,则物块将与传送带相对静止,一起下滑,则物块B最终一定追上物块A,选项B正确;物块B开始下滑的加速度aB1=gsin370+μBgcos370=10m/s2,与传送带共速时经过的时间: ;物块A开始下滑的加速度aA1=gsin370+μAgcos370=12m/s2,与传送带共速时经过的时间: ;共速后物块A与传送带一起匀速下滑,则t=0.24s时两物块速度相等,选项C错误;在开始的0.24s内因为A的加速度较大,则两物块间的距离逐渐变大;在0.24s后物块B继续加速下滑速度逐渐变大,则两物块间的距离又逐渐减小,选项D错误;故选B.
二、实验题:本大题共两小题,第11题6分,第12题9分,共15分。请将答案填写在答题卷相应位置,不要求写出演算过程。
11. 某同学在家中找到两根一样的轻弹簧P和Q、装有水总质量m=1kg的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材,设计如下实验验证力的平行四边形定则,同时测出弹簧的劲度系数k.其操作如下:
 
a、将弹簧P上端固定,让其自然下垂,用刻度尺测出此时弹簧P的长度L0=12.50cm;
b、将矿泉水瓶通过细绳连接在弹簧P下端,待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧P的长度L1,如图甲所示,则L1=____________cm;
c、在细绳和弹簧Q的挂钩上涂抹少许润滑油,将细绳搭在挂钩上,缓慢的拉起弹簧Q,使弹簧P偏离竖直方向夹角为60°,测出弹簧Q的长度为L2及其轴线与竖直方向夹角为θ,如图乙所示;
(1)取重力加速度g=10m/s2,则弹簧P的劲度系数k=____________;
(2)若要验证力的平行四边形定则,L2和θ需满足的条件是L2=_______cm,θ=_______.
【答案】    (1). 17.50    (2). 200N/m    (3). 17.50      (4). 60o
【解析】b、由图可读出L1=17.50cm;
c. (1)弹簧P的劲度系数  ;
(2)由平衡条件可知:  ; ;由题意可知TP=mg;联立解得TQ=mg;θ=600,则L2=L1=17.50cm
点睛:此题的关键是搞清实验的原理;注意要弄清题意;尤其是关键词语,例如“在细绳和弹簧Q的挂钩上涂抹少许润滑油”意味着弹簧P的拉力等于重力.

12. 利用如图甲所示的实验装置探究加速度与合外力的关系,实验中认为细绳对木块的拉力等于砝码和砝码桶的总重力.请思考探究思路并回答下列问题.
 
 

(1)下列做法正确的是________.(填字母代号)
A.在找不到合适的学生电源的情况下,可以使用四节干电池串联作为打点计时器的电源
B.平衡摩擦力的方法是在砝码桶中添加砝码,使木块能拖着纸带匀速滑动
C.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
D.实验时,先接通打点计时器的电源再放开木块
 (2)如图乙所示,是挂上砝码桶,装入适量砝码,按实验要求打出的一条纸带.A、B、C、D、E是纸带上选取的五个计数点,相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出.用刻度尺测出各计数点到A点之间的距离,已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源两端.其中打出计数点“C”时木块的速度vC=______m/s,木块的加速度a=__________m/s2(结果均保留两位有效数字).
(3)实验时改变砝码及砝码桶的总质量m,分别测量木块在不同外力作用下的加速度a.根据测得的多组数据画出a-m关系图象,如图丙实线所示.此图象的上端明显偏离直线,造成此现象的主要原因可能是____________________.
【答案】    (1). CD    (2). 0.54m/s      (3). 1.0m/s2    (4). 重力与木块的重力差距不大或砝码和砝码桶的总质量m太大,细绳的拉力不再等于mg 或砝码和砝码桶的总重力不再满足远小于木块质量  
 
(2)打出计数点“C”时木块的速度vC= 
加速度: 
(3)造成图像上端明显偏离直线的主要原因可能是:重力与木块的重力差距不大或砝码和砝码桶的总质量m太大,细绳的拉力不再等于mg 或砝码和砝码桶的总重力不再满足远小于木块质量 . 
点睛:教科书本上的实验,我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚.要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.

 

三、论述计算题(本题共4小题,共45分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算 步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,质量为M的物块被质量为m夹子夹住刚好能不下滑,夹子由长度相等的轻绳悬挂在A、B两轻环上,轻环套在水平直杆上,整个装置处于静止状态.已知物块与夹子间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.求:
 
(1)直杆对A环的支持力的大小;
(2)夹子右侧部分对物块的压力的大小.
【答案】(1)       (2)
【解析】(1)由题意得,直杆对A、B环的支持力FN大小相等,方向竖直向上,选取物块和夹子整体为研究对象,由受力平衡的条件可得:
2FN=(M+m)g                                         
解得:FN=     
(2)由于物块恰好能不下滑,故物块受到两侧夹子的摩擦力为最大静摩擦力fm,fm等于滑动摩擦力,设此时夹子一侧对物块的压力为F,以物块为研究对象,由平衡条件可得:
2fm=Mg                                 
fm= μF                          
联立解得:F=      


14. 在倾角θ=37º的直滑道上,一名质量m=75 kg的滑雪运动员由静止开始向下滑行.运动员所受空气阻力与速度成正比,比例系数为k,运动员与滑道间的动摩擦因数为μ.今测得运动员从静止开始沿滑道下滑的速度-时间图象如图所示,图中的OA直线是t=0时刻速度图线的切线,速度图线末段BC平行于时间轴.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10m/s2.求:
 
(1)t=0时刻运动员的加速度大小;
(2)动摩擦因数μ和比例系数k.
【答案】(1)4m/s2    (2)0.25     30kg/s   
【解析】(1)由速度-时间图像可知 ,物体开始时做加速度减小的加速直线运动,最后做匀速运动.在t=0时刻,图线切线的斜率即为该时刻的加速度,故有
                                          
(2)在t=0时刻开始加速时,v0=0,由牛顿第二定律可得
                    
最后匀速时,vm=10m/s,a=0,由平衡条件可得
           
联立解得: μ=0.25,k=30kg/s  

15. 如图所示,倾角θ=37°、高h=1.8m的斜面位于水平地面上,小球从斜面顶端A点以初速度v0水平向右抛出,小球恰好落到斜面底端B点处.空气阻力忽略不计,取重力加速度g=10m/s2,tan 37°=0.75.
 
(1)求小球平抛的初速度v0的大小;
(2)若在小球水平抛出的同时,使斜面在水平面上由静止开始向右作匀加速直线运动,经t2=0.3s小球落至斜面上,求斜面运动的加速度大小.
【答案】(1)4m/s     (2)13.3m/s2
【解析】(1)由题意得,小球水平抛出后恰好落在斜面底端,设水平位移为x,由平抛运动知识可得
                           
                           
由几何知识可得
                          
联立代入已知数据得
                      
(2)如图所示,设经过t2=0.3s,斜面运动的位移为x1,加速度大小为a,小球做平抛运动竖直位移为h2,水平位移为x2,则有运动学知识可得
        
                         
                         
由几何知识可得                    
联立代入已知数据得                                   


16. 如图所示,质量为M=2.0kg的平板小车静止在光滑水平地面上,小物块A的质量为mA=2.0kg,B的质量为mB=1.0kg.某时刻,两物块同时从左右两端水平冲上小车,初速度大小均为v0=6m/s.已知两物块与小车上表面间的动摩擦因数均为μ=0.2,且A、B两物块在运动过程中恰好没有相碰.求:
 
(1)从物块A冲上小车至物块A与小车相对静止经历的时间t1;
(2)平板小车的长度L.
【答案】(1)2s    (2)19.2m
【解析】(1)滑块A和B在小车上滑动时,小车也在地面上滑动.设A、B和小车所受的摩擦力大小分别为fA、fB和f1,A和B相对于地面的加速度大小分别为aA和aB,小车相对于地面的加速度大小为a1.在物块A与小车达到共同速度前由牛顿第二定律得
                       ① 
                       ② 
         ③                
设在t1时刻,A与小车达到共同速度,其大小为v1.由运动学公式有
                              ④                 
                                  ⑤             
联立代入已知数据得                                       
(2)在t1时间间隔内,A相对于地面移动的距离为
                  ⑥                   
设在A与小车达到共同速度v1后,小车的加速度大小为a2,对于A与小车组成的体系,由牛顿第二定律有            ⑦                    
由①②式知,aA=aB;再由④式知,A与小车达到共同速度时,B的速度大小也为v1,但运动方向与小车相反.由题意知,A和B恰好没有相碰,说明最终B与A及小车的速度相同,设其大小为v2.设A的速度大小从v1变到v2所用时间为t2,则由运动学公式,对小车有
                   ⑧                  
对B有
  或者      ⑨               
在t2时间间隔内,A以及小车相对地面移动的距离为
                       ⑩                   
在 时间间隔内,B相对地面移动的距离为
           (11)                 
由题意知,A和B恰好没有相碰,所以A和B开始运动时,两者之间的距离为
                (12)                                           
联立以上各式,并代入数据得      

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