广东署山市顺德区李兆基中学2022届高三物理上学期第一次段考试题含解析

2022-2022学年广东省佛山市顺德区李兆基中学高三（上）第一次段考物理试卷一、单项选择（5×6=30）1．在2022北京奥运会中，牙买加选手博尔特（如图）是一公认的世界飞人，在男子100m决赛和男子200m决赛中分别以9.69s和19.30s的成绩破两项世界纪录，获得两枚金牌．关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是()A．200m决赛中的位移是100m决赛的两倍B．100m决赛中的平均速度约为10.32m/sC．200m决赛中的平均速度约为10.36m/sD．100m决赛中的最大速度约为20.64m/s2．如图所示，在倾角为30°的粗糙斜面上有一重为G的物体，若用与斜面底边平行的恒力推它，恰好能使它做匀速直线运动．物体与斜面之间的动摩擦因数为()A．B．C．D．3．如图所示，A、B为竖直墙面上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆．转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面内．角AOB=120°，角COD=60°．若在O点处悬挂一个质量为m的物体，则平衡后绳AO所受的拉力和杆OC所受的压力分别为()-15-A．mg，mgB．mg，mgC．mg，mgD．mg，mg4．我国是一个能源消耗大国，节约能源刻不容缓．设有一架直升飞机以加速度a从地面由静止开始竖直向上起飞，已知飞机在上升过程中每秒钟的耗油量V=pa+q（p、q均为常数），若直升飞机欲加速上升到某一高度处，且耗油量最小，则其加速度大小应为()A．B．C．D．5．如图所示，在水平板左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧．紧贴弹簧放一质量为m的滑块，此时弹簧处于自然长度．已知滑块与挡板的动摩擦因数及最大静摩擦因数均为．现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为θ，最后直到板竖直，此过程中弹簧弹力的大小F随夹角θ的变化关系可能是图中的()A．B．C．D．二.不定项选择（3×6=18）6．将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止．则()A．绳子上拉力可能为零B．地面受的压力可能为零C．地面与物体间可能存在摩擦力D．AB之间可能存在摩擦力7．甲乙两车在平直道路上同向运动，其v﹣t图象如图所示，图中△OPQ和△OQT的面积分别为S1和S2（S2＞S1），初始时甲车在乙车前方S0处，则下列说法正确的是()-15-A．若S0=S1+S2，两车不会相遇B．若S0＜S1，两车相遇2次C．若S0=S1，两车相遇1次D．若S0=S2，两车相遇1次8．在如图所示装置中，两物体质量分别为m1、m2，悬点a、b间的距离远大于滑轮的直径，不计一切摩擦，整个装置处于静止状态．由图可知()A．α一定等于βB．m1一定大于m2C．m1一定小于2m2D．m1可能大于2m2三、实验题9．物理小组的同学用如图1所示的实验器材测定重力加速度，实验器材有：底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器（其中光电门l更靠近小球释放点），小球释放器（可使小球无初速释放）、网兜．实验时可用两光电门测量小球从光电门l运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h．（l）使用游标卡尺测量小球的直径如图2所示，则小球直径为__________cm．（2）改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系为h=__________．（3）根据实验数据作出﹣t图线，若图线斜率的绝对值为k，根据图线可求出重力加速度大小为__________．-15-四、计算题（47分）10．如图所示，质量M=2kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量m=kg的小球相连．今用跟水平方向成α=30°角的力F=10N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g=10m/s2．求：（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角θ；（2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ．11．（18分）研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）t0=0.4s，但饮酒会导致反应时间延长．在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L=39m，减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动．取重力加速度的大小g取10m/s2．求：（1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间；（2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；（3）减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值．12．（14分）物体的质量为2kg，两根轻细绳AB和AC的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成θ角的拉力F，相关几何关系如图所示，θ=60°，若要使绳都能伸直，求拉力F的大小范围．（g取10m/s2）-15-2022-2022学年广东省佛山市顺德区李兆基中学高三（上）第一次段考物理试卷一、单项选择（5×6=30）1．在2022北京奥运会中，牙买加选手博尔特（如图）是一公认的世界飞人，在男子100m决赛和男子200m决赛中分别以9.69s和19.30s的成绩破两项世界纪录，获得两枚金牌．关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是()A．200m决赛中的位移是100m决赛的两倍B．100m决赛中的平均速度约为10.32m/sC．200m决赛中的平均速度约为10.36m/sD．100m决赛中的最大速度约为20.64m/s【考点】平均速度；位移与路程．【专题】常规题型．【分析】正确解答本题的关键是：理解应用平均速度的公式求物体的平均速度；理解位移和路程的区别；明确在体育比赛中100比赛是直道，200米是弯道．【解答】解：A、200米比赛为弯道，路程大小是200米（位移不是200m），100米比赛为直道，位移大小为100米，故A错误；B、100米比赛的位移大小为100米，因此其平均速度为：==10.32m/s，故B正确；C、由于200米比赛为弯道，无法求出其位移大小，故平均速度无法求，故C错误；D、由于100比赛过程中运动员并不是一直匀加速运动，v=不成立，无法求出其最大速度，故D错误．故选：B．【点评】体育运动与物理中的运动学规律有很多的结合点，在平时训练中要加强应用物理知识解决实际问题的能力．2．如图所示，在倾角为30°的粗糙斜面上有一重为G的物体，若用与斜面底边平行的恒力推它，恰好能使它做匀速直线运动．物体与斜面之间的动摩擦因数为()-15-A．B．C．D．【考点】滑动摩擦力；力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．【专题】摩擦力专题．【分析】物体在斜面上做匀速直线运动，受力平衡，分析受力情况，将重力分解，作出物体在平行于斜面上的受力示意图．根据平衡条件求出物体所受的滑动摩擦力和支持力，再求解动摩擦因数．【解答】解：将物体的重力分解为垂直于斜面和平行于斜面两个方向的分力，在垂直于斜面的方向上，物体受到的支持力与重力垂直斜面的分力平衡．则支持力FN=mgcosθ=mg．在斜面内，物体所受的推力F、摩擦力Ff与重力的平行斜面的分力mgsinθ平衡，如图所示．由物体的平衡条件得：滑动摩擦力Ff==mg所以物体与斜面间的动摩擦因数为μ=．故C正确，ABD错误；故选：C．【点评】本题物体受力分布在立体空间，分成垂直于斜面和平行于斜面两平面内研究，任何一个平面内物体的合力都为零．3．如图所示，A、B为竖直墙面上等高的两点，AO、BO为长度相等的两根轻绳，CO为一根轻杆．转轴C在AB中点D的正下方，AOB在同一水平面内．角AOB=120°，角COD=60°．若在O点处悬挂一个质量为m的物体，则平衡后绳AO所受的拉力和杆OC所受的压力分别为()A．mg，mgB．mg，mgC．mg，mgD．mg，mg【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．-15-【分析】本题是力平衡问题．先以O点为研究对象，分析受力情况，作出力图，由平衡条件求出AO和BO的合力F的大小和方向，再将F进行分解，求出绳AO所受拉力的大小和杆对O点的支持力，即可得解．【解答】解：设绳AO和绳BO拉力的合力为F，以O点为研究对象，O点受到重力mg、杆的支持力F2和绳AO与绳BO拉力的合力F，作出力的示意图，如图所示，根据平衡条件得：F=mgtan30°=mgF2==将F分解，如右图，设AO所受拉力的大小F1，因为∠AOB=120°，根据几何知识得：F1=F=mg所以绳AO所受到的拉力F1为mg，而杆OC所受到的压力大小等于F2为mg．故选A【点评】本题O点受到的力不在同一平面，关键是将受力情况分成竖直和水平两个平面研究．4．我国是一个能源消耗大国，节约能源刻不容缓．设有一架直升飞机以加速度a从地面由静止开始竖直向上起飞，已知飞机在上升过程中每秒钟的耗油量V=pa+q（p、q均为常数），若直升飞机欲加速上升到某一高度处，且耗油量最小，则其加速度大小应为()A．B．C．D．【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】直线运动规律专题．【分析】设加速度为a，根据位移时间公式求出运动的时间，从而求出消耗的油量，根据数学求极值的方法求出油量最小时的加速度．【解答】解：设匀加速直线运动的加速度为a，高度为h，由h=得，t=，则消耗的油量=知时，油量消耗最小．-15-解得a=．故B正确，A、C、D错误．故选B．【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的位移时间公式，本题的难点在于运用数学方法求极值．5．如图所示，在水平板左端有一固定挡板，挡板上连接一轻质弹簧．紧贴弹簧放一质量为m的滑块，此时弹簧处于自然长度．已知滑块与挡板的动摩擦因数及最大静摩擦因数均为．现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为θ，最后直到板竖直，此过程中弹簧弹力的大小F随夹角θ的变化关系可能是图中的()A．B．C．D．【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】将板的右端缓慢抬起过程中，在滑块相对于板滑动前，弹簧处于自然状态，没有弹力．当滑块相对于板滑动后，滑块受到滑动摩擦力，由平衡条件研究弹簧弹力的大小F与夹角θ的变化关系．【解答】解：设板与水平面的夹角为α时，滑块相对于板刚要滑动，则由mgsinα=μmgcosα得：tanα=，α=；则θ在0﹣范围内，弹簧处于原长，弹力F=0；当板与水平面的夹角大于α时，滑块相对板缓慢滑动，由平衡条件得：F=mgsinθ﹣μmgcosθ=mgוsin（θ﹣β），其中tanβ=﹣μ，说明F与θ正弦形式的关系．当θ=时，F=mg．故选：C．【点评】本题要应用平衡条件得到F与θ的函数关系式，再应用数学知识选择图象，考查运用数学知识分析物理问题的能力．二.不定项选择（3×6=18）6．将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止．则()-15-A．绳子上拉力可能为零B．地面受的压力可能为零C．地面与物体间可能存在摩擦力D．AB之间可能存在摩擦力【考点】摩擦力的判断与计算．【专题】摩擦力专题．【分析】隔离对A分析，判断绳子的拉力的有无，以及AB之间有无摩擦力．对AB整体分析，判断地面有无摩擦力以及对地面有无压力．【解答】解：AD、对A分析，有若A所受的重力、B对A的支持力和摩擦力三个力平衡，则绳子拉力为零．故A正确，D正确．BC、对整体分析，整体可能受总重力、支持力，拉力．若地面的支持力等于总重力，则绳子拉力为零，因为绳子的拉力不可能大于A的重力，所以地面对B一定有支持力．根据整体平衡知，水平方向方向上，地面对B无摩擦力．故B、C错误．故选AD．【点评】解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用共点力平衡求解，注意整体法和隔离法的运用．7．甲乙两车在平直道路上同向运动，其v﹣t图象如图所示，图中△OPQ和△OQT的面积分别为S1和S2（S2＞S1），初始时甲车在乙车前方S0处，则下列说法正确的是()A．若S0=S1+S2，两车不会相遇B．若S0＜S1，两车相遇2次C．若S0=S1，两车相遇1次D．若S0=S2，两车相遇1次【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的公式．【分析】此题考察了追击与相遇问题，解决此类问题的关键是分析清楚两物体的位移关系．两物体的位移之差等于初始时的距离是两物体相遇的条件．【解答】解：由图线可知：在T时间内，甲车前进了S2，乙车前进了S1+S2；A、若S0+S2＞S1+S2，即S0＞S1，两车不会相遇，所以选项A正确；B、若S0+S2＜S1+S2，即S0＜S1，在T时刻之前，乙车会超过甲车，但甲车速度增加的快，所以甲车还会超过乙车，则两车会相遇2次，所以选项B正确；C、D、若S0+S2=S1+S2，即S0=S1两车只能相遇一次，所以选项C正确，D错误；故选ABC．【点评】1、抓住速度图象是速度随时间的变化规律，是物理公式的函数表现形式，分析问题时要做到数学与物理的有机结合，数学为物理所用．2、在速度图象中，纵轴截距表示初速度，斜率表示加速度，图象与坐标轴围成的“面积”表示位移，抓住以上特征，灵活分析．-15-8．在如图所示装置中，两物体质量分别为m1、m2，悬点a、b间的距离远大于滑轮的直径，不计一切摩擦，整个装置处于静止状态．由图可知()A．α一定等于βB．m1一定大于m2C．m1一定小于2m2D．m1可能大于2m2【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】对与m1连接的滑轮进行受力分析，抓住两个绳子拉力在水平方向上的分力相等，得出α、β的关系．根据竖直方向上合力等于m1的重力，得出m1和m2的关系．【解答】解：绳子通过定滑轮和动滑轮相连，绳子的拉力相等，等于m2的重力，对与m1连接的滑轮进行受力分析，有Tsinα=Tsinβ，所以α=β．在竖直方向上有：Tcosα+Tcosβ=m1g，而T=m2g，则有2m2gcosα=m1g．所以m1一定小于2m2，当α=β=60°时，T=m1g=m2g．故A、C正确，B、D错误．故选AC．【点评】解决本题的关键合适地选择研究对象，正确地进行受力分析，运用共点力平衡，抓住水平方向和竖直方向合力为零进行求解．三、实验题9．物理小组的同学用如图1所示的实验器材测定重力加速度，实验器材有：底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器（其中光电门l更靠近小球释放点），小球释放器（可使小球无初速释放）、网兜．实验时可用两光电门测量小球从光电门l运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h．（l）使用游标卡尺测量小球的直径如图2所示，则小球直径为1.170cm．（2）改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系为h=．-15-（3）根据实验数据作出﹣t图线，若图线斜率的绝对值为k，根据图线可求出重力加速度大小为2k．【考点】测定匀变速直线运动的加速度．【专题】实验题．【分析】游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．根据自由下落的公式和匀变速直线运动的推论求出h、t、g、v四个物理量之间的关系．整理得到﹣t图线的表达式，并找出图线的斜率和加速度关系．【解答】解：（1）主尺读数为1.1cm，游标读数为0.05×14=0.70mm=0.070cm，所以最终读数为1.1cm+0.070cm=1.170cm．（2）小球经过光电门2的速度为v，根据运动学公式得从开始释放到经过光电门2的时间t′=，所以从开始释放到经过光电门1的时间t″=t′﹣t=﹣t所以经过光电门1的速度v′=gt″=v﹣gt根据匀变速直线运动的推论得：两光电门间的距离h=t=（3）h=所以=v﹣gt若﹣t图线斜率的绝对值为k，k=g所以重力加速度大小g=2k．故答案为：（1）1.170；（2）；（3）2k．【点评】要掌握游标卡尺的读数方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．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．整理图象所要求的表达式，根据斜率的物理意义求解．四、计算题（47分）10．如图所示，质量M=2kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量m=kg的小球相连．今用跟水平方向成α=30°角的力F=10N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g=10m/s2．求：（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角θ；（2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ．-15-【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】（1）以小球为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求解轻绳与水平方向夹角θ；（2）以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，由平衡条件和摩擦力公式求解木块与水平杆间的动摩擦因数μ．【解答】解：（1）设细绳对B的拉力为T．以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图1，由平衡条件可得：Fcos30°=Tcosθ①Fsin30+Tsinθ=mg②代入解得，T=10，tanθ=，即θ=30°（2）以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图2．再平衡条件得Fcos30°=fN+Fsin30°=（M+m）g又f=μN得到，μ=代入解得，μ=答：（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角θ=30°；（2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ=．【点评】本题涉及两个物体的平衡问题，研究对象的选择要灵活，此题采用隔离法与整体相结合的方法，也可以就采用隔离法研究．-15-11．（18分）研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）t0=0.4s，但饮酒会导致反应时间延长．在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L=39m，减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动．取重力加速度的大小g取10m/s2．求：（1）减速过程汽车加速度的大小及所用时间；（2）饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；（3）减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】（1）由图中所给数据结合位移速度公式可求得加速度，进而由速度变化与加速度求得减速时间．（2）由行驶距离与刹车距离可求得反应时间内的运动距离，再求出反应时间进行比较．（3）对志愿者受力分析由牛顿第二定律求减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值．【解答】解：（1）设刹车加速度为a，由题可知刹车初速度v0=20m/s，末速度vt=0位移x=25m﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②由①②式可得：a=8m/s2t=2.5s（2）反应时间内的位移为x′=L﹣x=14m则反应时间为t′=则反应的增加量为△t=0.7﹣0.4=0.3s（3）设志愿者所受合外力的大小为F，汽车对志愿者的作用力的大小为F0，志愿者质量为m，受力如图，由牛顿第二定律得-15-F=ma﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由平行四边形定则得：﹣﹣﹣﹣④由③④式可得：答：（1）减速过程汽车加速度的大小为8m/s所用时间为2.5s．（2）饮酒使志愿者反应时间比一般人增加了0.3S．（3）减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值为．【点评】本题考查运动学公式，正确应用速度位移公式求加速度是解题的关键，注意受力分析；明确加速度作为力和运动的桥梁作用．12．（14分）物体的质量为2kg，两根轻细绳AB和AC的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成θ角的拉力F，相关几何关系如图所示，θ=60°，若要使绳都能伸直，求拉力F的大小范围．（g取10m/s2）【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】对A物体受力分析，受到拉力F，重力mg，两根细绳的拉力F1、F2，根据共点力平衡条件列方程，然后根据两根细线的拉力都要大于或等于零分析判断．【解答】解：作出物体A受力如图所示，由平衡条件Fy=Fsinθ+F1sinθ﹣mg=0①Fx=Fcosθ﹣F2﹣F1cosθ=0②由①②式分别得：F=﹣F1③F=+④-15-要使两绳都能绷直，则有：F1≥0⑤F2≥0⑥由③⑤式得F有最大值：Fmax==N．由④⑥式得F有最小值：Fmin==N综合得F的取值范围：N≤F≤N．答：拉力F的大小范围为N≤F≤N．【点评】本题关键是对小球受力分析，列平衡方程，然后找出最大和最小两种临界情况讨论即可．-15-