江苏省“百校大联考”高三年级第二次考试
物理试卷
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分120分,考试时间100分钟。
2.本试卷共6页,在检查是否有漏印、重印或错印后再开始答题。
3.所有试题必须作答在答题卡上规定的区域内,注意题号必须对应,否则不给分。
4.答题前,务必将姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试卷及答题卡上。
第Ⅰ卷(选择题共41分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题3分,共计21分。每小题只有一个选项符合题意。
1.重为2 N的小球,在空中沿竖直方向下落了2 m的高度后到达地面,下落过程中受到空气的阻力为0.1 N,下列说法正确的是
A.小球的重力势能增加了4 J
B.小球的动能增加了4 J
C.小球的机械能减少了0.2 J
D.空气阻力对小球做功为0.2 J
2.吊兰是常养的植物盆栽之一,如图所示是悬挂的吊兰盆栽,四条等长的轻绳与竖直方向夹角均为30°,花盆总质量为2 kg,取g=10 m/s2,则每根轻绳的弹力大小为
A.5 N
B. N
C.10 N
D. 20 N
3.水平地面上叠放着木板B和木块A,木块A在木板B上向右滑行,同时木板B向左滑行,如图所示,图中x1的长度为2 m,x2的长度为3 m,上图为滑行前,下图为滑行后,在此过程中木块A受到木板B对它的滑动摩擦力大小为10 N,则摩擦力对木块A做功为
A.50 J
B.-50 J
C.30 J
D.-30 J
4.如图所示,质量为m的小猴子抓住一根藤条在荡秋千,藤条的最大摆角为θ,小猴子从最低点摆到最高点的过程中,下列说法正确的是
A.藤条对小猴子的拉力大小不变
B.藤条对小猴子的拉力始终大于小猴子的重力
C.若增加藤条最大摆角,藤条可能会断
D.小猴子所受重力的瞬时功率不断变小
5.中澳美“科瓦里-2019”特种兵联合演练于8月28日至9月4日在澳大利亚举行,中国空军空降兵部队首次派员参加。一名特种兵从空中静止的直升飞机上,抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑,运动的速度随时间变化的规律如图所示,t2时刻特种兵着地。下列说法正确的是
A.在0~t1时间内加速度增大,在t1~t2时间内加速度减小
B.在t1~t2时间内特种兵所受悬绳的阻力越来越小
C.在t1~t2时间内,平均速度=
D.若第一个特种兵开始减速时第二个特种兵立即以同样的方式下滑,则他们在悬绳上的距离先增大后减小
6.如图甲所示,在水平地面上有一固定的光滑斜面,一物块以一定的初速度在沿斜面方向向下的拉力作用下沿斜面运动,其速度—时间关系图线如图乙所示。以地面为零势能平面,忽略空气阻力,物体的机械能随运动距离变化的大致图线可能是下列选项中的
A B C D
7.如图所示,橡皮筋的一端固定在O点,另一端拴一个物体,O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑细杆,OA为橡皮筋的自然长度。已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比,现用水平拉力F使物体在粗糙的水平面上从B点沿水平方向匀速向右运动至C点,已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内且物体对水平地面有压力,下列说法正确的是
A.物体所受水平面的摩擦力保持不变
B.物体所受水平面的摩擦力先变大后变小
C.水平拉力F保持不变
D.水平拉力F变小
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共计20分。每小题有多个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不答的得0分。
8.2019年男篮世界杯在中国举行,如图所示,在我国运动员投篮的瞬间,忽略空气阻力。下列关于篮球从抛出至运动到最高点的过程中,水平速率v和克服重力做功的瞬时功率P随时间t变化的图象中,正确的是
A B C D
9.如图所示,两个大小相同的带电小球A和B,小球A带电荷量为+Q,用绝缘细线悬挂在天花板上O点。小球B带电荷量为+5Q,固定在绝缘细杆上。两球球心距悬点O点的距离相同,静止时细线与竖直方向的夹角为θ。现让两个带电小球接触一下,然后再让小球A处于静止状态,两带电小球可视为点电荷。则
A.两球之间的库仑力变大
B.细线对小球A的拉力大小不变
C.细线与竖直方向的夹角θ变小
D.细杆对小球B的作用力大小不变
10.2019年4月10日21时,人类首张黑洞照片发布,这颗黑洞就是M87星系中心的超大质量黑洞,对周围
的物质(包括光子)有极强的吸引力。已知该黑洞质量为M,质量M与半径R满足:=,其中c为光速,G
为引力常量,设该黑洞是质量分布均匀的球体,则下列说法正确的是
A.该黑洞的半径为
B.该黑洞的平均密度为
C.该黑洞表面的重力加速度为
D.该黑洞的第一宇宙速度为c
11.图甲为一竖直放置的绝缘圆环,O为圆环的圆心、半径为R、均匀分布带电量为+Q的电荷,一光滑绝缘
细杆过圆心O点并垂直于圆环,细杆上套有一带电小球,小球质量为0.02 kg,带电量为+1×10-3 C,使小球
从a点由静止释放,先后经过b、c两点,其运动的v-t图象如图乙图线①所示,其中图线②为b点处的切线,静电力常量为k,下列说法正确的是
A.O点电场强度为
B.O点电场强度为零
C.b点电场强度为3 N/C
D.a、b、c三点中,c点电场强度最大
12.如图所示,足够长的传送带与水平方向的倾角θ=30°,质量m a=1 kg的物块a通过平行于传送带的轻
绳跨过光滑轻质定滑轮与物块b相连,b的质量为m b,物块a与传送带之间的动摩擦因数μ=。开始
时,a、b及传送带均静止,且物块a不受传送带摩擦力作用,现让传送带以v=1 m/s的速度逆时针匀速转动,则物块a由静止到与传送带相对静止的过程中 (b未与滑轮相碰),下列说法正确的是
A.物块b的质量m b=0.5 kg
B.物块a沿传送带向下匀加速运动的加速度a=5 m/s2
C.物块a重力势能的减少量与物块b重力势能的增加量相等
D.摩擦力对物块a做的功等于物块a动能的增加量
第Ⅱ卷(非选择题共79分)
三、简答题: 本题共2小题,每小题10分,共20分。
13.(10分)在“探究求合力的方法”实验中,如图甲所示,实验步骤如下:
①将白纸固定在木板上,用图钉把橡皮条的一端固定在木板上A点,在橡皮条的另一端拴上两个细绳套,用两个相同的弹簧测力计互成角度拉细绳套,将橡皮条结点拉到纸面上某一位置,记为O1;
②记录两个弹簧测力计的拉力的读数F1、F2和两细绳的方向;
③只用一个弹簧测力计,将结点仍拉到位置O1,记录弹簧测力计的读数F3和细绳的方向;
④按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3的图示;
⑤以F1和F2为邻边画出平行四边形,并画出对角线F;
⑥比较F3和F的大小和方向。
(1)下列说法中正确的是。
A.实验前先检查弹簧测力计的指针是否指零
B.系在橡皮条末端的两细绳要一样长
C.实验中尽量使橡皮条与木板板面平行且不接触
D.本实验采用的科学方法是控制变量法
(2)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图乙中的示数为 N。
(3)改变F1、F2,重复步骤①至⑥进行第二次实验,记下结点位置O2,位置O2(选填“必须”或“不必”)与位置O1相同。
(4)用如图乙所示规格的弹簧测力计做实验, A同学F1和F2方向的夹角约为30°,F1=3.0 N,F2=3.0 N;B同学F1和F2的方向互相垂直,F1=2.6 N,F2=3.0 N;C同学F1和F2方向的夹角约为120°,F1=F2=4.0 N。
这三位同学中操作不合适的是同学,原因是。
14.(10分)在“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验中,实验装置如图甲所示,设带有定滑轮的小车质量为M,沙和沙桶的总质量为m,打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz。
(1)对于上述实验,下列说法正确的是。
A.需要用天平测出沙和沙桶的总质量
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车(未连细线)能沿长木板向下匀速运动
C.与小车定滑轮相连的轻绳与桌面要平行
D.小车靠近打点计时器,先接通电源后释放小车
(2)若在实验中得到一条纸带如图乙所示,O、A、B、C、D为五个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。根据纸带数据,可求出小车的加速度a= m/s2(结果保留2位有效数字)。
(3)该实验,沙和沙桶的总质量m(选填“需要”或“不需要”)远小于小车的质量M;在实验过程中小车的加速度(选填“大于”“等于”或“小于”)沙和沙桶的加速度。
(4)以弹簧测力计的读数F为横坐标,通过纸带计算出的加速度为纵坐标,画出的a-F图象如图丙所示,则可求出小车的质量M= kg。
四、计算题:本题共4小题,共59分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15.(14分)如图所示, A、B两车相距x=8 m时,A车正以v A=5 m/s的速度向右匀速运动,而B车此时正以v B=12 m/s的初速度向右匀减速运动,加速度a=-2 m/s2,求:
(1)A、B两车何时速度相等;
(2)A追上B所经历的时间。
16.(14分) 如图所示,一条河宽为60 m,水流速度恒为5 m/s,现要将小船上的货物由此岸的A处沿直线送达正对岸下游45 m处的B处。已知小船的速度最大可达5 m/s,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10
m/s2。
(1)如果小船以最小速度航行,求船速v1的大小和方向;
(2)如果要使小船在最短时间内抵达B处,求船速v2的取值和方向;
(3)求小船运动的最短时间t0。
17.(15分)如图所示,三个小滑轮A、B、C固定在边长为1 m的等边三角形的三个顶点上,BC沿竖直方向,C 离地面的高度为1.5 m。物块M通过一根5 m长的细线,跨过滑轮A、B与质量为1 kg的小球m相连,左侧细线处于竖直状态,右侧与小球相连的细线与AC平行,物块和小球都可看成质点,不考虑小球m是否还会与左侧细线相撞,物块M始终静止,不计一切摩擦和阻力,重力加速度取10 m/s2。
(1)求小球m到达最低点时的速度;
(2)求物块M的最小质量;
(3)若小球m第二次运动到最低点时与细线分离,求小球的落点与物块M的距离d。(答案可保留根号)
18.(16分)如图甲所示,一足够长的木板静止在光滑的水平地面上,可视为质点的小滑块质量为m=1 kg,置于木板中央A处。从t=0时刻开始,木板在一定时间内受到水平方向的恒定拉力F,其运动的速度-时间图
象如图乙所示。已知滑块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2,木板与滑块间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)t=0时刻滑块加速度的大小;
(2)拉力F的大小;
(3)为使滑块不从木板上滑落,木板的长度至少为多少?
江苏省“百校大联考”高三年级第二次考试
物理试卷参考答案
一、单项选择题(本题共7小题,每小题3分,共21分。)
1.C
2.B
3.D
4.C
5.D
6.B
7.A
二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。)
8.AD 9.AB 10.ACD 11.BC 12.AC
三、简答题(本题共2小题,每小题10分,共20分。)
13.(每空2分)
(1)AC
(2)3.6
(3)不必
(4)A他这两个力的合力超过了弹簧测力计刻度的最大值5 N,第二次用一个弹簧测力计拉时结点拉不到O 点
14.(每空2分)
(1)BD
(2)1.2
(3)不需要小于
(4)0.25
四、计算题(本题共4小题,共59分。)
15.(14分)
解:(1)B车的速度为v B'=v B+at1,(2分)
两车速度相等时有v B'=v A,(1分)
解得t1=3.5 s。(1分)
(2)A车追上B车时,两车的位移关系为x A=x+x B,(1分)
即v A t=x+v B t+at2,(2分)
代入数据有5t=8+12t+ (-2)t2,
解得t=8 s,t=-1 s(舍去)。(1分)
B车做减速运动,设其速度减为0所用的时间为t0,
由速度公式得t0==6 s;(1分)
由于t=8 s>t0,所以B车先停下,之后A车才追上B车,(1分)
B车的位移x B=v B t0+a=36 m,(2分)
所以A车追上的时间为t2=(1分)
代入数据有t2=8.8 s。(1分)
16.(14分)
解:(1)为使小船抵达B处,小船的实际航线须沿图中的AB方向,即合速度方向沿AB方向,(1分)
设AB与河岸的夹角为θ,
由三角形法则可得v1=v水sin θ,方向与河岸夹角为37° 指向上游(2分)
由几何关系得AB=75 m,有sin θ=0.8,(2分)
解得v1=4 m/s。(1分)
(2)为使小船能在最短时间内抵达B处,小船应该以最大速度航行,即v2=5 m/s,并使合速度的方向仍沿AB 方向;(2分)
由于船速和水速大小相等,所以AB的方向是在两个速度的角平分线上,v2的方向与河岸成2θ角,由几何关系得2θ=106°,即船速指向上游,与河岸成74°。(2分)
(3)小船运动的合速度v=2v2cos θ=2×5×0.6 m/s=6 m/s,(2分)
所以小船运动的最短时间t0== s=12.5 s。(2分)
17.(15分)
解:(1)由于C离地面的高度为1.5 m,由几何关系知A离地面的高度为2 m,所以小球m离B点的距离
l=2 m,细线与AC平行,即与竖直方向的夹角为60°。(1分)
小球m由静止运动到最低点的过程中,根据动能定理有mgl(1-cos θ)= mv2,(2分)
小球在最低点的速度为v== m/s=2 m/s。(2分)
(2)小球运动到最低点,并围绕C做圆周运动时,绳子的拉力最大,设小球距C的距离为l1
有T-mg=m,l1=1 m,(2分)
得T=mg+m=1×10 N+1× N=30 N,(1分)
对物块有Mg≥T,所以物块的质量M≥3 kg。(1分)
(3)小球m第二次运动到最低点时与细线分离,则小球向右做平抛运动,
在最低点,小球离地高度为h=0.5 m,由h=gt2得t== s,(2分)
小球平抛的水平位移为x=vt=2× m= m,(2分)
A、C间的水平距离为x0= m,(1分)
所以小球的落点与物块M的距离d=x0+x=(+) m。(1分)
18.(16分)
解:(1)设t=0时刻滑块与木板发生相对滑动,由木板运动的v-t图象可得:
a木板== m/s2=4 m/s2,(2分)
对滑块,由牛顿第二定律有:μmg=ma滑块,得a滑块=μg=2 m/s2,(2分)
由于a滑块 (2)由图象v-t可知,在t=3 s时撤去了拉力, 此时,木板的速度为v1=a木板t=12 m/s(1分) 滑块的速度为v2=a滑块t=6 m/s,(1分) 滑块与木板间仍有相对滑动 对木板,由v-t图象得加速度大小为a2= m/s2=4 m/s2,(1分) 由牛顿第二定律有μmg=Ma2,解得M=0.5 kg,(1分) 研究木板3 s前的运动有F-μmg=Ma木板 ,解得F=4 N。(1分) (3)3 s时木板速度为v1=12 m/s,滑块速度为v2=6 m/s,设再经过t2时间滑块与木板的速度大小相等,有v1-a2t2=v2+a滑块t2,解得t2=1 s;(1分) 木板和滑块速度相等时,木板的总位移为x1=a木板+v1t2-a2=28 m(2分) 滑块的总位移为x2=a滑块(t1+t2)2=16 m,(1分) 两者相对位移为Δx=x1-x2=12 m,(1分) 所以木板的总长度不少于2Δx=24 m。(1分)
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