2022年秋季湖北省重点高中联考协作体期中考试高三物理试卷命题学校：潜江中学命题教师：王寒冰审题学校：汉川一中审题教师：肖胜华考试时间：2022年10月28日上午10：30-12：00试卷满分：110分第I卷选择题（共40分）一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分；每小题给出的四个选项中，1-6小题只有一个选项正确，7-10小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错的得0分）1．如图所示，斜面上放有两个完全相同的物体a、b，两物体间用一根细线连接，在细线的中点加一与斜面垂直的拉力F，使两物体均处于静止状态．则下列说法正确的是()A.a、b两物体的受力个数一定相同B．a、b两物体对斜面的压力相同C．a、b两物体受到的摩擦力大小一定相等D．当逐渐增大拉力F时，物体b先开始滑动2．人造卫星甲、乙分别绕地球做匀速圆周运动，卫星乙是地球同步卫星，卫星甲、乙的轨道平面互相垂直，乙的轨道半径是甲轨道半径的倍，某时刻两卫星和地心在同一直线上，且乙在甲的正上方（称为相遇），如图所示．在这以后，甲运动8周的时间内，它们相遇了()A．4次B．3次C．2次D.6次3．水平先滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一质量为m的小球以初速度v0沿直轨道ab向右运动，如图所示，小球进入半网形轨道后刚好能通过最高点c．则()A.若R不变，m越大，则v0越大B.若R不变，m越大，则小球经过c点对轨道的压力变大C.若m不变，R越大，则v0越小D．若m不变，R越大，则小球经过b点后的瞬间对轨道的压力仍不变4．如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力．忽略空气阻力，则球B在最高点时()A.球B的速度为零B．球A的速度大小为C．水平转轴对杆的作用力为1.5mg'D．水平转轴对杆的作用力为2.5mg'5．用竖直向上大小为30N的力F，将28/9kg的物体由沙坑表面静止提升1m时撤去力F，经一段时间后，物体落人沙坑，测得落入沙坑的深度为20cm.若忽略空气阻力，g取10m/s2.则物体克服沙坑的阻力所做的功为()A.20JB．24JC．34JD.54J6．质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为地球质量．该卫星原来在半径为R,的轨道上绕地球做匀速网周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为()7．同时将两个小球以v1、v2的速度沿如图所示的方向抛出，发现两球刚好落在一个截面为半圆形的坑中同一点Q，已知∠MOQ=60°．忽略空气的阻力．则下列说法正确的是()A．B．仅增大v1，v2，则两球在坑中落点均在Q点右侧C．两球的初速度无论怎样变化，只要落在坑中的同一点，v1+v2就为常数D．若仅增大v1，则两球可在落在坑中前相遇8．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处．现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是()A．环到达B处时，重物上升的高度h=d/2B．环到达B处时，环与重物的速度大小相等C．环从A到B，环减少的机械能等于重物增加的机械能D．环能下降的最大高度为4d/39．一辆汽车在平直公路上以速度V0，开始加速行驶，经过一段时间t，前进距离l，此时恰好达到其最大速度vm，设此过程中汽车发动机始终以额定功率P工作，汽车所受阻力恒为Ff，则在这段时间里，发动机所做的功为()A.FrvmtB.PtC．D．10.如图所示，滑块以初速度v0滑上表面粗糙的固定斜面，到达最高点后又返回到出发点．则能大致反映滑块整个运动过程中速度v、加速度a、动能Ek、重力对滑块所做的功W与时间f或位移x关系的是（取初速度方向为正方向）()8/9第Ⅱ卷非选择题（共70分）二、实验题（每空2分，共16分）11.由于当年实验条件的限制，伽利略无法直接对落体运动进行实验研究，而今天即使在中学实验室里，我们也可以通过实验来验证落体运动的规律．如图是某次实验中获得的质量为m的小球下落时的频闪照片，频闪时间间隔是l／30s.根据此照片计算（结果保留三位有效数字）(1)小球在4.90cm位置处的速度大小为m/s；(2)小球下落的加速度大小为m/s2；(3)小球在13.60cm位置处的速度大小为m/s.12.在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图甲所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：(1)平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列的点．(2)测量小车和拉力传感器的总质量M，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后，打出一条纸带，关闭电源．(3)在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图乙所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、A、B、C、D、E等多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用hA、hB、hC、hD、hE、……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为(4)某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量△Ek为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是8/9三、解答题（本题共4小题．共计54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．）13.（10分）甲、乙两车在同一直线轨道上同向行驶，甲车的速度是8m/s，后面乙车的速度是16m/s.甲车突然以大小为2m／s2的加速度刹车，乙车也同时刹车．若开始刹车时两车相距24m，则乙车加速度至少为多大时才能避免两车相撞？14.（10分）如图所示，质量为m的物体，放在一固定斜面上，当斜面倾角θ为30°时恰能沿斜面匀速下滑．对物体施加一大小为F的水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)这一临界角θ0的大小．15.（16分）如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，A放在水平地面上；B、C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的光滑斜面上．用手拿住C，使细线刚刚伸直但无拉力作用，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行．已知A、B的质量均为m，斜面倾角为θ=37°，重力加速度为g，滑轮的质量和摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态.C释放后沿斜面下滑，当A刚要离开地面时，B的速度最大，(sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：(1)从开始到物体A刚要离开地面的过程中，物体C沿斜面下滑的距离；(2)C的质量；(3)A刚要离开地面时，C的动能．16.（18分）如图甲所示，一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成，AD与DCE相切于D点，C为圆轨道的最低点，将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由8/9静止释放，用压力传感器测出其经过C点时对轨道的压力N，改变H的大小，可测出相应的N的大小，N随H的变化关系如图乙折线PQI所示（PQ与QI两直线相连接于Q点），QI反向延长交纵轴于F点(O，5.8N)，重力加速度g取lm／s2，求：(1)图线上的PQ段是对应物块在哪段轨道上由静止释放（无需说明理由）?并求出小物块的质量m；(2)圆轨道的半径R、轨道DC所对应的圆心角θ；(3)小物块与斜面AD间的动摩擦因数μ·高三物理参考答案一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分）题号12345678910答案BBDCCCADCDABCAD二、实验题(每空2分，共16分)11：(1)0.984;(2)9.77;(3)1.6412：(1)间距相等；(2)释放小车；(3)，____F(hD－hA)____________.(4)__外力所做的功等于物体动能的变化量___。三、解答题（本题共4小题．共计54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）8/913.解：设甲车初速度v1，加速度大小a1；乙车初速度v2，加速度大小a2，甲从开始刹车至停下所需时间，位移若乙恰好在t时刻停下，其位移Δx=x2-x1=16m<24m所以乙车的刹车距离最大为x0=x1+24=40m为避免相撞乙车加速度至少为。14.解：(1)物体恰好匀速下滑时，由平衡条件有FN1=mgcos30°mgsin30°=μFN1则μ=tan30°=。(2)设斜面倾角为α，由平衡条件有Fcosα=mgsinα+FfFN2=mgcosα+Fsinα静摩擦力Ff≤μFN2联立解得F(cosα-μsinα)≤mgsinα+μmgcosα要使“不论水平恒力F多大”，上式都成立，则有cosα-μsinα≤0，所以tanα≥==tan60°，即θ0=60°。15.解：(1)设开始时弹簧压缩的长度为xB，则有kxB=mg设当物体A刚要离开地面时，弹簧的伸长量为xA,则有kxA=mg8/9当物体A刚要离开地面时，物体B上升的距离与物体C沿斜面下滑的距离相等，为：h=xA+xB解得：h=。(2)物体A刚要离开地面时，以B为研究对象，物体B受到重力mg、弹簧的弹力kxA、细线的拉力FT三个力的作用，设物体B的加速度为a，根据牛顿第二定律：对B有：FT－mg－kxA＝ma对C有：mCgsinθ－FT＝mCaB获得最大速度时，有：a＝0解得：mC＝.(3)法一：由于xA=xB，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，弹簧弹力做功为零，且物体A刚好离开地面时，B、C两物体的速度相等，设为v0，由动能定理得：mCghsinθ-mgh+W弹=其中，W弹=0解得：所以EkC=法二：根据动能定理，对C：mCghsinθ-Wr=EkC-0对B：Wr-mgh+W弹=EkB-0其中W弹=0又EkC:EkB=10:38/9解得：16.解：(1)对应物块在DC轨道上运动，由图线可知，H=0时静止于P点，则N=mg＝5，得m＝0.5kg。(2)当物块在圆轨道DC上运动时由动能定理得mgH＝mv2解得v＝①由向心力公式N－mg＝m②由①、②式可得N＝m＋mg＝H＋mg；由图象斜率可知＝10得R＝1m据分析图像中的PQ部分对应光滑轨道DC段，D点离开地面的高度HD=R(1-cosθ)＝1×(1-cosθ)=0.2解得θ＝37°。(3)当物块由斜面上滑下时由动能定理得mgH－μmgcosθ＝mv2③③式代入向心力公式N－mg＝m得N＝m＋mg＝H＋μmg＋mg结合QI曲线知μmg＋mg＝5.8解得μ＝0.3。8/98/9
