1、- 1 -河南省永城市实验高级中学 2019 届高三物理上学期期中试题（含解析）一、选择题：本题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分。其中 18 小题为单选， 912 小题为多选，全部选对的得 5 分，选不全的得 3 分，有选错或不答的得 0 分。1.以下说法正确的是（ ）A. 绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的液滴处于平衡状态B. 洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水份甩掉C. 匀速直线运动因为受合力等于零，所以机械能一定守恒D. 合力对物体做功为零时，机械能一定守恒【答案】B【解析】试题分析：绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的液滴重力提供向心力，处于完全失重状态，故 A 错误
2、；洗衣机脱水时，利用离心运动把附着在衣物上的水份甩掉，故 B 正确；匀速直线运动受到的合力等于零，但机械能不一定守恒，如竖直方向的匀速直线运动机械能不守恒，故 C 错误；合力对物体做功为零时，可能有除重力以外的力对物体做功，机械能不守恒，如起重机匀速向上吊起货物时货物的机械能不守恒，故 D 错误。考点：机械能守恒定律；牛顿运动定律的应用-超重和失重【名师点睛】解决本题时要知道飞行器绕地球做圆周运动时，里面的液滴处于完全失重状态机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功可举例来分析抽象的概念题。2.汽车紧急刹车后，停止运动的车轮在水平地面上滑动直至停止，在地面上留下的痕迹称为刹车线由刹车线的长短可知汽
3、车刹车前的速度已知汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为080，测得刹车线长 25 m汽车在刹车前瞬间的速度大小为(重力加速度 g 取 10 m/s2)A. 40 m/s B. 30 m/s C. 10 m/s D. 20 m/s【答案】D【解析】【分析】分析刹车后汽车的合外力，进而求得加速度；再根据匀变速运动规律，由位移求得速度【详解】刹车后汽车的合外力为摩擦力 f=mg，加速度 a g8 m/s2；又有刹车线长25m，故可由匀变速直线运动规律得到汽车在刹车前的瞬间的速度大小- 2 -；故 ABC 错误，D 正确；故选 D。【点睛】运动学问题，一般先根据物体受力，利用牛顿第二定律求得加速度，然后再
4、由运动学规律求解相关位移、速度等问题3. 一遥控玩具小车在平直路上运动的位移时间图象如图所示则( )A. 15s 末汽车的位移为 300mB. 20s 末汽车的速度为lm/sC. 前 10s 内汽车的加速度为 3m/s2D. 前 25s 内汽车做单方向直线运动【答案】BC【解析】由图看出，15s 末汽车的位移为 30m故 A 正确20s 末汽车的速度等于 15-25s 图象的斜率，则有 故 B 正确前 10s 内汽车做匀速直线运动，加速度为 0故C 错误汽车在 0-10s 内沿正方向做匀速直线运动；10-15s 内处于静止状态；15-25s 内汽车沿负方向做匀速直线运动故 D 错误故选 AB.
5、点睛：此题关键要知道位移图象纵坐标的变化量等于物体位移的大小图象的斜率等于物体速度的大小.4.如图所示，一条不可伸长的轻绳一端固定于悬点 O，另一端连接着一个质量为 m 的小球。在水平力 F 的作用下，小球处于静止状态，轻绳与竖直方向的夹角为 ，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是A. 绳的拉力大小为 mgtan B. 绳的拉力大小为 mgcos C. 水平力 F 大小为 mgcos D. 水平力 F 大小为 mgtan - 3 -【答案】D【解析】【分析】以小球为研究对象进行受力分析，画出受力示意图，根据几何关系求解。【详解】以小球为研究对象进行受力分析，如图所示：根据平衡条件可得：绳的拉
6、力大小为：T= ，水平力 F 大小为：F=mgtan ，故 ABC 错误，D 正确。故选 D。【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。5.一水平抛出的小球落到一倾角为 的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为A. 2tan B. C. D. tan【答案】C【解析】【分析】物体做平抛运动，我们可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解，两
7、个方向上运动的时间相同【详解】如图平抛的末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角 ，则有：tan= 。则下落高- 4 -度与水平射程之比为： ，所以 C 正确。故选 C。6.假设发射两颗探月卫星 A 和 B，如图所示，其环月飞行距月球表面的高度分别为 200km 和100km若环月运行均可视为匀速圆周运动，则A. B 环月运行的周期比 A 小B. B 环月运行时向心加速度比 A 小C. B 环月运行的速度比 A 小D. B 环月运行的角速度比 A 小【答案】A【解析】【分析】卫星绕月球做圆周运动时，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律列方程，求出向心加速度、线速度、周期表达式，然后分析答题【详解】设卫
8、星的质量为 m、轨道半径为 r、月球质量为 M，嫦娥卫星绕月球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力得： ，周期 T=2 ，卫星 A 的轨道半径大于 B 的轨道半径，所以 B 环月运行的周期比 A 小，故 A 正确；向心加速度 a= ，卫星 A 的轨道半径大于 B 的轨道半径，所以 B 环月运行时向心加速度比 A 大，故 B 错误；，卫星 A 的轨道半径大于 B 的轨道半径，所以 B 环月运行的速度比 A 大，故 C 错误；角速度 ，卫星 A 的轨道半径大于 B 的轨道半径，所以 B 环月运行的角速度比 A 大，故 D 错误；故选 A。【点睛】本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出加速度、线
9、速度、周期的表达式，再进行讨论- 5 -7.若潜水艇在水下航行时，受到的阻力大小与它的速率的二次方成正比，比例系数为 k，已知发动机的额定功率为 Pe，则：该潜水艇水下的最大航行速度大小（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】根据题意可设 ，当牵引力等于阻力时，速度最大，即 ，则潜水艇水下最大航行的速度为 ，故 D 正确8.如图所示，一个质量为 的物体（可视为质点）以某一速度从 点冲上倾角为 30的固定斜面，其运动的加速度大小为 0.6g，该物体在斜面上上升的最大高度为 ，则在这个过程中物体的（g=10m/s 2）A. 整个过程中物体机械能守恒B. 重力势能增加了 0.5mghC. 机
10、械能损失了 0.2mghD. 动能损失了 1.1mgh【答案】C【解析】【分析】由机械能守恒定律的条件判断；重力势能的增加量等于克服重力做的功；动能变化等于合外力做的功；机械能变化量等于除重力外其余力做的功【详解】由牛顿第二定律得：mgsin30+f=m0.6g，解得摩擦力 f=0.1mg，此过程有摩擦力做功，机械能不守恒，故 A 错误；物体在斜面上能够上升的最大高度为 h，所以重力势能增加了E P=mgh，故 B 错误；由功能关系知，机械能的损失量为：E=fs=0.1mg2h=0.2mgh，故 C 正确。由动能定理可知，动能损失量为合外力做的功的大小，即：E k=F 合s=mg0.62h=1
11、.2mgh，故 D 错误；故选 C。【点睛】本题关键根据功能关系的各种具体形式得到重力势能变化、动能变化和机械能变- 6 -化重力势能变化与重力做功有关；动能的变化与合力做功有关；机械能的变化与除重力以外的力做功有关9.如图所示，水平放置的转盘以角速度 匀速转动，放在转盘上的质量为 m 的小物体跟着转盘一起做匀速圆周运动。已知物体距圆心 O 的距离为 R。物体与转盘间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 g。关于物体受到的摩擦力，下列说法正确的是A. 方向与物体的瞬时速度方向相反B. 方向指向圆心C. 大小一定为 m 2RD. 大小一定为 mg【答案】BC【解析】【分析】对物体进行受力分析，受重力，
12、支持力，由于圆周运动物体具有离心趋势，受指向圆心的静摩擦力。因为在水平面上运动，故而重力和支持力平衡，即合力等于静摩擦力，合力提供向心力。【详解】A、B.由于圆周运动物体具有离心趋势，受指向圆心的静摩擦力，与速度垂直，则A 错误，B 正确；C.摩擦力充当向心力即大小一定为 m 2R，则 C 正确；D.摩擦力不一定达到最大静摩擦力，即大小不一定为 mg ，则 D 错误；故选 BC。10.火星绕太阳运转可看成是匀速圆周运动，设火星运动轨道的半径为 r，火星绕太阳一周的时间为 T，万有引力常量为 G 则可以知道( )A. 火星的质量为 B. 火星的向心加速度C. 太阳的质量为 D. 太阳的平均密度-
13、 7 -【答案】C【解析】A、B、根据万有引力提供向心力，只能求出中心天体的质量，无法求出环绕天体的质量，所以无法求出火星的质量以及密度，AB 错误；根据 得，太阳的质量： 因为太阳的半径未知，则无法求出太阳的密度， C 正确；D 错误；故选 C。11.如图所示为甲、乙两个质点同时、同地向同一方向运动的 vt 图，由图可知A. 在 03 s 内，甲做匀加速直线运动B. 甲在 3 s 后改做匀速运动，在 7 s 末乙追上甲C. 57 s 内两者相互逐渐靠近D. 07 s 内两者在前进方向上的最大距离大于 5 m【答案】CD【解析】【详解】在 03s 内，甲的速度时间图象是曲线，所以甲做变加速运动
14、，故 A 错误。甲在 3s后改做匀速运动，在 07s 内甲图形所包围的面积大于乙图形所包围的面积，所以在 7s 末乙没有追上甲，故 B 错误。5s 末，甲在前面，乙在后面，但 5s 末后乙的速度大于甲的速度，所以 57s 内两者相互逐渐靠近，故 C 正确。当两者速度相等时，前进方向上的距离最大，在 05s 内，图形所包围的面积等于它们的位移，根据面积之差知道最大距离大于 5m，故 D正确。故选 CD。【点睛】解决图象问题一是要注意图象的横纵坐标的含义以确定是什么图象；二是要明白图象代表的物理含义：速度图象的斜率等于物体的加速度；“面积”表示位移12.如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量
15、为 m = 0.2 kg 的小球从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内） ，其速度 v 和弹簧压缩量 x 的函数图象如图乙所示，其中 A 为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间- 8 -的机械能损失不计，取重力加速度 g = 10 m/s2，则下列说法中正确的是( )A. 该弹簧的劲度系数为 20 N/mB. 当 x = 0.3 m 时，小球处于超重状态C. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大D. 小球刚接触弹簧时速度最大【答案】ABC【解析】【分析】由图象可知，当x=0.1m 时，小球的速度最大，加速度为零，此时重力等于弹簧对
16、它的弹力，根据 kx=mg 求出 k，再求出最低点的弹力，根据牛顿第二定律求解在最低点的加速度，与刚开始接触时比较得出什么时候加速度最大，小球和弹簧组成的系统机械能守恒。【详解】由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当x 为 0.1m 时，小球的速度最大，然后减小，说明当x 为 0.1m 时，小球的重力等于弹簧对它的弹力。所以可得：kx=mg，解得： ，故 A 正确；当x=0.3m 时，物体的速度减小，加速度向上，故说明物体处于超重状态，故 B 正确；图中的斜率表示加速度，则由图可知，从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大，故 C 正确；由
17、小球的速度图象知，开始小球的速度增大，小球的重力大于弹簧对它的弹力，当x 为 0.1m 时，小球的速度最大，然后速度减小，故 D 错误；故选 ABC。【点睛】解答本题要求同学们能正确分析小球的运动情况，能根据机械能守恒的条件以及牛顿第二定律解题，知道从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧弹力一直做增大，弹簧的弹性势能一直增大。二、实验题：本题共 2 小题，每空 2 分，共 16 分。13. 如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置- 9 -（1）实验中使用的电源频率是 50 Hz，则纸带上打出的相邻两点的时间间隔为 s（2）实验时，应使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上这样做可以 （
18、选填“消除” 、 “减小”或“增大” ）纸带与限位孔之间的摩擦（3）在实际测量中，重物减少的重力势能通常会 （选填“略大于” 、 “等于”或“略小于” ）增加的动能【答案】 （1） 0.02 （2） 减少 （3） 略大于【解析】试题分析：（1）打点时间间隔为 T= （2）使打点计时器的两个限位孔在同一竖直线上这样做只能减小摩擦，不能消除（3）因存在空气阻力及纸带与打点计时器间摩擦，减小的重力势能由一部分转化成内能，故增大的动能要略小于减小的重力势能。考点：“验证机械能守恒定律”实验14.某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律(1)通过实验得到如图乙所示的 a F 图象，由图可以看出：在平衡
19、摩擦力时，木板与水平桌面间的夹角_（填“偏大” 、 “偏小” ） (2)该同学在重新平衡摩擦力后进行实验，小车在运动过程中所受的实际拉力_（填“大于” 、 “小于”或“等于” ）砝码和盘的总重力，为了便于探究、减小误差，应使小车质量 M 与砝码和盘的总质量 m 满足_的条件- 10 -(3)经过实验，该同学得到如图丙所示的纸带已知打点计时器电源频率为50Hz， A、 B、 C、 D、 E、 F、 G 是纸带上 7 个连续的点 x xDG xAD_cm由此可算出小车的加速度 a_m/s 2（该空结果保留两位有效数字） 【答案】 （1）偏大 （2）Mm （3）0.20【解析】试题分析：（1）图中当
20、 F=0 时，a0也就是说当绳子上没有拉力时，小车的加速度不为0，说明小车的摩擦力小于重力的分力，所以原因是平衡摩擦力时角度过大；（2）根据牛顿第二定律得， ，解得 ，则绳子的拉力 ，知当砝码总质量远小于滑块质量时，滑块所受的拉力等于砝码的总重力，所以应满足的条件是砝码的总质量远小于滑块的质量。（3）由 得考点：本题考查验证牛顿第二定律三、计算题（共 34 分）15.如图，一物块在水平拉力 F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持 F 的大小不变，而方向与水平面成 60角，物块也恰好做匀速直线运动，求物块与桌面间的动摩擦因数（计算结果保留两位小数）【答案】【解析】【详解】F 水平时: 当保
21、持 F 的大小不变,而方向与水平面成 60角时, 物块也恰好做匀速直线运动 则- 11 -联立计算得出: 故本题答案是：【点睛】拉力水平时,二力平衡,拉力倾斜时,物体匀速运动,依然是平衡状态,分别根据共点力的平衡条件列式,联立即可求解.16.民航客机在发生意外紧急着陆后，打开紧急出口，会有一条狭长的气囊自动充气，形成一条连接出口与地面的斜面，乘客可沿斜面滑行到地上。若某客机紧急出口下沿距地面高h=3.2m，气囊所构成的斜面长度 L=6.4m，一个质量 m=60kg 的人沿气囊滑下时受到大小恒定的阻力 f=225N，重力加速度 g 取 10m/s2，忽略气囊形变的影响。求：（1）人沿气囊滑下的过
22、程中，人克服阻力所做的功和人的重力做功的平均功率；（2）人滑至气囊底端时速度的大小；【答案】 （1）1440J；600W（2）4m/s【解析】【分析】（1）根据功的计算公式求解人克服阻力所做的功以及重力功，在由 P=W/t 求解平均功率；（2）根据动能定理求解人滑至气囊底端时速度的大小；【详解】 （1）人沿气囊滑下的过程中，设人克服阻力所做的功为 Wf ；则 Wf=fL解得：W f=1440J；重力做功：W G=mgh=1920J设人滑至气囊底端时速度的大小为 v，人沿气囊滑下的过程，根据动能定理有：mgh-Wf= mv2解得 v=4m/s；下滑到底端的时间: ，则重力做功的平均功率 （2）由
23、（1）可知人滑至气囊底端时速度的大小为 4m/s；【点睛】利用动能定理解题时注意：（1）分析物体受力情况，确定哪些力是恒力，哪些力是变力；（2）找出其中恒力的功及变力的功；（3）分析物体初末状态，求出动能变化量；- 12 -（4）运用动能定理求解。注意平均功率和瞬时功率求解方法的不同.17. 某星球的质量约为地球的 6 倍，半径约为地球的 15 倍，在该星球表面进行如下实验：如图所示，光滑水平面 AB 与竖直面内的半圆形导轨在 B 点相切，半圆形导轨的半径为 R。一个质量为 m 的物体将弹簧压缩至 A 点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过 B 点进入导轨的瞬间
24、对轨道的压力为其在星球上受到重力的 7 倍，之后向上运动恰能到达最高点 C。 （已知地球表面重力加速度 g，不计空气阻力）求：（1）该星球表面的重力加速度（2）物体在 A 点时弹簧的弹性势能；（3）物体从 B 点运动至 C 点的过程中产生的内能。【答案】 （1） g（2）8mgR（3）【解析】试题分析：（1）据万有引力规律,解得 g/= g（2）在 B 点，据牛顿第二定律物块与弹簧组成的系统在 AB 段机械能守恒解得 =8mgR（3）恰能过 C 点，则从 B 到 C 过程中，对物块列动能定理- 13 - =Q解得考点：万有引力定律；牛顿第二定律；动能定理【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律和能量守恒定律的综合运用，知道圆周运动向心力的来源是解决本题的关键，物体恰好通过最高点 C，根据牛顿第二定律求出 C 点的临界速度；搞清能量之间的转化关系- 14 -
