辽宁省师大附中2020届高三物理上学期开学考试试题(含解析)

辽宁省师大附中2020届高三物理上学期开学考试试题（含解析）

一、选择题(本题包括10个小题，每小题6分，共60分。1—6小题为单选，7—10小题为多选，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。)

1.一个物体从某一高度做自由落体运动．已知它在第1 s 内的位移恰为它在最后1 s 内位移的三分之一．则它开始下落时距地面的高度为（g ＝10 m/s 2

） A. 15 m B. 20 m C. 11.25 m D. 31.25 m

【答案】B 【解析】

【详解】物体在第1 s 内的位移：

2211

101m=5m 22

h gt ??＝＝

则物体在最后1 s 内的位移为15 m ，对最后1 s 可得：

()2211

115 m 22

gt g t 总总--＝ 可解得：

t 总＝2 s

则物体下落时距地面的高度为：

2211==102m=20m 22

H gt ??总

A ．15m 与分析不符，故A 错误.

B ．20m 与分析相符，故B 正确

C ．11.25m 与分析不符，故C 错误

D ．31.25m 与分析不符，故D 错误

2.假期里，一位同学在厨房里协助妈妈做菜，对菜刀发生了兴趣．他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样，如图所示，菜刀横截面为等腰三角形，刀刃前部的横截面顶角较小，后部的顶角较大，他先后做出过几个猜想,其中合理的是

A. 刀刃前部和后部厚薄不匀，仅是为了打造方便,外形美观,跟使用功能无关

B. 在刀背上加上同样的压力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关

C. 在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大

D. 在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大

【答案】D

【解析】

把刀刃部分抽象后，可简化成一个等腰三角劈，设顶角为2θ，背宽为d，侧面长为l，如图乙所示．当在劈背施加压力F后，产生垂直侧面的两个分力F1、F2，使用中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体．由对称性知，这两个分力大小相等（F1=F2），因此画出力分解的平行四边形，实为菱形，如图丙所示．在这个力的平行四边形中，取其四分之一考虑（图中阴影部分），根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系，由关系式，得F1=F2，由此可见，刀背上加上一定的压力F时，侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关，顶角越小，sin θ的值越小，F1和F2越大．但是，刀刃的顶角越小时，刀刃的强度会减小，碰到较硬的物体刀刃会卷口甚至碎裂，实际制造过程中为了适应加工不同物体的需要，所以做成前部较薄，后部较厚．使用时，用前部切一些软的物品（如鱼、肉、蔬菜、水果等），用后部斩劈坚硬的骨头之类的物品，俗话说：“前切后劈”，指的就是这个意思．故D正确．

3.如图所示，人沿水平方向拉牛，但没有拉动，下列说法正确的是( )

A. 绳拉牛的力小于牛拉绳的力

B. 绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力

C. 绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力

D. 绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是相互作用力

【答案】C

【解析】 【分析】

作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，与平衡力的区别在于：平衡力作用在同一物体上，作用力反作用力作用在不同的物体上．

【详解】绳拉牛的力和牛拉绳的力，分别作用在牛和绳上面，是一对相互作用力，所以大小相等，故AB 错误；因为牛处于静止状态，所以绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，作用在同一个物体上，是一对平衡力，大小相等，故C 正确；D 错误；故选C ．

【点睛】该题考查对作用力、反作用力的理解，解决本题的关键是理解作用力和反作用力的关系以及与平衡力的区别．

4.如图所示，一水平的浅色长传送带上放置一质量为m 的煤块(可视为质点)，煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ.初始时，传送带与煤块都是静止的．现让传送带以恒定的加速度a 开始运动，当其速度达到v 后，便以此速度做匀速运动．经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动，关于上述过程，以下判断正确的是(重力加速度为g )( )

A. μ与a 之间一定满足关系a g

μ>

B. 煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的位移为2

v g

μ

C. 煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为

v g

μ D. 黑色痕迹的长度为()22

2a g v a μ-

【答案】C 【解析】

【详解】A.要发生相对滑动，传送带的加速度需大于煤块的加速度，即a g μ>，则有：

a

g

μ<

故选项A 不符合题意；

BC.当煤块的速度达到v 时，经历的时间：

v

t g

μ=

经过的位移：

2

12v x g

μ=

故选项B 不符合题意，C 符合题意； D.此时传送带的位移：

222

2()22v v v v v x v a g a g a

μμ+--==

则黑色痕迹的长度：

222122v v L x x g a

μ=--=

故选项D 不符合题意．

5.在水平路面上做匀速直线运动的小车上有一固定的竖直杆，车上的三个水平支架上有三个完全相同的小球A 、B 、C ，它们离地面的高度分别为3h 、2h 和h ，当小车遇到障碍物P 时，立即停下来，三个小球同时从支架上水平抛出，先后落到水平路面上，如图所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )

A. 三个小球落地时间差与车速有关

B. 三个小球落地点的间隔距离L 1＝L 2

C. 三个小球落地点的间隔距离L 1

D. 三个小球落地点的间隔距离L 1>L 2 【答案】C 【解析】

试题分析：据题意三个小球从车上水平抛出后均做平抛运动，平抛运动的时间与高度有关，所以A 选项错误；据h=gt 2，三个小球的落地时间比为t A ：t B ：t C 32，又据L=vt ，小

球落地间隔距离之比为：L 1：L 2=（3

-2）：（2-1）<1，说明L 1

6.如图所示，长为L 的细绳一端固定在O 点，另一端拴住一个小球．在O 点的正下方与O 点相距

23

L

的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子A ．把球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，当细绳碰到钉子后的瞬间（细绳没有断），下列说法正确的是

A. 小球的向心加速度突然增大到原来的3倍

B. 小球的

线速度突然增大到原来的3倍 C. 小球的角速度突然增大到原来的1.5倍 D. 细绳对小球的拉力突然增大到原来的1.5倍 【答案】A 【解析】

【详解】B.小球摆下后由机械能守恒可知：2

12

mgL mv =，因小球下降的高度相同，故小球到达最低点时的线速度相同，故B 错误. C.由于半径变为原来的1

3

，根据v =rω可得，小球的角速度突然增大到原来的3倍，故C 错误.

A.根据2

v m ma r =,可知半径变为原来的13

，向心加速度突然增大到原来的3倍，故A 正确.

D.在最低点由：2v F mg m r -=,可得22=v mgL

F mg m mg r r

=++，半径改变前3F mg =，

半径变为原来的13

时，可知7F mg '=，则拉力变为原来的7

3倍；故D 错误.

7.如图所示，一条细细一端与地板上的物体B （物体B 质量足够大）相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与小球A 相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O′点，细线与竖直方向所成的角度为α，则

A. 如果将物体B在地板上向右移动稍许，α角将增大

B. 无论物体B在地板上左移还是右移，只要距离足够小，α角将不变

C. 增大小球A的质量，α角一定减小

D. 悬挂定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力

【答案】AD

【解析】

对小球A受力分析，受重力和拉力，根据平衡条件，有：T=mg；如果将物体B在地板上向右移动稍许，则∠AOB增加；对滑轮分析，受三个拉力，如图所示：

根据平衡条件，∠AOB=2α，故α一定增加，故A正确，B错误；增大小球A的质量，系统可能平衡，故α可能不变，故C错误；由于∠AOB=2α＜90°，弹力F与两个拉力T的合力平衡，而T=mg．故定滑轮的细线的弹力不可能等于小球A的重力，故D正确；故选AD.

8. 如图所示光滑管形圆轨道半径为R（管径远小于R），小球a．b大小相同，质量相同，均为m，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动.两球先后以相同速度v通过轨道最低点，且当小球a在最低点时，小球b在最高点，以下说法正确的是（）

A. 当v=时，小球b在轨道最高点对轨道无压力

B. 当小球b在最高点对轨道无压力时，小球a比小球b所需向心力大5mg

C. 速度v至少为，才能使两球在管内做圆周运动

D. 只要v≥,小球a对轨道最低点压力比小球b对轨道最高点压力都大6mg 【答案】AD

【解析】

试题分析：当小球b在轨道最高点对轨道无压力，根据牛顿第二定律得，

2

v

mg m

R

'

=，解得

v gR

'=．根据动能定理得mg2R＝1

2

mv2?

1

2

mv′2，解得v＝．故A正确．小球b通过

最高点无压力时，速度v gR

=，设小球a在最低点的速度为v′，根据动能定理知，mg?2R

＝1

2

mv′2?

1

2

mv2，解得v′＝．

所以小球a在最低点的向心力为F n

2

v

m

R

'

=＝5mg，b球在最高点的向心力F n′＝

2

v

m

R

＝mg，

小球a比小球b所需的向心力大4mg．故B错误．小球通过最高点的最小速度为零，根据动能

定理得，mg?2R＝1

2

mv2?0，解得最小速度v=4gR．故C错误．v≥时，最高点的速度

大于等于gR，则小球在最高点受到向下的弹力，设小球在最高点的速度为v1，最低点的速

度为v2，根据牛顿第二定律得，最高点F1+mg＝

2

1

v

m

R

，最低点F2?mg＝

2

2

v

m

R

，则压力差△F

＝F2?F1＝2mg+m(

22

21

v v

R

-

)，又mg?2R＝

1

2

mv22?

1

2

mv12，解得△F=6mg．即只要v≥,小球

a对轨道最低点压力比小球b对轨道最高点压力都大6mg，故D正确．故选AD．

考点：动能定理；牛顿第二定律；圆周运动.

【名师点睛】本题考查牛顿第二定律和动能定理的综合，知道圆周运动向心力的来源，以及小球通过最高点的临界情况是解决本题的关键；此题是一道综合题，意在考查学生利用物理规律综合分析问题解决问题的能力．

9.如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、E k、S分别表示卫星

的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有

A. T A >T B

B. E kA >E kB

C. S A =S B

D. 3322A B A B

R R T T =

【答案】AD 【解析】 【详解】根据2

222()Mm G

m r m r r T

πω== 知，轨道半径越大，周期越大，所以T A >T B ，故A 正确；由2

2Mm mv G r r

= 知：GM v r =，所以v B >v A ，又因为质量相等，所以E kB >E kA ，故B

错误；根据开普勒第二定律可知，同一行星与地心连线在单位时间内扫过的面积相等，所以C 错误；由开普勒第三定律知，D 正确．

【点睛】重点是要掌握天体运动的规律，万有引力提供向心力．选项C 容易错选，原因是开普勒行星运动定律的面积定律中有相等时间内行星与太阳的连线扫过的面积相等．这是针对某一行星的，而不是两个行星． 10.下列说法中正确的是（ ）

A. 布朗运动反映的是液体分子的无规则运动

B. 根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体

C. 物体放出热量，温度一定降低

D. 气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的

E. 热量是热传递过程中，物体间内能的转移量；温度是物体分子平均动能大小的量度 【答案】ADE 【解析】

【详解】A ．布朗运动是固体小颗粒无规则的运动，反映了液体分子无规则的运动，A 正确； B ．热量可以从低温物体传到高温物体，但要引起其他方面的变化，不能自发的从低温物体传到高温物体，B 错误；

C ．物体放出热量时，若同时外界对物体做功，则温度可以升高，C 错误；

D ．大量气体分子对器壁的

持续撞击引起了气体对容器壁的压强，D 正确；

E ． 在热传递过程中，用热量度量物体间内能的改变量；温度是物体分子平均动能大小的量度，E 正确； 故选ADE 。

【点睛】考察对热力学第二定律、布朗运动、封闭气体压强、温度的微观定义的理解。 二、填空题：本题包括2小题，共16分。

11.研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，其中斜面倾角θ可调．打点计时器的工作频率为50 Hz.纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出．

（1）部分实验步骤如下：

A ．测量完毕，关闭电源，取出纸带．

B ．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车．

C ．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连．

D ．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔． 上述实验步骤的正确顺序是：________（用字母填写）． （2）图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T ＝________s. （3）计数点5对应的瞬时速度大小的计算式为v 5＝________．

（4）为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a ＝____________． 【答案】 (1). DCBA (2). 0.1 (3).

45

2x x T

+ (4). ()()4561232

9x x x x x x T ++-++

【解析】

【详解】(1)[1]按常规实验步骤，先安装再操作后整理，再根据打点计时器的使用方法可知正确步骤为DCBA. (2)[2]因为：

T 打＝

1

50

s ＝0.02 s 因为相邻两计数点间有4个记录点未画出，故计数点的时间间隔T ＝5T 打＝0.1 s. (3)[3]由：

2

t x

v v t ＝＝

得45

52x x v T

+=

. (4)[4]为了充分利用数据，应采用逐差法：

a ＝

()()4561232

9x x x x x x T ++-++.

12.如图为“用DIS （位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置．

（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的

重力作为___________，用DIS 测小车的加速度．

（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F 关系图线（如图所示）．

①分析此图线的OA 段可得出的实验结论是___________．

②此图线的AB 段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是（ ） A.小车与轨道之间存在摩擦 B.导轨保持了水平状态 C.所挂钩码总质量太大 D.所用小车的质量太大

【答案】 (1). 小车的质量 (2). 小车所受的合外力 (3). 质量不变的情况下，加速度与合外力成正比 (4). C

【解析】

试题分析：（1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持小车的总质量不变，用钩码所受的重力大小作为小车所受合外力；（2)①在小车质量不变的条件下，加速度大小与所受的合外力大小成正比；②设小车的质量为M ，钩码的质量为m ，由实验原理得：mg=Ma ，得a F

mg M M

==，而实际上mg

a M m

'=

+，可见AB 段明显偏离直线是由于没有满足M ＞＞m 造成的．故C 正确．

考点：验证牛顿第二定律．

三、计算题（24分）

13.如图所示，从A 点以某一水平速度v 0抛出一质量m ＝1 kg 的小物块(可视为质点)，当物块运动至B 点时，恰好沿切线方向进入∠BOC ＝37°的固定光滑圆弧轨道BC ，经圆弧轨道后滑上与C 点等高、静止在粗糙水平面上的长木板上，圆弧轨道C 端的切线水平．已知长木板的质量M ＝4 kg ，A 、B 两点距C 点的高度分别为H ＝0.6 m 、h ＝0.15 m ，R ＝0.75 m ，物块与长木板之间的动摩擦因数μ1＝0.7，长木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2，g ＝10 m/s 2

.求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

(1)小物块的初速度v 0及在B 点时的速度大小； (2)小物块滑动至C 点时，对圆弧轨道的压力大小； (3)长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板． 【答案】(1)4 m/s 5 m/s (2)47.3 N (3)2.0 m 【解析】

【详解】(1)从A 点到B 点，物块做平抛运动，则有：

2

12

H h gt -=

设到达B 点时竖直分速度为y v ，则有：

y gt =v

联立解得：3m/s y v =

此时速度方向与水平面的夹角为37θ=? 则有：

3tan 4

y v v θ=

=

可得：04m/s v = 在B 点时的速度大小：

15m/s v ==

(2)从A 点至C 点，由动能定理有：

22

201122

mgH mv mv =

- 设物块在C 点受到的支持力为N F ，则有：

2

2

N mv F mg R

-=

解得：2v =，47.3N N F =

根据牛顿第三定律可知，物块在C 点时对圆弧轨道的压力大小为47.3 N (3)小物块与长木板间的滑动摩擦力：

17N f F mg μ==

长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力：

20(1N )f F M m g μ'=+=

因为f f F F <'，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动 小物块在长木板上做匀减速运动 则长木板的长度至少为：

22

1 2.0m 2v l g

μ=

=