2019届黑龙江省哈尔滨市第三中学校高三上学期第一次调研考试物理试题（解析版）

2019届黑龙江省哈尔滨市第三中学校高三上学期第一次调研考试物理试题（解析版）

一、选择题（本题共11小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1-8题只有一个选项正确，9-11题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的不得分）

1.关于加速度，下列说法正确的是　　

A. 加速度的方向一定与物体运动的方向相同

B. 加速度表示物体运动的快慢

C. 加速度表示物体运动速度变化的快慢

D. 加速度表示物体运动速度变化的大小

【答案】C

【解析】

【详解】B、C、D项，由加速度的定义可知，加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，不是物体运动的快慢，也不是物体运动速度变化的大小。故BD项错误，C项正确。

A项，加速度的方向与物体速度变化的方向一样，也与合外力的方向相同，但与物体运动方向不一定相同。故A项错误。

故选C

2.已知河水自西向东流动，流速为v1，小船在静水中的速度为v2，且v2＞v1，用小箭头表示船头的指向及小船在不同时刻的位置，虚线表示小船过河的路径，则下图中可能的是（ ）

【答案】C

【解析】

试题分析：船参与了静水运动和水流的运动，根据平行四边形定则得出合速度的方向，确定其运动的轨迹．

若静水速的方向垂直河岸，水流速自西向东，根据平行四边形定则，则合速度的方向偏向下游，渡河的轨迹为倾斜的直线，A错误C正确；静水速斜向下游，根据平行四边形定则知，合速度的方向不可能与静水速的方向重合，B错误；根据平行四边形定则知，合速度的方向夹在静水速和水流速之间，不可能垂直河岸，D错误．

3.下列关于天体运动的相关说法中，正确的是：

A. 地心说的代表人物是哥白尼，认为地球是宇宙的中心，其它星球都在绕地球运动

B. 牛顿由于测出了万有引力常量而成为第一个计算出地球质量的人

C. 所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的焦点上

D. 地球绕太阳公转时，在近日区域运行的比较慢，在远日区域运行的比较快

【答案】C

【解析】

【详解】A. 地心说的代表人物是托勒密，认为地球是宇宙的中心，其它星球都在绕地球运动，故A错误；

B. 卡文迪许由于测出了万有引力常量而成为第一个计算出地球质量的人，故B错误；

C. 根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的焦点上，故C正确；

D.对同一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等。地球绕太阳公转时，在近日区域运行的比较快，在远日区域运行的比较慢，故D错误；

故选：C

4.如图，物体A套在竖直杆上，经细绳通过定滑轮拉动物体B在水平面上运动，开始时A、B间的细绳呈水平状态，现由计算机控制物体A的运动，使其恰好以速度v沿杆匀速下滑（B始终未与滑轮相碰），则

A. 绳与杆的夹角为a时，B的速率为vsin a

B. 绳与杆的夹角为a时，B的速率为vcosa

C. 物体B也做匀速直线运动

D. 物体B做匀加速直线运动

【答案】B

【解析】

将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的两个分速度，如图所示：

根据平行四边形定则得： ，物体A沿杆匀速下滑，减小，增大，增大，所以物体B做加速直线运动，但不是做匀加速直线运动，故B正确，ACD错误；

故选B。

【点睛】解决本题的关键知道物体A沿绳子方向的分速度等于B的速度大小，根据平行四边形定则进行分析。

5.如图，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的。其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的齿轮边缘的两点，若A轮半径是B轮半径的倍，则下列说法中正确的是（  ）

A. A、B两点的线速度大小之比为

B. A、B两点的角速度大小

C. A、B两点的周期之比为

D. A、B两点的向心加速度之比为

【答案】AB

【解析】

A、B项：正带的传动属于齿轮传动，A与B的线速度大小相等，二者的半径不同，由v=ωr可知，角速度，所以角速度之比等于半径的反比即为2：3，故A、B正确；

C项：由公式可知，周期之比等于角速度反比即3：2，故C错误；

D项：由公式可知，，故D错误。

6.如图所示，某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上，若斜面雪坡的倾角为，飞出时的速度大小为，不计空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为g，则：

A. 如果不同，则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同

B. 不论多大，该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的

C. 运动员落到雪坡时的速度大小是

D. 运动员在空中经历的时间是

【答案】B

【解析】

【详解】设在空中飞行时间为t，运动员在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动；

D.运动员竖直位移与水平位移之比：，则有飞行的时间t= ， 故D错误；

C.竖直方向的速度大小为：vy=gt=2v0tanθ，运动员落回雪坡时的速度大小为：v= ，故C错误；

AB、设运动员落到雪坡时的速度方向与水平方向夹角为α,则tanα= ，由此可知，运动员落到雪坡时的速度方向与初速度方向无关，初速度不同，运动员落到雪坡时的速度方向相同，故A错误，B正确；

故选：B.

【点睛】运动员做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由斜面倾角的正切等于竖直位移与水平位移之比，从而求出运动的时间；因此可求出竖直方向的运动速度，求解运动员落地点时的速度方向。

7.如图所示，有两个相同材料物体组成的连接体在斜面上运动，当作用力F一定时，m2所受绳的拉力( )

A. 与θ无关

B. 与斜面动摩擦因数无关

C. 与系统运动状态有关

D. FT＝，仅与两物体质量有关

【答案】ABD

【解析】

试题分析：根据整体法，隔离研究可得，可以求得绳子的拉力，D项正确；可以得出绳子拉力与角度无关，所以A项正确；与斜面的动摩擦因数无关，所以B项正确；与系统的运动状态无关，所以C项错误。

考点：本题考查了牛顿第二定律

8.甲、乙两物体同时从同一地点、沿同一方向做直线运动，其v-t图象如图所示,则(　　)

A. 1 s末，甲和乙相遇

B. 0—2 s内，甲、乙间的距离越来越大

C. 2—6 s内，甲相对乙的速度大小恒为2 m/s

D. 0—6 s内，4 s末甲、乙间的距离最大

【答案】C

【解析】

A、甲、乙两个物体从同一地点沿同一方向做直线运动，当位移相等时，两者才到达同一位置，根据速度图象与坐标轴围成面积表示位移，可知，在t=1s时，乙的位移大于甲的位移，说明两者不在同一位置，故A错误；

B、0∼2s内，甲的速度先小于乙的速度，乙在甲的前方，后甲的速度大于乙的速度，则知甲乙间的距离先增大后减小，故B错误；

C、2s∼6s内，图象的斜率相同，则加速度相同，所以在t=2s至t=6s内，甲相对乙做匀速直线运动，甲相对乙的速度大小恒定，故C正确；

D、根据速度图象与坐标轴围成面积代表位移，以及两者速度关系可知：在t=0s至t=2s内，在t=1s末时刻，在这段时间内两者相距最远，为，在t=2s相遇；在t=2s至t=6s内，两者距离逐渐增大，在t=6s内相距最远，为，所以0∼6s内，8s末甲乙间的距离最大，故D错误；

故选C。

【点睛】在速度-时间图象中，纵坐标代表此时刻的瞬时速度，速度的符号表示速度的方向；图象与坐标轴围成面积代表位移，时间轴上方位移为正，时间轴下方位移为负．由此分析两个物体的运动情况。

9.如图所示，小车向右运动的过程中，某段时间内车中悬挂的小球A和车水平底板上的物块B都相对车厢静止，悬挂小球A的悬线与竖直线有一定夹角θ，B与车底板之间的动摩擦因数为0.75，假设B所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力．在这段时间内，下述判断中正确的是(     )

A. 物块B不受摩擦力作用

B. 物块B受摩擦力作用，大小恒定，方向向左

C. 要使A、B和车保持相对静止，θ最大为37°

D. 要使A、B和车保持相对静止，θ最大为53°

【答案】BC

【解析】

【详解】（1）根据小球所处的状态可知，小车正在向右做匀减速直线运动，故车厢内的物块B跟随小车一起向右做匀减速直线运动，加速度水平向左保持不变，根据牛顿第二定律可知，物块B一定受水平向左的恒定摩擦力作用，A错误，B正确；

（2）设能使A、B和车厢保持相对静止的最大加速度大小为，则此时B受到的摩擦力为最大静摩擦力，根据牛顿第二定律可知：，得；以小球A为研究对象进行受力分析，根据牛顿第二定律可知：，得，联立两个加速度表达式得：，则此时的角为。故要使A、B和车保持相对静止，θ最大为，C正确，D错误。

故本题选BC。

【点睛】（1）由A、B的状态可知它们的运动状态是一样的，故加速度相同，再对A受力分析可知其合力向左，故加速水平向左，得知B的加速度和受力状况；（2）要使A、B和车保持相对静止，则当B的摩擦力达到最大静摩擦力时，加速度最大，再对A受力分析，根据牛顿第二定律即可求解。

10.关于如图 a、b、c、d所示的四种圆周运动模型，说法正确的是：

A. 如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力大于车的重力

B. 如图b所示，在固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力

C. 如图c所示，轻质细杆一端固定一小球，绕另端0在竖直面内做圆周运动，在最高点小球所受合力可能为零

D. 如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力

【答案】CD

【解析】

【详解】A.图a汽车安全通过拱桥最高点时，重力和支持力的合力提供向心力，方向向下，所以支持力小于重力，根据牛顿第三定律，车对桥面的压力小于车的重力，故A错误；

B. 图b沿固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力和弹力作用，故B错误；

C.图c中轻质细杆一端固定的小球，在最高点速度为零时，小球所受合力为零，故C正确；

D. 图d中火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时，车轮对内外轨均无侧向压力，故D正确。

故选：CD

11.下列几组数据中能算出地球质量的是（万有引力常量G是已知的）（     ）

A. 地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离r

B. 月球绕地球运行的周期T和地球的半径R

C. 月球绕地球运动的角速度和轨道半径r

D. 月球绕地球运动的周期T和轨道半径r

【答案】CD

【解析】

A：知道地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离r，借助，算不出地球质量，可计算出太阳的质量。

BD：知道月球绕地球运行的周期T和月球绕地球的轨道半径r，借助，可计算出地球的质量。利用月球绕地球运行的周期T和地球的半径R算不出地球的质量。

C：知道月球绕地球运动的角速度和轨道半径r，借助可计算出地球的质量。

综上，能算出地球质量的是CD两项。

点睛：知道环绕天体的相关物理量可计算出中心天体的质量。

二、实验题（15分）

12.为了探究物体做匀速圆周运动时，向心力与哪些因素有关？某同学进行了如下实验：

如图甲所示，绳子的一端拴一个小沙袋，绳上离小沙袋L处打一个绳结A，2L处打另一个绳结B．请一位同学帮助用秒表计时．如图乙所示，做了四次体验性操作．

操作1：手握绳结A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周．体验此时绳子拉力的大小．

操作2：手握绳结B，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周．体验此时绳子拉力的大小．

操作3：手握绳结A，使沙袋在水平平面内做匀速圆周运动，每秒运动2周．体验此时绳子拉力的大小．

操作4：手握绳结A，增大沙袋的质量到原来的2倍，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周．体验此时绳子拉力的大小．

（1）操作2与操作1中，体验到绳子拉力较大的是____；

（2）操作3与操作1中，体验到绳子拉力较大的是____；

（3）操作4与操作1中，体验到绳子拉力较大的是____；

（4）总结以上四次体验性操作，可知物体做匀速圆周运动时，向心力大小与____有关．

A.半径          B.质量          C.周期          D.线速度的方向

（5）实验中，人体验到的绳子的拉力是否是沙袋做圆周运动的向心力____（“是”或“不是”）

【答案】    (1). 操作2    (2). 操作3    (3). 操作4    (4). ABC    (5). 不是

【解析】

【详解】(1)根据F=mrω2知，操作2与操作1相比，操作2的半径大，小球质量和角速度相等，知拉力较大的是操作2；

(2)根据F=mrω2知，操作3与操作1相比，操作3小球的角速度较大，半径不变，小球的质量不变，知操作3的拉力较大。

(3)操作4和操作1比较,半径和角速度不变,小球质量变大,根据F=mrω2知，操作4的拉力较大。

(4)由以上四次操作，可知向心力的大小与质量、半径、角速度有关。故选：ABC。

(5) 沙袋做圆周运动的向心力时绳子对沙袋的拉力，作用在沙袋上。而人体验到的绳子的拉力作用在人上，不是同一个力。

三、计算题(共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)

13.如图所示，一小球从平台上抛出，恰好无碰撞地落在临近平台的一倾角为α＝53°的光滑斜面上并下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h＝0.8m．(g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)

求：

(1)小球水平抛出的初速度v0是多少？

(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少？

【答案】（1）小球的水平初速度为3m/s；（2）水平距离为1.2m

【解析】

（1）由题意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，所以，，
解得；

（2）由，解得，所以水平距离。

14.如图所示，带有竖直侧壁的圆盘绕过中心的竖直轴转动，转速可调，侧壁到转轴的距离为R，有一质量为m(可视为质点)的物块，它与圆盘和侧壁间的摩擦因数均为μ，现将物块放置在距转盘转轴R/2处（最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g）

（1）若物块恰好相对圆盘未滑动，求此时圆盘转动的角速度。

（2）调节圆盘的转速，将物块置于侧壁上，物块恰好不下滑，求圆盘的转速。

【答案】(1)    (2)

【解析】

【详解】（1）恰好未滑动时最大静摩擦力力充当向心力，有，可得；

（2）恰好不下滑时物块和墙壁间最大静摩擦力等于重力，有

mg=μN     N=mω2R    ω=2πn

解得n=

【点睛】（1）人做圆周运动，根据向心力的公式求此时人的向心力大小；静摩擦力提供圆周运动所需的向心力，当静摩擦力达到最大静摩擦力时，此时的角速度为最大角速度；

（2）人贴着侧壁一起转动时，竖直方向受力平衡，水平方向侧壁对人的支持力提供向心力，据此列式即可求解．

15.某工厂为实现自动传送工件设计了如图所示的传送装置，由一个水平传送带AB和倾斜传送带CD组成，水平传送带长度LAB=4m，倾斜传送带长度LCD=4.45m，倾角为θ=37°，AB和CD 通过一段极短的光滑圆弧板过渡，AB传送带以v1=5m/s的恒定速率顺时针运转，CD传送带静止．已知工件与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度g=10m/s2．现将一个工件（可看作质点）无初速度地放在水平传送带最左端 A点处，求：

（1）工件被第一次传送到CD传送带上升最大高度；

（2）若CD顺时针转动，要使物体能被传送到D端，求传送带的速度满足的关系，及物体从C到D所用的时间的取值范围。(结果保留两位有效数字。sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)

【答案】(1)0.75m     (2)于4m/s    ; 1.2s—2.1s

【解析】

【详解】（1）工件刚放在传送带 AB 上，在摩擦力作用下做匀加速运动，设其加速度大小为 a1，速度增加到v1时所用时间为t1，位移大小为s1，则由牛顿运动定律可得：

N1=mg； f1=μN1=ma1 联立解得：a1=5m/s2．

由运动学公式有：t1=s=1s

由于s1＜LAB，随后在传送带AB上做匀速直线运动到B端。

工件滑上CD传送带后在重力和滑动摩擦力作用下做匀减速运动，设其加速度大小为a2，位移大小为s2，则由受力分析图乙以及牛顿运动定律可得：

N2=mgcosθ     mgsinθ+μN2=ma2

由运动学公式有： 

联立解得：a2=10m/s2．s2=1.25m

工作沿CD传送带上升最大高度为：h=s2sinθ=1.25×0.6m=0.75m

（2）设CD 传送带以速度 v2大小向上传送时工件恰好能滑到D端，当工件的速度大于 v2时，滑动摩擦力沿传送带向下加速度大小仍为 a2；当工件的速度小于 v2时，滑动摩擦力沿传送带向上，设其加速度大小为 a3，两个过程的位移大小分别为s3和s4，则由受力分析图丙，由运动学公式和牛顿运动定律可得：

mgsinθ﹣μN2=ma3

，

LCD=s3+s4

解得：v2=4m/s

当v=4m/s时所用时间最长，以a2减速所用时间t2，以a3减速时间t3

最长时间t= t2+ t3==0.1+2=2.1s

v>=5m/s时所用时间最短，

最短时间t：   解得t=1.2s

【点睛】（1）工件刚放在传送带AB上，在滑动摩擦力作用下做匀加速运动，根据牛顿第二定律求得加速度，由速度公式求出匀加速运动的时间，并求得位移．工件与传送带共速后做匀速运动，由位移时间公式求得匀速运动的时间，即可求得总时间．工件滑上CD传送带后在重力和滑动摩擦力作用下做匀减速运动，根据牛顿第二定律和运动学速度位移公式求最大高度．

（2）CD传送带以速度v2大小向上传送时，当工件的速度大于v2时，滑动摩擦力沿传送带向下加速度大小仍为a2；当工件的速度小于v2时，滑动摩擦力沿传送带向上，设其加速度大小为a3，分别根据牛顿第二定律和运动学速度位移公式结合解答．