福建省福安市2018届高三年上学期期中考试理科综合物理试卷

一、单选题

1. 难度：中等

小明希望检验这样一个猜想：从斜面滑下的小车，装载物体的质量越大，到达斜面底部的速度越快。图示为两种不同直径车轮（颜色不同），装有不同木块（每个木块的质量相同）从不同高度释放的小车。你认为小明应该选用哪3种情况进行比较（   ）

A. G  O  R    B. G  S   W    C. S   T   U    D. S  W  X

2. 难度：简单

质点做直线运动的速度﹣时间图象如图所示，该质点（    ）

 

A. 在第1秒末速度方向发生了改变

B. 在第2秒末加速度方向发生了改变

C. 在前2秒内发生的位移为零

D. 第3秒末和第5秒末的位置相同

3. 难度：简单

如图所示，弹簧测力计外壳质量为m₀，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一质量为m的重物．现用一竖直向上的外力F拉着弹簧测力计，使其向上做匀加速直线运动，则弹簧测力计的读数为（  ）

A. mg    B. F

C.     D.

4. 难度：简单

a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道在同一平面上．某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图所示，下列说法中正确的是（ ）

A. a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度

B. b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度

C. a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度

D. a、c存在P点相撞的危险

5. 难度：简单

一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图(a)所示，曲线上的A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v₀抛出，如图(b)所示。则在其轨迹最高点P处的曲率半径是：

A.     B.     C.     D.

6. 难度：简单

如图所示，AB为斜面，BC为水平面．从A点以水平速度v向右抛出小球时，其落点与A点的水平距离为s₁；从A点以水平速度3v向右抛出小球时，其落点与A点的水平距离为s₂.不计空气阻力，则s₁∶s₂可能为

A. 1∶3    B. 1∶8    C. 1∶12    D. 1∶24

7. 难度：简单

如图所示，AB为斜面，BC为水平面．从A点以水平速度v向右抛出小球时，其落点与A点的水平距离为s₁；从A点以水平速度3v向右抛出小球时，其落点与A点的水平距离为s₂.不计空气阻力，则s₁∶s₂可能为

A. 1∶3    B. 1∶8    C. 1∶12    D. 1∶24

【答案】AB

【解析】试题分析：本题可分三种情况进行讨论：①若两次小球都落在BC水平面上，则下落的高度相同，所以运动的时间相同，由知，水平距离之比等于水平初速度之比为；

②若两次小球都落在斜面AB上，设斜面倾角为，则有在沿斜面垂直的方向上（注意这只是一个分运动），小球作自由落体运动，设运动的时间分别为和，则：由，得，可得t₁：t₂=v：3v=1：3，水平位移为，可得s₁：s₂=1：9．

③若第一次落在斜面AB上，第二次落在水平面BC上，根据平抛运动的基本规律可知其水平位移比值在1：3到1：9之间．故AB可能

考点：考查了平抛运动规律的应用

【题型】单选题
【结束】
7

一辆汽车在水平路面上匀速直线行驶，阻力恒定为f.  t₁时刻驶入一段阻力为2f的路段继续行驶。t₂时刻驶出这段路，阻力恢复为f行驶中汽车功率恒定，则汽车的速度v及牵引力F随时间t的变化图象可能是

A.     B.

C.     D.

8. 难度：简单

一辆汽车在水平路面上匀速直线行驶，阻力恒定为f.  t₁时刻驶入一段阻力为2f的路段继续行驶。t₂时刻驶出这段路，阻力恢复为f行驶中汽车功率恒定，则汽车的速度v及牵引力F随时间t的变化图象可能是

A.     B.

C.     D.

【答案】AC

【解析】试题分析：t₁之前，汽车做匀速直线运动，牵引力与阻力相等，t₁时刻后阻力变为2f，汽车做减速运动，由知，随着速度的减小，牵引力逐渐的增大，即汽车做加速度逐渐减小的减速运动，当牵引力增大到2f时，汽车做匀速运动。t₂时刻后，汽车驶出这段路，阻力恢复为f，这时牵引力为2f大于阻力f，汽车做加速运动，由知，随着速度的增加，牵引力逐渐的减小，加速度逐渐减小。由上分析知，A、C对。

考点：机车启动。

【名师点睛】“机车的启动”模型：

物体在牵引力（受功率和速度制约）作用下，从静止开始克服一定的阻力，最后达到最大速度的整个加速过程，可看作“机车的启动”模型．

（1）恒定功率启动（所受阻力一定）

先做变加速（a减小）运动，再做匀速（a＝0）运动，在此过程中，F_牵、v、a的变化情况是：

（2）恒定加速度启动（所受阻力一定）

先做匀加速运动，再做变加速运动，最后匀速运动，具体变化过程如下

（3）启动过程满足的运动规律

机车的功率P＝Fv

机车的加速度a＝

当机车的速度达到最大时，F＝F_f，a＝0，最大速度v_m＝

【题型】单选题
【结束】
8

如图甲所示，在粗糙水平面上放一质量为M的斜面体，质量为m的木块沿斜面匀速下滑，此过程中斜面体保持静止，若如乙、丙、丁、戊图分别沿四个方向对物体施力，物体在沿斜面相应运动方向，斜面体仍保持静止，下列说法正确的是

A. 乙图中物体正向下运动，则此时地面对斜面体摩擦力为零

B. 丙图中物体正向下运动，则此时地面对斜面体摩擦力为零

C. 丁图中物体正向下运动，则此时地面对斜面体摩擦力为零

D. 戊图中物体正向上运动，则此时地面对斜面体摩擦力为零

二、实验题

9. 难度：中等

如图甲所示，在粗糙水平面上放一质量为M的斜面体，质量为m的木块沿斜面匀速下滑，此过程中斜面体保持静止，若如乙、丙、丁、戊图分别沿四个方向对物体施力，物体在沿斜面相应运动方向，斜面体仍保持静止，下列说法正确的是

A. 乙图中物体正向下运动，则此时地面对斜面体摩擦力为零

B. 丙图中物体正向下运动，则此时地面对斜面体摩擦力为零

C. 丁图中物体正向下运动，则此时地面对斜面体摩擦力为零

D. 戊图中物体正向上运动，则此时地面对斜面体摩擦力为零

【答案】ABC

【解析】试题分析：对甲图分析，物体向下运动，受重力、垂直斜面的弹力、沿斜面向上的摩擦力，物体匀速下滑，则得；对此时的斜面分析，受重力、地面的支持力、垂直斜面向下的压力、沿斜面向下的摩擦力，斜面与地面间的摩擦力假如水平向左，则，又因知，f为零。同理当物体沿斜面下滑时都有，及斜面与地面的摩擦力为零，ABC对；当物体沿斜面上滑时，斜面受沿斜面向上的摩擦力、重力、垂直斜面向下的压力、地面的支持力等。沿斜面向上的摩擦力、垂直斜面向下的压力的合力必向右，故斜面与地面一定有摩擦力，方向向左，D错。

考点：受力分析、整体隔离法的应用。

【名师点睛】略。

【题型】单选题
【结束】
9

“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图实乙是在白纸上根据实验结果画出的图示．

①图乙中的____是力F₁和F₂的合力的实际测量值。

②本实验采用的科学方法是_______

A．理想实验法　B．控制变量法   C．等效替代法    D．建立物理模型法

③在实验中，如果其他条件不变仅将细绳换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？______。（选填“变”或“不变”）

10. 难度：中等

“验证力的平行四边形定则”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图实乙是在白纸上根据实验结果画出的图示．

①图乙中的____是力F₁和F₂的合力的实际测量值。

②本实验采用的科学方法是_______

A．理想实验法　B．控制变量法   C．等效替代法    D．建立物理模型法

③在实验中，如果其他条件不变仅将细绳换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？______。（选填“变”或“不变”）

【答案】    C  不变

【解析】试题分析：由于实验误差的存在，导致与合成的理论值（通过平行四边形定则得出的值）与实际值（实际实验的数值）存在差别，只要O点的作用效果相同，是否换成橡皮条不影响实验结果．

（1）与合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值，而实际值是单独一个力拉O点的时的值，因此F是与合成的理论值， 是与合成的实际值．

（2）本实验中两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法，C正确．

（3）如果将细线也换成橡皮筋，只要将结点拉到相同的位置，实验结果不会发生变化．

【题型】实验题
【结束】
10

某同学为探究加速度与合外力的关系，设计了如图甲所示的实验装置。一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连。实验中改变悬挂的钩码个数进行多次测量，记录弹簧测力计的示数F，并利用纸带计算出小车对应的加速度a。

（1）实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量，其原因是_____。

A.小车所受的拉力与钩码的重力无关

B.小车所受的拉力等于钩码重力的一半

C.小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出

（2）图乙是实验中得到的某条纸带的一部分。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，由纸带数据求出小车的加速度a=____m/s²。

（3）根据实验数据绘出小车的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图像，下列图像中最符合本实验实际情况的是（____）

三、解答题

11. 难度：中等

某同学为探究加速度与合外力的关系，设计了如图甲所示的实验装置。一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连。实验中改变悬挂的钩码个数进行多次测量，记录弹簧测力计的示数F，并利用纸带计算出小车对应的加速度a。

（1）实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量，其原因是_____。

A.小车所受的拉力与钩码的重力无关

B.小车所受的拉力等于钩码重力的一半

C.小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出

（2）图乙是实验中得到的某条纸带的一部分。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，由纸带数据求出小车的加速度a=____m/s²。

（3）根据实验数据绘出小车的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图像，下列图像中最符合本实验实际情况的是（____）

【答案】  C  0.75  B

【解析】（1）根据实验原理可知，弹簧测力计的读数为小车所受合外力，则不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件，故AB错误，C正确；

故选：C；

（2）在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，即：△x=aT²，

解得：a===0.75m/s²．

（3）由题意可知，小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成线性关系，即为不是过原点的一条倾斜直线，实验存在阻力，故B符合；

点晴: 根据实验原理，弹簧测力计的读数为小车所受合外力，则不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件；在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，根据作差法求解加速度；数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，应该是过原点的一条倾斜直线．

【题型】实验题
【结束】
11

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点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C （不计空气阻力）试求：

（1）物体在A点时弹簧的弹性势能；

（2）物体从B点运动至C点的过程中阻力所做的功；

（3）物体离开C点后落回水平面时的位置与B点的距离。

12. 难度：中等

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点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C （不计空气阻力）试求：

（1）物体在A点时弹簧的弹性势能；

（2）物体从B点运动至C点的过程中阻力所做的功；

（3）物体离开C点后落回水平面时的位置与B点的距离。

【答案】（1）3.5mgR（2）－mgR（3）2R

【解析】(1)设物体在B点的速度为v_B，对轨道的压力为F_NB，

则有：F_NB－mg＝又F_NB＝8mg ∴mv_B²＝3.5mgR

由能量转化与守恒定律可知：弹性势能E_p＝mv_B²＝3.5mgR……………….(4分)

(2)设物体在C点的速度为v_C

由题意可知：mg＝

物体从B点运动到C点的过程中，设阻力做的功为W，由动能定理得W－2mgR＝mv_C²－mv_B²

解得W＝－mgR………………………(4分)

(3)物体离开C点后做平抛运动，设落地点与B点的距离为s，

由平抛运动规律得s＝v_Ct,2R＝gt²

解得s＝2R………………………. （2分）

本题考查圆周运动，在B点由弹力和重力提供向心力，由A点到B点，弹簧的弹性势能转化为物体的动能，由此可求得弹性势能，在C点由重力提供向心力，从B点到C点应用动能定理可求得克服阻力做功

【题型】解答题
【结束】
12

一平台的局部如图甲所示，水平面光滑，竖直面粗糙，物体B与竖直面动摩擦因数μ=0.5，右角上固定一定滑轮，在水平面上放着一质量m_A=1.0kg，大小可忽略的物块A，一轻绳绕过定滑轮，轻绳左端系在物块A上，右端系住物块B，物块B质量m_B=1.0kg物块B刚好可与竖直面接触。起始时令两物体都处于静止状态，绳被拉直，设物体A距滑轮足够远，台面足够高，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略滑轮质量及其与轴之间的摩擦，g取10m/s²，求

（1）同时由静止释放AB，经t=1s，则A的速度多大；

（2）同时由静止释放AB，同时也对物块B施加力F，方向水平向左，大小随时间变化如图乙所示，求物块B运动过程中的最大速度和物块B经多长时停止运动。

四、多选题

13. 难度：简单

一平台的局部如图甲所示，水平面光滑，竖直面粗糙，物体B与竖直面动摩擦因数μ=0.5，右角上固定一定滑轮，在水平面上放着一质量m_A=1.0kg，大小可忽略的物块A，一轻绳绕过定滑轮，轻绳左端系在物块A上，右端系住物块B，物块B质量m_B=1.0kg物块B刚好可与竖直面接触。起始时令两物体都处于静止状态，绳被拉直，设物体A距滑轮足够远，台面足够高，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略滑轮质量及其与轴之间的摩擦，g取10m/s²，求

（1）同时由静止释放AB，经t=1s，则A的速度多大；

（2）同时由静止释放AB，同时也对物块B施加力F，方向水平向左，大小随时间变化如图乙所示，求物块B运动过程中的最大速度和物块B经多长时停止运动。

【答案】见解析。

【解析】试题分析：依题得:（1）对AB为系统:

（2）AB先做加速度减少的加速运动,在AB加速度减为零之前,AB一起运动,绳子拉紧．

（k=20N/s）

AB为系统:

得:

画a-t图如右:0-1s,  a=0,

,速度最大为三角形面积:

当在B开始减速时,绳子松弛,A匀速,B减速

对B:

得:（t≥1s）如图

速度要为零,总面积为零,即两三角形面积相等．得:

考点：牛顿第二定律的应用

【题型】解答题
【结束】
13

一定质量的理想气体，经历一等温吸热过程，则在此过程中

A. 气体的压强减小

B. 气体的密度变小

C. 气体的内能减小

D. 气体对外界做功

E. 气体的摩尔体积不变

五、解答题

14. 难度：中等

一定质量的理想气体，经历一等温吸热过程，则在此过程中

A. 气体的压强减小

B. 气体的密度变小

C. 气体的内能减小

D. 气体对外界做功

E. 气体的摩尔体积不变

【答案】ABD

【解析】因气体吸收热量，温度不变，内能不变；则气体一定体积增大，对外做功，压强减小，密度减小；故ABD正确。

【题型】多选题
【结束】
14

如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管，上部有长l₁=25 cm的水银柱，封有长l₂=25cm的空气柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p₀=75 cmHg，如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动60°，求此时管中空气柱的长度。（封入的气体可视为理想气体，在转动过程中气体温度保持不变，没有发生漏气，取，重力加速度为g）

15. 难度：中等

如图，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管，上部有长l₁=25 cm的水银柱，封有长l₂=25cm的空气柱，此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p₀=75 cmHg，如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动60°，求此时管中空气柱的长度。（封入的气体可视为理想气体，在转动过程中气体温度保持不变，没有发生漏气，取，重力加速度为g）

【答案】30 cm

【解析】设玻璃管开口向上时，空气柱的压强为

                   

玻璃管转动60°时，水银有部分会流出，设此时空气柱长度为x，空气柱的压强为

  

设玻璃管的横截面积为S，对空气柱由玻意尔定律有

                  

解得：x=30 cm                  

【题型】解答题
【结束】
15

一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示。玻璃的折射率为。

(i)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB上的最大宽度为多少？

(ii)一细束光线在O点左侧与O相距处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置。