2019届湖南省四大名校高三原创联考冲刺试卷(十五)物理试卷

2019届湖南省四大名校高三原创联考冲刺试卷（十五）
物理试卷
本试卷共16页，38题（含选考题）。

全卷满分300分。

考试用时150分钟。

★祝考试顺利★
注意事项：
1、答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

用2B铅笔将答题卡上试卷类型A后的方框涂黑。

2、选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3、非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4、选考题的作答：先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑。

答案写在答题卡上对应的答题区域内，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

5、考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、选择题（本大题包括12个小题，每小题4分，共48分。

其中1-8小题只有一个正确选项，错选不得分；9-12题为多选，多选题全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得零分。

）
1.沿直线运动的一辆汽车以速度v匀速行驶了全程的一半，然后匀减速行驶另一半路程，恰好停止。

则汽车通过全程的平均速度是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
试题分析：设总位移为2s，因此前半程所用时间，后前程的平均速度，因此后半程所用时间，因此总的平均速度=，D正确，A、B、C错误。

考点：平均速度
2.关于速度和加速度的关系，下列说法正确的是
A. 速度越大，加速度越大
B. 速度为零，加速度不一定为零
C. 速度变化越快，加速度变化越快
D. 速度变化量越大，加速度越大
【答案】B
【解析】
速度越大，加速度不一定越大，例如高速飞行的子弹的加速度为零，选项A错误；加速度不变，则速度一定变化，选项B错误；速度变化得越多，加速度不一定越大，还与时间有关，选项C错误；速度变化得越块，加速度就越大，选项D正确；故选D.
3.如图所示，质点a、b在直线PQ上，质点a沿PQ做初速度为0的匀加速直线运动，经过位移x1时质点b从Q沿QP方向做初速度为0的匀加速直线运动，位移x2时和质点a相遇，两质点的加速度大小相同，则PQ距离为
A. x1+2x2+
B. 2x1+x2+2
C. x1+2x2+
D. 2x1+x2+
【答案】A
【解析】
【分析】
根据初速度为0的匀加速直线运动的公式求出两段时间的关系，然后结合位移公式，以及空间几何关系即可求出。

【详解】质点a经过时间t1运动位移x1，再经过t2相遇，则时间t1末质点a的速度为at1
质点a的位移：
质点b的位移：
两式相除可知：
质点a在t2运动位移为：
所以PQ之间的距离为：
故A正确，BCD错误。

故应选A。

4.如图甲所示，某工地上起重机将重为G的正方形工件缓缓吊起，四根质量不计等长的钢绳，一端分别固定在正方形工件的四个角上，另一端汇聚于一处挂在挂钩上，绳端汇聚处到每个
角的距离均与正方形工件的对角线长度相等，如图乙所示。

则每根钢绳的受力大小为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
设每根钢丝绳的拉力为F，由题意可知每根绳与竖直方向的夹角为30°；根据共点力的平衡条件可得，解得， D正确．
【点睛】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.如图所示，斜面与水平面、斜面与挡板间的夹角均为30°，一小球放置在斜面与挡板之间，挡板对小球的弹力为F N1，斜面对小球的弹力为F N2，以挡板与斜面连接点所形成的水平直线为轴，将挡板从图示位置开始缓慢地转到水平位置，不计摩擦，在此过程中
A. F N1始终减小，F N2始终增大
B. F N1始终增大，F N2始终减小
C. F N1始终减小，F N2先减小后增大
D. F N1先减小后增大，F N2始终减小
【答案】D
【解析】
小球的受力分析如图所示，当挡板竖直时，=90°，标为水平，将三力移至矢量三角形中，
如图所示，当逐渐水平过程中，从图中可以看出、都在减小，故B正确．
6.鸡蛋与桌面相碰，蛋壳破裂。

关于鸡蛋与桌面间的相互作用力，下列说法中正确的是
A. 桌面对鸡蛋的力大于鸡蛋对桌面的力
B. 桌面对鸡蛋的力小于鸡蛋对桌面的力
C. 桌面对鸡蛋的力与鸡蛋对桌面的力大小相等
D. 桌面对鸡蛋的力与鸡蛋对桌面的力方向相同
【答案】C
【解析】
桌面对鸡蛋的力与鸡蛋对桌面的力是一对作用力与反作用力，根据作用力与反作用力的特点可知，二者总是大小相等，方向相反，故C正确，ABD错误。

点睛：此题考查的是相互作用力的特点，注意作用力和反作用力具有：等大反向、同生同灭同变化的特点。

7.如图甲，水平地面上有一静止平板车，车上放一物块，物块与平板车的动摩擦因数为0.2，t=0时，车开始沿水平面做直线运动，其v﹣t图象如图乙所示，g取10 m/s2，若平板车足够长，关于物块的运动，以下描述正确的是
A. 0~6 s加速，加速度大小为2 m/s2，6~12 s减速，加速度大小为2 m/s2
B. 0~8 s加速，加速度大小为2 m/s2，8~12 s减速，加速度大小为4 m/s2
C. 0~8 s加速，加速度大小为2 m/s2，8~16 s减速，加速度大小为2 m/s2
D. 0~12 s加速，加速度大小为1.5 m/s2，12~16 s减速，加速度大小为4 m/s2
【答案】C
【解析】
根据速度与时间的图象的斜率表示加速度，车先以4m/s2的加速度匀加速直线运动,后以−4m/s2的加速度匀减速直线运动，根据物体与车的动摩擦因数可知，物体与车的滑动摩擦力产生的加速度为2m/s2。

根据受力分析，结合牛顿第二定律，则有：0−8s时，车的速度大于物体，因此物体受到滑动摩擦动力而加速，其加速度为2m/s2，同理可得：8−16s时，车的速度小于物体，因此物体受到滑动摩擦阻力而减速，则其加速度为2m/s2，故C正确，ABD错误；
故选：C。

8.如图所示，弹簧下端悬一滑轮，跨过滑轮的细线一端系有重物，质量为m(重力加速度为g)，不计线、滑轮质量及摩擦，当另一端用一恒力F=3mg竖直向下牵拉，重物在运动过程中，弹簧的示数可能为：
A. 2mg
B. 3mg
C. 4mg
D. 6mg
【答案】D
【解析】
当另一端用一恒力F=3mg竖直向下牵拉时，另一边绳子的拉力也为3mg，则弹簧秤的拉力为6mg，即读数为6mg，故选D.
9.如图所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上，整个系统处于静止状态，已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹角均为θ=30°．不计小球与斜面间的摩擦，则（）
A. 轻绳对小球的作用力大小为
B. 斜面对小球的作用力大小为
C. 斜面体与水平面间的摩擦力大小为
D. 斜面体对水平面的压力大小为
【答案】C
【解析】
试题分析：先以B球为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件求解轻绳和斜面对小球的作用力大小．再以B球和斜面整体为研究对象，分析受力情况，由平衡条件求出水平面对斜面的支持力和摩擦力．
由题目叙述得到模型图，以B球为研究对象，分析受力情况，如图所示：
根据平衡条件，水平方向，得，则竖直方向，解得轻绳对小球的作用力大小为，斜面对小球的作用力大小为，AB错误；以B 球和斜面整体为研究对象，分析受力情况，如图所示，则有，得
，根据牛顿第三定律可知，斜面体对地面的作用力大小也是；根据
可得，C正确D错误．
10.一斜劈A静止在粗糙的水平面，在其斜面上放着一滑块B，若给滑块B一平行斜面向下的初速度v0，则B正好保持匀速下滑。

如图所示，现在B下滑过程中再加一个作用力，则以下说法正确的是：
A. 在B上加一竖直向下的力F1,则B将保持匀速运动，A对地无摩擦力的作用
B. 在B上加一沿斜面向下的力F2,则B将加速运动，A对地有水平向左的静摩擦力的作用
C. 在B上加一水平向右的力F3,则B将减速运动，在B停止前A对地有向右的摩擦力的作用
D. 无论在B上加什么方向的力，在B停止前A对地都无静摩擦力的作用
【答案】AD
【解析】
试题分析：以木块和斜面组成的整体为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件得知地面对斜面没有摩擦力，如有摩擦力，整体的合力不为零，将破坏平衡状态与题矛盾；以物块为研究对象，受摩擦力、支持力、重力，合力为零，则摩擦力与支持力的合力与重力等大反向，即竖直向上。

当施加力F1时，对整体受力分析，在竖直方向合力为零，水平方向合力为零，故无摩擦力，对m受力分析可知，，所以m做匀速运动，故A正确；在m上加一沿斜面向下的力F b，
物块所受的合力将沿斜面向下，故做加速运动，但m与斜面间的弹力大小不变，故滑动摩擦力大小不变，即物块所受支持力与摩擦力的合力仍然竖直向上，则斜面所受摩擦力与物块的压力的合力竖直向下，则斜面水平方向仍无运动趋势，故仍对地无摩擦力作用，B错误；未施加力之前，物块匀速，则；在m上加一水平向右的力F c，沿斜面方向：，故物体做减速运动；对物块，所受支持力增加了，则摩擦力增加，即支持力与摩擦力均成比例的增加，其合力方向还是竖直向上，如图：
则斜面所受的摩擦力与压力的合力放还是竖直向下，水平放向仍无运动趋势，则不受地面的摩擦力，C正确；
无论在m上加上什么方向的力，m对斜面的压力与m对斜面的摩擦力都是以1：μ的比例增加，则其合力的方向始终竖直向下，斜面便没有运动趋势，始终对地面无摩擦力作用，D正确；故选ACD。

考点：受力分析、物体的平衡。

【名师点睛】恰当选取研究对象，分析受力，根据平衡条件得出M对地无摩擦力的情况，然后再分析施加不同方向的力时的摩擦力是否存在。

11.如图所示，质量相同的木块A、B用轻质弹簧连接，静止在光滑的水平面上，此时弹簧处于自然状态。

现用水平恒力F推A，则从力F开始作用到弹簧至弹簧第一次被压缩到最短的过程中
A. 弹簧压缩到最短时，两木块的速度相同
B. 弹簧压缩到最短时，两木块的加速度相同
C. 两木块速度相同时，加速度
D. 两木块加速度相同时，速度
【答案】ACD
【解析】
【详解】从开始推A到弹簧第一次被压缩到最短的过程中，物体A的加速度逐渐减小，而B 的加速度逐渐增大，v A=v B之前，A的加速度先大于B的加速度，后小于B的加速度，所以a A=a B时，v A>v B， A的加速度继续减小，B的加速度继续增大，所以v A=v B时，a B>a A，之后a A 减小，a B增大，直到v A=v B时，弹簧压缩至最短。

由以上分析可知，ACD正确。

12.如图所示，在光滑地面上，水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动。

小车质量是M，木块质量是m，力的大小是F，加速度大小是a，木块和小车间的动摩擦因数是μ。

则在这个过程中，木块受到的摩擦力大小是
A. μmg
B. ma
C.
D. μ(M+m)g
【答案】BC
【解析】
试题分析：物体受到的摩擦力为静摩擦力，静摩擦力是根据二力平衡来计算的，不能根据
来计算的，所以A错误；对小物体受力分析可知，物体受重力、支持力和静摩擦力的作用，由于物体在水平方向做加速运动，摩擦力作为合力，所以由牛顿第二定律可得，，所以B正确；对整体由牛顿第二定律可得，所以加速度，所以物体受到的
摩擦力的大小，所以C正确；对小车受力分析可得，，所以车和物体之间的摩擦力的大小为，所以D错误。

考点：牛顿运动定律综合
【名师点睛】当分析多个物体的受力、运动情况时，通常可以采用整体法和隔离法，用整体法可以求得系统的加速度的大小，再用隔离法可以求物体之间的作用的大小。

二、实验题（共16分）
13.用打点计时器研究自由落体运动：（1）打点计时器是中学研究物体运动时常用的实验器材，常见的有电磁打点计时器和电火花计时器两种。

关于电磁打点计时器和电火花计时器的比较，下列说法正确的是
A．电磁打点计时器使用交流电源，电火花计时器使用直流电源
B．它们都是使用10 V以下的交流电源
C．当电源频率为50 Hz时，它们都是每隔0.02 s打一个点
D．电火花计时器工作时，纸带运动受到的阻力较小，所以实验误差也较小
（2）某同学用如图甲所示装置测量自由落体加速度g，得到如图乙所示的一段纸带，他每两个点取一个计数点（已知交流电频率为50 Hz），测得AB=7.65 cm，BC=9.17 cm。

则打B点时重物的瞬时速度为______m/s，测得的自由落体加速度g=_____m/s2，它比真实值偏_____（选填“大”或“小”）。

（结果保留两位有效数字）
【答案】 (1). 2.1 (2). 9.5 (3). 小
【解析】
试题分析：（1）电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电源，故A错误；电磁打点计时器工作电压是4V～6V交流电源，电火花打点计时器的电压是220V交流电源，故B错误；当电源频率为50Hz时，它们都是每隔0．02s打一个点，故C正确；电火花计时器工作时，纸带运动受到的阻力较小，误差较小，故D正确；故选：CD；
（2）由题意知：AB=7．65cm=0．0765m，BC=9．17cm=0．0917m，
打B点时重物的瞬时速度：；
由匀变速直线运动的推论：△x=at2可知，重力加速度：，使用过程由于存在阻力或者打点计时器对纸带的摩擦力，使重力加速度的测量值小于真实值。

考点：测定匀变速直线运动的加速度
【名师点睛】本题考查了对打点计时器的掌握、考查了实验数据处理，掌握基础知识、应用匀变速直线运动的推论即可解题，平时要注意基础知识的学习与掌握。

14.某研究性学习小组分别用如图甲所示的装置进行以下实验：“探究加速度与合外力的关系”。

装置中，小车质量为M，砂桶和砂的总质量为m，通过改变m来改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出。

现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值（F为弹簧测力计的示数）。

（1）为了减小实验误差，下列做法正确的是________
A．需平衡小车的摩擦力
B．砂桶和砂的总质量要远小于小车的质量
C．滑轮摩擦足够小，绳的质量要足够轻
D．先释放小车，后接通打点计时器的电源
（2）某同学根据实验数据画出了如图乙所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小，横轴应为________
A． B． C． D．
（3）当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，图线________
A．逐渐偏向纵轴 B．逐渐偏向横轴 C．仍保持原方向不变
（4）图丙为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，测得AB=2.0 cm、AC=8.0 cm、AE=32.0 cm，打点计时器的频率为50 Hz，小车的加速度为________m/s2。

【答案】 (1). AC (2). D (3). C (4). 4
【解析】
【分析】
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．对小车列出牛顿第二定律方程和平衡方程，解出加速度a的函数表达式，然后即可得出横轴坐标与斜率与什么物理量有关，从而得出结论；
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小。

【详解】(1) 本实验中弹簧秤的示数即为绳子的拉力，不需要用砂和砂桶的总重力代替绳子拉力，所以不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，但滑轮摩擦和绳子的重力会影响示数，所以滑轮摩擦足够小，绳的质量要足够轻，实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作，以保证小车所受合外力恰好是绳子的拉力，实验时，若先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，
故应选AC；
(2) 对小车分析，应有F=Ma，解得：，由于图线经过坐标原点，所以横轴应为F，故D 正确；
(3) 由于图象的斜率为，所以增大沙和沙桶质量，k不变，仍保持原方向不变，所以C
正确；
(4) 纸带上面每打一点的时间间隔是0.02s，且每两个记数点间还有四个计时点未画出，
T=0.1s，
连续相等时间内的位移差为△x=4cm=0.04m，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可得：。

【点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，能利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力。

三、计算题（共46分）
15.如图所示，质量为m的小球A用细绳悬挂于车顶板的O点，当小车在外力作用下沿倾角为30°的斜面向上做匀加速直线运动时，球A的悬线恰好与竖直方向成30°夹角。

求：
（1）小车沿斜面向上运动的加速度多大？
（2）悬线对球A的拉力是多大？
【答案】（1）g （2）
【解析】
试题分析：对小球受力分析，小球与车一起匀加速直线运动具有相同的加速度且沿斜面向上，求出小球的合外力，根据牛顿第二定律求出加速度．根据平行四边形定则求出悬线对小球的大小。

（1）（2）对小球受力分析如图：受重力、拉力，小球受到的合外力方向应与斜面平行，将二力沿图示x、y方向分解：
在x方向上有：Tcos30°－mgsin30°=ma
在y方向上有：Tsin30°－mgcos30°=0
联立并代入数据解得：
点睛：本题主要考查了牛顿第二定律，正确受力分析，判断小球加速度方向是本题关键。

16.跳伞运动员从350 m的高空离开直升机，自由下落一段距离后才打开降落伞，设开伞后以
2 m/s2的加速度匀减速下降，到达地面的速度为4 m/s，求他下落的总时间及自由下落的距离．(g 取10 m/s2)
【答案】18.6s；59m
【解析】
试题分析：把匀减速直线运动看做反方向的匀加速直线运动，由自由落体运动可知
，对于匀减速直线运动，由运动学公式可知
考点：考查自由落体运动规律
点评：本题难度较小，此题也可根据速度时间图像求解，图像所围成的面积表示位移大小17.有一倾角为θ＝30°的传送带，长L＝10 m，以速度v0＝5 m/s的速度匀速向上运动，如图．在传送带底端无初速度地放一物体，物体与传送带动摩擦因数μ＝，g取10 m/s2，求：
(1)物体从底端运动到顶端所用的时间；
(2)物体与传送带的相对位移．
【答案】（1）t=3s （2）△x=5m
【解析】
开始一段时间，由牛顿第二定律得：μmgcos30°-mgsin30°=ma1
解得：a1=2.5 m/s2，方向沿斜面向上．
货物匀加速运动的时间：t1==2 s
货物匀加速运动的位移：x1=at2=×2.5×22m=5 m
传送带的位移x2=vt=10m；相对位移
物体匀速运动位移：x2=L-x1=5 m
匀速运动时间：t2==1 s
运动的总时间：t=t1+t2=3 s
18.在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在足够长的固定的水平长木板上，如图1所示。

用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大，分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力F f随拉力F变化的图象，如图2所示。

已知木块质量为0.78 kg，取g=10 m/s2，sin 37°=0.60，cos 37°=0.80。

求：
（1）木块与长木板间的动摩擦因数；
（2）若木块在与水平方向成斜向右上方的恒定拉力F作用下，以a=2.0 m/s2的加速度从静止开始做匀变速直线运动，如图3所示，则拉力F的大小应为多大?
（3）在（2）中力作用2 s后撤去拉力F，木块还能滑行多远?
【答案】（1）0.4（2）4.5N（3）2m
【解析】
（1）由图可知，木块所受到的滑动摩擦力为：F f=3.12N
由F f=μF N
得：
（2）根据牛顿运动定律，力的平衡，有：
Fcosθ-F f=ma
Fsinθ+F N=mg
F f=μF N
代入数据解得：F=4.5N
（3）2s末速度为：v=at
撤去拉力F后有：μmg=ma'
由速度和位移公式可得：0-v2=2（-a'）x
代入数据解得：x=2m
点睛：滑动摩擦力大小跟压力大小、接触面粗糙程度有关，跟物体受到的拉力大小、物体的运动速度都没有关系；正确受力分析，根据运动状态列方程求解．。