2015届安徽省示范高中高三第二次联考试题物理卷(2014.10).doc

第I卷
一、选择题（每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确。）
1.2014年1月14日，“玉兔”号月球车成功实施首次月面科学探测，在探测过程中，假设月球车以200m/h的速度朝静止在其前方0.3m的“嫦娥号”登陆器匀速运动。为避免相撞，地面指挥部耗时2s设定了一个加速度为a的减速指令并发出。设电磁波由地面传播到月球表面需时1s，则a的大小至少是
A. 0.02 B. 0.04 C. 0.06 D. 0.08
2. 图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150kg的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象，g取10 ，下列判断正确的是

A. 前10s的悬线的拉力恒为1500N
B. 46s末塔吊的材料离地面的距离为22m
C. 0~10s材料处于失重状态
D. 在30s~36s钢索最容易发生断裂
3. 2014年4月15日，澳大利亚珀斯，当日共有9架军用飞机，2架民用飞机和11艘船只协助搜寻MH370.如图所示为用直升机拉着水下探测器在马航可疑海域搜寻失联客机黑匣子的照片，探测器的质量为m，当直升机水平匀速飞行时，物体所受的浮力大小保持不变，由于探测器受到海水的水平方向的作用力，使偏离竖直方向，绳子与竖直方向恒成角，下列说法正确的是

A. 绳子的拉力大小为
B. 绳子的拉力大小一定大于mg
C. 探测器受到海水的水平方向的作用力等于绳子的拉力
D. 海水和绳子对探测器作用力的合力方向竖直向上
4. 如图，在水平地面上内壁光滑的车厢中两正对竖直面AB、CD间放有半球P和光滑均匀圆
球Q，质量分别为m、M，当车向右做加速为a的匀速直线运动时，P、Q车厢三者相对静止，球心连线与水平方向的夹角为θ，则Q受到CD面的弹力和P受到AB面的弹力分别是：

A．
B．
C．
D．
5.某运动员在进行跳水比赛中，以4m/s的初速度竖直向上跳出，先以加速度a1匀减速直线上升，测得0.4s末到达最高点，2s末到达水面，进入水面后以加速度a2匀减速直线下降，2.5s末的速度为v，3s末恰到最低点，取竖直向上的方向为正方向，则
A. B.
C. D.
6.如图所示，质量为M，倾角为的斜劈在水平面上以一定的初速度向右滑动的过程中，质量为m的光滑小球在斜面上恰好保持与斜劈相对静止，已知斜劈与地面的动摩擦因数是，则下列说法正确的是

A. 小球与斜面间的压力是mgcos
B. 小球与斜面的加速度大小是gtan
C. 地面对斜劈的支持力一定大于（M+m）g
D. 地面与斜劈间的动摩擦因数是g（1+sincos）
7.如图所示，质量均为m的小物块A、B，在水平恒力F的作用下沿倾角为37°固定的光滑斜面加速向上运动。A、B之间用与斜面平行的形变可忽略不计的轻绳相连，此时轻绳张力为FT=0.8mg，下列说法错误的是（已知sin37°=0.6）

A．小物块A的加速度大小为0.2g
B．F的大小为2mg
C．撤掉F的瞬间，小物块A的加速度方向仍不变
D．撤掉F的瞬间，绳子上的拉力为0
8.如图（甲）所示，静止在光滑水平面上的长木板B（长木板足够长）的左端静止放着小物块A。某时刻，A受到水平向右的外力F作用。F随时间t的变化规律如图乙所示，即F=kt,其中k为已知常数。设A、B之间的滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力f，且A、B的质量相等，则下列可以定性描述长木板B运动的v-t图象是

9.两条可调角度导轨与圆环构成下图实验装置，让质量分别为m1和m2的两个物体分别同时从竖直圆上的P1，P2处由静止开始下滑，沿光滑的弦轨道P1A，P2A滑到A处， P1A、P2A与竖直直径的夹角分别为θ1、θ2，则( )

A．调整导轨角度，只有当θ1＝θ2时，两物体运动时间才相同
B．两小球在细杆上运动加速度之比为sin θ1∶sin θ2
C．物体分别沿P1A、P2A下滑到A处的速度之比为cos θ1∶cos θ2
D．若m1＝m2，则两物体所受的合外力之比为cosθ1∶cos θ2
10如图所示，地面上的物块在平行于地面的水平力F作用下匀速运动，在固定的倾角为37°的斜面上，用同样大小的力F平行于斜面向上拉物块，物块恰能匀速下滑。若物块与水平和斜面的动摩擦因数相同，其中sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是

A.物块与接触面的动摩擦因数为3/4
B.在水平地面上的物体做匀速运动的速度若增大，则维持匀速运动的力F也要增大
C.斜面倾角增大到某一角度（小于90°）时，若物体仍匀速下滑，则维持匀速运动的力F要比原来打
D.作用在斜面上物体的力F，若逆时针旋转一个较小夹角，要保持物体匀速下滑，则F要比原来小
第II卷（非选择题 共60分）
二、实验题（16分）
I.（8分）
下图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的。光电计时器像打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的计时仪器，其结构如图丙所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当一辆带有档光片的小车从a、b间通过时，光电计时器就可以显示挡光片的挡光时间。某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，做了一个U型遮光板如图丁所示，两个遮光片宽度均为L=5mm，将此U型遮光板装在小车上，让小车做匀速直线运动通过静止的光电计时器，实验时测得两次遮光时间分别为从第一遮光片遮光到第二个遮光片遮光经过的时间t=1s，则：

（1）图乙是_________（填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是_______（填“交流4—6V”或“交流220V”）。
（2）第一个遮光片通过光电门的速度大小为_______m/s，第二个遮光片通过光电门的速度大小为_______m/s。
（3）小车做加速直线运动的加速度大小为____________m/s2。
II.（8分）
某学习小组利用如图所示装置验证牛顿第二定律。

（1）为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行，接下来还需要进行的一项操作是_________（填选项前的字母）；
A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节砝码盘和砝码质量的大小，使小车在砝码盘和砝码的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砝码盘和砝码，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砝码盘和砝码，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动
⑵如图是按正确实验步骤打出的一条纸带，打点计时器的电源频率为50Hz，可算出小车的加速度a＝______m/s2(计算结果保留三位有效数字)；

⑶该小组同学在验证“合力一定时加速度与质量成反比”时，增减砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a-1/M图线后，发现：当1/M较大时，图线发生弯曲。在处理数据时为避免图线发生弯曲的现象，该小组同学的应画出是_________。
A．a与的关系图线
B．a与(M＋m)的关系图线
C．改画a与的关系图线
D．改画a与的关系图线
三、计算题（本小题共4小题，共计44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
12.（8分）如图所示，两木块A、B质量均为m，用劲度系数为k、原长为L的轻弹簧连在一起，放在倾角为的传送带上，两木块与传送带间的动摩擦因数均为，与传送带平行的细线拉住木块A，传送带按图示方向匀速转动，两木块处于静止状态。求：
（1）A、B两木块之间的距离；
（2）剪断细线瞬间，A、B两木块加速度分别为多大。

13.（10分）2014年7月24日，受台风“麦德姆”影响，安徽多地暴雨，严重影响了道路交通安全。某高速公路同一直线车道上同向匀速行驶的轿车和货车，其速度大小分别为，轿车在与货车距离s0=22m时才发现前方有货车，若此时轿车只是立即刹车，则轿车要经过s=160m才停下来。两车可视为质点。
（1）若轿车刹车时货车以匀速行驶，通过计算分析两车是否会相撞？
（2）若轿车在刹车的同时给货车发信号，货车司机经=2s收到信号兵立即以加速度大小=2.5m/s2匀速前进，通过计算分析两车会不会相撞？
14.（12分）如图，固定斜面顶端安装一定滑轮，左倾角=53°，右斜面倾角=37°，一轻绳跨过定滑轮，两段分别与小物块P和质量为M的小物块Q连接。初始时刻两物块恰好处于静止状态，且离水平对面高度均为h，一切摩擦均不计，P、Q均可视为质点，重力加速度大小为g，取sin37°=0.6，sin53°=0.8。

（1）物块P、Q的质量之比为多大？
（2）若将轻绳剪断后，之后两物块沿各自斜面下滑，求P、Q在斜面上运动的时间之比；
（3）若用手按住Q不动，P的质量增加为原来的2倍，Q的质量为M，放手后，Q不会触及滑轮，P着地后将轻绳子剪断，求放手后Q运动到最高点所经历的时间t。
15.（14分）
如甲图所示，质量为M=4kg足够长的木板静止在光滑的水平面上，在木板的中点放一个质量m=4kg大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两物块开始均静止，从t=0时刻起铁块m受到水平向右，大小如下图乙所示的拉力F的作用，F共作用时间为6s，（取g=10m/s2）求：

（1）铁块和木板在前2s的加速度大小分别为多少？
（2）铁块和木板相对静止前，运动的位移大小各为多少？
（3）力F作用的最后2s内，铁块和木板的位移大小分别是多少？

物理参考答案
【B-015】
1.A 【解析】v=200m/h=m/s，指令经t0=3+1=4s后到达月球车，此时其已经运动了s=vt0=m。此后其减速运动直到速度为零，由运动的对称性有v2=2a（0.3m–m），解之得：a=0.02m/s2。只有选项A正确。
2.B 【解析】由图可知前10s内物体的加速度a=0.1m/s2由F–mg=ma可知悬线的拉力为1515N，由图象面积可得整个过程上升高度是28m，下降的高度为6m，46s末塔吊的材料离地面的距离为22m。因30s～36s物体加速度向下，材料处于失重状态，F＜mg；前10s材料处于超重状态，F＞mg，钢索最容易发生断裂。选项B正确。
3.D 【解析】选海水中探测器为研究对象，将其隔离进行受力分析，受到竖直向下的重力，沿绳方向的拉力，海水的水平方向的作用力，海水的竖直向上的浮力，受力分析如图所示，竖直方向有Fcosθ＋F浮＝mg，则有F＝，故绳子的拉力与mg的关系不确定，选项A、B项均错误；在水平方向上有Fsinθ＝F冲，因为sinθ<1，故F>F冲，即探测器受到海水的水平方向的作用力小于绳子的拉力，选项C错误；海水对探测器的作用力和绳子对探测器的拉力的合力与重力等大反向，故这两个力的合力方向竖直向上，选项D正确。
4．D【解析】隔离光滑均匀圆球Q，对Q受力分析如图所示，可得，可得，对两球所组成的整体有，联立解得，D正确。
5.A 【解析】加速度a1为:，2s末的速度为：v2=v0+a1t2=4m/s–10×2m/s=-16m/s，加速度。跳出2.5s末的速度为：v4=v2+a2t4=-16m/s+16×0.5m/s=-8m/s。只有选项A正确。
6.B 【解析】光滑小球恰好保持与斜面相对静止,则有重力与斜面弹力的合力水平向左，根据力的合成与分解，得小球，易得加速度大小是选项B正确；弹力，选项A错误；由于在竖直方向上没有加速度，所以整体在竖直方向上合力为零，有，选项C错误；整体是由于摩擦力导致的减速，，D错误。
7.C 【解析】以A为研究对象，根据牛顿第二运动定律可得：FT–mgsin37°=ma，解得a=0.2g，小车A、B的加速度均为0.2g，选项A正确；以A、B整体为研究对象：Fcos37°–2mgsin37°=2ma，解得F=2mg，选项B正确；撤掉F的瞬间，绳子上的拉力立刻消失了，小物块A的加速度方向变为向下，选项C错误、D正确。答案选C
11．（16分）
Ⅰ.（8分）
（1）电火花 交流220V（各1分）
（2）0.05（2分） 0.10（2分）
（3）0.05（2分）
【解析】（1）图乙是电火花打点计时器，电源采用的是交流220V。（2）第一个遮光片通过光电门的速度平均大小为v1＝＝0.05m/s；第二个遮光片通过光电门的速度平均大小为v2＝＝0.10m/s。（3）根据加速度定义式可得滑块的加速度a＝＝0.05m/s2。
Ⅱ．（8分）
（1）B（3分）；
（2）0.820（2分）；
（3）A（3分）
【解析】（1）为了保证轻绳对小车的拉力等于小车所受的合力，应使轻绳与长木板平行，小车的重力沿斜面向下的分力刚好与小车下滑过程中所受的阻力平衡，为使轻绳中没有拉力，应撤去沙桶，不能撤去纸带，选项B正确；（2）用逐差法计算，即a=m/s2=0.820m/s2；（3）当较大时，图线发生弯曲是因为没有满足M>>m造成的。沙桶（包括桶中的沙）与小车（包括车中的砝码）的加速度a大小相等，以沙桶、小车整体为研究对象，若牛顿第二定律成立，则有mg=（M+m）a，即mg一定的情况下，a与成正比，没有必要满足M>>m，避免了图线发生弯曲的现象。
12．（8分）
解：（1）隔离B木块分析，由平衡条件可得：F弹=mgsinα+μmgcosα（1分）
由胡克定律：F弹=kΔx（1分）
两木块间的距离为（2分）
（2）剪断细线瞬间弹簧弹力不变，对物块B由牛顿第二运动定律有：
F弹-（mgsinα+μmgcosα）=maB（1分）
解得aB=0（1分）
对于物块A有F弹+μmgcosα+mgsinα=maA（1分）
解得aA=2（gsinα+μgcosα）（1分）
13．（10分）
解：（1）轿车经过s160m的过程，由υ12=2a1s（1分）
得轿车刹车过程的加速度大小a1=5m/s2（1分）
恰好不相撞时两车的速度相等即υ1–a1t1=υ2（1分）
得t1==3s（1分）
轿车前进的距离s1=t1=97.5m（1分）
货车前进的距离s2=υ2t1=75m，因s1–s2=22.5m>s0，两车会相撞（1分）
（2）假设两车的速度相等即υ1–a1t=υ2+a2（t–t0）（1分）
轿车前进的距离s1′=υ1t–a1t2（1分）
货车前进的距离s2′=υ2t0+υ2（t–t0）+a2（t–t0）2（1分）
得s1′=m，s2′=m，因s1′–s2′=21.7m会相撞。（1分）
14．（12分）
解：（1）设P的质量为m。轻绳剪断前，两物块受力平衡有
mgsinα=Mgsinθ（1分）
得物块P、Q的质量之比为==（1分）
（2）轻绳剪断后，两物块在各自斜面上做初速度为零的匀加速直线运动，设P、Q在斜面上运动的时间分别为t1、t2，加速度分别为a1、a2，则
=a1t12（1分）
=a2t22（1分）
根据牛顿第二定律有a1==gsinα，a2==gsinθ（1分）
得==（1分）
（3）放手后，P沿斜面向下运动，Q先沿斜面向上运动，根据牛顿第二定律
对P有2mgsinα–T=2ma（1分）
对Q有T–Mgsinθ=Ma（1分）
得a=g（1分）
对Q有υ2=2a·得υ=（1分）
而υ=at3，υ=a2t4（1分）
得t=t3+t4==（1分）
15．（14分）
解：（1）前2s，对铁块m：F-μmg=ma1，代入数据解得：a1=3m/s2（1分）
对M：μmg=Ma2，代入数据解得：a2=2m/s2（1分）

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