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2017届湖北省沙市中学高三上学期第三次考试物理试卷 一、单选题（共10小题）
1．如图所示,A是主动轮,B是从动轮,它们通过不打滑的皮带转动,轮的转动方向见图．在B轮上带有负载,P、Q分别是两轮边缘上的点,则关于P、Q所受的摩擦力的判断正确的是（
） A．P所受的是静摩擦力,方向向上 B．P所受的是滑动摩擦力,方向向下 C．Q所受的是静摩擦力,方向向下 D．Q所受的是滑动摩擦力,方向向上 考点：滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 答案：A 试题解析：轮与皮带保持相对静止，故P、Q受静摩擦力，轮上P点相对皮带有向下运动的趋势，故P点受向上的摩擦力；轮上的Q点相对皮带有向下运动的趋势，故Q摩擦力方向向上，故A正确、BCD错误。 故选A。 2．如图所示,A、B两长方体木块放在粗糙水平地面上,它们高度相等,长木块C放在它们上面,用水平力F拉木块A,使A、B、C一起沿水平面向右匀速运动,则（ ） A．地对B的摩擦力向右 B．C对A的摩擦力向右 C．B对C的摩擦力向右 D．C对B的摩擦力向右 考点：滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 答案：D 试题解析：由于用水平力F拉木块A，使A、B、C一起沿水平面向右匀速运动，即若把ABC看做一个整体，即该整体向右运动，故该整体所受的摩擦力是向左的；对于C来说，是由于A的摩擦力导致C向右运动，故A对C的摩擦力是向右的，据物体间力的作用是相互的，所以C对A的摩擦力是向左的；对于C和B来说，B是在C的摩擦力的作用下向右运动，故C对B的摩擦力是向右的，同理，B对C的摩擦力是向左的．故D正确，ABC错误。 故选D。 3．如图所示,重力都是G的A、B两条形磁铁,叠放在水平木板C上,静止时B对A的弹力为F1,C对B的弹力为F2,则（ ） A．F1=G，F2=2G B．F1＞G，F2＞2G C．F1＞G，F2＜2G D．F1＞G，F2=2G 考点：形变、弹性、胡克定律 答案：D 试题解析：以A为研究对象，A受到竖直向下重力G、B对A竖直向下的引力F引和B对A竖直向上的弹力为F1，由平衡条件得：G+F引=F1，得F1＞G．以整体为研究对象，整体受到重力2G和C对B的弹力F2，由平衡条件得知，F2=2G．故D正确，ABC错误。 故选D。 4．如图所示，物体A、B和C叠放在水平桌面上,水平力为Fb=5N，Fc=10N分别作用于物体B、C上，A、B和C仍保持静止．以Ff1、Ff2、Ff3分别表示A与B、B与C、C与桌面的静摩擦力的大小，则（ ） A．Ff1=5N,Ff2=0N,Ff3=5N B．Ff1=5N,Ff2=5N,Ff3=0 C．Ff1=0N,Ff2=10N,Ff3=5N D．Ff1=0N,Ff2=5N,Ff3=5N 考点：滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 答案：D 试题解析：以a为研究对象，根据平衡条件得到：b对a的静摩擦力大小F1=0，否则a水平方向所受的合力不为零，不能保持平衡．以ab整体为研究对象，根据平衡条件得到：F2=Fb=5N．再以三个物体整体为研究对象，根据平衡条件得：F3=Fc-Fb=10N-5N=5N，方向水平向左．所以F1=0，F2=5N，F3=5N。 故选D。 5．利用打点计时器探究加速度与力、质量关系的实验中，若保持小桶和砂的总质量不变，改变小车内砝码的总质量时，利用纸带上的数据可以算出小车的速度，取其中的两次实验结果，作出小车的速度图像如图所示，设前后两次小车与砝码的总质量分别为M1、M2，则M1和M2关系为（ ） A．M1＞M2 B．M1＜M2 C．M1＝M2 D．三者都有可能 考点：实验：验证牛顿运动定律 答案：B
试题解析：速度时间图象的斜率表示加速度，根据图象可知，a1＞a2，保持砂桶和砂子的总质量不变，则合力不变，根据牛顿第二定律得： 故选B。 6．如图所示，通过空间任意一点A可作无限多个斜面，如果将若干个小物体在A点分别从静止沿这些倾角各不相同的光滑斜面同时滑下，那么在某一时刻这些小物体所在位置所构成的面是（ ） A．球面 B．抛物面 C．水平面 D．无法确定 考点：牛顿运动定律、牛顿定律的应用 答案：A 试题解析：设轨道与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律，物体的加速度 为直径的长度，通过几何关系知，某一时刻这些小物体所在位置构成的面是球面，故A正确，B、C、D错误。 故选A。 7．在一根轻绳的上下两端各拴一个球，一人用手拿住绳上端的小球站在某高台上，放手后小球自由下落，两小球落地的时间差为Dt，如果将它们稍提高一些，用同样的方法让它们自由下落，不计空气阻力，两小球落地的时间差将（ ） A．减少 B．不变 C．增大 D．因下落高度未知无法判定 考点：匀变速直线运动及其公式、图像 答案：A
试题解析：设细线的长度为L，第一个小球着地后，另一个小球运动的位移为L，在L内运行的时间，即为两球落地的时间差，第一个球着地的速度为另一个小球在位移L内的初速度；高度越高，落地的速度越大，知高度越高，另一个小球在位移L内的初速度越大，根据L=v0t+ 故选A。 8．质量为m1和m2的两个物体，由静止开始从同一高度下落，运动中所受阻力分别为f1和f2，如果物体m1先落在地面，那是因为（ ） A．m1>m2 B．f1<<i>f2 C． 考点：牛顿运动定律、牛顿定律的应用 答案：C
试题解析：根据牛顿第二定律有：m1g-f1=m1a1得：a1=g-
m2g-f2=m2a2得：a2=g- 由题意应该有：a1＞a 则可得： 故选C。 9．如图所示，物块M位于斜面上，受到平行于斜面的水平力F的作用处于静止状态，如果将外力F撤去，则物块（ ）
A．会沿斜面下滑 B．摩擦力大小变小 C．摩擦力大小变大 D．摩擦力大小不变 考点：滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力 答案：B
试题解析：未撤去F前，将物体的重力分解为沿斜面方向和垂直于斜面方向两个分力，在斜面方向的分力大小为mgsinα，方向沿斜面向下，作出物体在斜面平面内的受力情况如图 由平衡条件得：摩擦力： 撤去F后，物体对斜面的压力没有变化，所以最大静摩擦力也没有变化，此时mgsinα＜fm，故物体不会沿斜面下滑．选项A错误； 由平衡条件得，撤去F后，摩擦力大小为f′=mgsinα＜f，即摩擦力变小，故B正确、CD错误。 故选B。
10．如图所示，在足够大的光滑水平面上放有两质量相等的物块A和B，其中A物块连接一个轻弹簧并处于静止状态，B物体以初速度v0向着A物块运动。当物块与弹簧作用时，两物块在同一条直线上运动。请识别关于B物块与弹簧作用过程中，两物块的 A．A B．B C．C D．D 考点：牛顿运动定律、牛顿定律的应用 答案：D 试题解析：碰后时B速度减小，A的速度增大，而由于弹力增大，故A、B的加速度均增大；而在弹簧到达最短以后，继续B速度减小，A的速度增大，因弹簧开始伸长，故两物体受力减小，故加速度减小；由图可知，正确图象应为D。 故选D。 二、多选题（共4小题） 11．地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3；地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则下列结论正确的是（ ） A．F2＞F3＞F1 B．a1＝a2＝g＞a3 C．v1＝v2＝v＞v3 D．ω1＝ω3＜ω2 考点：万有引力定律及其应用 答案：AD 试题解析：A、根据题意三者质量相等，轨道半径r1=r2＜r3物体1与人造卫星2比较，由于赤道上物体受引力和支持力的合力提供向心力，而近地卫星只受万有引力，故F1＜F2，再根据万有引力定律，可知，间距越大，引力越小，则有F2＞F3，故A正确；
由选项A的分析知道向心力F1＜F2，故由牛顿第二定律，可知a1＜a2，故B错误；由A选项的分析知道向心力F1＜F2，根据向心力公式F=m ω1=ω3＜ω2，故D正确。 故选AD。 12．如图所示，两个内壁光滑、半径不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使两碗口处于同一水平面。将质量相同的两小球（小球半径远小于碗的半径）分别从两个碗的边缘由静止释放，当两球分别通过碗的最低点时（ ）
A．两小球的向心加速度大小相等 B．两小球对碗的压力大小不相等 C．两小球的动能相等 D．两小球机械能相等 考点：匀速圆周运动的向心力功能关系、机械能守恒定律及其应用 答案：AD
试题解析：两小球下滑过程中，只有重力做功，故机械能均守恒，初始时两球位于同一水平面上，且动能都为零，则初始时机械能相等，下滑的过程中各自的机械能不变，所以两球到达底部时，两球的机械能一定相等；对任一小球，由机械能定恒可知mgr= 故选AD。 13．一初速度为6m/s做直线运动的质点，受到外力作用后产生一个与初速度方向相反、大小为2 A． C． 考点：匀变速直线运动及其公式、图像 答案：ABC
试题解析：根据运动学公式s＝v0t+ 选初速度方向为正方向，位移可能为x=3m，代入数据有：3=6t-t2 解得：t1＝ 位移也可能为x=-3m，则-3=6t-t2 解得t= 故选ABC。
14．如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球，由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴，则（
） A．该球从被击出到落入A穴所用时间为 B．该球从被击出到落入A穴所用时间为 C．球被击出时的初速度大小为 D．球被击出时的初速度大小为 考点：匀变速直线运动及其公式、图像 答案：AC 试题解析：由于水平方向受到空气阻力，不是平抛运动，竖直方向为自由落体运动，由h= 由分运动的等时性，及逆向思维知，水平方向匀减速运动减到零时可反向看作是初速度为零的匀加速直线运动， 由L= 故选AC。 三、实验题（共2小题） 15.如图所示，在“研究平抛物体的运动”的实验时，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长 考点：实验：研究平抛运动 答案：（1） 试题解析：在竖直方向上，根据△y=l=gT2得，T= 则小球平抛运动的初速度 b点的竖直分速度 根据平行四边形定则知，小球经过b点的速率 故答案为：（1） 16.某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f＝50Hz．在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如下图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离；xA＝16．6mm，xB＝126．5mm，xD＝624．5mm．
若无法再做实验，可由以上信息推知： （1）打C点时物体的速度大小为________m/s（取2位有效数字）； （2）物体的加速度大小为________（用xA、xB、xD和f表示）． 考点：实验：研究匀变速直线运动
答案：2．5 试题解析：打点计时器打出的纸带每隔4个点选择一个计数点，则相邻两计数点的时间间隔为T=0．1s； 根据间的平均速度等于点的速度得vc= ②匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以aT2均匀增大，即△x=aT2，所以有：xBC=xAB+aT2，xCD=xBC+aT2=xAB+2aT2，xBD=2xAB+3aT2， 所以物体的加速度大小 故答案为：2.5 四、解答题（共4小题） 17.相距为d=20m的两个小球A、B沿同一直线同时向右做直线运动，如图，A球以v1=2m/s的速度做分）匀速运动，B球以大小为a=2．5m/s2的加速度做匀减速运动，求B球的初速度v0多大时，B球恰能追上A球。
考点：匀变速直线运动及其公式、图像 答案：详见解析 试题解析：B球恰能追上A球，即追上时，A、B的速度恰好相等。故有 ① ② 解得：v0=12m/s 18.如图所示，一个均匀的金属球夹在光滑的竖直平面和倾角为45°的光滑斜面之间匀速下落，同时斜面体匀速向右运动,已知斜面体重为G2，它与水平地面之间的动摩擦因数为μ，求金属球重G1?
考点：牛顿运动定律、牛顿定律的应用 答案：详见解析 试题解析：
取球为研究对象，受力分析 得FN2= 对斜面整体受力分析 FN2’=FN2= Ff=μFN=μ（G2+ Ff= 所以
19.宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设每个星体的质量均为 （1）试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期。 （2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？ 考点：万有引力定律及其应用 答案：详见解析 试题解析：（1）
第一种形式下，以某个运动星体为研究对象，由万有引力定律和牛顿第二定律，得：
运动星体的线速度： 设周期为T，则有： （2）第二种形式星体之间的距离为r，则三个星体作圆周运动的半径为R/为 R/＝ 由于星体作圆周运动所需的向心力靠两个星体的万有引力的合力提供，由万有引力定律和牛顿第二定律，得： 2 °＝ 所以星体之间的距离为：r 20.如图所示，停在光滑水平面上的质量为M=2kg的小车B的最左端放有一质量为m=2kg的物块A，已知小车平顶长L=4m，物块与小车间的动摩擦因数为μ=0．4，g取10m/s2。现给物块一水平的瞬时冲量使其获得一向右的初速v0． （1）若物块刚好能滑到小车的最右端，求物块获得的初速v0． （2）若物块的初速v0=10m/s，其它条件不变，为使物块不滑离小车，可在物块获得初速的时刻开始，在小车上加一水平向右的持续作用的恒力F，求恒力F的值．
考点：牛顿运动定律、牛顿定律的应用 答案：详见解析
试题解析：（1）物体A刚好不滑落的临界条件是：A到达B的右端时，A、B具有共同的速度。设相对滑动的时间为t，则： m/s2① m/s2② ③ ④ 由①-④解得： 代值得：v0=8m/s
（2）力F不能太小。F太小，A会从B的右端滑出，设F的最小值为F1，则 ⑥ 由①⑤⑥解得F1=9N
力F不能太大。F太大，A会在与B相对速度为零后，再相对B向左运动并滑出。设F的最大值为F2，则 ⑦ 由①⑦解得F2=16N 故为使物块A不滑离小车，恒力F的范围：9N≤F≤16N |
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