2016届闽粤联合体第三次联考

高三物理试题

命题：闽粤名校联谊试题研究中心组 审核：广东广州六中

一、选择题（每题4分，共5题.其中1至3题只有一个选项正确.4、5两题为多选题）

1．（4分）两个劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧a、b串接在一起，a弹簧的一端固定在墙上，如图所示．开始时弹簧均处于原长状态，现用水平力作用在b弹簧的p端向右拉动弹簧，已知a弹簧的伸长量为L，则(　　)

A．b弹簧的伸长量也为L

B．b弹簧的伸长量为

C．p端向右移动的距离为2L

D．p端向右移动的距离为L

2．（4分）起重机以1m/s2的加速度将质量为1000kg的货物由静止匀速地向上提升，若g取10m/s2，则在1s内起重机对货物所做的功是（　　）

A．500J B．4500J C．5000J D．5500J

3．（4分）如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A沿着固是在地面上的光滑斜面下滑，B做自由落体运动．两物体分别到达地面时下列说法正确的是（　　）

A．重力的平均功率
＞
B．重力的平均功率
=

C．重力的瞬时功率PA=PB D．重力的瞬时功率PA＜PB

4．（4分）设地球半径为R，a为静止在地球赤道上的一个物体，b为一颗近地绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球的一颗同步卫星，其轨道半径为r．下列说法中正确的是（　　）

A．a与c的线速度大小之比为
B．a与c的线速度大小之比为

C．b与c的周期之比为
D．b与c的周期之比为

5．（4分）一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后，返回到斜面底端．已知小物块的初动能为E，它返回斜面底端的速度大小为V，克服摩擦阻力做功为
．若小物块冲上斜面的初动能变为2E，则有（　　）

A．返回斜面底端时的动能为E

B．返回斜面底端时的动能为

C．返回斜面底端时的速度大小为2V

D．返回斜面底端时的速度大小为

二.填空题（10分）

6．（4分）在“探究力、加速度和物体的质量之间的关系”的实验中，实验装置如图甲所示．有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A图线．试分析：

①A图线不通过坐标原点的原因是　　　　　　；

②A图线上部弯曲的原因是　　　　　　．

7．（6分）某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时得到如图所示的纸带，设0点是计数的起始点，两相邻计数点之间的时间间隔为0.1s则打计数点2时物体的瞬时速度为v2=　　　　　　m/s，物体的加速度a=　　　　　　m/s2．

三.计算题（本题包括小题，8分+12分，共20分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值与单位）

8．（8分）某宇航员在一星球表面附近高度为H处以速度v0水平抛出一物体，经过一段时间后物体落回星球表面，测得该物体的水平位移为x，已知星球半径为R，万有引力常量为G．不计空气阻力，

求：（1）该星球的质量

（2）该星球的第一宇宙速度大小．

9．（12分）在一段平直公路上，质量为2×103kg的汽车，从静止开始做匀加速运动，经过2s，速度达到10m/s．随后汽车以P=6×104W的额定功率沿平直公路继续前进，又经过50s达到最大速度．设汽车所受阻力恒定，大小为1.5×103N．求：

（1）汽车行驶的最大速度值；

（2）汽车速度为20m/s时的加速度大小；

（3）汽车从静止到最大速度所经过的路程．

参考答案与试题解析

一、选择题（每题4分，共5题.其中1至3题只有一个选项正确.4、5两题为多选题）

1．【解析】　由题意知两弹簧的弹力大小相等，F＝k1L＝k2L′，得b弹簧的伸长量L′＝，p端向右移动的距离L＋L′＝L＋，故B正确．

【答案】　B

2．（4分）起重机以1m/s2的加速度将质量为1000kg的货物由静止匀速地向上提升，若g取10m/s2，则在1s内起重机对货物所做的功是（　　）

A．500J B．4500J C．5000J D．5500J

　考点： 功的计算．

专题： 功的计算专题．

分析： 根据牛顿第二定律求出拉力的大小，结合运动学公式 求出花纹上升的位移，从而求出拉力做功大小．

解答： 解：根据牛顿第二定律得：F﹣mg=ma，

解得：F=mg+ma=1000×（10+1）N=11000N．

上升的位移为：x=
at2=
×1×12=0.5m．

则拉力做功为：W=Fx=11000×0.5J=5500J．故D正确，A、B、C错误．

故选：D．

点评： 本题综合运用了牛顿第二定律和运动学公式，难度不大，也可以通过定能定理求解．

3．（4分）如图所示，质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动，A沿着固是在地面上的光滑斜面下滑，B做自由落体运动．两物体分别到达地面时下列说法正确的是（　　）

A．重力的平均功率
＞
B．重力的平均功率
=

C．重力的瞬时功率PA=PB D．重力的瞬时功率PA＜PB

　考点： 功率、平均功率和瞬时功率．

专题： 功率的计算专题．

分析： 根据动能定理求出到达地面时的速度，根据瞬时功率的公式求出重力的瞬时功率．结合牛顿第二定律和运动学公式比较运动的时间，通过平均功率的公式求出重力的平均功率．

解答： 解：A、B做自由落体运动，运动时间
．A做匀加速直线运动，a=gsinθ，根据
得，
．重力做功相等，根据
知，
．故A、B错误．

C、根据动能定理，mgh=
得，物块到达底端时的速度v=
．A物体重力的瞬时功率PA=mgvsinθ，B物体重力的瞬时功率PB=mgv．则PA＜PB．故C错误，D正确．

故选D．

点评： 解决本题的关键知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握平均功率和瞬时功率的求法．

4．（4分）设地球半径为R，a为静止在地球赤道上的一个物体，b为一颗近地绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球的一颗同步卫星，其轨道半径为r．下列说法中正确的是（　　）

A．a与c的线速度大小之比为
B．a与c的线速度大小之比为

C．b与c的周期之比为
D．b与c的周期之比为

　考点： 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．

专题： 人造卫星问题．

分析： 地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期，根据v=rω，计算线速度的之比，根据万有引力提供向心力计算b、c的周期之比．

解答： 解：AB、地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，根据v=rω，a与c的线速度大小之比为
，故A正确，B错误．

CD、根据
得：T=2π
，故b的周期与c的周期之比为
，故C错误、D正确．

故选：AD．

点评： 地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期，根据v=rω，a=rω2比较线速度的大小和向心加速度的大小，根据万有引力提供向心力比较b、c的线速度、角速度、周期和向心加速度大小．

5．（4分）一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后，返回到斜面底端．已知小物块的初动能为E，它返回斜面底端的速度大小为V，克服摩擦阻力做功为
．若小物块冲上斜面的初动能变为2E，则有（　　）

A．返回斜面底端时的动能为E

B．返回斜面底端时的动能为

C．返回斜面底端时的速度大小为2V

D．返回斜面底端时的速度大小为

　考点： 动能定理的应用．

专题： 动能定理的应用专题．

分析： （1）冲上斜面和返回到斜面底端两过程中克服摩擦阻力做功相等；

（2）初动能增大后，上升的高度也随之变大，可根据匀减速直线运动的速度位移公式求出上升的位移，进而表示出克服摩擦力所做的功；

（3）对两次运动分别运用动能定理即可求解．

解答： 解：以初动能为E冲上斜面并返回的整个过程中运用动能定理得：
①

设以初动能为E冲上斜面的初速度为V0，则以初动能为2E冲上斜面时，初速度为
，加速度相同，根据2ax=
可知第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍，所以上升过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，整个上升返回过程中克服摩擦力做功是第一次的两倍，即为E．

以初动能为2E冲上斜面并返回的整个过程中运用动能定理得：
②，所以返回斜面底端时的动能为E，A正确，B错误；

由①②得：
，C错误，D正确．故选AD．

点评： 该题考查了动能定理的直接应用，注意以不同的初动能冲上斜面时，运动的位移不同，摩擦力做的功也不同．

二.填空题（10分）

6．（4分）在“探究力、加速度和物体的质量之间的关系”的实验中，实验装置如图甲所示．有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A图线．试分析：

①A图线不通过坐标原点的原因是　没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够　；

②A图线上部弯曲的原因是　未满足拉车的砝码质量m远小于小车的质量M　．

　考点： 探究加速度与物体质量、物体受力的关系．

专题： 实验题；牛顿运动定律综合专题．

分析： 在“探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系”的实验中，通过控制变量法，先控制m一定，验证a与F成正比，再控制F一定，验证a与m成反比；实验中用砂和砂桶的重力代替小车的合力，故要通过将长木板右端垫高来平衡摩擦力和使小车质量远大于砂和砂桶质量来减小实验的误差！

解答： 解：①开始当小车挂上重物时，加速度却为零，线性图象不通过坐标原点，故导致图象不过原点的原因是木板倾角偏小．即说明操作过程中平衡摩擦力不足．

②设小车的质量为M，砂和砂桶的质量为m，根据牛顿第二定律得：

对m：mg﹣F拉=ma

对M：F拉=Ma

解得：a=

F拉=

当m＜＜M时，即当砝码和小桶的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力．

从图象上可以看出：F从0开始增加，砂和砂桶的质量远小于车的质量，慢慢的砂和砂桶的重力在增加，那么在后面砂和砂桶的质量就没有远小于车的质量，由加速度表达式知a逐渐减小，所以图象向下弯曲．

所以原因是未满足砂和砂桶的质量远小于车的质量．

故答案为：①没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够； ②未满足拉车的砝码质量m远小于小车的质量M．

点评： 利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题，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．

实验用控制变量法，本实验只有在满足平衡摩擦力和小车质量远大于砂和砂桶质量的双重条件下，才能用砂和砂桶重力代替小车所受的合力！

7．（6分）某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时得到如图所示的纸带，设0点是计数的起始点，两相邻计数点之间的时间间隔为0.1s则打计数点2时物体的瞬时速度为v2=　0.57　m/s，物体的加速度a=　1.00　m/s2．

　考点： 探究小车速度随时间变化的规律．

专题： 实验题；直线运动规律专题．

分析： 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，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小．

解答： 解：根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，v2=

根据匀变速直线运动推论有：

S34﹣S12=2a1T2 ①

S23﹣S01=2a2T2 ②

a=
③

联立①②③得：

=
=1.00m/s2，

故答案为：0.57；1.00

点评： 要提高应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．

三.计算题（本题包括小题，8分+12分，共20分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值与单位）

8．（8分）某宇航员在一星球表面附近高度为H处以速度v0水平抛出一物体，经过一段时间后物体落回星球表面，测得该物体的水平位移为x，已知星球半径为R，万有引力常量为G．不计空气阻力，

求：（1）该星球的质量

（2）该星球的第一宇宙速度大小．

　考点： 万有引力定律及其应用．

专题： 万有引力定律的应用专题．

分析： 1、小球在星球表面做平抛运动，其加速度等于该星球表面的重力加速度g，根据平抛运动的规律列式求g，根据物体的重力等于万有引力，列式求该星球的质量．

2、第一宇宙速度就是卫星贴近该星球表面飞行的速度，根据万有引力提供向心力
，得
，得 ，代入数据化简即可．

解答： 解：（1）抛出的物体在星球表面做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，位移x=v0t，

竖直方向上做自由落体运动，位移

由以上二式可得该星球表面的重力加速度

星球表面的物体受到的重力等于万有引力
，得
=

（2）第一宇宙速度就是卫星贴近该星球表面飞行的速度，根据万有引力提供向心力

得

由上一小题可知，GM=R2g

所以
=
=
．

答：（1）该星球的质量为
．

（2）该星球的第一宇宙速度大小为
．

点评： 本题是万有引力与平抛运动的综合，要抓住平抛运动的加速度就等于重力加速度，能熟练运用运动的分解法处理平抛运动，根据万有引力等于重力求天体的质量．

9．（12分）在一段平直公路上，质量为2×103kg的汽车，从静止开始做匀加速运动，经过2s，速度达到10m/s．随后汽车以P=6×104W的额定功率沿平直公路继续前进，又经过50s达到最大速度．设汽车所受阻力恒定，大小为1.5×103N．求：

（1）汽车行驶的最大速度值；

（2）汽车速度为20m/s时的加速度大小；

（3）汽车从静止到最大速度所经过的路程．

　考点： 功率、平均功率和瞬时功率．

专题： 功率的计算专题．

分析： （1）当牵引力等于阻力时，速度最大，根据P=Fv=fv求出最大速度．

（2）根据P=Fv求出速度为20m/s时的牵引力，根据牛顿第二定律求出汽车的加速度．

（3）根据运动学公式求出匀加速直线运动的位移，根据动能定理求出变加速直线运动的位移，从而求出汽车从静止到最大速度时经过的路程．

解答： 解：

（1）由P=fvm，得：

，

（2）由P=Fv，得：

，

故加速度为：

，

（3）匀加速的位移：

，

由动能定理：

，

解得：

x2=1000m，

汽车从静止到最大速度时经过的路程：

x=x1+x2=10m+1000m=1010m．

答：（1）汽车的最大速度为40m/s．

（2）汽车在20m/s时的加速度0.75m/s2．

（3）汽车从静止到最大速度时经过的路程s为1010m．

点评： 本题综合考查了牛顿第二定律、动能定理以及运动学公式，综合性较强，解决本题的关键知道当牵引力与阻力相等时，速度最大．

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