【物理】河南省周口中英文学校2020届高三上学期期中考试试题（解析版）

【物理】河南省周口中英文学校2020届高三上学期期中考试试题（解析版）

河南省周口中英文学校2020届高三上学期 期中考试试题 一、选择题 ‎1.如图所示，一小球从A点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动，若到达B点时速度为v，到达C点时速度为2v，则AB：BC等于（ ）‎ A. 1:1 B. 1:2 C. 1:3 D. 1:4‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据匀变速直线运动的速度位移公式有：‎ ‎ ‎ 所以 AB：AC=1：4‎ 则 AB：BC=1：3‎ A.1:1与分析不符，故A项错误；‎ B.1:2与分析不符，故B项错误；‎ C.1:3与分析相符，故C项正确；‎ D. 1:4与分析不符，故D项错误。‎ ‎2.在无限大的光滑水平桌面上有一小球(可视为质点)处于平衡状态，从某时刻起，小球受到水平方向的恒力作用，关于小球以后的运动，下列说法正确的是(　　)‎ A. 小球可能做匀速直线运动 B. 小球只能做匀变速运动 C. 小球可能做匀速圆周运动 D. 小球可能做变速圆周运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 在无限大的光滑水平桌面上有一小球(可视为质点)处于平衡状态，可能静止，也可能做匀速直线运动．从某时刻起，小球受到水平方向的恒力作用，产生的加速度也是恒定的，所以小球一定做匀变速运动，可能是直线，也可能是曲线，要根据合力与初速度的方向确定，故B正确，ACD错误。‎ ‎3.一条足够长浅色水平传送带自左向右匀速运行。现将一个木炭包无初速度地放在传送带的最左端，木炭包将会在传送带上留下一段黑色的径迹。下列说法中正确的是 A. 黑色的径迹将出现在木炭包的左侧 B. 木炭包的质量越大，径迹的长度越短 C. 传送带运动的速度越大，径迹的长度越短 D. 木炭包与传送带间动摩擦因数越大，径迹的长度越短 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．因为木炭包相对于传送带向后滑，即相对于传送带向左运动，黑色径迹出现在木炭包的右侧。故A错误。‎ BCD．根据牛顿第二定律得，木炭包匀加速运动时的加速度大小 设传送带的速度为v，则木炭包速度达到传送带速度时经历的时间 ‎ ‎ 位移 在这段时间内传送带的位移 ‎ x2=vt 则木炭包与传送带间相对位移大小，即径迹的长度 则知，径迹的长度与木炭包的质量无关，传送带运动的速度越大，径迹的长度越长，动摩擦因数越大，径迹越小。故BC错误，D正确。‎ ‎4.2018年1月12日，我国以“一箭双星”方式成功发射第26、第27颗北斗导航卫星，这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星（介于近地和同步之间的轨道）这两颗卫星（ ）‎ A. 运行速度大于第一宇宙速度 B. 运行速度小于同步轨道卫星的运行速度 C. 发射速度大于第一宇宙速度 D. 发射速度小于同步轨道卫星的运行速度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 中圆地球轨道卫星运转半径大于近地卫星的轨道半径，小于同步卫星的轨道半径，根据可知运行速度小于第一宇宙速度，大于同步轨道卫星的运行速度，选项AB错误；第一宇宙速度是最小的发射速度，则中圆地球轨道卫星的发射速度大于第一宇宙速度，选项C正确；因发射速度大于在中圆地球轨道上的速度，而在中圆地球轨道上的速度大于同步轨道卫星的运行速度，则发射速度大于同步轨道卫星的运行速度，选项D错误；故选C.‎ 点睛：卫星问题关键是知道万有引力提供向心力的几种表达式；知道同步卫星的轨道特点以及第一宇宙速度的含义.‎ ‎5.一质量为m的物体放在光滑的水平面上，今以恒力F 沿水平方向推该物体，在相同的时间间隔内，下列说法正确的是 A. 物体的位移相等 B. 物体动能的变化量相等 C. F对物体做的功相等 D. 物体动量的变化量相等 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体在水平恒力作用下做匀加速直线运动，在相同的时间间隔内物体的位移逐渐增大。故A错误。‎ BC．由功的公式W=FL知道，在相同的时间间隔内，L变大，则F做功增大。根据动能定理得知，物体动能的变化量逐渐增大，故BC错误。‎ D．根据动量定理得：Ft=△P，F、t相等，则△P相等，即物体动量的变化量相等。故D正确。‎ ‎6.如图所示，长为L的均匀链条放在光滑水平桌面上，且使长度的垂在桌边，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为(　　 )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 链条在重力作用而向下滑动，只有重力做功，其机械能守恒；可设桌面为零势能面，列出机械能守恒方程可得出链条的速度。‎ ‎【详解】设桌面为零势能面，链条的总质量为m 开始时链条的机械能为：E1= ‎ 当链条刚脱离桌面时的机械能：E2= ‎ 由机械能守恒可得：E1=E2‎ 即： ‎ 解得： 。‎ 故应选：C。‎ ‎【点睛】零势能面的选取是任意的，本题也可以选链条滑至刚刚离开桌边时链条的中心为零势能面，结果是一样的，要注意重力势能的正负；抓住机械能守恒时，链条动能的变化取决于重力势能的变化量。‎ ‎7.小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上由图中位置无初速释放，在小球下摆到最低点的过程中，下列说法正确的是( )‎ A. 绳对球的拉力不做功 B. 球克服绳拉力做的功等于球减少的机械能 C. 绳对车做的功等于球减少的动能 D. 球减少的重力势能等于球增加的动能 ‎【答案】B ‎【解析】‎ AD、在小球下摆到最低点的过程中，绳对球的拉力做负功，球的机械能减小，选项AD错误；‎ BC、对小球，由功能关系，球克服绳拉力做的功等于球减少的机械能，绳对车做的功等于球克服绳拉力做的功，选项B正确，C错误.‎ 故选B ‎8.如下图所示，光滑半圆槽质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着恰好位于槽的边缘处.若将线烧断，小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为 ( )‎ A. 零 B. 向右 ‎ C. 向左 D. 不能确定 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 对于系统来说，整体的动量守恒，系统的初动量为零，当小球滑到另一边的最高点时，小球和圆槽具有共同的速度，根据总动量守恒可知，此时的速度都为零，所以圆槽的速度为零，所以A正确，BCD错误．故选A．‎ ‎9.如图所示，一根长为L不可伸长的轻绳跨过光滑的水平轴O，两端分别连接质量为2m的小球A和质量为m的物块B，由图示位置释放后，当小球转动到水平轴正下方时轻绳的中点正好在水平轴O点，且此时物块B的速度刚好为零，则下列说法中正确的是(　　)‎ A. 物块B一直处于静止状态 B. 小球A从图示位置运动到水平轴正下方的过程中机械能守恒 C. 小球A运动到水平轴正下方时的速度大小为 D. 小球A从图示位置运动到水平轴正下方的过程中，小球A与物块B组成的系统机械能守恒 ‎【答案】D ‎【详解】当小球转动到水平轴正下方时轻绳的中点正好在水平轴O点，所以小球A下降的高度为  ，物块B会上升一定的高度，由能量守恒有   所以小球A运动到水平轴正下方时的速度，C错误；由于物块B会上升一定的高度，所以B物体不可能一直静止，故A错误；在整个过程中小球A与物块B组成的系统机械能守恒，B错D对。本题选D。‎ ‎10.如图,水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R,质量分别为m、2m和3m,物块与地面间的动摩擦因数都为。用大小为F的水平外力推动物块P,记R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k。下列判断正确的是( )‎ A. 若,则 B. 若 ,则 C. 若,则 D. 若,则 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先用整体法求出物体的合外力，进而求得加速度；然后再用隔离法对P、R两物体进行受力分析，利用牛顿第二定律即可求得k；‎ ‎【详解】三物块靠在一起，将以相同加速度向右运动，则加速度：，所以，R和Q之间相互作用力：，Q与P之间相互作用力：，所以R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比，由于不管是否为零，恒成立，故B、D正确，A、C错误；‎ 故选BD。‎ ‎【点睛】关键是要抓住三个物体的加速度相同，先对整体研究，得到加速度，然后应用隔离法研究内力。‎ ‎11.如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（ 　）‎ A. 周期相同 B. 角速度的大小相等 C. 线速度的大小相等 D. 向心加速度的大小相等 ‎【答案】AB ‎【详解】对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；‎ 将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力：F=mgtanθ ①；‎ 由向心力公式得到：F=mω2r ②；‎ 设绳子与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得：r=htanθ ③；‎ C、由①②③三式得，与绳子的长度和转动半径无关，故C正确；‎ A、又由知，周期相同，故A正确；‎ B、由v=ωr，两球转动半径不等，则线速度大小不等，故B错误；‎ D、由a=ω2r，两球转动半径不等，向心加速度不同，故D错误；‎ 故选AC.‎ ‎12.如图所示，甲、乙传送带倾斜放置，并以相同的恒定速率v逆时针运动，两传送带粗糙程度不同，但长度、倾角均相同．将一小物体分别从两传送带顶端的A点无初速度释放，甲传送带上小物体到达底端B点时恰好达到速度v；乙传送带上小物体到达传送带中部的C点时恰好达到速度v，接着以速度v运动到底端B点．则小物体从A运动到B的过程 A. 小物体在甲传送带上的运动时间比在乙上的大 B. 小物体与甲传送带之间的动摩擦因数比与乙之间的大 C. 两传送带对小物体做功相等 D. 两传送带因与小物体摩擦产生的热量相等 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据两个物体的总位移相等，v-t图象的“面积”表示位移，作出两个物体的v-t图象，可知t甲＞t乙．故A正确。‎ B．v-t图象的斜率表示加速度，由图知，甲匀加速运动的加速度小于乙匀加速运动的加速度，由牛顿第二定律得：‎ mgsinθ+μmgcosθ=ma 得 ‎ a=gsinθ+μgcosθ 则知μ小时，a小，因此物体与甲传送带之间的动摩擦因数比乙小，故B错误。‎ C．根据动能定理得：‎ ‎ ‎ 则得传送带对物体做功 ‎ ‎ h、v、m都相等，则W相等，故C正确。‎ D．设传送带长为L。‎ 甲中：物体运动时间为：‎ 物体与传送带间的相对位移大小为：‎ ‎△x甲=vt甲-L=L 物体的加速度为：‎ ‎ ‎ 由牛顿第二定律得：‎ mgsinθ+f甲=ma甲 得：‎ 产生的热量为：‎ ‎ ‎ 乙中：物体运动时间为 物体与传送带间的相对位移大小为：‎ 物体的加速度为：‎ ‎ ‎ 由牛顿第二定律得：‎ mgsinθ+f乙=ma乙 得：‎ ‎ ‎ 产生的热量为：‎ 则知乙与物体摩擦产生的热量较多，故D错误。‎ 二.实验题 ‎13.在“验证机械能守恒定律”的实验 ‎（1）实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．为完成此实验，除了所给的器材，从图中还必须选取的实验器材是________．‎ ‎（2）下列方法有助于减小实验误差的是________．‎ A．在重锤的正下方地面铺海绵 B．必须从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒 C．重复多次实验，重物必须从同一位置开始下落 D．重物的密度尽量大一些 ‎（3）完成实验后，小明用刻度尺测量纸带距离时如图（乙），已知打点计时器每0.02 s打一个点，则B点对应的速度vB＝________m/s.若H点对应的速度为vH，重物下落的高度为hBH，重物质量为m，当地重力加速度为g，为得出实验结论完成实验，需要比较mghBH与________的大小关系（用题中字母表示）．‎ ‎【答案】 (1). 电磁打点计时器和学生电源或者是电火花计时器，毫米刻度尺 (2). D (3). 1.35 m/s (4). mvH2－mvB2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1]．打点计时器的工作电源是交流电源，在实验中需要刻度尺测量纸带上点与点间的距离从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度，从而可知瞬时速度．纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表．必须选取的实验器材其名称是学生电源、电磁打点计时器或者是电火花计时器、毫米刻度尺．‎ ‎（2）[1]．A、在重锤正下方地面铺海绵，是防止损坏仪器，故A错误；‎ B、不一定要从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒，故B错误；‎ C、重复多次实验时，重物不需要从同一位置开始下落，故C错误；‎ D．选重物的密度尽量大一些，可以减小受到的阻力的影响，可减少实验误差，故D正确；‎ ‎（3）[3]．根据刻度尺指示可知：AC之间的距离为：xAC=5.90-0.50=5.40cm，根据匀变速直线运动中时间中的速度等于该过程中的平均速度，可以求出B点瞬时速度的大小为：‎ 根据功能关系 ‎ ‎ 可知因此需要比较，与mghBH 的大小，即可验证机械能是否守恒，所以要验证的表达式为 ‎14. 两位同学用如图所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。‎ ‎（1）实验中必须满足的条件是 。‎ A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差 B．斜槽轨道末端的切线必须水平 C．入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下 D．两球的质量必须相等 ‎（2）测量所得入射球A的质量为mA，被碰撞小球B的质量为mB，图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON。当所测物理量满足表达式 时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果满足表达式 时，则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞。‎ ‎（3）乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图12所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点。实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B′；然后将木条平移到图中所示位置，入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P′；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与球B相撞，确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′。测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为h1、h2、h3。若所测物理量满足表达式 时，则说明球A和球B碰撞中动量守恒。‎ ‎【答案】（1）BC；‎ ‎（2）mA·OP= mA·OM+ mB·ON；OP+OM=ON ‎（3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：①A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；‎ B、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，故B正确；‎ C、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；‎ D、为了使小球碰后不被反弹，要求入射小球质量大于被碰小球质量，故D错误；‎ 故选：BC．‎ ‎②小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，‎ 它们的水平位移x与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，‎ 若两球相碰前后的动量守恒，则mAv0=mAv1+mBv2，又OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t，代入得：mAOP=mAOM+mBON，‎ 若碰撞是弹性碰撞，则机械能守恒，由机械能守恒定律得：mAv02=mAv12+mBv22，‎ 将OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t代入得：mAOP2=mAOM2+mBON2；‎ ‎③小球做平抛运动，在竖直方向上：h=gt2，平抛运动时间：t=，‎ 设轨道末端到木条的水平位置为x，小球做平抛运动的初速度：‎ vA=，vA′=，vB′=，‎ 如果碰撞过程动量守恒，则：mAvA=mAvA′+mBvB′，‎ 将速度代入动量守恒表达式解得：‎ 故答案为：①BC；②mAOP=mAOM+mBON；mAOP2=mAOM2+mBON2；③‎ 三.计算题 ‎15.如图所示，一光滑水平桌面AB与一半径为R光滑半圆形轨道相切于C点，且两者固定不动。一长L为0.8 m的细绳，一端固定于O点，另一端系一个质量m1为0.2 kg的球。当球在竖直方向静止时，球对水平桌面的作用力刚好为零。现将球提起使细绳处于水平位置时无初速释放。当球m1摆至最低点时，恰与放在桌面上的质量m2为0.8kg的小铁球正碰，碰后m1小球以2 m/s的速度弹回，m2将沿半圆形轨道运动，恰好能通过最高点D。g=10m/s2,求：‎ ‎（1）m2在圆形轨道最低点C的速度为多大？‎ ‎（2）光滑圆形轨道半径R应为多大？‎ ‎【答案】（1）1.5m/s （2）0.045m ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）球m1摆至最低点的过程中，根据机械能守恒定律求出到最低点时的速度，碰撞过程，根据动量守恒列式求碰后m2的速度．‎ ‎（2）m2沿半圆形轨道运动，根据机械能守恒定律求出m2在D点的速度．恰好能通过最高点D时，由重力提供向心力，由牛顿第二定律可求出R．‎ ‎【详解】（1）设球m1摆至最低点时速度为v0，由小球（包括地球）机械能守恒：‎ ‎ ，解得v0=4m/s m1与m2碰撞，动量守恒，设m1、m2碰后的速度分别为v1、v2．‎ 选向右的方向为正方向，则：‎ m1v0=m1v1+m2v2‎ 代入数值解得：v2=1.5 m/s ‎（2）m2在CD轨道上运动时，由机械能守恒有：‎ ‎ …①‎ 由小球恰好通过最高点D点可知，重力提供向心力，即：‎ ‎ …②‎ 由①②解得：R=0.045m ‎【点睛】本题主要考查了动量守恒、机械能守恒定律、向心力公式的应用，要知道小球恰好通过最高点时，由重力提供向心力．‎ ‎16.如图，与水平面夹角θ＝37°的斜面和半径R=0.4m的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内．滑块从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零。已知滑块与斜面间动摩擦因数μ=0.25。（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：‎ ‎（1）滑块在C点的速度大小vC；‎ ‎（2）滑块在B点的速度大小vB；‎ ‎（3）A、B两点间的高度差h。‎ ‎【答案】（1）2m/s（2）4.29m/s（3）1.38m ‎【解析】‎ ‎ （1）由题意，在C处滑块仅在重力作用下做圆周运动，设滑块的质量为m，由牛顿定律： ‎ 解得： ‎ ‎（2）由几何关系，BC高度差H为： ‎ 滑块由B到C的运动过程中重力做功，机械能守恒，以B为势能零点： ‎ ‎ ‎ 带入数据：vB=4.29m/s ‎（3）滑块由A到B过程，由牛顿定律： ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 解得： ‎ 解得：a=4m/s2；‎ 设AB间距为L,由运动公式：vB2=2aL 由几何关系：h=Lsin370‎ 解得： ‎ ‎17.如图所示，为半径的光滑圆弧轨道，下端恰与小车右端平滑对接。小车质量，车长，车上表面距地面的高度，现有一质量的滑块，由轨道顶端无初速度释放，滑到端后冲上小车。已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数，当车运动了时，被地面装置锁定（取）。试求：‎ ‎（1）滑块到达端时，轨道对它支持力的大小；‎ ‎（2）车被锁定时，车右端距轨道端的距离；‎ ‎（3）从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小。‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）至过程，由机械能守恒得 在点，由牛顿第二定律得 解得。‎ ‎（2）设滑块滑上小车后经过时间与小车速度相同，共同速度大小为 对滑块有：，‎ 对小车有：， ‎ 解得，因 故滑块与小车同速后，小车继续向左匀速行驶了，则小车右端距端的距离为 解得。‎ ‎（3）。‎ 解得