山东省聊城第一中学2020届高三物理上学期期中试题（Word版附答案）

山东省聊城第一中学2020届高三物理上学期期中试题（Word版附答案）

www.ks5u.com ‎2017级高三上学期期中考试 物理试题 ‎ ‎　‎ 一、单项选择题(本题共7小题，每小题3分，共21分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得3分，选错或不选得0分)‎ ‎1.在检测汽车性能的实验中，让一辆汽车做初速度为零的匀加速直线运动，测得匀加速结束前连续两个1s内的位移分别24m和32m，则汽车匀加速的总位移为( )‎ A.75m 　 　 B.81m 　　　 C.96m 　 D.112m ‎2.如图所示，甲、乙两个小球的质量均为m，两球间用细线连接，甲球用细线悬挂在天花板上．现分别用大小相等的力F水平向左、向右拉两球，平衡时细线都被拉紧．则平衡时两球的可能位置是下列选项中的(　　)‎ ‎3.如图所示，质量为M的木块位于光滑水平面上，在木块与墙之间用轻弹簧连接，木块静止在A位置。现有一质量为m的子弹以水平速度v0射向木块并嵌入其中，则当木块回到A位置时的速度v以及在此过程中墙对弹簧的冲量I的大小分别为（ ）‎ A．，I=0 　B．，‎ C．， 　D．， ‎ ‎4.如图所示，在竖直平面内有一曲面，曲面方程为y=x2，在y轴上有一点P，坐标为(0，9m)。从P点将一小球水平抛出，初速度为2m/s,若不计空气阻力，g取10m/s2,则小球第一次打在曲面上的位置为( )‎ A．(3m，3m)‎ x/m y/m P B．(2m，4m)‎ C．(1m，1m)‎ D．(0.5m，0.25m)‎ ‎5.两根长度不同的细线下面分别悬挂着小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动。关于两个小球在运动过程中的相对位置关系，下面示意图中正确的是（    ）‎ ‎ ‎ A        B      C D ‎6.轮箱沿如图所示的逆时针方向在竖直平面内做匀速圆周运动，半径为R，速率v＜，AC为水平直径，BD为竖直直径。物块相对于轮箱静止，则（ ）‎ A.物块始终受静摩擦力作用 B.只有在A、B、C、D四点，物块受到的合外力才指向圆心 C.在转动过程中物块的机械能不守恒 D.在转动过程中物块重力的瞬时功率保持不变 ‎7.如图所示，质量为m＝10 kg的木箱置于水平地面上，它与地面间的动摩擦因数μ＝，受到一个与水平方向成θ角斜向上的拉力F，为使木箱做匀速直线运动，拉力F的最小值以及此时θ分别是(　　)‎ A. N　30° B.50 N　60°‎ C. N　60° D.50 N　30°‎ 二、多项选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，优题速享全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)‎ ‎8.中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的试验“火星－500”。假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法中正确的是（ ）‎ A.飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点的速度大于在Q点的速度 B.飞船在轨道Ⅰ上运动时，在P点的速度大于在轨道Ⅱ上运动时在P点的速度 C.飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时的加速度小于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度 D.若轨道Ⅰ贴近火星表面，测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，就可以推知火星的密度 ‎9.我国女子短道速滑队在世锦赛上实现了女子3 000 m接力三连冠．如图所示，观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则(　　) ‎ A．甲对乙的冲量大小一定等于乙对甲的冲量大小 B．甲、乙的动量变化一定大小相等，方向相反 C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量 D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功 ‎10.如图,在某一峡谷的两侧存在与水平面成相同角度的山坡,某人站在左侧山坡上的P点向对面山坡上水平抛出三个质量不等的石块,分别落在A、B、C三处,不计空气阻力,A、C两处在同一水平面上,则下列说法中正确的是( )‎ A．落在C处的石块在空中运动的时间最长 B．落在A、B两处的石块落地速度方向相同 C．落在A、B、C三处的石块落地速度方向相同 D．落在B、C两处的石块落地速度大小有可能相同 ‎11.如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处。现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是（　　）‎ A.环到达B处时，重物上升的高度h=d/2‎ B.环能下降的最大高度为4d/3‎ C.环运动到B处的速度为 D.小环运动过程中，轻绳中的张力不可能大于2mg ‎12.如图甲所示，质量为m的小滑块A以向右的初速度v0滑上静止在光滑水平地面上的平板车B。从滑块A刚滑上平板车B开始计时，它们的速度随时间变化的图象如图乙所示，物块未滑离小车，重力加速度为g，以下说法中正确的是( )‎ A.滑块A与平板车B上表面的动摩擦因数 B.平板车B的质量M＝2m C.滑块A与平板车间因摩擦产生的热量为 D.t0时间内摩擦力对小车B做功的平均功率为 三、实验题(本题共2小题，共16分)‎ ‎13. (6分)在探究“弹力和弹簧伸长量的关系”时，小明同学用如图(a)所示的实验装置进行实验；将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上砝码盘。通过改变盘中砝码的质量，用刻度尺测出弹簧对应的长度，测得实验数据如下：‎ ‎　　图(a)　　　　　　　　 　　图(b)‎ 实验次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ 砝码质量m/g ‎0‎ ‎30‎ ‎60‎ ‎90‎ ‎120‎ ‎150‎ 弹簧的长度x/cm ‎6.00‎ ‎7.14‎ ‎8.34‎ ‎9.48‎ ‎10.64‎ ‎11.79‎ ‎①小明同学根据实验数据在坐标纸上用描点法画出x－m图像如图(b)所示。‎ ‎②作出的图线与坐标系纵轴有一截距，其物理意义是____________________，该弹簧的劲度系数k＝________N/m。(结果保留3位有效数字，重力加速度g取10 m/s2)‎ ‎③该同学得到该弹簧的劲度系数的实验结果与考虑砝码盘的质量相比，结果________。(选填“偏大” “偏小”或“相同”)‎ ‎14．（10分）(1)甲同学用如图(a)所示的装置来验证动量守恒定律。‎ ‎①实验中质量为m1的入射小球和质量为m2的被碰小球的质量关系是m1__________m2(选填“大于” “等于”或“小于”)。‎ ‎②图(a)中O点是小球抛出点在地面上的投影。实验时，先将入射小球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量水平射程OP。然后，把被碰小球m2静置于 轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复本操作。接下来要完成的必要步骤是__________。(填选项前的字母)‎ A．用天平测量两个小球的质量m1、m2‎ B．测量小球m1开始释放的高度h C．测量抛出点距地面的高度H D．分别通过画最小的圆找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E．测量水平射程OM、ON ‎③若两球相碰前、后的动量守恒，其表达式可表示为__________(用②中测量的量表示)。‎ 图(b)‎ ‎(2)乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置改成如图(b)所示。将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中小球1、小球2与木条的撞击点。实验时先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射小球1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，入射小球1从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P；再将入射小球1从斜轨上起始位置由静止释放，与小球2相撞，撞击点为M和N，测得B′与N、P、M各点的高度差分别为h1、h2、h3。只要满足关系式________________________，则说明碰撞中动量是守恒的；只要再满足关系式________________________，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞(用所测物理量的字母表示)。‎ 四、计算题(本题共5小题，共43分。作答时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能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)‎ ‎15．（７分）如图甲所示，优题速享在光滑的水平轨道上停放着甲、乙两车，两车相距=5m，弹射装置使甲车获得=3m/s的瞬时速度。甲车向乙车运动的同时，乙车的风洞开始工作，将风吹向固定在甲车的挡风板上，从而使乙车获得了速度。测绘装置得到了甲、乙两车的v-t图象如图乙所示。求：‎ ‎(1)甲、乙两车的质量之比；‎ ‎(2)两车相距最近时的距离.‎ ‎16.（８分）如图所示，传送带长6 m，与水平方向的夹角，以5 m/s的恒定速度向上运动。一个质量为2 kg的物块（可视为质点），以10 m/s的初速度平行于传送带,从传送带底端滑上传送带，已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。求：‎ ‎(1)物块刚滑上传送带时的加速度大小；‎ ‎(2)物块到达传送带顶端时的速度大小；‎ ‎(3)整个过程中，摩擦力对物块所做的功。‎ ‎17.（8分）某玩具厂设计出如图所示的玩具，轨道固定在高H1的水平台面上，通过在A处压缩弹簧把质量m＝0.01 kg的小球(可看作质点)从静止弹出，先后经过直线轨道AC、半径R1＝0.1 m的圆形轨道、长为L1＝0.5 m 的直线轨道CD、以及两段半径R2＝1 m的圆弧DE、GP，G、E两点等高且两圆弧对应的圆心角都为37°，所有轨道都平滑连接；小球从P点水平抛出后打到固定在Q点的锣上。CD段的动摩擦因数为0.2，其余轨道光滑，在一次测试中测出小球运动到B点时对内轨的作用力为0.064 N。(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)‎ ‎(1)求小球运动到B点时的速度大小；‎ ‎(2)请通过计算说明小球能否离开轨道？‎ ‎18.(10分)如图所示，总质量为460kg的热气球，从地面刚开始由静止竖直上升时的加速度为0.5m/s2，当热气球上升到180m时，恰以5m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变，空气阻力F阻=Kv（K为比例系数），上升过程中热气球总质量不变，重力加速度g=10m/s2。求：‎ ‎（1）气球受到浮力的大小；‎ ‎（2）气球上升到180m过程中克服空气阻力所做的功；‎ ‎（3）气球上升到180m过程中所用时间是多少？‎ ‎19.(10分)碰撞在宏观、微观世界中都是十分普遍的现象。‎ ‎（1）如图1所示，在水平光滑的桌面上有两个大小相同的小球A、B，质量分别是m1、m2，A球以v1的速度与静止的B球相碰。碰撞后A、B的速度分别是、。如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞；如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。若m1=2kg、m2=1kg，某次碰撞满足v1=2m/s、=2m/s。通过计算碰撞前后的机械能说明该次碰撞属于弹性碰撞还是非弹性碰撞。‎ 原子核 图2‎ 中子 v ‎（2）裂变反应可以在人工控制下进行，用慢化剂中的原子核跟中子发生碰撞，使中子的速率降下来，从而影响裂变反应的反应速度。如图2所示，一个中子以速度v与慢化剂中静止的原子核发生弹性正碰，中子的质量为m，慢化剂中静止的原子核的质量为M，而且M＞m。为把中子的速率更好地降下来，现有原子核质量M大小各不相同的几种材料可以作为慢化剂，通过计算碰撞后中子速度的大小，说明慢化剂中的原子核M应该选用质量较大的还是质量较小的。‎ 聊城一中2017级高三第一学期期中考试 物理参考答案 一、 单项选择题 ‎　　1.B 【解析】匀加速最后两秒中间时刻的速度m/s=28m/s，加速度m/s²=8m/s²，则整个匀加速运动的总路程为+32m=81m，B项正确.‎ ‎2.A [解析]　用整体法分析，把两个小球看做一个整体，此整体受到的外力为竖直向下的重力2mg、水平向左的力F(甲受到的)、水平向右的力F(乙受到的)和细线1的拉力，两水平力相互平衡，故细线1的拉力一定与重力2mg等大反向，即细线1一定竖直；再用隔离法，分析乙球受力的情况，乙球受到向下的重力mg、水平向右的拉力F、细线2的拉力．要使得乙球受力平衡，细线2必须向右倾斜．优题速享 ‎3.C 【解析】子弹射入木块过程，由于时间极短，子弹与木块间的内力远大于系统外力，由动量守恒定律得：，解得：；子弹和木块系统在弹簧弹力的作用下先做减速运动，后做加速运动，回到A位置时速度大小不变，即当木块回到A位置时的速度大小，子弹、木块和弹簧组成的系统受到的合力即墙对弹簧的作用力，根据动量定理得：，所以墙对弹簧的冲量I的大小为，故选项C正确．‎ ‎4.B 【解析】设小球经过时间t打在斜面上M（x , y）点，则水平方向：，竖直方向上： 又因为可解得：，故B正确。‎ ‎5.B【解析】小球做匀速圆周运动，拉力和重力的合力提供向心力，故，整理得是常量，即两球处于同一高度，故B正确。‎ ‎6.C 【解析】A．在最高点和最低点，物块受重力和支持力作用，在其它位置物体受到重力，支持力、静摩擦力作用，故A项错误；‎ B．物块作匀速圆周运动，合外力提供向心力，所以合外力始终指向圆心，故B项错误；‎ C．在转动过程中物块的动能不变，重力势能改变，所以机械能不守恒，故C项正确；‎ D．运动过程中，物块的重力大小不变，速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，所以重力的瞬时功率在变化，故D项错误。‎ ‎7.D 【解析】木箱受重力mg、拉力F、地面的支持力和滑动摩擦力作用，根据平衡条件得Fcos θ＝Ff，Fsin θ＋FN＝mg，又Ff＝μFN，联立解得F＝＝，其中tan α＝＝，α＝60°，由数学知识知：当θ＋α＝90°，即θ＝30°时F有最小值，且最小值为Fmin＝＝50 N，故D正确．‎ 二、多项选择题 ‎8.AD 【解析】A．根据开普勒第二定律可知，飞船在第Ⅱ轨道P点的速度大于Q点的速度，选项A说法正确；‎ B．从轨道I到轨道Ⅱ要在P点点火加速，则在轨道I上P点的速度小于轨道Ⅱ上P点的速度，选项B错误；‎ C．根据 可知，飞船在I、Ⅱ轨道上的P点加速度相等，选项C错误；‎ D．飞船贴近火星表面飞行时，如果知道周期T，可以计算出密度，即由， 可解得，选项D说法正确；‎ ‎9.AB 【解析】选乙推甲的过程中，他们之间的作用力大小相等，方向相反，作用时间相等，根据冲量的定义，甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相等，但方向相反，选项A正确；乙推甲的过程中，遵守动量守恒定律，即Δp甲＝－Δp乙，他们的动量变化大小相等，方向相反，选项B正确；在乙推甲的过程中，甲、乙的位移不一定相等，所以甲对乙做的负功与乙对甲做的正功不一定相等，结合动能定理知，选项C、D错误．‎ ‎10.BD【解析】A、根据平抛运动的规律，，时间由竖直高度决定，B下落高度最大时间最长；所以A错误.‎ B、A、B两石块都落在斜面，两小球的竖直位移与水平位移的比值等于斜面倾角的正切值 ①落地速度与水平方向的夹角设为α， ②‎ 联立①②式知：tanα=2tanθ， θ是斜面倾角是定值，α 也是定值，与初速度无关，所以落在A、B两处的速度方向相同，所以B正确.‎ C、A、C两处的石块的下落高度相同，时间相同，vy=gt得竖直方向的速度相同，x=v0t，C的水平位移大，所以C的初速度大，由②知C速度与水平方向的夹角小，结合B分析知A、B、C落地速度方向不同，所以C错误.‎ D、B、C竖直方向位移B大，由知，B的竖直分速度大，经过图中虚线位置时，时间相同，C的水平位移大，C的初速度大，合速度无法比较，D正确.‎ 故选BD.‎ ‎11.BC【解析】 根据几何关系有，环从A下滑至B点时，重物上升的高度，故A错误； 设环下滑到最大高度为H时环和重物的速度均为0，此时重物上升的最大高度为，根据机械能守恒有，解得：，故B正确；在B点，对环的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，有：v环cos45°=v物，根据系统机械能守恒定律可得，解得：环的速度，故C正确；环从A点释放时，重物有向上的加速度，绳子的拉力大于重力，优题速享故D错误．故选BC．‎ ‎12.BCD【解析】A.滑块A在木板上受滑动摩擦力做匀减速直线运动，加速度为，两者最后共速为 ，由速度公式，解得；故A错误.‎ B.对A和B在相对滑行的过程中，系统不受外力而动量守恒，有；解得；故B正确.‎ C.对A和B相对滑动到共速的过程，由能量守恒定律可知，系统损失的动能转化成两者摩擦生热，有，结合可解得；故C正确.‎ D.根据平均功率的计算式，而摩擦力对B做的功为，解得：；故D正确.‎ 三、实验题 ‎13.答案：②砝码盘中未放砝码时弹簧的长度(2分) 25．9(2分)　③相同(2分)‎ 解析：②图线与纵坐标轴的交点表示砝码盘中未放砝码时弹簧的长度，结合表中数据可知，弹簧的劲度系数k＝＝＝ N/m≈25.9 N/m。‎ ‎③根据公式ΔF＝kΔx计算出的劲度系数，是否考虑砝码盘的质量对结果无影响，故结果相同。‎ ‎14.答案：(1)①大于(2分)　②ADE(2分)　　③m1·OP＝m1·OM＋m2·ON(2分)‎ (2) ‎ ＝＋(2分)　＝＋(2分)‎ 解析：(1)①为防止碰撞后入射球反弹，实验中入射小球的质量m1应大于被碰小球的质量m2。‎ ‎②设碰撞前入射小球的速度为v1，碰撞后入射小球的速度为v2，被碰小球的速度为v3，如果碰撞过程系统动量守恒，以水平向右为正方向，由动量守恒定律得m1v1＝m1v2＋m2v3，小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得m1v1t＝m1v2t＋m2v3t，即m1·OP＝m1·OM＋m2·ON，实验需要测量两球的质量、两球落点的水平位移，故A项、D项、E项均正确。‎ ‎③由②可知，实验需要验证的表达式为m1·OP＝m1·OM＋m2·ON。‎ ‎(2)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v1＝，v1′＝，v2′＝，如果碰撞过程动量守恒，则m1v1＝m1v1′＋m2v2′，将v1、v1′、v2′代入，可得＝＋。‎ 若为弹性碰撞，则满足动能守恒，即m1v＝m1v1′2＋m2v2′2，代入速度表达式，化简可得＝＋。‎ 四、 计算题 五、 ‎15.解：(1)由图象可知， (1分)‎ 由题可知 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (1分)‎ 解得 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (1分)‎ ‎（２）甲、乙速度相等，均为1m/s.时两车相距最近.‎ 对乙车： 对甲车： 解得=2s (1分)‎ 车的位移等于v-t图线与坐标轴所围面积，有m=4m 　　　　 (1分)‎ m=1m 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (1分)‎ 两车相距最近时的距离为=2m 　　　　　　　　　 (1分)‎ ‎16.解：(1) 物块刚滑上传送带时受力如图，由牛顿第二定律得：‎ mgsin37o+µmgcos37o= ma1 (1分)‎ 解得：a1＝10m/s2 (1分)‎ 故物块刚滑上传送带时加速度大小为10m/s2.‎ ‎(2)物块速度减到和传送带速度相同过程由运动学公式得：‎ ‎ v22-v12=2a1s1 (1分)‎ 解得：s1=3.75m (1分) ‎ 物块速度和传送带一致后受力如图，由牛顿第二定律得：‎ mgsin37o-µmgcos37o= ma2 (1分)‎ 解得：a2＝2m/s2 ‎ 由运动学公式得：‎ v32-v22=2a2(L-s1) (1分)‎ 解得：v3=4m/s ‎ 故物块到达传送带顶端时速度大小为4m/s. ‎ ‎(3) Wf=-µmgcos37os1+µmgcos37o(L-s1) (1分)‎ 解得：Wf=-12J (1分)‎ 故全程摩擦力对物块做功-12J.‎ ‎(说明：其它解法只要正确均给分)‎ ‎17.解:(1)由牛顿第二定律得 mg－FN＝ 　　　　　　　　 （2分）‎ 解得v0＝0.6 m/s　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （１分）‎ ‎(2)假设小球不离开轨道，通过直线轨道CD后能上升的最大高度为h0，则 mg(2R1－h0)－μmgL1＝0－ 　 （2分）‎ ‎　　　 h0＝0.118 m （１分）‎ 由于h0<2R1且h0 m，所以 （1分） ‎ 可见，M 越小，越小，为了使中子速率更好降下来，慢化剂中的原子核质量应选较小的。（1分）‎