福建省永泰县第一中学2021届高三物理上学期期中试题（Word版附答案）

福建省永泰县第一中学2021届高三物理上学期期中试题（Word版附答案）

第 1 页 共 8 页 2020－2021 学年度第一学期永泰县一中期中考 高中 三 年 物理 科试卷 完卷时间： 90 分钟 满分 ： 100 分 一、单项选择题（本大题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。每个题目只有一个选项符合要求，选对 得 3 分，选错得 0 分) 1．在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法如：理想实验法、控制变量法、极 限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是 （ ） A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法 B．探究合力与分力的关系实验，主要应用了控制变量法 C．卡文迪许通过扭秤测量引力常量的实验，应用了理想模型法 D．根据速度定义式 v＝ ，当△t→0 时， 就可以表示物体在 t 时刻的瞬时速度，该定义 运用了极限思维法 2．如图所示，竖直墙面上有一只壁虎从右向左由 A 点沿水平直线加速运动到 B 点，此过程中壁虎受 到摩擦力的方向是( ) A．斜向右上方 B．斜向左上方 C．水平向左 D．竖直向上 3．如图所示，小车放在粗糙的水平地面上，车上固定一根轻杆，轻绳一端系在杆上，另一端系着一 小球，小球在水平外力 F 的作用下缓慢移动，使细绳与竖直方向的夹角 θ 由 0o 增大到 60o 的过程中， 小车始终保持静止，下列说法中正确的是（ ） A．细绳对小球的拉力先减小后增大 B．水平拉力 F 先增大后减小 C．地面对小车的支持力保持不变 D．地面对小车的摩擦力一直减小 4．已知某车的质量为 m，运动过程中，汽车所受的阻力大小恒定，若保持恒定功率 P 不变，汽车能 达到的最大速度为 v。若司机以 2P 的额定功率启动，从静止开始加速做直线运动，当速度为 v 时， 汽车的加速度为 a1，当速度为 0.5v 时，汽车的加速度为 a2，则加速度的比值 a1:a2 为（ ） A. 1：1 B.1：2 C. 1：3 D.1：4 5．一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系 AB 第 2 页 共 8 页 列不同半径的小圆弧来代替。如图甲所示，曲线上的 A 点的曲率圆定义为：通过 A 点和曲线上紧邻 A 点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做 A 点的曲率圆，其半径ρ叫做 A 点的曲率半 径。将圆周运动的半径换成曲率半径后，质点在曲线上某点的向心加速度可根据圆周运动的向心加 速度表达式求出，向心加速度方向沿曲率圆的半径方向。已知重力加速度为 g。现将一物体沿与水 平面成α角的方向以速度 v0 抛出，如图乙所示，则在轨迹最高点 Q 处和抛出点 P 处的曲率半径之比 为（ ） A． cos B． osc C． 2cos D． 3cos 6．如图所示，半径为 R 的金属环竖直放置，环上套有一质量为 m 的小球，小球开始时静止于最低点， 现使小球以初速度 0 6v gR 沿环上滑，小环运动到环的最高点时与环恰无作用力，则小球从最低 点运动到最高点的过程中（ ） A．小球机械能守恒 B．小球在最低点时对金属环的压力是 6mg C．小球在最高点时，重力的功率是 mg Rg D．小球机械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是 0.5mgR 7.小王和小张学习运动的合成与分解后，在一条小河中进行实验验证。两人从一侧河岸的同一地点 各自以大小恒定的速度向河对岸游去，小王以最短时间渡河，小张以最短距离渡河，结果两人抵达 对岸的同一地点。设水速恒定不变，若小王和小张在静水中游泳速度大小的比值为 k，则小王和小 张渡河所用时间的比值为（ ） A. 2k B. k C. k k D. 2 1 k 8．人类对自然的探索远至遥远的太空，深至地球内部。若地球半径为 R，把地球看做质量分布均匀 的球体。某地下探测器 A 的质量为 m，深入地面以下 h 处，假设 h 以上的地球球壳物质对探测器 A 的引力为零；另一太空探测器 B 质量也为 m，围绕地球做圆周运动，轨道距离地面高度为 d，则地球 对太空探测器 B 和地下探测器 A 的引力之比为（ ） A． R h R d   B． 3 2( ) ( ) R R d R h  C． 2 2 ( ) ( ) R h R d   D． 2 ( )( ) R R d R h  二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每个题目有多个选项符合要求，全部选对 得 4 分，选不全得 2分，有选错得 0 分) 9．一列复兴号动车进站时做匀减速直线运动，车头经过站台上三个立柱 A、B、C，对应时刻分别为 第 3 页 共 8 页 t1、t2、t3，其位移-时间（x-t）图像如图所示。则下列说法正确的是（ ） A．车头经过立柱 B 的速度为 0 3 1 2x t t B．车头经过立柱 A、B 的平均速度为 0 2 1 x t t C．动车的加速度为       0 1 3 2 1 3 2 3 1 22 2x t t t t t t t t t     D．车头通过立柱 B、C 过程速度的变化量为 ))(( )(2 1312 1230 tttt tttx   10．如图甲所示为倾斜的传送带，正以恒定的速度 v，沿顺时针方向转动，传送带的倾角为 37°。 一质量 m＝1kg 的物块以初速度 v0 从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，物块到传送带顶 端的速度恰好为零，其运动的 v-t 图象如图乙所示， 已知重力加速度为 g＝10m/s2，sin37°＝0.6，则下 列说法正确的是（ ） A.物块与传送带间的动摩擦因数为 0.5； B.传送带底端到顶端的距离为 32m； C.0～2s 内物块的加速度大小为 12m/s2 D.全程物块与传送带间由于摩擦而产生的 64J 热量。 11．如图甲，在桌面上有一本书，书的上方放一水杯，给水杯施加一水平力，其大小 F 随时间 t 变 化关系如图乙所示。设桌面对书的摩擦力为 f，书的速度为 v，假定各接触面间的最大静摩力等于滑 动摩擦力，下列反映 f 和 v 随时间 t 变化的图线中可能正确的（ ） A． B． C． D． 12．如图，固定光滑长斜面倾角为 37°，下端有一固定挡板。两小物块 A、B 放在斜面上，质量均 为 m，用与斜面平行的轻弹簧连接。一跨过轻小定滑轮的轻绳左 端与 B 相连，右端与水平地面上的电动玩具小车相连。系统静止 时，滑轮左侧轻绳与斜面平行，右侧轻绳竖直，长度为 L 且绳中 无弹力．当小车缓慢向右运动 3 4 L 的距离时 A 恰好不离开挡板．已 第 4 页 共 8 页 知重力加速度大小为 g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（ ） A．弹簧的劲度系数为 24 5 mg L B．当弹簧恢复原长时，物体 B 沿斜面向上移动了 3 10 L C．若小车从图示位置以 gL 的速度向右匀速运动，小车位移大小为 3 4 L 时 B 的速率为 3 5 gL D．当小车缓慢向右运动 3 4 L 距离时，若轻绳突然断开，则此时 B 的加速度为 1.2g，方向沿斜面向下 第Ⅱ卷 非选择题 三、实验题(本题共 2 小题，共 14 分） 13．（7 分）某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时，将小球以一定 的初速度水平向右抛出，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到了如图 所示的照片，已知每个小方格边长为 10cm，当地的重力加速度为 g=10m/s2。 (1)突然发现没有记录第4点的位置，请在图中标出小球在第4点的位置； (2)小球平抛的初速度大小为 m/s； (3)以第 1 点为坐标原点，取竖直向下为 y 轴正方向，水平向右为 x 轴正方向，则小球抛出点的坐 标为（ cm， cm）。 14．（7 分）某同学采用如图 1 装置来验证当外力一定时加速度和质量的关系，左右等高的水平桌面 上都有一端带滑轮的长木板，木板上都固定有打点计时器，质量分别为 m1 和 m2 的两个小滑块通过一 条细绳绕过各自长木板上的定滑轮相连，动滑轮下吊有沙桶，调整装置使 m1 和 m2 在同一直线上，并 使细线与长木板平行，两个小滑块都与穿过打点计时器限位孔的纸带相连。 图 2 m1 m2 （1）本次实验中需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量这个条件吗？ （填写“需 要”或“不需要”） （2）去掉细线，分别垫高长木板一端平衡摩擦力。连接细线，调整沙桶中沙子的质量，接通两 个打点计时器的电源，然后从静止释放沙桶，同时得到对应的图 2﹣甲、乙两条纸带，纸带上相 第 5 页 共 8 页 邻两个计数点间还有 4 个点未画出，实验时使用的交流电的频率为 50Hz，其中乙图中第三个计数 点未画出，通过纸带计算两个加速度 a1＝ m/s2，a2＝ m/s2（小数点后均保留两位 小数）。 （3）由计算可知，m1 m2（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 四、计算题(本题共 4 小题，共 46 分） 15（8 分）．我国计划在 2030 年之前制造出可水平起飞、水平着陆并且可以多次重复使用的航天飞 机。假设一航天员乘坐航天飞机着陆某星球后，由该星球表面以大小为 v0 的速度竖直向上抛出一物 体，经时间 t 后物体落回抛出点。已知该星球的半径为 R，该星球没有大气层，也不自转，万有引 力常量为 G。求： （1）该星球的平均密度； （2）该星球的第一宇宙速度大小； 16．（10 分）一辆正在水平路面行驶的汽车,车内侧壁某等高处固定有两个相距 8cm 的光滑小挂钩 A、 B，现有一用轻质且不可伸长的细绳拴住的挂件饰品挂在两挂钩上，其情景可简化如图所示，挂 件 C 质量为 gC 200m  ．当汽车匀速运动时，挂绳恰好形成正三角形，如图一所示，忽略挂钩 大小，求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g=10m/s2） （1）此时绳中拉力的大小； （2）当汽车匀加速运动时，BC 呈竖直状态，如图二所示，求此状态下绳中拉力的大小和汽车的 加速度大小？ 17．（12 分）如图所示，物块 A 和 B 通过一根轻质不可伸长的细绳连接，跨放在 第 6 页 共 8 页 质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为 kgmA 2 、 kgmB 1 。初始时 A 静止于水平地面上，B 悬于空中。先将 B 竖直向上再举高 h＝1.8m（未触及滑轮）然后由静止释放。一段时间后细绳绷直， A、B 以大小为 2m/s 的速度一起运动，之后 B 恰好可以和地面接触。取 g＝10m/s2。求： （1）B 从释放到细绳绷直时的运动时间 t； （2）细绳绷直前后，A、B 系统机械能损失∆E； （3）初始时 B 离地面的高度 H。 18．（16 分）如图所示，一质量为 0.1kg 的物块从半径 m45.01 R 的光滑 圆弧轨道 AB 段 A 点由静 止开始下滑，通过 B 点后水平抛出，经过一段时间后恰好自 C 点沿切线进入另一半径 m12 R 的光 滑 1 4 圆轨道 CDE，其中 D 点为圆轨道最低点，E 点为与圆轨道切向连接的 EF 斜面的最低端，斜面倾 角为 370，物块与斜面间的动摩擦因数为  。物块沿圆轨道 CDE 运动后滑上斜面，第一次从斜面返回 刚好能到达 C 点。sin37 0.6  ，重力加速度为 g=10m/s2.求： （1）BC 间的水平距离； （2）求物块与斜面 EF 间的动摩擦因数  是多少？ （3）物块在 D 点的最小压力及斜面 EF 上通过的总路程。 参考答案 第 7 页 共 8 页 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 D B C C D D D B BC AB BC ACD 13. （1）如图；（1 分） （2） 2 ；（2 分） （3） -10 ， -1.25 （各 2 分） 14. （1）不需要 （2 分） （2）1.30 ； 0.74 （各 2 分） （3）＜ （1 分） 15.（8 分）解：（1）根据物体做竖直上抛运动的速度时间关系可知，t＝ ，（1 分） 所以星球表面的重力加速度 g＝ 。（1 分） 星球表面重力与万有引力相等，即 mg＝ （1 分），解得 Gt Rv G gRM 2 0 2 2 （1 分） 由 V M 及 3 3 4 RV  解得 GtR v  2 3 0 （2 分） （2）近地卫星的轨道半径为 R，由万有引力提供圆周运动向心力有： （1 分）， 联立解得该星球的第一宇宙速度 t Rvv 02 （1 分） 16.（10 分）解：（1）对图一中 C 受力分析，如图一所示，，由几何关系知△ACB 为正三角形． AC，BC 与 y 轴的夹角为 30°，绳 AC，BC 的拉力相等． C 在平衡状态竖直方向上， mgF 037cos2 拉 （2 分） 得： NmgF 3 32 30cos2 0 拉 （1 分） （2）对图二 C 受力分析，由几何关系知∠BAC＝37°（1 分） 建立平衡方程，竖直方向： mgFF  037sin拉拉 （2 分） 得： NF 25.1拉 （1 分） 水平方向： maF  037cos拉 （2 分）得： 2/5a sm （1 分） 17.（12 分）解：（1）B 从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有： 2 2 1h gt （2 分） 代入数据解得：t＝0.6 s。（2 分） ·4 第 8 页 共 8 页 （2）绳子绷直前： g vB 2h 2  （1 分）解得 smvB /6 ，（1 分） 绳子绷直前后：A、B 系统机械能损失 JvmmvE BABB 12)(2 1m2 1 22  （2 分） （3）细绳绷直后，A、B 一起运动，B 恰好可以和地面接触，说明此时 A、B 的速度为零，这一过 程中 A、B 组成的系统机械能守恒，有： gHmgHmvmm ABBA  2)(2 1 （2 分） 代入数据解得：H＝0.6 m。（2 分） 18. 解：（1）物块从 A 到 B 过程，只有重力做功，根据机械能守恒定律得 2 1 2 1 BmvmgR  (1 分) 解得， smgRvB /32 1  （1 分） 由几何关系知 53COD   ， 37DOE  ，设物块到达 C 时竖直速度为 yv ，在C 点进 行速度分解，可得： Bv gt053tan （1 分） Bx v t （1 分） 解得 x=1.2m（1 分） （2）从 C 点进入轨道，到最后在 E 点以下做往返运动 在 C 点进行速度分解，可得： BC vv 053cos 解得 smvC /5 （1 分） 设第一次冲上斜面的最大距离为 S1,则从 C 点到第一次返回 C 点，由动能定理得 20 1 2 1037cos2- CmvmgS  （1 分） 从斜面最高点到第一次返回 C 点，由动能定理得 0037cos)53cos37(cos37sin 0 1 00 2 0 1  mgSmgRmgS  （1 分） 解得 44 25 （1 分） （3）小物体在圆轨道和斜面上做往返运动，最后在 E 点速度为 0，然后继续在圆弧面上做往返运 动，再经过 D 点时，对 D 点的压力最小。（1 分） 设小物体所受支持力为 F ，在 D 点，由牛顿第二定律得： 2 2 R mvmgF D （1 分） 从 E 到 D ，由动能定理得： 20 2 2 1)37cos1( DmvmgR  （1 分） 联立得： NmgF 4.15 7  （1 分） 由牛顿第三定律得：对 D 点的最小压力大小为 1.4N，竖直向下（1 分） 对从C 到最后的 E 点全程由动能定理可得： 2000 2 2 1037cos)53cos37cos CmvmgSmgR  （ （1 分） 解得 S=3.19m（1 分）