黑龙江省哈尔滨市延寿县第二中学2021-2022学年高三上学期期中考试物理【试卷+答案】

延寿二中2021～2022学年度上学期 期中考试

高三物理试题

姓名：___________  班级：___________  考号：___________

一．选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分.其中1~5题为单选，6~8题为多选，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）

1．质量为m的汽车在平直的公路上行驶，阻力F保持不变。当它以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作，直至汽车匀速运动，则此过程中，关于汽车的加速度和速度的说法正确的是（        　　）

A．加速度保持不变，速度逐渐增大 B．加速度逐渐增大，速度逐渐增大

C．加速度逐渐减小到零，速度逐渐减小 D．加速度逐渐减小到零，速度逐渐增大

2．为了研究平抛物体的运动，用两个完全相同的小球A、B做下面的实验：如图1所示，用小锤打击弹性金属片，A球立即水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落地．A、B两小球自开始下落到落地前的过程中，两球的（             ）

A．速率变化量相同       B．速度变化率不同        C．动量变化量相同     D．动能变化量不同

图1                                图2                            图3

3．如图2所示，小球以初速度v0从A点沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，则经过A点的速度大小为（　      　）

A． B． C． D．

4．如图3，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时，对应的轨道半径为（重力加速度为g）（       　　）

A． B． C． D．

5．如图4所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，质量均为m，与圆心距离分别为=r，=2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法不正确的是（　　）

A．此时绳子张力为                  B．此时圆盘的角速度为

C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外     D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动

图4                    图5                         图6                 图7

6．如图5所示，用长为L的不可伸长的细线悬挂一质量为m的小球（可视为质点），将细线拉到水平位置OP，然后无初速释放，不计空气阻力。小球摆动到达的最低点为Q。下列说法中正确的是（　　）

A．小球从P到Q过程中，重力做的功是      B．小球从P到Q过程中，细线拉力的功率不断变大

C．小球从P到Q过程中，重力的功率不断变大     D．小球从P到Q过程中，重力的功率先增大后减小

7．有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b是近地卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，设地球自转周期24h，所有卫星均视为做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图6所示，则有（       ）

A．a的向心加速度等于地球表面重力加速度       B．c在4h内转过的圆心角是

C．d的向心加速度大于地球表面重力加速度       D．a、b、c、d四颗卫星中，b在相同时间内转过的弧长最长

8．如图7，为汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下列说法正确的是（　　）

A．0～t1时间内汽车做匀加速运动且功率不断增大      B．t1～t2时间内汽车牵引力做功为

C．t1～t2时间内的平均速度为                D．t2～t3时间内牵引力最小

二．实验题（本题共2个小题，每空2分，共16分）

9．某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图，图中小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为。当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致，每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和__________电源（选填“交流”或“直流”）；

(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜以平衡摩擦阻力，则下面操作正确的是_____

A．放开小车，能够自由下滑即可                      B．放开小车，能够匀速下滑即可

C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可            D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可

(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是_____。

A．橡皮筋处于原长状态            B．橡皮筋仍处于伸长状态    

C．小车在两个铁钉的连线处         D．小车已过两个铁钉的连线

(4)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的某部分进行测量，你认为下列选项中可能合理的是_____。

A．    B．    C．GI    D．

10．用如图所示的装置可以验证动量守恒定律,在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架,它们的上端装有等宽的挡光片．

（1）实验前需要调节气垫导轨水平,借助光电门来检验气垫导轨是否水平的方法是________.

（2）为了研究两滑块所组成的系统在弹性碰撞和完全非弹性碰撞两种情况下的动量关系,实验分两次进行．

第一次：让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置．给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后又分开,滑块A再次通过光电门1的时间为,滑块B通过光电门2的时间为

第二次：在两弹性碰撞架的前端贴上双面胶,同样让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置．给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后粘连在一起,滑块B通过光电门2的时间为。为完成该实验,还必须测量的物理量有_______(填选项前的字母)．

A．挡光片的宽度d    B．滑块A的总质量  C．滑块B的总质量    D．光电门1到光电门2的间距L

（3）在第二次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒,则应该满足的表达式为________(用已知量和测量量表示)．

（4）在第一次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中机械能守恒,则应该满足的表达式为____________(用已知量和测量量表示）

三．解答题：（本题包括3小题，共36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和单位）

11．（9分）如图所示，从A点以某一水平速度v0抛出质量m=1kg的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入圆心角∠BOC=37°的光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面上的长木板上，圆弧轨道C端的切线水平。已知长木板的质量M=4kg，A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m，圆弧轨道半径R=0.75m，物块与长木板间动摩擦因数μ1=0.7，长木板与地面间动摩擦因数μ2=0.2，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）小物块在B点时的速度大小；

（2）小物块滑动至C点时，对圆弧轨道的压力大小；

（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。

12．（12分）在光滑的水平面上，一质量为mA=0.1kg的小球A，以8m/s的初速度向右运动，与质量为mB=0.2kg的静止小球B发生正碰．碰后小球B滑向与水平面相切、半径为R=0.5m的竖直放置的光滑半圆形轨道，且恰好能通过最高点N后水平抛出．g=10m/s2．求：

(1) 碰撞后小球B的速度大小；

(2) 小球B从轨道最低点M运动到最高点N的过程中所受合外力的冲量；

(3) 碰撞过程中系统的机械能损

13．（15分）（1）、（5选3选对一项得2分，选错一项扣3分，最高分5分最低分0分）下列说法正确的是（    ）

A．热量有可能由低温物体传递到高温物体

B．布朗运动不是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动

C．两分子组成的系统，其势能E随两分子间距离r增大而增大

D．如果气体温度升高，分子平均动能会增加，但并不是所有分子的速率都增大

E.阳光暴晒下的自行车车胎极易爆裂的原因是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大

（2）．绝热汽缸倒扣在水平地面上，缸内装有一电热丝，缸内有一光滑的绝热活塞，封闭一定质量的理想气体，活塞下吊着一重为G的重物，活塞重为，活塞的横截面积为S，开始汽缸内封闭气柱的高为h，气体的温度为，大气压强为．现给电热丝加热，活塞缓慢下降，当气体吸收热量Q时，活塞下降了h，求：

①气体的温度升高了多少？

②气体的内能增加了多少？

参考答案

1．D

【详解】

设汽车发动机的牵引力为F牵，则有

F牵-F=ma

P额=F牵v

则在汽车匀速运动前，汽车速度增加，额定功率不变，则牵引力减小，合力减小，加速度减小，故ABC错误，D正确。

故选D。

2．C

【详解】

速率是标量，其变化量直接相减，A的速率变化量等于末速度的大小减小水平方向初速度的大小，B的速率变化量等于落地时竖直方向的速度大小，两者大小不相等，A错误；速度变化率指的就是两球的加速度，均为g，相同，B错误；两个小球所受重力相同，落地时间相同，动量的变化量相同为mgt， C正确；下落高度相同，重力做功相同，动能的变化量等于重力做功，相同，D错误．

3．B

【详解】

小球由A运动到B的过程中，由动能定理可得

①

小球由B运动到A的过程中，由动能定理可得

②

综合①②可得

故选B。

4．B

【详解】

以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，据机械能守恒定律有

物块从轨道上端水平飞出做平抛运动

联立解得水平距离

由数学知识可知，当

水平位移最大，所以对应的轨道半径为。

故选B。

5．D

【详解】

ABC．两物块A和B随着圆盘转动时，合外力提供向心力，则

B的半径比A的半径大，所以B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B的静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向指向圆外，根据牛顿第二定律得

联立解得

故ABC正确；

D．此时烧断绳子，A的最大静摩擦力不足以提供向心力，则A做离心运动，B仍相对圆盘静止，故D错误。

本题选错误的，故选D。

6．AD

【详解】

A．小球从P到Q过程中，小球下落高度为L，所以重力做的功是

故A正确；

B．小球从P到Q过程中，细线拉力与速度始终垂直，所以功率为零，故B错误；

CD．在P点时，小球速度为零，在Q点时重力与速度垂直，所以小球竖直方向的速度先增大后减小，故小球从P到Q过程中，重力的功率先变大后变小，故C错误，D正确。

故选AD。

7．BD

【详解】

A. a随赤道一起转动，向心力不是由万有引力提供，即mg≠ma，可知a的向心加速度不等于地球表面重力加速度g，故A项与题意不相符；

B. c为同步卫星，周期为24h，在4h内，转过圈，即，故B项与题意相符；

C. 根据

知，d的向心加速度小于地球表面重力加速度g，故C项与题意不相符；

D.根据 知，b的线速度大于c、d的线速度，a、c的角速度相等，根据v=rω知，c的线速度大于a的线速度，可知b的线速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故D项与题意相符；

8．AD

【详解】

A．0～t1时间内为倾斜的直线，故汽车做匀加速运动，因故牵引力恒定，由可知，汽车的牵引力的功率均匀增大，故A正确；

B．t1～t2时间内而在运动中受牵引力及阻力，故牵引力做功一定大于动能变化量，故B错误；

C．t1～t2时间内，若图象为直线时，平均速度为而现在图象为曲线，故图象的面积大于直线时的面积，即位移大于直线时的位移，故平均速度大于故C错误；

D．由及运动过程可知，t1时刻物体的牵引力最大，此后功率不变，而速度增大，故牵引力减小，而t2～t3时间内，物体做匀速直线运动，物体的牵引力最小，故D正确。

故选AD。

9．交流    D    B    C   

【详解】

(1)[1]由于打点计时器要使用交流电源，则除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和交流电源

(2)[2]小车受到重力、支持力、摩擦力和细线的拉力，要使拉力等于合力，必须使重力沿木板向下的分力与摩擦力平衡，而摩擦力包括纸带受到的摩擦和长木板的摩擦，故放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可

故选D

(3)[3]若木板水平放置，对小车受力分析可知，小车速度最大时小车受到的合力应为零，即小车受到的橡皮筋拉力与摩擦力相等，橡皮筋应处于伸长状态；小车在两个铁钉的连线的左侧，尚未到两个铁钉的连线处

故选B

(4)[4]要验证的是“合力做功和物体速度变化的关系”，小车的初速度为零，故需要知道做功完毕的末速度即最大速度v，此后小车做的是匀速运动，故应测纸带上的匀速运动部分，由纸带的间距可知，应该选择GI部分

故选C

10．使其中一个滑块在导轨上运动，看滑块经过两光电门的时间是否相等；若相等，则导轨水平    BC           

【分析】

（1）在调整气垫导轨水平时，接通气源后，使滑块静止于导轨的任何位置或接通气源后，给滑块一个初速度，使滑块通过两光电门的时间相等；（2、3）根据速度公式可求得碰后两物体的速度，再根据动量守恒定律即可确定应验证的表达式，从而确定应测量的物理量；（4）求出碰撞前A、B的速度，根据机械能守恒定律列式即可．

【详解】

解：（1）使其中一个滑块在导轨上运动，看滑块经过两光电门的时间是否相等；若相等，则导轨水平；（2）本实验中需要验证动量守恒，所以在实验中必须要测量质量和速度，速度可以根据光电门的时间求解，而质量通过天平测出，同时，遮光板的宽度可以消去，所以不需要测量遮光片的宽度；故BC正确，AD错误，故选BC；（3）在第二次实验中，碰撞后AB速度相同，根据动量守恒定律有：，根据速度公式可知，，代入则有： ；（4）在第一次实验中，碰撞前A的速度为，碰撞后A的速度为，B的速度为，根据机械能守恒定律有：，代入则有：．

【点睛】

本题利用气垫导轨进行验证动量守恒定律的实验，要求能明确实验原理，注意碰撞前后两物体的位置从而明确位移和速度，再根据动量守恒定律和机械能守恒定律列式即可求解．

11．（1）vB=5m/s；（2）47.3N；（3）2.0m

【详解】

（1）从A到B点，物块做平抛运动，根据竖直方向做自由落体运动，则有

解得B点的竖直分速度vy=3m/s

根据运动的合成与分解，则有

解得vB=5m/s

（2）从B点至C点，根据动能定理得

解得

物块在C点，根据牛顿第二定律有

FN-mg=m

解得FN=47.3N

由牛顿第三定律可知，物块在C点时对圆弧轨道的压力大小为47.3N

（3）小物块与长木块间的滑动摩擦力

Ff=μ1mg=7N

长木板与地面间的最大静摩擦力

F'f=μ2（M+m）g=10N

由Ff<F'f知，小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动

对小滑块，根据牛顿第二定律有

μ1mg=ma

故长木板的长度至少为

l= =2.0m

12．（1）5m/s；（2）（）N•s，方向向左；（3）0.5J

【详解】

(1)小球B恰好能通过圆形轨道最高点，

则有:

解得：m/s

小球B从轨道最低点M运动到最高点N的过程中机械能守恒

则有：

联立①②解得：m/s

(2)设向右为正方向，合外力对小球B的冲量为

N•s，方向向左

(3)碰撞过程中动量守恒，有

水平面光滑所以式中

解得m/s，

碰撞过程中损失的机械能为J

13、（1）ABD

A.热量在一定的条件下有可能由低温物体传递到高温物体，如空调，故A符合题意；

B.布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，布朗运动是液体（或气体）分子做无规则运动的反映，故B符合题意；

C.若两分子间距离小于r0，随着间距增大（未到r0），分子间作用力做正功，分子势能减小，故C不符合题意；

D.温度是分子的平均动能的标志，如果气体温度升高，分子平均动能会增加，但并不是所有分子的速率都增大，故D符合题意；

E.阳光暴晒下的自行车车胎极易爆裂的原因是车胎内气体温度升高，气体的压强增大，并不是分子间斥力急剧增大．故E不符合题意；

13、（2）；

①活塞下降的过程，气体发生的是等压膨胀

根据盖-吕萨克定律得：，即

解得

气体的温度升高了

②汽缸内气体的压强为

活塞向下运动的过程中，对外做功

根据热力学第一定律可知：

气体的内能增加量为．