湖南省怀化市中方县第一中学2020届高三上学期期中考试物理试卷

物   理

注意事项：

1. 答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号写在答题卡和该试题卷的封面上，并认真核对条形码上的姓名、准考证号和科目。

2. 考生作答时，选择题和非选择题均须做在答题卡上，在本试题卷上答题无效。考生在答题卡上按答题卡中注意事项的要求答题。

3. 考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。

4. 本试题卷共8页，如缺页，考生须声明，否则后果自负

满分： 100分              时间：90分钟  

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1．在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等等。以下关于物理学家及其所用物理学研究方法的叙述不正确的是

A．牛顿认为自由落体运动就是物体在倾角为90°的斜面上的运动，再根据铜球在斜面上的运动规律得出自由落体运动的规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法

B．根据速度定义式，当非常非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法

C．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验应用了控制变量法

D．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法

2．目前我交警部门开展的“车让人”活动深入人心，不遵守“车让人”的驾驶员将受到罚款、扣分的严厉处罚。如图所示，以8 m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，有行人正在过人行横道，此时汽车的车头距离停车线8 m，该车减速时的加速度大小为5 m/s2。则下列说法中正确的是

A．如果驾驶员立即刹车制动，则t＝2 s时，汽车离停车线的距离为1.6 m

B．如果在距停车线6 m处开始刹车制动，汽车能在停车线处刹住停车让人

C．如果驾驶员的反应时间为0.4 s，汽车刚好能在停车线处刹住停车让人

D．如果驾驶员的反应时间为0.3 s，汽车刚好能在停车线处刹住停车让人

3．甲、乙两物体相距1 m，甲在后，乙在前，沿同一直线、同一方向运动，其v－t图象如图所示，下列说法正确的是

A．t＝3 s时两物体间的距离为6 m

B．t＝6 s时两物体相距3m

C．0～3 s内两物体间的距离大小始终不断增大

D．在3～6 s间某一时刻两物体第二次相遇

4．如图所示，某中学新校区装修时，工人用质量为m的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石施加方向竖直向上、大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，则磨石受到的摩擦力大小为

A． 

B．

C．

D．

5．如图所示，在足够高的空间内，小球位于空心管的正上方h处，空心管长为L，小球的球心与管的轴线重合，并在竖直线上，小球直径小于管的内径，不计空气阻力，则下列判断正确的是

A．两者均无初速度同时释放，小球在空中能过空心管

B．小球自由下落、管固定不动，小球穿过管的时间

C．小球自由下落、管固定不动，小球穿过管的时间

D．两者均无初速度释放，但小球提前时间释放，则从释放空心管到小球穿过管的时间

6．2019年4月10日21时，人类首张黑洞照片在全球六地的视界面望远镜发布会上同步发布。该黑洞半径为R，质量M和半径R的关系满足： (其中c为光速，G为引力常量)。若天文学家观测到距黑洞中心距离为r的天体以速度v绕该黑洞做匀速圆周运动，则   

A．该黑洞质量为              B．该黑洞质量为

C．该黑洞的半径为          D．该黑洞的半径为

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处于离地很近的近地圆轨道上正常运动；c是地球同步卫星；d是高空探测卫星。各卫星排列位置如图，则下列说法正确的是

A．a的向心加速度等于重力加速度g

B．把a直接发射到c运行的轨道上，其发射速度小于第一宇宙速度

C．d在相同时间内转过的弧长最长

D．d的运动周期有可能是30 h

8．质量m=200 kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图象甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图象乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中所受阻力不变，在18 s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是

A. 汽车受到的阻力为200 N

B．汽车的最大牵引力为700 N

C．汽车在做变加速运动过程中的位移大小约为94.9 m

D.  8 s～18 s过程中汽车牵引力做的功为3.6×103 J

9．如图叠放在水平转台上的物体A、B和C正随转台一起以角速度ω匀速转动(没发生相对滑动)，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，B与转台、C与转台、A与B间的动摩擦因数都为μ，B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是

A．B对A的摩擦力有可能为2μmg

B．C与转台间的摩擦力大小为A与B间的摩擦力大小的一半

C．转台的角速度ω有可能恰好等于

D．若角速度ω再在题干所述基础上缓慢增大，A与B间将最先发生相对滑动

10．如图，质量为m0的斜面体C置于粗糙水平地面上，斜面体顶端装有一光滑定滑轮，一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块A，质量为m1，另一端与斜面上的物块B相连，已知B的质量为m2，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动A，直至悬挂A的细绳与竖直方向成45°。已知B和斜面体C始终保持静止，则在此过程中

A． 地面对斜面体C的摩擦力方向水平向右，不断增加

B． 地面对斜面体C的支持力小于

C． B所受斜面的摩擦力大小可能一直减小

D． 物块B水平方向所受合力一直增加

11．如图所示，在水平地面上固定一倾角为θ的光滑斜面，在斜面底端的正上方高度为h处平抛一小球A，同时在斜面底端一物块B以某一初速度沿斜面上滑，当其滑到最高点时恰好与小球A相遇。小球A和物块B均视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g，下列判断正确的是     

A．物块B沿斜面上滑的初速度为

B．小球A平抛运动下落的高度为

C．小球A在空中平抛运动的时间为

D．小球A水平抛出时的速度为

12．如图所示，在倾角为θ的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底端固定，另一端与质量为M的物体A连接，一个质量为m的物体B靠在A上，A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ。开始时用手按住物体B使弹簧处于压缩状态。现放手，使A、B一起沿斜面向上运动距离L时，A、B达到最大速度v，重力加速度为g。下列说法正确的是

A．A、B达到最大速度v时，弹簧处于被压缩状态

B．若运动过程中A、B能够分离，则A、B恰好分离时，弹簧处于自然长度

C．从释放到A、B达到最大速度v的过程中，B受到弹力对它做的功等于

D．从释放到A、B达到最大速度v的过程中，弹簧对A所做的功等于

二、实验题：本题每空2分，共18分。

13．（6分）

用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f＝50 Hz。平衡摩擦力后，在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为a；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次。

（1）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a-F图象，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有_____。

A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足）

B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）

C．砂桶和沙子的总质量m远小于小车和砝码的总质量M（即＜＜M）

D．砂桶和沙子的总质量m未远小于小车和砝码的总质量M

（2）实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车运动的加速度a＝_____m/s2。（结果保留3位有效数字）

（3）小车质量M一定，改变砂桶中沙子的质量，砂桶和沙子的总质量为m，根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和沙子的总质量m之间的关系图象如图丁所示，则小车的质量M=_____kg。（g=10 m/s2）

14.（6分）

某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则，设计的实验装置如图。固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点，另一端系绳套1和绳套2。

（1）实验步骤如下：

①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点，记下弹簧测力计的示数F；

②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到O点，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，此时弹簧测力计的示数为F1；

③根据力的平行四边形定则计算绳套1和细绳套2的合力＝_______________；

④比较____________________________________，即可初步验证力的平行四边形定则。

（2）将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套2沿120°方向缓慢的转动到180°，此过程中保持橡皮筋的结点在O点不动，且保证两绳套间的夹角为120°不变。关于绳套2的拉力大小的变化，下列结论正确的是____________。（填选项序号）

A．逐渐增大       B．先增大后减小       C．逐渐减小      D．先减小后增大

15．（6分）

某实验小组，利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。图中A、B是两个质量分别为m1、m2，且m1>m2的圆柱形小物体，分别系在一条跨过定滑轮的柔软细绳两端；C、D是置于A物体一侧，相距为h的两个沿A物体下落方向摆放的计时光电门，利用这两个光电门，可以分别测量物体A经过C、D位置时的时间间隔Δt1和Δt2。

（1）要利用此装置验证机械能守恒定律，除题中已知量m1、m2、h、Δt1和Δt2外，还需要测量的物理量是_______（填“圆柱体A的高度L”或“圆柱体A的直径d”）；

（2）已知当地的重力加速度为g，若系统的机械能守恒，则需满足的等式为____________________；

（3）为了减小实验误差，提高测量精度，其中一项有效的措施是：保持C、D两光电门的竖直高度差h不变，将C、D一起上下移动。你认为       （填“向上”或“向下”）移动才能减小实验误差，提高测量精度。

三、计算题：本题共3小题，共34分。解答过程要求写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤。有数值计算的题，结果必须有明确的数值和单位。

16．（10分）

如图（1）所示，质量为m=2 kg的物块以初速度v0=20 m/s从图中所示位置开始沿粗糙水平面向右运动，同时物块受到一水平向左的恒力F作用，在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图（2）所示，g取10 m/s2。试求：

（1）物块在0—4 s内的加速度a1和4—8 s内的加速度a2；

（2）恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数μ；

（3）8 s内恒力F所做的功。

17．（12分）

在竖直平面内，某一游戏轨道由直轨道AB和弯曲的细管道BCD平滑连接组成，如图所示。小滑块以某一初速度从A点滑上倾角为θ=37°的直轨道AB，到达B点的速度大小为2 m/s，然后进入细管道BCD，从细管道出口D点水平飞出，落到水平面上的G点。已知B点的高度h1=1.2 m，D点的高度h2=0.8 m，D点与G点间的水平距离L=0.4 m，滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ=0.25，sin37°=0.6，cos37°=0.8。g取10 m/s2。

（1）求小滑块在轨道AB上的加速度和在A点的初速度；

（2）求小滑块从D点飞出的速度；

（3）判断细管道BCD的内壁是否光滑。

 18．（12分）

如图所示，水平传送带与水平轨道在B点平滑连接，传送带A、B间距为3.0 m，一半径R=0.2 m的竖直圆槽形光滑轨道与水平轨道相切于C点，水平轨道CD间的距离L=1.0 m，在D点固定一竖直挡板。小物块与传送带AB间的动摩擦因数μ1=0.9，BC段光滑，CD段动摩擦因数为μ2。当传送带以v0=6 m/s顺时针匀速转动时，将质量m=1 kg的可视为质点的小物块轻放在传送带左端A点，小物块通过传送带、水平轨道、圆形轨道、水平轨道后与挡板碰撞，并原速率弹回，经水平轨道CD返回圆形轨道。已知小物块从传送带滑到水平轨道时机械能不损失，重力加速度g=10 m/s2。求：

（1）小物块第一次滑到传送带B点时的速度大小；

（2）若小物块第二次能冲上圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道，求μ2的取值范围。

物理试卷参考答案

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

二、实验题：本题每空2分，共18分。

13．（6分）  (1)  BD   （2）  2.00     （3）  0.8

14．（6分）

(1)    比较F与在误差允许的范围内相同或（比较F与在误差允许的范围内相同)也给分        （2）  C   

 15．（6分）

（1）  圆柱体A的高度L        （2）；

（3）向下

三、计算题：本题共3小题，共34分。解答过程要求写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤。有数值计算的题，结果必须有明确的数值和单位。

16. （10分）参考答案：

   (1) 0～4 s内，      1分

方向水平向左            1分

4～8 s内，      1分

方向水平向左                1分

(2) 由牛顿第二定律，得到     1分   

                 1分

代入数据解得      1分          1分

(3) 根据图形的面积可得8 s内物体运动的位移

         m         1分

做的功为：J     1分

  注：也可使用动能定理解答。

17.（12分）参考答案：

（1）上滑过程中,由牛顿第二定律

        2分

a=8 m/s2             1分

由运动学公式：     1分

v0=6 m/s         1分

（2）滑块在D处水平飞出，由平抛运动规律

L=vDt                  1分

                  1分

vD=1 m/s     1分

（3）小滑块从B运动到D，动能减小，重力势能也减小，所以细管道BCD内壁不光滑。

 4分 （其它做法请酌情给分）

18.（12分）参考答案：

（1）对小物块由牛顿第二定律得

                                  1分

 设用时t速度与传送带一样快，在时间t内的位移为x

        1分

          1分           

    由上解得 ：   小物块随后和传送带一起匀速到达B点  

 小物块第一次滑到传送带B点时的速度大小为6 m／s          1分

   （2）①设小物块在圆轨道的最高点的最小速度为v1，由牛顿第二定律可得

               1分

 由动能定理得，      1分

  解得，      1分

 故小物块能返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道，满足

     1分

②小物块在圆轨道上升高度R时速度为零，由动能定理可得  

       1分

 小物块刚好运动到C点，由动能定理可得

                 1分

 故小物块能返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道，

        满足                      1分

 综上所述或           1分