辽宁省大连海湾高级中学2020届高三上学期期中考试物理试题

大连海湾高级中学2019-2020学年高三上学期期中考试物理试卷

一、选择题

1.关于动量，下列说法正确的是　　

A. 速度大的物体，它的动量一定也大

B. 动量大的物体，它的速度一定也大

C. 只要物体运动的速度大小不变，物体的动量也保持不变

D. 质量一定的物体，动量变化越大，该物体的速度变化一定越大

【答案】D

【解析】

【详解】物体的动量，速度大小，可能质量小，所以其动量不一定大，反过来，动量大，其速度不一定大，AB错误；动量是矢量，速度大小不变，可能方向在变，其动量在变化，C错误；质量一定，动量变化越大，则根据可知速度变化一定越大，D正确．

2. 两个固定的等量异号电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受到静电力作用，则粒子在电场中( )

A. 做直线运动，电势能先变小后变大

B. 做直线运动，电势能先变大后变小

C. 做曲线运动，电势能先变小后变大

D. 做曲线运动，电势能先变大后变小

【答案】C

【解析】

根据等势面与电场线垂直，可知粒子受静电力方向与速度方向不在同一直线上，所以粒子做曲线运动，A、B选错误．带负电的粒子先靠近带正电的固定电荷，后又远离正电荷，电场力先做正功，后做负功，粒子的电势能先变小后变大，C正确．

3.甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动，它们的位移—时间（x–t）图象如图所示，由图象可以得出在0~4 s内（    ）

A. 甲、乙两物体始终同向运动

B. 4 s时甲、乙两物体间的距离最大

C. 甲的平均速度等于乙的平均速度

D. 甲、乙两物体间的最大距离为6 m

【答案】C

【解析】

【详解】A．图像的斜率等于速度，可知在内甲、乙都沿正向运动，运动方向相同。内甲沿负向运动，乙仍沿正向运动，运动方向相反，故A错误。

BD．内甲乙同向运动，甲的速度较大，两者距离不断增大。后甲反向运动，乙仍沿原方向运动，两者距离减小，则时甲、乙两物体间的距离最大，最大距离为 ，故BD错误。

C．由图知，在内甲、乙的位移都是，平均速度相等，故C正确。

4.质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示．用FT表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中(  )

A. F逐渐变大，FT逐渐变大

B. F逐渐变大，FT逐渐变小

C. F逐渐变小，FT逐渐变大

D. F逐渐变小，FT逐渐变大

【答案】A

【解析】

【详解】以结点为研究对象，受力分析如图所示：

由题意知点缓慢移动，即在移动过程中始终处于平衡状态，则可知绳的张力：

根据平衡条件可知：

联立可得：

在结点为被缓慢拉动过程中，夹角增大，由三角函数可知和均变大；

A.与分析相符，故A正确；

B.与分析不符，故B错误；

C.与分析不符，故C错误；

D.与分析不符，故D错误；

5.一辆汽车从静止开始做加速直线运动，运动过程中汽车牵引力的功率保持不变，所受阻力恒定，行驶2min速度达到10m/s，该汽车在这段时间内行驶的距离为（　　）

A. 一定大于600m B. 一定小于600m

C. 一定等于600m D. 可能等于1200m

【答案】A

【解析】

【详解】功率不变，根据，随着汽车速度增大，F逐渐减小，汽车做的是加速度逐渐减小的变加速运动，作出汽车做变速运动的速度图象（如图所示曲线）．若汽车在2min=120s内做匀加速直线运动（即图中直线），则位移为（图中三角形面积），而该汽车变速运动的位移是图中曲线与坐标轴围成的面积，一定大于600m，A正确．

6.如图所示的两个斜面，倾角分别为37°和53°，在顶点两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上，若不计空气阻力，则A、B两个小球平抛运动时间之比为（  ）

A. 1：1 B. 4：3 C. 16：9 D. 9：16

【答案】D

【解析】

【详解】小球落在斜面上时，位移和水平方向的夹角等于斜面的倾角，则：

所以时间t：

，

则A、B两个小球平抛运动时间之比：

，

A．，而并非1：1，A错误；

B．，而并非4：5，B错误；

C．，而并非16：9，C错误；

D．，D正确．

7.质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，如图所示，经过最高点而不脱离轨道的速度临界值是v，当小球以2v的速度经过最高点时，对轨道的压力值是(　　)

A. 0 B. mg

C. 3mg D. 5mg

【答案】C

【解析】

【详解】小球恰好通过最高点时，只受到重力作用，重力完全充当向心力，则有，当小球到达最高点速率为2v时，应有，联立解得小球受到轨道的压力大小为，根据牛顿第三定律可知，轨道的压力为3mg,故C项正确，ABD错误．

8.在真空中的光滑水平绝缘面上有一带电小滑块．开始时滑块静止．若在滑块所在空间加一水平匀强电场E1，持续一段时间后立即换成与E1相反方向的匀强电场E2．当电场E2与电场E1持续时间相同时，滑块恰好回到初始位置，且具有动能．在上述过程中，E1对滑块的电场力做功为W1，冲量大小为I1；E2对滑块的电场力做功为W2，冲量大小为I2．则

A. I1= I2 B. 4I1= I2

C. W1= 0.25W2=0.75 D. W1= 0.20W2=0.80

【答案】C

【解析】

设第一过程末速度为v1，第二过程末速度大小为v2．根据上面的分析知两过程的平均速度大小相等，根据匀变速直线运动规律有，所以有v2=2v1． 根据动能定理有：，  ，而，所以，，故C正确，D错误；又因为位移大小相等，所以两个过程中电场力的大小之比为1：3，根据冲量定义得：I1=F1t，I1=F1t，所以I2=3I1，故AB错误．

9.某物体质量为1kg，在水平拉力作用下沿粗糙水平地面做直线运动，其速度﹣时间（v﹣t）图象如图所示，根据图象可知（　　）

A. 物体所受的拉力总是大于它所受的摩擦力

B. 物体在第3s内所受的拉力大于1N

C. 在0～3s内，物体所受的拉力方向始终与摩擦力方向相反

D. 物体在第2s内所受的拉力为零

【答案】BC

【解析】

由图可知，物体在第1s内做匀加速直线运动，第2s内做匀速直线运动，第3s内做匀加速直线运动，根据，得第1s内，第2s内，第3s内；根据牛顿第二定律有：第1s内，得，第2s内，得，第3s内，得，AD错误；第3s内物体的加速度大小为，则有，即，B正确；根据牛顿第二定律和平衡条件可知：拉力方向始终与摩擦力方向相反，C正确，选BC.

【点睛】速度—时间图象的斜率表示加速度，所以从图象可得第1s内、第2s内、第3s内的加速度，再根据牛顿第二定律列式分析．

10.2017年6月19日，我国在西昌卫星发射中心发射“中星9A”广播电视直播卫星，按预定计划，“中星9A”应该首选被送入近地点约为200公里，远地点约为3.6万公里的转移轨道II （椭圆），然后通过在远地点变轨，最终进入地球同步轨道III （圆形）．但是由于火箭故障，卫星实际入轨后初始轨道I远地点只有1.6万公里． 技人员没有放弃，通过精心操作，利用卫星自带燃料在近地点点火，尽量抬高远地点的高度，经过10次轨道调整，终于在7月5日成功定点于预定轨道，下列说法正确的是（　　）

A. 失利原因可能是发射速度没有达到7.9 m/s

B. 卫星在轨道III经过Q点时和在轨道II经过Q点时的速度相同

C. 卫星从轨道I的P点进入轨道II后机械能增加

D. 卫星在轨道II由P点向Q点运行时处于失重状态

【答案】CD

【解析】

卫星的最小发射速度为7.9km/s，卫星已经发射，失利原因不可能是发射速度没有达到7.9km/s，A错误；卫星由Ⅱ的Q点加速后才能进入Ⅲ，由此可知，卫星在轨道Ⅲ经过Q点时的速度大于在轨道Ⅱ经过Q点时的速度，B错误；卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ轨道半径变大，要做离心运动，卫星应从轨道Ⅰ的P加速后才能做离心运动从而进入轨道Ⅱ后，卫星加速过程机械能增加，所以卫星从轨道Ⅰ的P点进入轨道Ⅱ后机械能增加，C正确；卫星在轨道II由P点向Q点运行时，速度减小，故加速度向下，处于失重状态，D正确．

11.如图所示装置中，质量为M的木块B与水平桌面间的接触面是光滑的，质量为m的子弹A沿水平方向以v0射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短．则此系统从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中

A. 弹簧、木块和子弹组成的系统动量不守恒，机械能不守恒

B. 弹簧、木块和子弹组成的系统动量守恒，机械能守恒

C. 弹簧的最大弹性势能为

D. 弹簧的最大弹性势能为

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．子弹水平射入置于光滑水平面上的木块，并留在其中的过程中系统所受外力之和为零，动量守恒，在子弹A打中木块B有滑动摩擦力做功，系统机械能不守恒．故A正确，B错误；

CD．在子弹射入过程动量守恒，根据动量守恒定律得：

(M+m)v=mv0

之后子弹、木块、弹簧组成的系统，只有弹簧弹力做功，机械能守恒，当速度等于零时，弹簧机械能最大，则有：

故C正确，D错误.

12.质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的（ ）

A. 线速度 B. 角速度

C. 运行周期 D. 向心加速度

【答案】AC

【解析】

【详解】A.探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，由G=m可得航天器的线速度

故A正确；
B.由mg=mω2R可得航天器的角速度

ω=

故B错误；
C.由mg=mR可得航天器的运行周期

故C正确；

D.由G=ma可得航天器的向心加速度

故D错误．

二、实验题

13.利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：

A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v.

B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v.

C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算出高度h.

D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.

以上方案中只有一种正确，正确的是________．(填入相应的字母)

【答案】d;

【解析】

【详解】物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用，不是自由落体运动，v=gt，，都是自由落体运动的公式．故A、B错误．C、物体下落的高度是用米尺测量的，不是计算的，故c错误．

D、为验证机械能守恒定律的实验测量方案，故正确．

14.某同学用如图2所示的实验装置研究小车在斜面上的运动．

实验步骤如下：

a．安装好实验器材．

b、接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如图3中0、1、2……6点所示．

c、测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：s1、s 2、s 3……s 6．

d、通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀速直线运动．

e、分别计算出s1、s 2、s 3……s 6与对应时间的比值、、、……、．

f、以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，划出图线．

结合上述实验步骤，请你完成下列任务：

①实验中，除打点及时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在厦门的仪器和器材中，必须使用的有_______和_________．（填选项代号）

A、电压合适的50Hz交流电源      B、电压可调的直流电源   

C、刻度尺   D、秒表    E、天平    F、重锤

②将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图4所示，则s2=_______cm，s5=________cm．

③该同学在图5中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出图线_______________．

④根据图线判断，在打0计数点时，小车速度v0=_______m/s；它在斜面上运动的加速度a=_______m/s2．

【答案】    (1). A    (2). C    (3). 2.98(2.97~2.99)    (4). 13.20(13.19~13.21)    (5).     (6). 0.19    (7). 4.70

【解析】

【详解】①[1]打点计时器由交流电工作，则必须使用的电压合适的50Hz交流电源，故选A．

[2]纸带处理需要量出位移，需要用到刻度尺，故选C．

②毫米刻度尺的最小刻度为1mm，需估读到1mm的下一位．

[3]根据读数规则可读得：s2=2.98cm(2.97~2.99)．

[4]根据读数规则可读得：s5=13.20cm(13.19~13.21)．

③[5]描出2、5两个点，用平滑的直线连接各点，如图所示：

④[6]根据图线与纵轴的交点，得出在打0计数点时，小车的速度v0=0.19m/s．

[7]由于表示中间时刻速度，所以图线的时间扩大为原来的两倍，根据图线的斜率求出它在斜面上运动的加速度a=4.70m/s2．

三、计算题

15.

两个半径均为R的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d，极板间的电势差为U，板间电场可以认为是均匀的．一个粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达抚极板是恰好落在极板中心．已知质子电荷为e，质子和中子的质量均视为m，忽略重力和空气阻力的影响，求：

（1）极板间的电场强度E；

（2）粒子在极板间运动的加速度a；

（3）粒子的初速度v0．

【答案】（1）

（2）

（3）

【解析】

【详解】（1）极板间场强

（2）粒子带电荷量为2e，质量为4m，所受电场力

α粒子在极板间运动的加速度

（3）由得，所以

【点睛】因为极板间是匀强电场，电场强度直接可根据匀强电场公式求出．质子进入电场后做类平抛运动，在沿电场方向上做初速度为零的匀加速直线运动，在垂直于电场方向上做匀速直线运动．α粒子在极板间运动的加速度a可以根据所受的合力（电场力）求出，α粒子的初速度v0可以根据两分运动的等时性去求解．

16.一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5 m的位置B处是一面墙，如图所示.物块以v0＝8m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰后以5m/s的速度反向运动直至静止.g取10 m/s2.

(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ；

(2)若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F；

(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W.

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）由动能定理，有：可得．

（2）由动量定理，有可得．

（3）．

【考点定位】本题考查动能定理、动量定理、做功等知识

17.光滑水平面上放着质量mA=1 kg的物块A与质量mB=2 kg的物块B，A与B均可视为质点，A靠在竖直墙壁上，A、B间夹一个被压缩的轻弹簧（弹簧与A、B均不拴接），用手挡住B不动，此时弹簧弹性势能Ep=49 J．在A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示．放手后B向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道，其半径R=0.5 m，B恰能到达最高点C．g取10 m/s2，求：

（1）绳拉断后B速度vB的大小；

（2）绳拉断过程绳对B的冲量I的大小；

（3）绳拉断过程绳对A所做的功W．

【答案】（1）vB=5m/s（2）4N•s（3） 8J

【解析】

【详解】试题分析：（1）设B在绳被拉断后瞬时的速率为vB，到达C点的速率为vC，

根据B恰能到达最高点C有：-----①

对绳断后到B运动到最高点C这一过程应用动能定理：-2mBgR=mBvc2-mBvB2---------②

由①②解得：vB=5m/s．

（2）设弹簧恢复到自然长度时B的速率为v1，取向右为正方向，

弹簧的弹性势能转化给B的动能，Ep=mBv12------③

根据动量定理有：I=mBvB-mBv1 -----------------④

由③④解得：I="-4" N•s，其大小为4N•s

（3）设绳断后A的速率为vA，取向右为正方向，

根据动量守恒定律有：mBv1=mBvB+mAvA-----⑤

根据动能定理有：W=mAvA2------⑥

由⑤⑥解得：W=8J

考点：动能定理；动量守恒定律；动量定理

【名师点睛】该题考查了多个知识点．我们首先要清楚物体的运动过程，要从题目中已知条件出发去求解问题．其中应用动能定理时必须清楚研究过程和过程中各力做的功．应用动量定理和动量守恒定律时要规定正方向，要注意矢量的问题．