福建省宁德市高中同心顺联盟2020届高三上学期期中考试物理试题

福鼎四中2019-2020学年第一学期高三半期考物理试卷

一、选择题（1—6题为单选，7—10题为多选，共40分）

1.在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重要的贡献，他们也探索出了物理学的许多研究方法，下列关于物理研究方法的叙述中不正确的是

A. 根据速度定义式，当足够小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法

B. 重心、合力和交变电流的有效值等概念的建立都体现了等效替代的思想

C. 理想化模型把实际问题理想化，略去次要因素，突出主要因素，例如质点、点电荷、向心加速度等都是理想化模型

D. 伽利略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的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法

【答案】C

【解析】

【详解】根据速度定义式，当足够小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法，选项A正确；重心、合力和交变电流的有效值等概念的建立都体现了等效替代的思想，选项B正确；理想化模型是把实际问题理想化，略去次要因素，突出主要因素，例如质点、点电荷、都是理想化模型，向心加速度不是理想模型，选项C错误；伽利略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的运动规律，这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选C.

2.我们经常会接触到一些民谚、俗语，都蕴含着丰富的物理知识，以下理解错误的是 (　　)

A. “泥鳅黄鳝交朋友，滑头对滑头 ”——泥鳅黄鳝的表面都比较光滑，摩擦力小

B. “一只巴掌拍不响”——力是物体对物体的作用，一只巴掌要么拍另一只巴掌，要么拍在其它物体上才能产生力的作用，才能拍响

C. “人心齐，泰山移”——如果各个分力的方向一致，则合力的大小等于各个分力的大小之和

D. “鸡蛋碰石头，自不量力”——鸡蛋和石头相碰时石头撞击鸡蛋的力大于鸡蛋撞击石头的力

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据将物体的表面涂上润滑液后有助于减小摩擦力，所以“泥鳅黄鳝交朋友，滑头对滑头”——泥鳅黄鳝的表面都比较光滑，摩擦力小是正确的；故A正确

B．物体之间的作用是相互的，“一只巴掌拍不响”——就是说明力是物体对物体的作用；故B正确；

C．“人心齐，泰山移”——如果各个分力的方向一致，则合力的大小等于各个分力的大小之和;故C正确

D．作用力与反作用力总是大小相等，方向相反。“鸡蛋碰石头，自不量力”说是鸡蛋和石头相碰时，作用力与反作用力虽然大小相等，但石头的硬度要远大于鸡蛋的硬度；故D错误；

3.如图所示，一人站在岸上，利用绳和定滑轮拉船靠岸，在某一时刻绳的速度大小为v，绳AO段与水平面的夹角θ=37°，OB段与水平面的夹角α=30°.取sin37°=0.6，则此时小船的速度大小为（   ） 

A. v  B.  C.  D. 2v

【答案】B

【解析】

【详解】船的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，

根据平行四边形定则，有：

v船cosθ=v

则：

A v ，与结论不相符，选项A错误；

B. ，与结论相符，选项B正确；

C. ，与结论不相符，选项C错误；

D. 2v，与结论不相符，选项D错误。

4.甲车由静止开始做匀加速直线运动,通过位移s后速度达到v,然后做匀减速直线运动直至静止,乙车由静止开始做匀加速直线运动,通过位移2s后速度也达到v.然后做匀减速直线运动直至静止,甲、乙两车在整个运动中的平均速度分别为v1和v2,v1与v2的关系是(        )

A. v1＞v2 B. v1=v2 C. v1＜v2 D. 无法确定

【答案】B

【解析】

【详解】根据匀变速直线运动的推论，知甲车匀加速直线运动的平均速度

匀减速运动的平均速度

，

可知全程的平均速度

同理，乙车全程的平均速度

.

则

故B正确，A. C. D错误。

5.2018 年国际雪联单板滑雪U形池世锦赛决赛在西班牙内华达山收官，女子决赛中，中国选手蔡雪桐以 90．75 分高居第一，成功卫冕。如图所示，单板滑雪 U形池场地可简化为固定在竖直面内的半圆形轨道场地，雪面不同曲面处的动摩擦因数不同。因摩擦作用， 滑雪运动员从半圆形场地的坡顶下滑到坡底的过程中速率不变，则（     ）

A. 运动员下滑的过程中加速度不变

B. 运动员下滑的过程所受摩擦力先增大后减小

C. 运动员下滑过程中与雪面的动摩擦因数变小

D. 运动员滑到最低点时对轨道的压力等于物体的重力

【答案】C

【解析】

【详解】A．运动员在下滑过程中速率不变，故可看做匀速圆周运动，根据：

可知加速度大小不变，方向始终指向圆心，方向时刻在变，故加速度时刻在变；故A错误

B．设支持力与竖直方向的夹角为θ，则摩擦力：

在下滑过程中，由于角度变小，故变小，则变小；故B错误

C．设支持力 与竖直方向的夹角为θ，则

由于合力大小不变，故在下滑过程中，由于角度变小，故变大，变小，故变大，变小，根据：

可知，摩擦因数减小；故C正确

D．在最低点时：

依题意，有速度，则支持力不等于重力，根据牛顿第三定律，压力等于支持力，所以压力不等于重力；故D错误

6.甲、乙同时从A处由静止出发，沿直线AB运动，甲先以加速度a1做匀加速运动，经一段时间后，改以加速度a2做匀加速运动，到达B的速度为v0，乙一直以加速度a做匀加速运动，到达B的速度也为v0。已知a1>a，则(      )

A. a2＝a

B. a2>a

C. 经过AB间任一点时，甲的速度可能小于乙的速度

D. 经过AB间某一点时，甲的速度一定大于乙的速度

【答案】D

【解析】

【详解】AB．作出图像如图所示，由图可知，，选项A、B错误；

CD．在图像上任作一条平行于纵轴的直线，比较AB中间任一点甲、乙速度的大小，由图可知，经过AB中间任一点时甲的速度一定大于乙的速度，选项C错误
D正确

7.在光滑的水平面上，质量分别为 m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F的作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度a1和a2，则（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】AD

【解析】

【详解】力F作用时，对A有：F弹=m1a；对B有F-F弹=m2a；当突然撤去推力F的瞬间，弹簧弹力没有发生改变，对B受力分析有：-F弹=m2a2，解得：a2=-a，A受到弹力作用，撤去F的瞬间弹簧的弹力不变，所以A的加速度不变，仍为a，故选AD。

8.如图所示,一斜面光滑的质量为M的劈,在水平力F作用下沿水平地面运动,这时质量为m的物体恰能在斜面上相对静止若劈和地面间的动摩擦因数为μ,则物体的加速度a和水平力F的大小分别是(        )

A. a=gtanα B. a=gsinα

C. F=(M+m)(μ+tanα)g D. F=(M+m)(1+μ)gtanα

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．对物体，由牛顿第二定律得：

解得加速度：

故正A确，B错误

CD．对物体与劈组成的系统,由牛顿第二定律得：

解得：

故C正确，D错误；

9.如图甲所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，在传送带上某位置轻轻放置一小木块，小木块与传送带间动摩擦因数为μ，小木块的速度随时间变化关系如图乙所示，v0、t0已知，则

A. 传送带一定逆时针转动

B.

C. t0后木块的加速度为

D. 传送带的速度大于v0

【答案】AC

【解析】

【详解】A．若传送带顺时针转动，当滑块下滑()，将一直匀加速到底端；当滑块上滑()，先匀加速运动，在速度与传送带相等后将匀速运动；两种均不符合运动图象，则传送带是逆时针转动；故A正确。

B．传送带是逆时针转动，滑块在0~t0内，滑动摩擦力向下，作匀加速下滑

由图可知：

解得：

故B错误；

C．t0后滑动摩擦力向上，加速度

代入μ值得

故C正确。

D．当滑块的速度等于传送带的速度时，滑块所受的摩擦力发生变化，滑块的加速度发生变化，则传送带的速度等于v0，故D错误。

10.如图所示装置，两根细绳拴住一球，保持两细绳间的夹角不变，若把整个装置顺时针缓慢转过90°，则在转动过程中，CA绳的拉力F1大小和CB绳的拉力F2的大小变化情况是（    ）

A. F1先减小后增大 B. F1先增大后减小

C. F2逐渐减小 D. F2最终变为零

【答案】BCD

【解析】

【详解】设AC绳与竖直方向的夹角为α则BC绳与竖直方向的夹角为θ−α

根据平衡条件，得

解得

由题θ不变，α由 变到0，根据数学知识，得F1先增大后减小，F2一直减小；

当时，得F2=0；

故A错误，BCD正确。

二、实验题（每空2分，共12分）

11.某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，将橡皮筋改为劲度系数为400N/m的轻质弹簧，将弹簧的一端固定在竖直墙面上。不可伸长的细线OA、OB、OC，分别固定在弹簧的A端和弹簧秤甲、乙的挂钩上，其中O为OA、OB、OC三段细线的结点，如图1示。在实验过程中，保持弹簧伸长1.00cm不变。

（1）若OA、OC间夹角为90°，弹簧秤乙的示数如图2所示，为________N，则弹簧秤甲的示数应该是__________N；

（2）在（1）问中若保持OA与OB的方向不变：逐渐增大OA与OC的夹角，则弹簧秤甲的读数大小将________，弹簧秤乙的读数大小将________。

【答案】    (1). 3.00N    (2). 5.00N    (3). 减小    (4). 先减小后增大

【解析】

【详解】(1)[1]根据弹簧秤读数方法可知，a的读数为3.00N；

[2] 根据胡克定律可知：

OA、OC间夹角为，则甲示数等于弹簧AA′的弹力与乙弹簧弹力的矢量和，即

(2)[3][4]在(1)问中若保持OA与OB的方向不变，逐渐增大OA与OC的夹角，甲乙两个弹簧秤弹力的合力不变，如图所示，则可知弹簧秤甲的读数大小逐渐减小，弹簧秤乙的读数大小先变小后变大。

12.学校物理兴趣小组利用如图甲所示的实验装置完成“探究加速度与力的关系”的实验。他们所用的器材有小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的钩码，另有学生电源和力传感器(图中未画出)。

(1)图乙是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为0.1s，由图中数据可得小车的加速度大小a=____m／s2(结果保留三位有效数字)。

(2)实验小组A、B分别以各自测得的加速度a为纵轴，小车所受的合力F为横轴，作出图象如图丙中图线1、2所示，则图线1、2中对应小车(含车内的钩码)的质量较大的是图线________(选填“1”或“2”)。

【答案】    (1). （1）0.195    (2). （2）1

【解析】

【分析】

（1）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，运用逐差法求出小车的加速度．（2）根据牛顿第二定律得出a与F的关系式即可分析质量较大的图线。

【详解】（1）根据△x=aT2，运用逐差法得：，（2）根据牛顿第二定律得F=ma，变形得：，即a-F图线的斜率表示质量的倒数，则斜率越小质量越大，故1图线的质量较大。

【点睛】掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用．在该实验中，知道当钩码的质量远远小于小车质量时，钩码的重力才能近似等于小车的合力．

三、计算题（共33分）

13.如图所示，长度为L=1.0m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为M=5kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=20m/s，g＝10m/s2，试求：

(1) 小球在最低点所受绳的拉力；

(2) 小球在最低点的向心加速度。

【答案】(1) 2050N；(2) 400m/s2

【解析】

【详解】(1)小球在最低点时，由牛顿第二定律得：

得小球在最低点所受绳的拉力：

(2)小球在最低的向心加速度为

14.如图，某雾天能见度低，能看清前方物体的最大距离为50m。A车以速度72km/h匀速行驶，突然发现前方有辆B车，而B车在前以36km/h匀速行驶，A车立即紧急刹车。但A车以此速度在此路面上行驶时要经过40m才能够停下来。问：

(1)A车紧急刹车时的加速度是多大?

(2)若A车紧急刹车时B车仍按原速前进，两车是否会相撞?若会相撞，将在A车刹车后何时相撞?若不会相撞，则两车最近距离是多少?

【答案】(1)aA=5m/s2  (2)不会相撞，

【解析】

【详解】(1),

A车做匀减速刹车位移为x=40m，由速度位移关系

解得：

(2)当两车速度相等时不会相撞，以后就不会相撞了，设经过时间t两车速度相等，

则:

可得：

此时B车发生的位移

A车的位移为

因

故A车不会与B车相撞

此时的距离最近为.

【点睛】本题是追击问题，要注意当两车速度相等时不会相撞，以后就不会相撞了，根据位移和时间关系再进行求解即可．

15.如图所示，质量M=0.4kg的长薄板BC静置于倾角为37°的光滑斜面上，在距上端B水平距离为1.2m的A处，有一个质量m=0.1kg的小物体，以一定的初速度水平抛出，恰好以平行于斜面的速度落落在薄板BC上的B端点，并在薄板上开始向下运动，当小物体落在薄板BC上的B端时，薄板无初速度释放并开始沿斜面向下运动，当小物块运动到薄板的最下端C点时，与薄板BC的速度恰好相等，小物块与薄板之间的动摩擦因数为0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，求：

（1）小物体在A点的初速度；

（2）薄板BC的长度．

【答案】（1） （2）

【解析】

（1）根据平抛运动的规律，结合平抛运动的速度方向与斜面平行，结合平行四边形定则求出时间，从而得出A与B点的水平距离．（2）根据牛顿第二定律分别求出小物体和薄板的加速度，结合运动学公式求出两者速度相等经历的时间，通过两者的位移求出薄板的长度．

（1）小物体从A到B做平抛运动，下落时间为，水平位移为x，根据平抛运动规律有：，

联立解得：

（2）设小物体落到B点的速度为v，根据平抛运动规律，则有：

小物体在薄板上运动，根据牛顿第二定律有：

薄板在光滑斜面上运动，根据牛顿第二定律有：

小物体从落到薄板到两者速度相等用时t，则速度相等有：

则小物体的位移  薄板的位移

薄板的长度

联立解得L=2.5m

四、选做题（必做）

16.一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其图象如图所示，下列判断正确的是（  ）

A. 过程ab中气体一定吸热

B. 过程bc中气体既不吸热也不放热

C. 过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热

D. A、b和c三个状态中，状态 a分子的平均动能最小

E. b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同

【答案】ADE

【解析】

【详解】试题分析：从a到b的过程，根据图线过原点可得，所以为等容变化过程，气体没有对外做功，外界也没有对气体做功，所以温度升高只能是吸热的结果，选项A对。从b到c的过程温度不变，可是压强变小，说明体积膨胀，对外做功，理应内能减少温度降低，而温度不变说明从外界吸热，选项B错。从c到a的过程，压强不变，根据温度降低说明内能减少，根据改变内能的两种方式及做功和热传递的结果是内能减少，所以外界对气体做的功小于气体放出的热量，选项C错。分子的平均动能与温度有关，状态a的温度最低，所以分子平均动能最小，选项D对。b 和c两个状态，温度相同，即分子运动的平均速率相等，单个分子对容器壁的平均撞击力相等，根据b压强大，可判断状态b单位时间内容器壁受到分子撞击的次数多，选项E对。

考点：分子热运动 理想气体状态方程 气体压强的微观解释

17.一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞.初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示.用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止.求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离.已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0＝75.0 cmHg.环境温度不变.(保留三位有效数字)

【答案】144 cmHg　9.42 cm

【解析】

【详解】设初始时，右管中空气柱的压强为p1，长度为l1；左管中空气柱的压强为p2＝p0，长度为l2.活塞被下推h后，右管中空气柱的压强为p1′，长度为l1′；左管中空气柱的压强为p2′，长度为l2′.以cmHg为压强单位.由题给条件得

p1＝p0＋(20.0－5.00) cmHg＝90 cmHg　l1＝20.0 cm①

l1′＝(20.0－ ) cm＝12.5 cm②

由玻意耳定律得p1l1S＝p1′l1′S③

联立①②③式和题给条件得：p1′＝144 cmHg④

依题意p2′＝p1′⑤

l2′＝4.00 cm＋ cm－h＝11.5 cm－h⑥

由玻意耳定律得p2l2S＝p2′l2′S⑦

联立④⑤⑥⑦式和题给条件得：h≈9.42 cm.