福建省漳平市第一中学2020届高三上学期期中考试 物理

漳平一中2019—2020学年第一学期半期考

高三物理试题

（考试时间：90分钟     总分：100分）

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。

第Ⅰ卷（选择题，共48分）

一、选择题（本大题共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题只有一项是最符合题目要求的，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、伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法．图1、图2分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（     ）

A．图1中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成

B．图1的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持

C．图2通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动

D．图2中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易

2、一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则(    )

A． 质点速度的方向总是与该恒力的方向相同

B． 质点速度的方向总是与该恒力的方向垂直

C． 质点加速度的方向不可能总是与该恒力的方向相同

D． 质点单位时间内速度的变化量总是不变

3、运动员在110米栏比赛中，主要有起跑加速、途中匀速跨栏和加速冲刺三个阶段，运动员的脚与地面间不会发生相对滑动，以下说法正确的是(     )

A．匀速阶段地面对运动员的摩擦力做负功

B．加速阶段地面对运动员的摩擦力做正功

C． 由于运动员的脚与地面间不发生相对滑动，所以不论加速还是匀速，地面对运动员的摩擦力始终不对运动员做功

D． 无论加速还是匀速阶段，地面对运动员的摩擦力始终做负功

4、如图所示，处于平直轨道上的A、B两物体相距s，同时同向开始运动，A以初速度v1、加速度a1做匀加速运动，B由静止开始以加速度a2做匀加速运动，下列情况不可能发生的是（假设A能从B旁边通过且互不影响）（      ）

A. a1= a2，能相遇一次；  B. a1< a2，可能相遇一次
C. a1> a2，能相遇两次；  D. a1< a2，可能相遇两次

5、如图为某同学建立的一个测量动摩擦因数的模型．物块自左侧斜面上A点由静止滑下，滑过下面一段平面后，最高冲至右侧斜面上的B点．实验中测量出了三个角度，左、右斜面的倾角α和β及AB连线与水平面的夹角为θ.物块与各接触面间动摩擦因数相同且为μ，忽略物块在拐角处的能量损失，以下结论正确的是 (     )

A．μ＝tan θ；B．μ＝tan β；C．μ＝tan α；D．μ＝tan

6、如图，质量相同的两小球a，b分别从斜面顶端A和斜面中点B沿水平方向被抛出，恰好均落在斜面底端，不计空气阻力，则以下说法正确的是（     ）

A．小球a，b离开斜面的最大距离之比为2：1

B．小球a，b沿水平方向抛出的初速度之比为2：1

C．小球a，b在空中飞行的时间之比为2：1

D．小球a，b到达斜面底端时速度与水平方向的夹角之比为2：1

7、如图所示，圆环A的质量为M，物体B的质量为m，A、B通过绳子连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上，开始时，圆环与定滑轮之间的绳子处于水平状态，长度l＝4 m，现从静止开始释放圆环，不计定滑轮质量和一切阻力，重力加速度g取10 m/s2，若圆环下降h＝3 m时的速度v＝5 m/s，则A和B的质量关系为(     )

A.＝         B.＝         C.＝          D.＝

8、为了测量某行星的质量和半径，宇航员记录了登陆舱在该行星表面附近做圆周运动的周期T，登陆舱在行星表面着陆后，用弹簧称测量一个质量为m的砝码静止时读数为N ，已知引力常量为G ，则下列计算中错误的是（     ）

A．该行星的半径为     B．该行星的质量为

C．该行星的密度为        D．在该行星的第一宇宙速度为

9、如图所示，两块相互垂直的光滑挡板OP、OQ，OP竖直放置，小球a、b固定在轻弹簧的两端．水平力F作用于b时，a、b紧靠挡板处于静止状态．现保证b球不动，使挡板OP向右缓慢平移一小段距离，则(     )

A．弹簧变短               B．弹簧变长          

C．力F变大              D．b对地面的压力不变

10、质量分别为2kg和3kg的物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连，如图所示，今对物块A、B分别施以方向相反的水平力F1、F2，且F1＝20N、 F2＝10N，则下列说法正确的是 (     )

A．弹簧的弹力大小为16N

B．若把弹簧换成轻质绳，则绳对物体的拉力大小为10 N

C．如果只有F1作用，则弹簧的弹力大小变为12N

D．若F1＝10N、 F2＝20N，则弹簧的弹力大小不变

11、如图甲所示，倾角为37°的足够长的传送带以恒定速度运行，将一质量m＝1 kg的小物体以某一初速度放上传送带，物体相对地面的速度大小随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。下列说法正确的是(     )

A．0～8 s内物体位移的大小为14 m

B．传送带沿逆时针转动，速度大小为4 m/s

C．物体与传送带间的动摩擦因数为0.75

D．0～8 s内物体与传送带之间因摩擦而产生的热量为126 J

12、如图所示，在倾角θ＝37°固定斜面体的底端附近固定一挡板，一质量不计的弹簧下端固定在挡板上，弹簧自然伸长时其上端位于斜面体上的O点处。质量分别为mA＝4.0 kg、mB＝1.0 kg的物块A和B用一质量不计的细绳连接，跨过固定在斜面体顶端的光滑定滑轮，开始时物块A位于斜面体上的M处，物块B悬空。现将物块A和B由静止释放，物块A沿斜面下滑，当物块A将弹簧压缩到N点时，物块A、B的速度减为零。已知MO＝1.0 m，ON＝0.5 m，物块A与斜面体之间的动摩擦因数为μ＝0.25，重力加速度取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，整个过程细绳始终没有松弛。则下列说法正确的是(     )

A．物块A在与弹簧接触前的加速度大小为1.5 m/s2

B．物块A在与弹簧接触前的加速度大小为1.2 m/s2

C．物块A位于N点时，弹簧所储存的弹性势能为21J

D．物块A位于N点时，弹簧所储存的弹性势能为9J

二、实验题（本大题共2小题，每空2分，共14分）

13、（6分）某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g．细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量均为M的重锤．实验操作如下：

①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H；

②在重锤1上加上质量为m的小钩码；

③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止．释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间；

④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t．

请回答下列问题

（1）步骤④可以减小对下落时间t测量的______（选填“偶然”或“系统”）误差．

（2）实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了______．

A、使H测得更准确

B、使重锤1下落的时间长一些

C、使系统的总质量近似等于2M

D、使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等

（3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差．现提供一些橡皮泥用于减小该误差，具体做法是：在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落。使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为m0．用实验中的测量量和已知量表示g，得g=___ ___．

14、（8分）某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮，轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码.本实验中可用的钩码共有个，每个质量均为；实验步骤如下：

（1）为了平衡小车与木板间的摩擦力，将个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车（和钩码）可以在木板上       （填“匀速”、“加速”、“减速”）下滑。

（2）从小车上取个钩码挂在轻绳右端，其余个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。由静止释放小车，同时用传感器记录小车在时间内相对于其起始位置的位移，则小车的加速度        （用和表达）。

（3）依次改变的值，分别测出小车相应的加速度，得到图像如图（b）所示，已知该直线的斜率为，重力加速度为，则小车（不含钩码）的质量为            。（用、、、表达）

（4）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_______(填正确答案标号)。

A.图线不再是直线

B.图线仍是直线，该直线仍过原点

C.图线仍是直线，该直线的斜率变大

三、计算题（本大题共3小题，共38分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

15、（12分）如图所示，质量m＝0.3kg的小物块以初速度v0＝4m/s水平向右抛出，恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入光滑圆弧轨道．圆弧轨道的半径为R＝3.75m，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心O的连线与竖直方向成37°角．MN是一段粗糙的水平轨道，小物块与MN间的动摩擦因数μ＝0.1，轨道其他部分光滑．最右侧是一个半径为r＝0.4 m的光滑半圆弧轨道，C点是半圆弧轨道的最高点，半圆弧轨道与水平轨道BD在D点平滑连接．已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8；

(1) 求小物块经过A点时速度大小；

(2) 求小物块经过B点时对轨道的压力大小；

(3)若小物块恰好能通过C点，求MN的长度L.

16、（12分）图中给出一段“”形单行盘山公路的示意图，弯道1、弯道2可看作两个不同水平面上的圆弧，圆心分别为O1、O2，弯道中心线半径分别为r1 =10m, r2=40m，弯道2比弯道1低h=8m，有一直道与两弯道圆弧相切。质量m为1000kg的汽车通过弯道时做匀速圆周运动，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是车重的1.0倍，行驶时要求汽车不打滑，已知重力加速度g＝10 m/s2。

（1）求汽车沿弯道1中心线行驶时的最大速度；

（2）汽车以进入直道，以P=20kw的恒定功率直线行驶了t=10s，进入弯道2，此时速度恰为通过弯道2中心线的最大速度，求直道上除重力以外的阻力对汽车做的功；

（3）汽车从弯道1的A点进入，从同一直径上的B点驶离，有经验的司机会利用路面宽度，用最短时间匀速安全通过弯道，设路宽，求此最短时间（A、B两点都在轨道的中心线上，计算时视汽车为质点）(=2.24，计算结果保留两位有效数字)。

17、（14分）如图，在光滑水平轨道的右方有一弹性挡板，一质量为M＝0.5 kg的木板正中间放有一质量为m＝2 kg的小铁块(可视为质点)静止在轨道上，木板右端距离挡板x0＝0.5 m，小铁块与木板间动摩擦因数μ＝0.2.现对小铁块施加一水平向右的外力F，木板第一次与挡板碰前瞬间撤去外力．若木板与挡板碰撞时间极短，反弹后速度大小不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2.

(1)要使小铁块与木板发生相对滑动 求水平向右的外力F的最小值；

(2)若水平向右的外力F＝10 N，求木板第一次与挡板碰撞前经历的时间；

(3)若水平向右的外力F＝10 N，木板第一次与挡板碰前瞬间撤去外力，铁块和木板最终停下来时，铁块刚好没滑出木板，求木板的长度。

参考答案

一、选择题（本大题共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题只有一项是最符合题目要求的，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（本大题共2小题，每空2分，共14分）

13、（1）、偶然       （2）、B         （3）、

14、（1）、匀速        （2）、        （3）、        （4）、 C    

三、计算题（本大题共3小题，共38分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

15、(12分)解：

(1)根据平抛运动的规律有v0＝vAcos 37°（2分），

得经过A点时的速度大小vA＝5 m/s（1分）

(2)小物块从A点到B点，根据机械能守恒定律 mv＋mg(R－Rcos 37°)＝mv（2分）

小物块经过B点时，根据牛顿第二定律有FN－mg＝（1分）

解得FN＝6.2 N（1分）

根据牛顿第三定律，小物块经过B点时对轨道的压力大小是6.2 N（1分）.

(3)小物块刚好能通过C点时，根据牛顿第二定律有mg＝（1分）

解得vC′＝2 m/s（1分）

从B点运动到C点，根据动能定理有 －μmgL′－2mgr＝mvC′2－mv（1分）

解得L′＝10 m（1分）.

16、(12分)解：解析 (1)汽车沿弯道1行驶的最大速度为v1,有

kmg=m（2分）得v1=10m/s（1分）。

(2)汽车沿弯道2行驶的最大速度为v2,有kmg=m（1分）

得v2=20 m/s（1分）

直道上由动能定理有P·t+mgh+Wf=（2分）

代入数据可得Wf=-1.3×105 J（1分）。

(3)由 kmg=m得（1分）

可知r增大v增大,r最大,切弧长最小,对应时间最短,所以轨迹设计应如右图所示

由图可以得到

代入数据可以得到R=12.5 m（1分）

汽车沿着该路线行驶的最大速度v=5m/s

由sinθ==0.8可知,对应的圆心角度2θ=106°

线路长度s=×2πR（1分）

最短时间t'≈2.1 s（1分）

17、(14分) (1)设木板靠最大静摩擦力即滑动摩擦力产生的加速度为am，则，

am＝＝8m/s2（1分），

对铁块和木板组成的整体得：（1分），得：=20N（1分）

(2)因F＜，所以木板在静摩擦力作用下与铁块一起以加速度a运动（1分）．设共同加速度为a；a＝＝4m/s2（1分）

设向右运动第一次与挡板碰撞前经历的时间为t，则x0＝at2（1分）

解得t＝0.5 s（1分）；

(3)设木板与挡板碰前，木板与物块的共同速度为v1，则

v1＝at，解得v1＝2 m/s（1分），

木板第一次与挡板碰撞前瞬间撤去外力，物块以速度v1向右做减速运动，加速度大小为a1，木板与挡板碰撞后以速度v1向左做减速运动，木板与木块相对滑动，则木板加速度大小为am，设板速度减为零经过的时间为t1，向左运动的最远距离为x1，则

μmg＝ma1    v1＝amt1       x1＝

解得a1＝2 m/s2，t1＝0.25 s，x1＝0.25 m，

当板速度向左为零时，设铁块速度为v1′，则v1′＝v1－a1t1，

设再经过时间t2铁块与木板达到共同速度v2，木板向右位移为x1′，则

v2＝v1′－a1t2，v2＝amt2，x1′＝amt，

解得v1′＝1.5  m/s，t2＝0.15  s，v2＝1.2 m/s，x1′＝0.09 m，（1分）

因为x1′＜x1，所以木板与铁块达到共速后，将以速度v2运动，再次与挡板碰撞．以后多次重复这些过程最终木板停在挡板处（1分）．

以木板和铁块系统为研究对象，根据能量守恒μmgS＝(m＋M)（2分）

设木板长为L，解得L＝2S=2.5 m（2分）.