河南省实验中学2020届高三上学期期中考试物理试题

河南省实验中学2019——2020学年上期期中试卷

高三  物理

一、选择题

1.如图所示是某物体做直线运动的图象(其中v为速度，x为位置坐标)，下列关于物体从x=0处运动至处的过程分析，其中正确的是 (   )

A. 该物体做匀减速直线运动

B. 该物体的加速度大小为

C. 该物体在位移中点的速度大于

D. 该物体在运动中间时刻的速度大于

【答案】ABC

【解析】

【详解】A.由匀变速直线运动的速度位移关系公式：

可得

可以知道物体的加速度恒定不变，速度均匀减小，故物体做匀减速直线运动，故A正确

B.由上式知，图象的斜率等于2a，由图可得：

则得物体的加速度大小为，所以B正确. 

CD.该物体在运动过程中的平均速度为，因为物体做匀减速直线运动，所以该物体在运动中间时刻的速度等于，物体在位移中点的速度大于中间时刻的速度，所以物体在位移中点的速度大于；所以C正确的，D错误.

2.如图所示，工地的建筑工人用砖夹搬运5块相同的砖，当砖处于平衡状态时，下列说法正确的是

A. 砖夹对砖的水平压力越大，1、5两块砖受到的摩擦力越大

B. 3受到2施加的摩擦力大小等于自身重力的一半

C. 4对3的摩擦力方向竖直向下

D. 1受到2施加的摩擦力与4受到5施加的摩擦力相同

【答案】B

【解析】

【详解】A.设每块砖的质量为m，只有滑动摩擦和最大静摩擦才和正压力成正比，对整体根据平衡条件可得1、5两块砖受到的摩擦力大小均为2.5mg，与正压力无关，故A错误；

BC.对3受力分析，根据平衡条件可得3受到2施加的摩擦力大小与3受到4施加的摩擦力大小之和等于3的重力，所以3受到2施加的摩擦力大小等于自身重力的一半，方向向上，所以4对3的摩擦力方向竖直向上，故B正确，C错误；

D.1受到2施加的摩擦力与4受到5施加的摩擦力大小相等，方向相反，故D错误；

3.如图所示，质量mA＝1.0kg的物块A放在固定的水平桌面上，由跨过光滑定滑轮的轻绳与质量mB＝1.5kg的物块B相连．轻绳拉直时用手托住物块B，使其静止在距地面h＝0.6m的高度处，物块A与定滑轮相距L＝1.6m。已知物块A与桌面间的动摩擦因数μ＝0.25，物块B着地后立即停止运动，g取10m/s2。现释放物块B，则

A. 物块B着地前加速度的大小为0.5m/s2

B. 物块B着地前轻绳对物块B的拉力大小为7.5N

C. 物块A不会撞到定滑轮

D. 在物块B着地前的过程中，物块A受到的摩擦力对物块A所做的功等于物块A机械能的变化量

【答案】B

【解析】

【详解】AB.设加速度大小为a，轻绳对B拉力的大小为F，根据牛顿第二定律对A：

对B：

联立代入数据得：

，

，

故A错误，B正确；

C.设物块B着地前的速率为v，根据运动学公式

对A：

木块B着地后，对A由牛顿第二定律得：

根据运动学公式

得：

联立可得A要静止时通过的位移为：

；

由题意知：

则说明小车一定能碰到定滑轮，故C错误；

D.对A：非重力做功的有摩擦力和绳的拉力做功，所以应该是摩擦力和绳的拉力做功等于物块A机械能的变化量，故D错误；

4.如图一箱土豆在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的土豆质量为m（可视为质点），它到转轴的距离为R，则其他土豆对该土豆的作用力为(　  　   ) 

A. mg B. mω2R

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】土豆做匀速圆周运动，受重力和其它土豆对该土豆的作用力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式则有水平方向：，竖直方向：，故其它土豆对该土豆的作用力为：，故C正确，A、B、D错误；

故选C。

5.质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力，下落的加速度为g，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是 （ ）

A. 物体动能增加了 B. 物体的机械能减少了

C. 物体克服阻力所做的功为 D. 物体的重力势能减少了mgh

【答案】ACD

【解析】

物体的合外力为，下降了h，所以根据动能定理得物体的动能增加了4mgh/5，物体的重力势能减小了mgh，克服阻力做功，机械能减小了，所以ACD正确。

6.中国传统文化博大精深，简单的现象揭示了深刻的道理，如水滴石穿。从屋檐滴下的水滴质量为0.5g，屋檐到下方石板的距离为4m，水滴与石板的冲击时间为0.2s，而后在石板上散开，没有飞溅，则石板受到水滴的平均冲击力约为

A. 0.022N B. 0.027N C. 2.2N D. 0.27N

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】设向下为正方向。下落过程中是自由落体运动，

，

代入数据得：

，

解得：

碰后速度

。

由动量定理得

；

代入数据得 

；

由牛顿第三定律可得，石板受到的平均冲击力为0.027N，故B正确，ACD错误；

故选：B。

7.空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，x轴上B、C两点电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有

A. EBx的大小小于ECx的大小

B. EBx的方向沿x轴负方向

C. 电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大

D. 负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力一直做负功

【答案】D

【解析】

【详解】A.根据斜率表示电场强度知EBx的大小大于ECx的大小，故A错误；

B.沿电场线方向电势降低，所以EBx的方向沿x轴正方向，故B错误；

C.根据图象知O点斜率最小，所以电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量小，故C错误；

D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电势降低，电势能增大，所以电场力做负功，故D正确；

8.目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫做“嵴”，凹下部分叫做“峪”，传感器上有大量面积相同的小极板， 当手指贴在传感器上时，这些小极板和与之正对的皮肤表面就形成了大量的小电容器， 由于距离不同，所以这些小电容器的电容不同。此时传感 器给所有的小电容器充电达到某一电压值，然后开始放电， 其中电容值较小的小电容器放电较快，于是根据放电快慢 的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹的图 象数据。根据以上信息，下列说法中正确的是（    ）

A. 在峪处形成的小电容器电容较大

B. 在峪处形成的小电容器放电较慢

C. 在嵴处形成的小电容器充电后带电量较大

D. 潮湿的手指对指纹识别没有任何影响

【答案】C

【解析】

【详解】A、在峪处小极板和正对的皮肤表面的距离变大，根据可知形成的电容器电容较小，故A错误；

B、峪处形成的电容器较小，根据可知电容器的电荷量小，因为电容值小的电容器放电较快，峪处形成的电容器放电较快，故B错误；

C、充电后在嵴处形成的电容器电容较大，根据可知电容器的电荷量大，故C正确；

D、潮湿的手指头会使表皮有皱褶，影响指纹识别的效果，故D错误；

故选C。

9.2019年1月3日10时26分，在反推发动机和着陆缓冲机构的“保驾护航”下，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面的预选着陆区，已知“嫦娥四号”的运行过程示意图如图所示，下列说法正确的是

A. “嫦娥四号”发射速度可以小于第一宇宙速度

B. “嫦娥四号”从地月转移轨道进入绕月椭圆轨道时必须减速

C. “嫦娥四号”在绕月轨道上运行时，轨道降低，周期减小

D. “嫦娥四号”在向月球着陆过程中始终处于失重状态

【答案】BC

【解析】

【详解】A.第一宇宙速度是最小的发射速度，“嫦娥四号”的发射速度一定大于第一宇宙速度，故A错误；

B.“嫦娥四号”从地月转移轨道进入绕月椭圆轨道时，轨道半径减小，做近心运动，必须减速，故B正确；

C.嫦娥四号”在绕月轨道上运行时，轨道降低，根据

，

周期减小，故C正确；

D.“嫦娥四号”在向月球着陆过程中，做减速，加速度向上，处于超重状态，故D错误；

10.有一种电荷控制式喷墨打印机，它的打印头的结构简图如图所示。其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室带上电后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符。不考虑墨汁的重力，为使打在纸上的字迹缩小（偏转距离减小），下列措施可行的是

A. 减小墨汁微粒的质量

B. 增大偏转电场两板间的距离

C. 减小偏转电场的电压

D. 减小墨汁微粒的喷出速度

【答案】BC

【解析】

【详解】微粒以一定的初速度垂直射入偏转电场做类平抛运动，则有：水平方向：

；

竖直方向：

，

加速度：

，

联立解得：

，

要缩小字迹，就要减小微粒通过偏转电场的偏转角y。由上式分析可知，采用的方法有：增大墨汁微粒的质量、增大转电场两板间的距离、减小偏转极板间的电压U、增大墨汁微粒的喷出速度，故AD错误，BC正确；

11.2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在北京举行，跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图，运动员从O点由静止开始，在不借助其他外力的情况下，自由滑过一段圆心角为60°的光滑圆弧轨道后从A点水平飞出，然后落到斜坡上的B点。已知A点是斜坡的起点，光滑圆弧轨道半径为40 m，斜坡与水平面的夹角θ＝30°，运动员的质量m＝50 kg，重力加速度g＝10 m/s2，忽略空气阻力。下列说法正确的是(　　)

A. 运动员从O点运动到B点的整个过程中机械能守恒

B. 运动员到达A点时的速度为20 m/s

C. 运动员到达B点时的动能为10 kJ

D. 运动员从A点飞出到落到B点所用的时间为s

【答案】AB

【解析】

运动员在光滑的圆轨道上的运动和随后的平抛运动的过程中只受有重力做功，机械能守恒．故A正确；运动员在光滑的圆轨道上的运动的过程中机械能守恒，所以：

mvA2=mgh=mgR（1-cos60°）所以：

，故B正确；设运动员做平抛运动的时间为t，则：x=vAt；y=gt2
由几何关系： ，联立得：，

运动员从A到B过程中机械能守恒，所以在B点的动能：EkB=mgy+mvA2，代入数据得：EkB=×105J．故C D错误．故选AB.

点睛：本题是常规题，关键要抓住斜面的倾角反映位移的方向，知道平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，难度适中.

12.长木板A放在光滑的水平面上，质量为m的小物体B以水平初速v0滑上A的上表面，它们的v﹣t图象如图所示，则根据图中的信息（图中所标注的物理量均为已知量）可以求得

A. 木板获得的动能 B. 系统损失的机械能

C. 木板的长度 D. A与B间的动摩擦因数

【答案】ABD

【解析】

【详解】A.由图象的斜率表示加速度求出长木板的加速度为

，

物块的加速度

，

根据牛顿第二定律得：

，

解得：

，

A板获得的动能

，

故A正确；

B.系统损失的机械能等于摩擦力所做的功，由图象与坐标轴围成的面积表示位移可以求出B相对A运动的位移

，

故

，

故B正确；

C.根据题意只能求出AB的相对位移，不知道B最终停在哪里，无法求出木板的长度，故C错误；

D.由牛顿第二定律可知，摩擦力：

，

而

，

解得：

，

故D正确；

二、实验题

13.某同学利用如图甲所示的装置探究“弹簧弹力做功”.在水平桌面上固定好弹簧和光电门，将光电门与数字计时器(图中未画出)连接。

实验过程如下：

(1)如图乙所示，用游标卡尺测量固定于滑块上的挡光片的宽度d=_________mm；

(2)用滑块把弹簧压缩到距离光电门为x位置，并从静止释放，数字计时器记下挡光片通过光电门所用的时间t，则此时滑块的速度v=_________(用题中符号表示)；

(3)多次改变滑块的质量m，重复(2)的操作，得出多组m与v的值。根据这些数值，作出v2-1/m图象，如图丙。根据图象，可求出滑块每次运行x的过程中弹簧对其所做的功为_________；还可求出的物理量是_________；其值为_________。(用题中符号表示，已知重力加速度为g)

【答案】    (1). 5.70mm    (2).     (3).     (4). 滑块与桌面之间的动摩擦因数    (5).

【解析】

【分析】

(1)据游标卡尺的读数法则读出游标卡尺的读数；

(2)滑块通过光电门的速度可认为等于挡光片通过光电门的平均速度；

(3)从动能定理推理出图象对应的表达式，利用图象的斜率和纵截距求出弹簧对物块做的功及滑块与桌面之间的动摩擦因数。

【详解】(1)游标卡尺的读数为

(2)滑块通过光电门的速度可认为等于挡光片通过光电门的平均速度，则

(3)设滑块每次运行x的过程中弹簧对其所做的功为，对滑块的运动过程，由动能定理得：，整理得：。由图象的斜率和纵截距可得：、，解得：滑块每次运行x的过程中弹簧对其所做的功、滑块与桌面之间的动摩擦因数

14.现有一满偏电流为500μA，内阻为1.2×103Ω的灵敏电流计G，某同学想把它改装成中值电阻为600Ω的欧姆表，实验室提供如下器材：

A.一节干电池（标准电动势为1.5V）        B.电阻箱R1（最大阻值99.99Ω）

C.电阻箱R2（最大阻值999.9Ω）            D.滑动变阻器R3（0-100Ω）

E.滑动变阻器R4（0-1kΩ）                 F.导线若干及两个接线柱

(1)由于电流表的内阻较大，该同学先把电流计改装为量程为0~2.5mA的电流表，则电流计应____联一个电阻箱（填“串”或“并”），将其阻值调为___Ω。

(2)将改装后的电流表作为表头改装为欧姆表，请在方框内把改装后的电路图补画完整，并标注所选电阻箱和滑动变阻器的符号（       ）。

(3)用改装后的欧姆表测一待测电阻，读出电流计的示数为200μA，则待测电阻阻值为_______Ω。

【答案】    (1). 并    (2). 300    (3).     (4). 900

【解析】

【详解】(1)[1]将电流计改装为电流表应该并联一个电阻，[2]则其阻值调为：

(2)[3]改装后的电流表内阻：

把表头改装成中值电阻为的欧姆表，则需要串联的电阻：

所以选择电阻箱（最大阻值999.9Ω）和滑动变阻器（0-1kΩ），实验电路图如图所示：

(3)[4]根据图则有：

可得：

则有：

所以改装后，当电流表读数为200μA时，表头两端电压：

所以有：

解得待测电阻阻值为：

三、计算题

15.如图所示，A、B两辆汽车在笔直的公路上同向行驶．当B车在A车前x＝84 m处时，B车的速度vB＝4 m/s，且正以a＝2 m/s2的加速度做匀加速运动；经过一段时间后，B车的加速度突然变为零．A车一直以vA＝20 m/s的速度做匀速运动，从最初相距84 m时开始计时，经过t0＝12 s后两车相遇．问B车加速行驶的时间是多少？

【答案】6s

【解析】

【详解】设A车的速度为vA，B车加速行驶时间为t，两车在t0时相遇，则有：

式中，t0=12s，xA、xB分别为A、B两车相遇前行驶的路程，

依题意有：

式中

x=84m，

由以上各式得：

代入题给数据，

，

，

有：

解得：

， ，

不合题意，舍去，

因此，B车加速行驶的时间为6s。

16.如图所示，一质量m2＝0．20 kg的平顶小车，车顶右端放一质量m3＝0．25kg的小物体，小物体可视为质点，与车顶之间的动摩擦因数μ＝0．4，小车静止在光滑的水平轨道上．现有一质量m1＝0．05kg的子弹以水平速度v0＝12 m/s射中小车左端，并留在车中．子弹与车相互作用时间很短．若使小物体不从车顶上滑落，g取10 m/s2．求：

（1）最后小物体与小车的共同速度为多少？（2）小车的最小长度应为多少？

【答案】（1）2.1m/s（2）0.9m

【解析】

【详解】（1）子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，以子弹速度初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

由三物体组成的系统动量守恒，以子弹速度初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

解得车与物体的共同速度为：

（2）设小车最小长度为L，三物体相对静止后，对系统利用能量守恒定律得：

解得：

17.如图所示,固定斜面的倾角,物体A与斜面之间的动摩擦因数为,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点．用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为2m，B的质量为m初始时物体A到C点的距离为L．现给A、B一初速度使A开始沿斜面向下运动,B向上运动,物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点．已知重力加速度为g，不计空气阻力，求此过程中:

（1）物体A向下运动刚到C点时速度;

（2）弹簧的最大压缩量;

（3）弹簧中的最大弹性势能．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

【详解】（1）A和斜面间滑动摩擦力

物体A向下运动到C点的过程中,根据能量关系有：

（2）从物体A接触弹簧,将弹簧压缩到最短后又恰回到C点,对系统应用动能定理：

（3）弹簧从压缩最短到恢复原长的过程中, 因为

，

根据能量关系，压缩最短时弹性势能全部转化为回去过程中的摩擦热，即：

 所以

18.如图所示，带有等量异种电荷的平行金属板M、N竖直放置，M、N两板间的距离d＝0.5 m．现将一质量m＝1×10－2 kg、电荷量q＝＋4×10－5 C的带电小球从两极板上方的A点以v0＝4 m/s的初速度水平抛出，A点距离两板上端的高度h＝0.2 m；之后小球恰好从靠近M板上端处进入两板间，沿直线运动碰到N板上的C点，该直线与曲线的末端相切．设匀强电场只存在于M、N之间，不计空气阻力，取g＝10 m/s2.求

（1）小球到达M极板上边缘B位置时速度的大小；

（2）M、N两板间的电场强度的大小和方向；

（3）小球到达C点时的动能．

【答案】（1）2 m/s   （2）5×103 N/C　水平向右　（3）0.225 J

【解析】

【详解】（1）小球平抛运动过程水平方向做匀速直线运动，

，

竖直方向做匀加速直线运动，

，

，

解得：

方向

（θ为速度方向与水平方向的夹角）

（2）小球进入电场后，沿直线运动到C点，所以重力与电场力的合力即沿该直线方向，则

解得：

，

方向水平向右。

(3)进入电场后，小球受到的合外力

B、C两点间的距离

，

，

从B到C由动能定理得：

解得：

。