广东省汕头市金山中学2021届高三上学期期中考试 物理(含答案)

汕头市金山中学2021届高三上学期期中考试

 物理

（满分 100 分．考试时间 75 分钟．）

第一部分 选择题 （共 46 分）

一、单项选择题：本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．

1．冰壶运动深受观众喜爱，图1为2014年2月第22届索契冬奥会上中国队员投掷冰壶的镜头．在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰，如图2．若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置，可能是图中的哪幅图?

2．如图所示，两个截面半径均为r，质量均为m的半圆柱体A、B放在粗糙水平面上，A、B截面圆心间的距离为l，在A、B上放一个截面半径为r，质量为2m的光滑圆柱体C，A、B、C处于静止状态，则

A．B对地面的压力大小为3mg 

B．地面对A的作用力沿A、C圆心连线方向

C．l越小，A、C间的弹力越小 

D．l越小，地面对A、B的摩擦力越大

3．如图所示，将一小球以一定的初速度水平抛出（不计空气阻力），小球运动到距离地面为h时，小球的水平位移为x，机械能为E，动能为Ek，速度大小为v，以水平地面为零势能面，则乙图中能正确反映各物理量与h的关系是  

4．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统．在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统．设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示．若AO>OB，则

A．星球A的质量一定大于B的质量

B．星球A的线速度一定小于B的线速度

C．双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越大

D．双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大

5．如图所示为水平匀速向右运动的传送带，一个物块以某一速度从左边冲上传送带，则小物块运动的v–t图象不可能是

6．如图所示，乒乓球的发球器安装在水平桌面上，竖直转轴OO′距桌面的高度为h，发射器O′A长度也为h．打开开关后，可将乒乓球从A点以初速度v0水平发射出去，其中．设发射出的所有乒乓球都能落到桌面上，乒乓球自身尺寸及空气阻力不计．若使该发球器绕转轴OO′在90º角的范围内来回缓慢水平转动，持续发射足够长时间后，乒乓球第一次与桌面相碰区域的最大面积S是

A．8πh2                B．4πh2        

 C．6πh2                    D．2πh2

7．如图所示，一小球用不可伸长的细绳（长度为）连接悬于O点，小球被刚性小锤打击，打击后迅速离开，两次打击才能达到最高点，且球总在圆弧上运动．两次打击均在最低点A完成，打击的时间极短．若锤第一次对球做功为W1，锤第二次对球做功为W2，则W1∶W2最大值为

A．1∶2        B．1∶3 C．2∶3         D．3∶2

二、多项选择题：本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分．在每小题给出的四个选项中，至少有两项符合题目要求，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分．

8．如图所示，质量为m的小球从距离泥潭表面高度为H的A点由静止释放，落到泥潭后陷入其中，陷入至深度为h的B点时速度减为零，不计空气阻力，重力加速度为g．则关于小球下落过程中，说法正确的是

A．整个下落过程中，小球的机械能减少了mgH

B．整个下落过程中，小球克服阻力做的功为mg(H+h)

C．在陷入泥潭过程中，小球所受阻力的冲量大小等于

D．在陷入泥潭过程中，小球动量的改变量的大小等于

9．如图所示，一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上．槽的左侧有一竖直墙壁．现让一小球（可视为质点）自左端槽口A点的正上方从静止开始下落，与半圆槽相切并从A点入槽内．则下列说法正确的是

A．小球在槽内运动的全过程中，只有重力对小球做功

B．小球在槽内运动的全过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒

C．小球从最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与槽组成的系统

水平方向上的动量守恒

D．小球离开右侧槽口以后，将做竖直上抛运动

10．如图所示，A、B是质量分别为m和2m的小环，一半径为R的光滑半圆

形细轨道，其圆心为O，竖直固定在地面上．轨道正上方离地高为h处固定一水平光滑长直细杆．杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O点正上方．A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的轻绳通过定滑轮连接两环．两环均可看作质点，且不计滑轮大小与摩擦．现对A环施加一水平向右的力F，使B环从地面由静止开始沿轨道运动．则

A．若缓慢拉动A环，B环缓慢上升至C点的过程中，F一直减小

B．若缓慢拉动A环，B环缓慢上升至C点的过程中，外力F所做的功等于B环机械能的增加量

C．若F为恒力，B环最终将静止在C点

D．若F为恒力，B环被拉到与A环速度大小相等时，sin∠OBP=

第二部分 非选择题 （共 54 分）

三、实验题∶本题共 2 小题，共 16 分．

11．（6分）如图所示，水平桌面上固定着斜面体A，斜面体的曲面末端与桌面的右边缘平齐，且切线沿水平方向，现要设计一个实验测出小铁块B自斜面顶端由静止开始下滑到底端的过程中，摩擦力对小铁块做功Wf ．实验器材可根据实验需要自选.

  （1）实验中需要的器材还有：                          、                          、

重锤线、白纸和复写纸．

  （2）已知重力加速度为g，实验中要需要测量的物理量除了斜曲面顶端离桌面高度H、桌面离地高度h外，还需要测量的物理量有：                                                                       

                                                         ．

(写出还需测量的物理量并使用英文字母符号表示)

  （3）用第(2)问中已知的和测量的物理量符号写出Wf的表达式：                              ．

12．（10分）某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．将刻度尺固定在铁架台的横杆上（刻度尺的零刻度线在上端），光电门固定在刻度尺的下端刻度为x2的位置，接通光电门的电源，让一个高度为d的圆柱形重锤从光电门正上方刻度为x1的位置由静止释放，重锤下落并穿过光电门，已知重锤下落的距离比重锤的高度大得多．

（1）某次实验中，测得重锤通过光电门时的遮光时间为△t，若重锤的质量

用m表示，查得当地重力加速度为g0．则重锤由静止释放到穿过光电门的

整个过程中重锤的动能增加量为__________，重锤的重力势能减小量为

___________．

（2）改变释放重锤时重锤与光电门间的距离x，多次进行实验，记录每次实验重锤通过光电门时的遮光时间△t，该同学想用图象处理数据，为使所得图象为一条直线，应作下列__________图象（填选项代号）．

A．x–△t      B．        C．　     D．

（3）若（2）问中所得图象斜率为k，可得当地重力加速度g=__________．将此测量值与g0比较，若偏差不大，亦可验证小球机械能守恒．

（4）本实验因下列原因产生的误差，属于系统误差的是_______

A．刻度尺读数时出现的误差

B．用重锤通过光电门的平均速度代替重锤到达光电门处的瞬时速度产生的误差

C．小球下落过程受空气阻力影响产生的误差

四、计算题：本题共 3 小题，共 38 分

13．（11 分）如图所示，传送带水平部分的长度l=4.5m，在电动机带动下匀速运行。质量M=0.49kg的木块(可视为质点)静止在传送带左端的光滑平台上。质量为m=0.01kg的子弹以v0=50m/s的速度水平向右打入木块并留在其中，之后木块滑到传送带上，最后从右轮轴正上方的P点离开传送带做平抛运动，正好落入车厢的Q点。已知木块与传送带间的动摩擦因数μ =0.5，P点与车底板间的竖直高度H=1.8m，与车厢底板Q点的水平距离x=1.2m，取g=10m/s2，求：

(1) 子弹打入木块的过程系统损失的机械能；

(2) 木块从传送带左端到达右端的时间．

14．（12 分）飞球调速器是英国工程师詹姆斯·瓦特于1788年为蒸汽机速度控制而设计，如图（a）所示，这是人造的第一个自动控制系统．

如图（b）所示是飞球调速器模型，它由两个质量均为m的球通过4根长为的轻杆与竖直轴的上、下两个套筒铰接．上面套筒固定，下面套筒质量为M，可沿轴上下滑动．不计一切摩擦，重力加速度为g，当整个装置绕竖直轴以恒定的角速度匀速转动时（飞球调速器的旋转速度和蒸汽机相同）

（1）求此时轻杆与竖直轴之间的夹角的余弦值cos；

（2）为实现对蒸汽机的自动控制（即将蒸汽机的转速控制在一定范围内），当套筒由于扰动而下移时，为保持原有的转动状态，传动机构应使蒸汽机的转速升高还是降低?请简述其控制原理．

15．（15 分）如图所示，半径为R的1/4光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，一滑板静止在光滑水平地面上，左端紧靠轨道下端B点，上表面与圆弧轨道末端相平．离滑板右端处有一竖直固定的挡板P．一质量为m的物块（可视为质点）从圆弧轨道顶端A点由静止开始沿轨道滑下，经B点滑上滑板．已知滑板质量M=2m，物块与滑板间的动摩擦因数μ = 0.5，重力加速度为g．滑板与挡板碰撞时立刻反弹且没有机械能损失，滑板返回B点时即被锁定而保持静止．滑板足够长使物块总不能滑至滑板右端．

（1）求物块滑到B点的速度大小；

（2）求滑板与挡板P碰撞前瞬间物块的速度大小；

（3）站在地面的观察者看到物块有一段时间内在做加速运动，求这段时间内滑板的速度范围．

汕头市金山中学2021届高三期中考试

              物理科 答案及评分标准

选择题（单选题每题 4 分，共 28 分；多选题每题 6 分，共 18 分，漏选得 3 分，不选

和错选得 0 分）

三、实验题（6 分＋10 分＝16 分，每空 2 分）

11．（1）天平、直尺   （2）桌面右边缘边到铁块落地点的水平距离s，小铁块质量m．

   （3）

12．        D        BC  

四、计算题（13 题 11 分，14 题 12 分，15 题 15 分，共计 38 分）

（1）子弹打入木块过程，由动量守恒定律得mv0＝（M+m）v1     （1分）

            此过程损失的机械能               （2分）

                     解得                                          （1分）

（2）传送带的速度等于木块运动到P点后做平抛运动:

x=vt                 （2分）

解得抛出速度：v＝2m/s

木块沿传送带加速运动，由牛顿第二定律得μ（M+m）g＝（M+m）a（1分）

加速至v的位移x1＝＝0.3m<4.5m，       （1分）

加速运动时间t1＝s（1分）

之后随传送带向右匀速运动，匀速运动时间t2＝s（1分）

木块从传送带左端到达右端的时间t＝t1+t2＝2.3s（1分）

14．

15．（15 分）

（1）物块由A到B的运动过程，只有重力做功，机械能守恒．设物块滑到B点的速度大小为v0，有：            ①                        1分

解得：         ②                1分

（2）假设滑板与P碰撞前，物块与滑板具有共同速度v1，取向右为正，由动量守恒定律

         ③                           1分

设此过程滑板运动的位移为s，由动能定理

        ④                           1分

联立③④式，解得 ，                           1分

＜                   1分

所以假设成立，滑板与挡板P碰撞前瞬间物块的速度大小为    1分

（没有判断滑板与P碰撞前是否有共同速度，扣2分）

（3）由于滑板与挡板的碰撞没有机械能损失，所以滑板与挡板P碰撞后速度v1大小不变，只是方向向左。此后滑板作匀减速运动，物块先向右减速，再向左加速运动。

设两者第二次具有共同速度为v2，取向左为正，由动量守恒定律有

       ⑤                       1分

设此时滑板离P的距离为s'，由动能定理

     ⑥                       1分

解得                                     1分

＜，说明滑板与物块具有共同速度时还没有返回到B点，

两者能够第二次达到共同速度。                                        1分

设当物块的速度减为零时，滑板速度为v3，取向左为正，有

           ⑦                       1分

解得                                    1分

所以，物块加速运动阶段的速度范围为 ≤vm≤      1分

此阶段滑板的速度范围为 ≤vM≤             1分