黑龙江省哈尔滨德强学校2021-2022高三（清北班）上学期期中线下考试物理【试卷+答案】

德强高中2021-2022学年度上学期期中考试

高三学年(清北）物理试题

  答题时间：90分钟 满分：110分

一、选择题（1--10题单选题 每题4分 11--14题多选题 每题5分）

1．“钓鱼岛事件”牵动着军民爱国之心，我国空军某部为捍卫领土完整，举行了大规模的跳伞保岛演练，图甲是战士从悬停在高空的直升机中无初速度跳下，图乙是战士从跳离飞机到落地过程中的图像，若规定竖直向下为正方向，忽略水平方向的风力作用，下列说法正确的是（　　）

A．0~15s内做加速度逐渐减小的加速运动

B．10s末打开降落伞，以后做匀减速运动至15s末

C．0~10s内做自由落体运动，15s末开始做匀速直线运动

D．10~15s内加速度方向竖直向上，加速度的大小逐渐减小

2．如图所示，在粗糙的水平地面上放着一左侧截面是半圆的柱状物体B，在B与竖直墙之间放置一光滑小球A，整个装置处于静止状态。现用水平力F推动B缓慢向左移动一小段距离后，它们仍处于静止状态，在此过程中，下列判断正确的是（　　）

A．小球A对物体B的压力逐渐减小

B．墙面对小球A的支持力先增大后减小

C．地面对物体B的摩擦力逐渐增大

D．水平力F逐渐增大

3．如图所示，在斜面底端C点以一定初速度斜向左上方抛出质量相同的两小球a、b,小球a、b分别沿水平方向击中斜面顶端A点和斜面中点B,不计空气阻力，则下列说法正确的是( )

A．小球a、b在空中飞行的时间之比为2: 1

B．小球a、b在C点时的初速度大小之比为2:1

C．小球a、b在抛出点时的速度与斜面的夹角之比为1: 1

D．小球a、b在击中点时的动能之比为4: 1

4．2020年7月23日12时41分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务，“天问一号”探测器，火箭成功将探测器送入预定轨道，开启火星探测之旅，迈出了我国行星探测第一步。已知火星质量与地球质量之比为1：10，火星半径与地球半径之比为，若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为，下列说法正确的是（　　）

A．火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间

B．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度

C．火星与地球绕太阳运动的角速度大小之比为

D．火星与地球绕太阳运动的向心加速大小之比为

5．如图所示，在水平地面上有一斜面，质量均为m的A、B两物块放在斜面的等高处，A、B之间连接着一个轻质弹簧，其劲度系数为k，弹簧处于压缩状态，且物块与斜面均能保持静止。已知斜面的倾角为，两物块和斜面间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　）

A．斜面对A、B组成系统的静摩擦力的合力为0

B．若将弹簧拿掉，物块有可能发生滑动

C．弹簧的最大压缩量为

D．弹簧的最大压缩量为

6．一物体静止在水平地面上，在竖直向上拉力F作用下开始向上运动，如图甲所示，在物体向上运动过程中，其机械能E与位移x的关系图象如图乙所示，已知曲线上A点的切线斜率最大，不计空气阻力，则下列说法错误的是（　　）

A．在x1处物体所受拉力最大

B．0～x1过程中合外力增大

C．在x1～x2过程中，物体的加速度一直减小

D．在x1～x2过程中，物体的动能先增大后减小

7．带电球体的半径为R，以球心为原点O建立坐标轴x，轴上各点电势φ随x变化如图所示，下列说法中正确的是（      ）   

A．球体带负电荷

B．球内电场强度最大

C．负电荷在B点的电势能比C点的小

D．A、B两点电场强度相同

8．篮球运动是一项同学们喜欢的体育运动，通过篮球对地冲击力大小判断篮球的性能，某同学让一篮球从高处自由下落，测出篮球从开始下落至反弹到最高点所用时间，该篮球反弹时从离开地面至最高点所用时间为，篮球的质量，。则篮球对地面的平均作用力大小为（　　）（不计空气阻力）

A． B． C． D．

9．一个固定在空间某点、带负电的点电荷Q产生电场，其中一条电场线与x轴重合。另有一个带正电的试探电荷q仅在电场力作用下从的位置开始沿x轴运动，其动能与坐标x的关系如图所示，虚斜线为该曲线过点（0.2，2）的切线，已知。下列判定错误的是（　　）

A．点电荷Q的位置一定在x轴上

B．该电场的电势沿x轴正方向一直升高

C．处场强的大小为10N/C

D．与两点间的电势差为1V

10．在一个半径为R的圆弧的圆心处，质量为m的小球，以大小不同的初动能水平抛出，如图所示，不计空气阻力。当小球落在圆弧上的动能最小时，对应的初动能为（g表示当地的重力加速度）（　　）

A． B． C． D．

11．如图所示，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑的水平面上，物体A被水平速度为的子弹射中并嵌在其中。已知子弹的质量是m，物体A和B的质量相同均为则（　　）

A．子弹射入A的过程中，A物体获得的最大速度为

B．弹簧压缩到最短时，B的速度为

C．运动过程中，物体B能获得的最大速度为

D．弹簧压缩到最短时，弹簧的弹性势能为

12．将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率Pr随电流I变化的图线画在同一坐标系中，如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．图线b表示电源内部的发热功率Pr随电流I的变化关系

B．M点对应的功率为最大输出功率

C．在图线上A、B、C三点的纵坐标一定满足关系

D．两个交点M与N的横坐标之比一定为1：2，纵坐标之比一定为1：2

13．如图所示，有，两块正对的金属板竖直放置，在金属板的内侧表面系一绝缘细线，细线下端系一带电小球（可视为点电荷），两块金属板接在如图所示的电路中，电路中的为光敏电阻（其阻值随所受光照强度的增大而减小），为滑动变阻器，为定值电阻，当的滑片在中间时闭合电键，此时电流表和电压表的示数分别为和，带电小球静止时绝缘细线与金属板的夹角为，电源电动势和内阻一定，下列说法中正确的是（　　）

A．若将的滑动触头向端移动，则不变

B．若将的滑动触头向端移动，则减小，减小

C．保持滑动触头不动，用较强的光照射，则小球重新达到稳定后变小

D．保持滑动触头不动，用较强的光照射，则变化量的绝对值与变化量的绝对值的比值不变

14．如图所示，固定在地面上的光滑斜面倾角为θ，斜面上固定一挡板，A、B两物块质量均为m，用一根轻弹簧拴接在一起。某时刻对A物体施加一个沿斜面向上恒力F，A物体开始运动，至弹簧恢复原长时撤去F。当A物体运动至最高点时（未离开斜面），B物体刚要离开挡板，此时撤去挡板。在这个过程中，以下说法正确的是（ ）

A．撤去F后，A、B和弹簧组成的系统机械能守恒

B．恒力F大小可求F=2mgsinθ

C．A上升至最高点的过程，A与弹簧组成的系统机械能守恒

D．若斜面足长，在整个运动过程中，A物体机械能先增大后减小再增大再减小，并将一直重复这样的变化

二、实验题(15题6分 16题8分）

15．某同学利用如图甲所示的装置探究功与动能变化的关系。

①小物块在1条橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为M1；

②在钉子上分别套上2条、3条、4条……同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤①，小物块落点分别记为M2、M3、M4……；

③测量相关数据，进行数据处理。

(1)为求出小物块抛出时的动能，需要测量下列物理量中的__________（填正确答案标号）；

A．小物块的质量m

B．橡皮筋的原长x

C．橡皮筋的伸长量△x

D．桌面到地面的高度h

E.小物块抛出点到落地点的水平距离L

(2)将几次实验中橡皮筋对小物块做的功分别记为W1、W2、W3、……，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L1、L2、L3、……。以W为纵坐标，L2为横坐标实验图像如图乙所示，W0的含义是_________。

16．某同学用如图所示装置来探究碰撞中的不变量。让质量为m1的小球从斜槽某处由静止开始滚下，与静止在斜槽末端质量为m2的小球发生碰撞。实验中必须要求的条件是______。

A．斜槽必须是光滑的

B．斜槽末端的切线必须水平

C．m1与m2的球心在碰撞瞬间必须在同一高度

D．m1每次必须从同一高度处滚下

（2）某同学利用频闪照相和气垫导轨来验证动量守恒定律。现用天平测出滑块A、B的质量分别为300g和200g，接着安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平。然后向气垫导轨通入压缩空气，再把A、B两滑块放到导轨上，分别给它们初速度，同时开始闪光照相，闪光的时间间隔设定为Δt=0.2s。如图所示是闪光4次拍摄得到的照片，其间A、B两滑块均在0~80cm刻度的范围内。第一次闪光时，滑块B恰好通过x=55cm处，滑块A恰好通过x=70cm处。发生碰撞后，滑块A静止。由此可以判断：两滑块的碰撞发生在第一次闪光后______s；碰撞前滑块A的速度大小为______m/s，碰撞后滑块B的速度大小为______m/s。通过对实验结果的分析表明，碰撞前后A、B两滑块组成的系统动量守恒。

三、解答题（17题 10分  18题  10分 19题16分）

17．如图所示，跨过滑轮细绳的两端分别系有、物体A和B，滑轮质量，不计绳与滑轮的摩擦，要使B静止在地面上，则向上的拉力不能超过多大？

18．如图所示，半径为R的光滑圆环竖直固定，质量为2m的小球A套在圆环上；长为的刚性轻杆（既不伸长也不缩短）一端通过铰链与A连接，另一端通过铰链与滑块B连接；滑块B质量为m，套在水平固定的光滑杆上．水平杆与圆环的圆心O位于同一水平线上．现将A置于圆环的最高处并给A-微小扰动（初速度视为0），使A沿圆环顺时针自由下滑，不计一切摩擦，A、B均视为质点，重力加速度大小为g．求：

（1）A滑到与圆心O同高度时的速度大小；

（2）A下滑至杆与圆环第一次相切的过程中，杆对B做的功．

19．如图，O、A、B为同一竖直平面内的三个点，OB沿竖直方向，，.将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过A点．使此小球带电，电荷量为q（q＞0），同时加一匀强电场，场强方向与 所在平面平行，现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带点小球，该小球通过了A点，到达A点时的动能是初动能的3倍；若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过B点，且到达B点的动能为初动能的6倍，重力加速度大小为g．求

（1）无电场时，小球达到A点时的动能与初动能的比值；

（2）电场强度的大小和方向．

  参考答案（清北）

1．D  2．A  3．C   4．C   5．D  6．C  7．C  8．B  9．B  10．A

11．BC  12．AB  13．ACD   14．ABD

15．ADE    小物块克服桌面摩擦力做的功   

16．BCD    0.1    1    1   

17．43N

对B进行受力分析可知：绳子的最大拉力为

T=m2g=20N         -----      2分

对A受力分析，根据牛顿第二定律得

-2分

对滑轮进行受力分析，根据牛顿第二定律得

 F-2T-mg=ma′            ----2分

而A上升的位移是滑轮上升位移的2倍，所以

   a′=0.5a               ----2分

解得

   F=43N            ------2分

18．（1）    （2）

(1)当A滑到与O同高度时，A的速度沿圆环切向竖直向下，B的速度为0，

由机械能守恒定律得:   ----2分

解得  ---- 2 分

(2) 杆与圆环第一次相切时，A的速度沿杆方向，设为vA，此时B的速度设为vB，

根据杆不可伸长和缩短，得，其中为B的速度与水平方向的夹角

由几何关系得，则

球A下落的高度 ------------2分

由机械能守恒定律得 --------2分

对B由动能定理得  解得-----2分

19．（1） （2）

（1）小球做平抛运动，设初速度v0．初动能EK0，从O到A的运动时间为t，令OA＝d，
则：OB=d，
根据平抛运动的规律得：水平方向：d•sin60°=v0t…①
竖直方向：y＝d•cos60°＝d＝gt2…②
又：EK0＝mv02…③
联立①②③解得：EK0＝mgd…④
设小球到达A时的动能为EKA，则：EKA＝EK0+mgd＝mgd…⑤
所以：  (6)   (1---6 每式1分）
（2）加电场后，从O点到A点下降了y=d，从O点到B点下降了d，设电场力F与竖直方向夹角为α，

则由动能定理：   ---2分

                   ----2分

其中EK0＝mgd

联立解得：α=300                       ----2分

所以电场强度为 ，                 -----2分

正电荷受力方向与电场方向相同，即E与竖直方向夹角为 ---2分