黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2021-2022学年高三上学期期中考试物理试题

这是一份黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2021-2022学年高三上学期期中考试物理试题，共8页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

满分100分 时间90分钟
一、选择题（13小题，共52分。1-7小题为单选，每小题4分。8-13小题为多选，全部选对得4分，对而不全得2分，有错选的得0分）
1.下列说法中正确的是
A.当力与物体的位移垂直时，该力的冲量为零
B.如果物体（质量不变）的速度发生变化，则可以肯定它受到的合外力的冲量不为零
C.一个相互作用的系统，当外力做功为0时，其机械能一定守恒
D.一个物体所受合力为0，其机械能一定守恒
2.由于水的表面张力作用，荷叶上的小水滴总是球形的。如图为分子之间的分子势能和分子间距离r的关系图像。则在小水滴表面层中，能总体上反映小水滴表面层中水分子的是图中
A.a点
B.b点
C.c点
D.d点
3.图甲所示的救生缓降器由挂钩(或吊环)、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿(随)绳(带)缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的图像。已知工人的质量m=70kg，，则下列说法中错误的是
A.发生险情处离地面的高度为
B.加速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为
C.整个过程中工人重力做功为
D.时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为
4.如图所示，竖直放置的带电平行板电容器与一静电计相连，一带电小球用绝细线悬挂于
平行板间处于静止状态，小球与竖直方向的夹角为θ，此时A极板带负电，B极板带正电。则下列判断正确的是
A．轻轻将细线剪断，小球将做斜抛运动
B．若将A极板向左平移稍许，电容器的电容将增大
C．若将A极板向上平移稍许，夹角θ将变小
D．若将A极板向下平移稍许，静电计指针偏角增大
5.如图所示，在距地面高h的A点以与水平面成的角度斜向上抛出一小球，不计空气阻力。发现小球落在右边板上的落点D与A点等高。已知，g取。则下列说法正确的是
A.小球从A到D的水平位移为1.8 m
B.小球在水平方向做匀加速运动
C.若撤去板，则经过D点之后小球在竖直方向做自由落体运动，故再经0.2 s它将落地
D.小球从A到D的时间是0.6 s
6.如图所示，边长为l的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板，导线框中通以恒定的逆时针方向的电流。图中虚线过ab边中点和ac边中点，在虚线的下方为垂直于导线框向里的有界匀强磁场，其磁感应强度大小为B，此时导线框处于静止状态，细线中的拉力为F1；现将虚线下方的磁场移至虚线上方且磁感应强度的大小改为原来的2倍，保持其他条件不变，导线框仍处于静止状态，此时细线中拉力为F2。则导线框中的电流大小为
A. eq \f(F2－F1,Bl) B． eq \f(2F2－F1,3Bl)
C. eq \f(2F2－F1,Bl) D． eq \f(F2－F1,2Bl)
7.如图所示，电路中E、r为电源的电动势和内电阻，R1、R2、R3为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。开关闭合时，平行金属板中带电小液滴P处于静止状态。选地面为零电势参考面，当滑动变阻器R4的滑片向a端移动时，则
A．电阻R1消耗的功率增大
B．小液滴一定会运动且运动过程中电势能增加
C．电源的效率减小
D．若电流表、电压表的示数变化量分别为ΔI和ΔU，则|eq \f(ΔU,ΔI)|8．如图所示，质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨道上，a距离地球表面的高度为R，此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为ω，万有引力常量为G，则
A．发射卫星b时速度要大于11.2 km/s
B．卫星a的机械能小于卫星b的机械能
C．卫星a和b下一次相距最近还需经过t＝eq \f(2π,\r(\f(GM,8R3))－ω)
D．若要卫星c沿同步轨道与b实现对接，可让卫星c加速
9.如图所示，竖直放置的轻弹簧的一端固定在水平地面上，另一端拴接着质量为m的木块A，开始时木块A静止，现让一质量也为m的木块B从木块A正上方高为h处自由下落，与木块A碰撞后一起向下压缩弹簧，A、B不粘连。弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，木块A与木块B碰撞时间极短，重力加速度为g。若从两木块发生碰撞到木块A第一次回到初始位置的时间为t，则
A．两木块向下运动的过程中，木块的加速度逐渐增大
B．两木块向下运动的过程中，两木块的机械能逐渐减小
C．A第一次回到初始位置时，A、B间的作用力为零
D．时间t内，弹簧对A的冲量大小为I＝2mgt＋2meq \r(2gh)
10.如图所示的电路中，当开关S置于a处时，电流表（内阻不计）示数为I，额定功率为16W的电动机正常工作，带动质量为0.7kg的物体以2m/s的速度匀速竖直上升。当开关置于b处时，电流表示数变为，灯泡正常发光。已知电阻，灯泡额定电压为10V，额定功率10W，重力加速度g取则
A.电动机线圈的内阻为
B.电动机的额定电压为10V
C.电源电动势为12V
D.电源内阻为
11．如图所示，竖直平面内有一固定光滑的绝缘轨道ABCD，其中倾角θ＝37°的斜面AB与半径为R的圆弧轨道平滑相切于B点，CD为竖直直径，O为圆心，质量为m的带负电小球(可视为质点)从斜面上的A点由静止释放，A、B两点高度差为h，重力加速度为g，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。则下列判断正确的是
A．调整高度差h，小球从D点离开圆弧轨道后有可能直接落在B点
B．当h＝2.5R时，小球会从D点以eq \r(gR)的速度飞出，做平抛运动
C．若在O点放一个正点电荷，小球通过D点的速度一定大于eq \r(gR)
D．若在O点放一个正点电荷，小球从C点沿圆弧轨道到D点过程机械能守恒
12．如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，x轴上的电势φ与坐标x的关系如图中曲线所示，曲线过(0.1,4.5)和(0.15,3)两点，图中虚线为该曲线过点(0.15,3)的切线，现有一质量为0.20 kg、电荷量为＋2.0×10－8 C的滑块P(可视为质点)，
从x＝0.10 m处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02，取重力加速度g＝10 m/s2。则下列说法中正确的是
A．滑块P运动过程中的电势能先减小后增大
B．滑块P运动过程中的加速度先减小后增大
C．x＝0.15 m处的电场强度大小为2.0×106 N/C
D．滑块P运动的最大速度为0.1 m/s
13.在足够长的光滑绝缘水平台面上，存在有平行于水平台面向右的匀强电场，电场强度为E。水平台面上放置两个静止的小球A和B(均可看做质点)，两小球质量均为m，带正电的A球电荷量为Q，B球不带电，A、B连线与电场线平行。开始时两球相距L，在电场力作用下，A球开始运动，后与B球发生正碰，碰撞过程中A、B两球总动能无损失。若在各次碰撞过程中，A、B两球间均无电荷量转移，且不考虑两球碰撞时间及两球间的万有引力，则
A．第一次碰撞结束瞬间B球的速度大小为 eq \r(\f(2QEL,m))
B．第一次碰撞到第二次碰撞B球向右运动了2L
C．第二次碰撞结束瞬间B球的速度大小为 eq \r(\f(2QEL,m))
D．相邻两次碰撞时间间隔总为2eq \r(\f(2mL,QE))
二、实验题（本题共2小题，共14分）
14.（5分）如图为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实验：
B
①用天平测出两个小球的质量分别为和
②安装实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面连接在斜槽末端；
③先不放小球，让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放,标记在斜面上的落点位置P；
④将小球放在斜槽末端B处，仍让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球、在斜面上的落点位置；
⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离。图中点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从M、P、N 到B点的距离分别为。
依据上述实验步骤，请回答下面问题：
（1）两小球的质量、应满足__________ (选填“>”“=”或“<”)。
（2）若进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是________。
A.直尺B.游标卡尺C.天平 D.弹簧秤 E.秒表
（3）用实验中测得的数据来表示，只要满足关系式___________ ，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的。
15.（9分）(1)（4分）写出下列测量仪器所测得的数据
① ②
________________mm ________mm
(2)（5分）为了描绘一个“12 V 6 W”的小灯泡的伏安特性曲线，现提供以下器材进行实验：
直流电源E：电动势为15 V，内阻不计；
电流表A：量程分别为0～0.6 A和0～3 A，内阻分别约为0.5 Ω和0.1 Ω；
电压表V：量程为0～3 V，内阻为3 kΩ；
定值电阻R0：阻值为12 kΩ；
滑动变阻器R：最大阻值为20 Ω，允许通过的最大电流为1 A；
开关一个，导线若干。
①由于电压表的量程偏小，要用所给电压表V和定值电阻R0改装成一个较大量程的电压表V′，改装后的电压表量程为________ V。
②在方框里画出符合本实验要求的电路图。
③根据测得的电压表V的示数和电流表A的示数，描出I­U曲线如图甲所示。某次测量时，电流表指针位置如图乙所示，则电流表读数为________ A，此时小灯泡的电阻为________ Ω。
三、计算题（共34分。解答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）
16．（8分）2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如图，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，滑道BC高h＝10 m，C是半径R＝20 m圆弧的最低点，质量m＝60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a＝4.5 m/s2，到达B点时速度vB＝30 m/s。取重力加速度g＝10 m/s2。
(1)求长直助滑道AB的长度L；
(2)求运动员在AB段所受合外力的冲量I的大小；
(3)不计BC段的阻力，求运动员经过C点时所受支持力FN的大小。
17．（8分）示波器的示意图如图所示，金属丝发射出来的电子加速后从两金属板的中央沿板平行方向进入偏转电场，电子穿出偏转电场后打在荧光屏上。若加速电压U1=800V，偏转极板长，板间距，不计电子的重力。求：
(1)偏转电压U2为多大时，电子束的偏移量最大？
(2)若偏转板右端到荧光屏的距离L=20cm，求电子束最大的偏转距离OP。
18．（18分）质量m=3kg、长L=2.8m内壁光滑的槽C静止于粗糙水平面上，在槽的内壁上
放置有两个物体A和B，A、B到槽C左右两端挡板的距离分别为L1=1.8m，L2=lm。A、B的
质量分别为m1=4kg和m2=lkg，A、B可以看作质点，它们之间放有压缩的轻弹簧（弹簧长度
可忽略），弹簧与A、B不粘连，A、B用细线系住。烧断细线，A物体以v1=lm/s的速度向
右运动，已知A与C、B与C碰撞不损失机械能，槽C与地面间的摩擦因数µ=0.15，重力
加速度g=10m/s2，求：
(1)弹簧压缩时具有的弹性势能；
(2)当B与C碰撞后，槽C运动的初速度和加速度；
(3)从剪断细绳到A、B两物体第一次相遇的时间内，槽C发生的位移。（计算结果保留1位有效数字）
哈师大附中2021-2022年度高三上学期期中考试
物理试题参考答案
一．选择题
1.B 2.D 3.C 4.D 5.D 6.B 7.D 8.BC 9.BD 10.AC 11.CD 12.BCD 13.AD
二、实验题（本题共2小题，共13分）
14.答案：（1）>；（2）；（3）
15.（1）31.30 5.545
（2）15 (2) (3)0.40 18.75
三、计算题
16. 答案 (1)100 m (2)1800 N·s (3)受力图见解析 3900 N
解析 (1)已知AB段的初末速度，则利用运动学公式可以求解AB的长度，即veq \\al(2,B)－veq \\al(2,0)＝2aL，
可解得L＝eq \f(v\\al(2,B)－v\\al(2,0),2a)＝eq \f(302－0,2×4.5) m＝100 m。
(2)根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的变化量，
所以I＝mvB－mv0＝(60×30－0) N·s＝1800 N·s。
(3)运动员经过C点时的受力如图所示。
由牛顿第二定律可得
FN－mg＝meq \f(v\\al(2,C),R)，①
从B运动到C由动能定理可知
mgh＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,C)－eq \f(1,2)mveq \\al(2,B)，②
由①②式并代入数据解得FN＝3900 N。
17. 【答案】(1)U2=100V；(2)
【详解】
(1)要使电子束打在荧光屏上偏转距离最大，电子经偏转电场必须下板边缘出来。加速电场中，由动能定理有
电子在偏转电场的飞行时间为
加速度为
要使电子从下极板边缘出来，应有
解得偏转电压为
U2=100V
(2)设电子离开电场后侧移距离为，则电子束打在荧光屏上最大偏转距离为
因为电子离开偏转电场的侧向速度为
电子离开偏转电场后的侧向位移为
解得电子最大偏转距离为
代入数据解得
18.【答案】(1)10J；(2)2m/s，4m/s2；(3)0.4m
【详解】
(1)弹簧弹开过程中，有
解得，弹簧压缩时具有的弹性势能为
解得；
(2)设B与C碰撞后速度分别为vB、vC，则有
解得
，
根据牛顿运动定律得
解得；
(3)槽C开始向左匀减速运动，经过时间
停止，设在这段时间内，A、B并没有相遇，也没有碰撞C，这段时间内槽C发生的位移为
解得；槽C停止运动时，A、B向右运动，离槽右端挡板距离分别为
，
所以A物体先碰撞C的右端挡板。设碰撞后C的速度为vCˊ，则
解得
，
此时，B离右挡板的距离为，由于
所以B与C碰撞时，槽C并没有停止运动。槽C发生的向右位移为
解得；因此从释放弹簧到A、B第一次相遇，槽C发生的位移为