黑龙江省大庆市铁人中学2021届高三上学期期中考试物理试题 Word版含答案

黑龙江省大庆市铁人中学2021届高三上学期期中考试物理试题 Word版含答案

铁人中学2018级高三学年上学期期中考试 物理试题 满分：110分 考试时间：90分钟 ‎ 一、选择题（本题共13小题；每小题5分，共65分。1-9题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的；10-13题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。）‎ ‎1.下列说法中正确的有( )‎ A.kg、m、N都是国际单位制中的基本单位 B.伽利略通过理想斜面实验说明力是维持物体运动的原因 C.物理模型在物理学研究中起到了重要作用，其中“质点”、“点电荷”等都是理想化模型 D.卡文迪许将行星与太阳之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律并测出了引力常量G的数值 ‎2.某物体由静止开始做直线运动，其加速度与时间的变化关系如图所示，已知t2=2t1，在0-t2时间内，下列说法正确的是( )‎ A.该物体做往返运动 ‎ B.该物体一直做匀加速直线运动 C.该物体在t2 时刻回到出发点 ‎ D.该物体在t1时刻的速度最大 ‎3.甲乙两位同学面对面站在光滑的水平冰面上，两人都处于静止状态，某时刻甲同学沿水平方向用力推了乙同学一下，结果两人向相反方向滑去。已知m甲﹥m乙。则下列说法正确的是( )‎ A.甲同学受到的冲量较大 B.乙同学受到的冲量较大 C.甲同学运动的速率较大 D.乙同学运动速率较大 ‎4.如图所示，放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F作用始终保持静止，当力F 逐渐减小后，下列说法正确的是( )‎ A.物体受到的摩擦力保持不变 B.物体受到的摩擦力逐渐增大 C.物体受到的合力变大 D.物体对斜面的压力逐渐减小 ‎5.我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一次重大科技活动，在探月工程中飞行器成功变轨至关重要。如图所示,假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞行器在距月球表面高度为3R的圆形轨道I上运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B 再次点火进入近月轨道Ⅲ，绕月球做圆周运动则( )‎ A.飞行器在B点处点火后，动能增加 B.由已知条件不能求出飞行器在轨道Ⅲ上的运行周期 C.只有万有引力作用情况下，飞行器在轨道Ⅱ上通过B点的加速度大小小于在轨道I上通过B点的加速度 D.飞行器在轨道Ⅲ上绕月球运行一周所需的时间为 ‎6.如图所示，静止在光滑水平面上的小车质量为M，固定在小车上的杆用长为l的轻绳与质量为m的小球相连，将小球拉至水平右端后放手，则小车向右移动的最大距离为(　　)‎ A． B． C． D．‎ ‎7.如图所示，质量分别为mA和mB的两小球，用细线连接悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平线上，细线与竖直方向夹角分别为θ1和θ2（θ1>θ2）。突然剪断A、B间的细绳，小球的瞬时加速度大小分别为aA和aB，两小球开始摆动后，最大速度大小分别vA和vB，最大动能分别为EKA和EKB，则( ) ‎ A. mA一定小于mB B. vA一定等于vB C. aA和aB相等 D. EKA一定小于EKB ‎8.某质点作匀变速曲线运动，依次经过A、B、C三点，运动轨迹如图所示。已知过B点切线与AC连线平行，D点为线段AC的中点，则下列关于质点从A点运动到B点所用的时间tAB与质点从B点运动到C点所用的时间tBC的大小关系；质点经过B点时的加速度a的方向的说法中，正确的是( )‎ A.tAB一定等于tBC，a的方向一定由B点指向D点 B.tAB不一定等于tBC，a的方向不一定由B点指向D点 C.tAB不一定等于tBC，a的方向一定由B点指向D点 D.tAB一定等于tBC，a的方向不一定由B点指向D点 ‎9.螺丝钉是利用斜面自锁原理制成的。其原理如图所示，螺母与螺杆的螺纹结合，可以看作由两个叠放在一起并卷曲起来的同倾角斜面组成，设螺母、螺杆间的动摩擦因数为μ，斜面的高为螺距h，底为圆周长2πr，当螺杆受到很大的压力F时，仍然不会移动（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），则应满足的关系为( )‎ A. h≤πμr B. h≤2πμr C.h≥2πμr D.h≥πμr ‎10.如图所示,双手端着半球形的玻璃碗,碗内放有三个相同的小玻璃球。双手晃动玻璃碗,当碗静止后碗口在同一水平面内,‎ 三小球沿碗的内壁在不同的水平面内做匀速圆周运动。不考虑摩擦作用,下列说法中正确的是( )‎ A.三个小球受到的合力大小相等 B.距碗口最近的小球的线速度最大 C.距碗底最近的小球的向心加速度最小 D.处于中间位置的小球的周期最小 ‎11.如图所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点。轻弹簧左端固定于竖直墙面，用质量为m1的滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放滑块，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上。换用相同材料、质量为m2的滑块(m2>m1)压缩弹簧至同一点D后，重复上述过程。不计滑块经过B点时的机械能损失，下列说法正确的是( )‎ A.两滑块到达B点的速度相同 B.两滑块沿斜面上升过程中的加速度相同 C.两滑块上升到最高点的过程中克服重力做的功相同 D.两滑块上升到最高点的过程中因摩擦产生的热量相同 ‎12.脉冲星的本质是中子星，具有在地面实验室无法实现的极端物理性质，是理想的天体物理实验室，对其进行研究，有希望得到许多重大物理学问题的答案，譬如：脉冲星的自转周期极其稳定，准确的时钟信号为引力波探测、航天器导航等重大科学技术应用提供了理想工具。2017年8月我国FAST天文望远镜首次发现了两颗太空脉冲星，其中一颗星的自转周期为T(实际测量为1.83 s)，该星距离地球1.6万光年，假设该星球恰好能维持自转不瓦解。地球可视为球体，其自转周期为T0，用弹簧测力计测得同一物体在地球赤道上的重力为两极处的k倍，已知引力常量为G，则下列关于该脉冲星的平均密度ρ及其与地球的平均密度ρ0之比正确的是( )‎ A. B. C. D.‎ ‎13.如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。先水平敲击A，A立即获得水平向右的初速度vA，在B上滑动距离L后停下。接着水平敲击B，B立即获得水平向右的初速度vB，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，相对静止前B的加速度大小为a1，相对静止后B的加速度大小为a2，此后两者一起运动至停下。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是( )‎ A. B.‎ C. D.从左边缘再次对齐到A、B停止运动的过程中，A和B之间没有摩擦力 二、实验题（每空2分，共10分）‎ ‎14.‎ 小勇为了“验证机械能守恒定律”，将两光电门甲、乙按如图甲的方式固定在铁架台上，然后进行了如下的操作：‎ A.将一小铁球由光电门甲的上方一定高度处由静止释放；‎ B.通过计算机显示小铁球通过光电门甲、乙的时间分别为t1、t2；‎ C.用直尺测出光电门甲和乙之间的距离h；‎ D.用游标卡尺测出小铁球的直径d如图乙所示；‎ E.改变小铁球释放的高度，重复A、B步骤操作。‎ 通过以上操作请回答下列问题：‎ ‎(1)读出图乙中小铁球的直径为d＝________ cm，假设小铁球通过光电门甲的瞬时速度近似地等于该过程中的平均速度，则小铁球通过光电门甲的速度大小为v1＝________；(用题中字母表示)‎ ‎(2)如果重力加速度用g表示，在误差允许的范围内，要验证小铁球的机械能守恒，则只需验证____________＝2gh(用题中字母表示)。。‎ ‎15.用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m0的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门。调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间t0；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为t1、t2...... ‎（1）挡光时间为t0时，重锤的加速度为a0，从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为ti，重锤的加速度为ai，则=_______。（结果用t0和ti表示）‎ ‎（2）作出—i的图线是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量M=____________。‎ 三、计算题（本题共3小题，满分35分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）‎ ‎16.（10分）如图所示，长为L的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，O点离地高度为H。现将细绳拉至与水平方向成30º，由静止释放小球，经过时间t小球到达最低点，细绳刚好被拉断，小球水平抛出。若忽略空气阻力，重力加速度为g。‎ ‎（1）求细绳的最大承受力；‎ ‎（2）求从小球释放到最低点的过程中，细绳对小球的冲量大小；‎ ‎（3）求小球抛出后的落地点到O点的水平距离？‎ ‎17.（12分）如图所示，A、B两物体的质量都为0.2kg，两物体间连一轻细线，细线长为0.5m，一恒力F=5N竖直作用在A上，系统由静止开始运动（两物体可看做质点，g=10m/s2）。‎ ‎（1）求运动过程中细线的张力；‎ ‎（2）在t=2s时细线断裂，求B运动到最高点时A的速度；‎ ‎（3）在t=2s时细线断裂，求再经2s时间两物体间的距离？‎ ‎18.（13分）如图所示为“过山车”模型。其中ab段位倾斜平直轨道，cdc′段位环形轨道，c和c′为最低点、d为最高点，半径为R，bc段位水平轨道与倾斜轨道、环形轨道平滑连接。无限长的水平轨道c′e与环形轨道相切于c′点。刚性小球A从倾斜轨道离水平面高度H处静止释放，与另一静止于水平轨道上的刚性小球B发生弹性正碰。已知B球质量是A球的4倍，整个装置处于竖直平面内，忽略一切摩擦阻力。(重力加速度为g)‎ ‎（1）要使A球能够沿着轨道运动与B球碰撞，对释放点高度有何要求；‎ ‎（2）要使两球在轨道上至少发生两次碰撞，对释放点高度H有何要求?‎ ‎ ‎ 铁人中学2018级高三学年上学期期中考试 ‎ 物理试题答案 一、选择题 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ 答　案 C D D A D B A 题号 ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ ‎13‎ 答　案 A B BC BCD AC ABC 二、实验题（每空2分，共10分）‎ ‎14（1） 0.385； ；（2） ‎ ‎15（1）；（2）‎ 三、计算题 ‎16.（10分）【答案】（1）F=2mg；（2）；（3）当时小球抛的最远 ‎【解析】(1)小球从释放到最低点的过程中，由动能定理得：‎ 小球在最低点时，由牛顿第二定律和向心力公式得：‎ 解得：F=2mg ‎(2)小球从释放到最低点的过程中，重力的冲量：IG=mgt 动量变化量：‎ 由三角形定则得，绳对小球的冲量：‎ ‎(3)平抛的水平位移：‎ 竖直位移：‎ 解得：‎ 三问赋分分别为4、3、3分 ‎ ‎17.（12分）【答案】（1）2.5N；（2）；（3）‎ ‎【解析】（1）根据牛顿第二定律，对整体有：‎ 对B有：‎ 解得： =2.5N ‎（2）根据运动学公式有：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 解得：‎ ‎（3）断裂后，根据运动学公式有：‎ ‎ ？？？？？？？？？？？？？？？？？‎ 三问赋分分别为4、4、4分 ‎ ‎18．（13分）【答案】(1) (2) 或 ‎【解析】(1)要使小球能够通过d点，则需要:‎ ‎ ①‎ ‎ ②‎ 联立以上两式，解得： ③‎ ‎(2)设碰撞前A球速度为v，碰撞为弹性碰撞，则碰撞前后两球机械能守恒、动量守恒，有:‎ ‎ ④‎ ‎ ⑤‎ 联立以上两式，解得：.‎ 因|vA|> |vB|,故要求A球能够从环形轨道再次返回即可追上B球发生第二次碰撞，则 情形一：A球回到环形轨道时上升最大高度不超过R,即可返回，有:‎ ‎ ⑥⑦‎ 联立式得：‎ 结合(1)中结论，得H取值范围一：‎ 情形二：A球能再次通过环形轨道最高点，并回到斜面上之后再次返回、通过环形轨道，追上B球，有：‎ ‎ ⑧⑨‎ 联立得H取值范围二：‎ 故释放点高度H的取值范围为：或 ⑩‎ 其中①②⑩各2分，③④⑤⑥⑦⑧⑨各1分