黑龙江省大庆市实验中学2020届高三物理上学期期中试题（含解析）

黑龙江省大庆市实验中学2020届高三物理上学期期中试题（含解析）

黑龙江省大庆市实验中学2020届高三物理上学期期中试题（含解析） ‎ 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ ‎1.如图所示，在水平面上，物体A、B、C在水平外力F的作用下一起向右做匀速直线运动，其中A与B的接触面水平，则有关A、B、C三个物体的受力情况，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 物体C受4个力 B. 物体B受5个力 C. 物体A受5个力 D. 物体A受6个力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、对于C,受重力、支持力和B对C的摩擦力三个力.故A错误；‎ B、对于B,受重力、A对B的支持力、C对B的压力,受C对B的摩擦力,所以B受4个力,故B错误;‎ C、物体A受重力、地面的支持力、B对A的压力,拉力F,及受地面的摩擦力,所以物体A的受力个数为5个.故C正确，D错误；‎ 综上所述本题答案是：C ‎2.如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R(R视为质点)．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0＝3 cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为α．则关于红蜡块R的运动说法中不正确的是( )‎ A. 合速度v的大小与时间t成正比 B. 分位移x与t的平方成正比 C. 分位移y的平方与x成正比 D. tanα与时间t成正比 ‎【答案】A ‎【解析】‎ A项，红蜡块R从坐标原点匀速上浮，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，所以有水平方向速度为 ，竖直方向速度为，所以合速度大小为，故A项错误。‎ B、水平方向做匀加速运动： ，所以分位移x与t的平方成正比，故B正确；‎ C项，红蜡块R从坐标原点以速度匀速上浮，所以分位移 ，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a，所以，因此 ,是常数，故C项正确；‎ D项，由C项分析可知，玻璃管沿x轴正向做匀加速直线运动，加速度恒定，所以 与时间t成正比，故D项正确。本题选不正确的，所以不正确的是A 综上所述本题答案是：A ‎3.如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1带负电，a、b两点在它们连线的延长线上．现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度图象如图乙所示．以下说法中正确的是 ( ）‎ A. Q2带负电 B. Q2的电量一定大于Q1的电量 C. a点电势高于b点电势 D. 整个运动过程中，粒子的电势能先减小后增大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、由图可知负电粒子速度先减小，若也带负电，负电粒子因为排斥力，速度会增大，一定带正电，选项A错误；‎ B、过了b点后，负电荷速度变大，说明负电荷受到排斥力大于的吸引力，所以的电量一定大于的电量，选项B错误；‎ C、从速度图象上看，可见a到b做加速度减小的减速运动，所以负电荷应该是沿着电场线运动的，所以a点电势高于b点电势，故C正确；‎ D、整个过程动能先减小后增大，根据能量守恒得知，电势能先增大后减小，选项D错误 综上所述本题答案是：C ‎4.如图所示，一个质量为m的刚性圆环套在粗糙的竖直固定细杆上，圆环的直径略大于细杆的直径，圆环的两边与两个相同的轻质弹簧的一端相连，轻质弹簧的另一端相连在和圆环同一高度的墙壁上的P、Q两点处，弹簧的劲度系数为k，起初圆环处于O点，弹簧处于原长状态且原长为L，细杆上面的A、B两点到O点的距离都为L，将圆环拉至A点由静止释放，重力加速度为g，对于圆环从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是 （ ）‎ A. 圆环通过O点的加速度小于g B. 圆环在O点的速度最大 C. 圆环在A点的加速度大小为 D. 圆环在B点的速度为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ A项，圆环在O点处时两弹簧处于原长，圆环水平方向没有受到力的作用，因此没有滑动摩擦力。此时圆环仅受到竖直向下的重力影响，因此通过O点的加速度大小为g，故A项错误。‎ B项，圆环在受力平衡处时速度最大，而O点圆环受力不平衡做加速运动，故B项错误。‎ C项，圆环在整个过程中与粗糙细杆之间无压力，不受摩擦力影响，在A点对圆环进行受力分析，其受重力及两弹簧拉力作用，合力向下，满足 ，解得圆环在A点的加速度大小为 ，故C项错误。‎ D项，圆环从A到B时，根据机械能守恒，重力势能转化为动能，即 ，解得圆环在B点的速度为，故D项正确。‎ 综上所述本题答案是：D ‎5.甲、乙两个物体沿同一方向做直线运动，其v-t图象如图所示．关于两车的运动情况，下列说法正确的是( )‎ A. 在4s～6s内，甲、乙两物体的加速度大小相等，方向相反 B. 前6s内甲通过的路程更大 C. 在t=2s至t=6s内，甲相对乙做匀速直线运动 D. 甲、乙两物体一定在2s末相遇 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ A项，v-t图像的斜率表示物体运动的加速度， 内，由图像可知，斜率相同，则加速度方向相同，大小相等，故A项错误。‎ B项，前内，甲的路程为 ，乙的路程为，所以前内甲的路程大，故B项正确。‎ C项，由图像可知，斜率相同，则加速度方向相同，大小相等，即甲相对乙做匀速直线运动，故C正确；‎ D项，由于甲乙两物体起点未知，无法判断 末是否相遇，故D项错误。‎ 综上所述本题答案是：BC ‎6.如图所示，斜劈形物体的质量为M，放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速沿斜劈的斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而斜劈始终保持静止，物块m上、下滑动的整个过程中（ ）‎ A. 地面对斜劈M的摩擦力方向没有改变 B. 地面对斜劈M的摩擦力方向先向左后向右 C. 地面对斜劈M的支持力始终小于（M＋m）g D. 物块m向上和向下滑动因摩擦产生的热量相同 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ A、B项，物块m先减速上滑后加速下滑，加速度方向始终沿斜面向下，对M和m整体进行受力分析得，水平地面始终对M有水平向左的摩擦力的作用，故A正确，B错误。‎ C项，将M和m看成一个整体，则加速度有竖直向下的分量，所以系统处于失重状态，地面对斜劈M的支持力小于，故C项正确。‎ D项，设斜面的倾角为，物块上滑的过程和下滑过程走过的位移是相等的，摩擦力也是相等的，所以物块m向上和向下滑动因摩擦产生的热量相同，故D正确；‎ 综上所述本题答案是：ACD ‎7.如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为处（不计空气阻力，小球可视为质点），则（ ）‎ A. 小球和小车组成的系统动量守恒 B. 小球离开小车后做竖直上抛运动 C. 小车向左运动的最大距离为R D. 小球第二次在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ A、小球与小车组成的系统在水平方向不受外力,所以系统水平方向动量守恒,故A错误；‎ B、小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒,小球由A点离开小车时系统水平方向动量为零,小球与小车水平方向速度为零,小球离开小车后做竖直上抛运动，故B正确；‎ C、设小车向左运动的最大距离为x.系统水平方向动量守恒,以向右为正方向,在水平方向,由动量守恒定律得:‎ 即有： ‎ 计算得出小车的位移为:，故C正确；‎ D、小球第一次车中运动过程中,由动能定理得：，为小球克服摩擦力做功大小,计算得出 ,即小球第一次在车中滚动损失的机械能为 ,因为小球第二次在车中滚动时,对应位置处速度变小,因此小车给小球的弹力变小,摩擦力变小,摩擦力做功小于,机械能损失小于,因此小球再次离开小车时,能上升的高度大于 :,而小于 ,即 故D错误 综上所述本题答案是：BC ‎8.某同学利用如图所示的气垫导轨装置验证系统机械能守恒定律．在气垫导轨上安装了两光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮与钩码相连。‎ ‎（1）不挂钩码和细线，接通气源，滑块从轨道右端向左运动的过程中，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间．实施下列措施能够让导轨水平的是 ______‎ A．调节Q使轨道右端升高一些 B．调节P使轨道左端升高一些 C．遮光条的宽度应适当大一些 D．滑块的质量增大一些 ‎（2）用游标卡尺测量挡光片的宽度d如图所示，则d=_____mm，‎ ‎（3）实验时，测出光电门1、2间的距离L，遮光条的宽度d，滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m．由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间t1、t2，写出由M和m组成的系统机械能守恒成立的表达式________________________________________ ．‎ ‎【答案】 (1). B (2). 5.50 (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）不挂钩码和细线，接通气源，滑块从轨道右端向左运动的过程中，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间，即做了加速运动，所以应该调节调节P使轨道左端升高一些，最终使得轨道水平，做匀速运动。故选B ‎（2）游标尺主尺上读数为5mm,分尺上第十条找齐，所以分尺上 最终读数为 ‎（3）滑块经过光电门时的速度 ‎ ，则系统减少的重力势能等于系统增加的动能，即机械能守恒式：‎ 综上所述本题答案是：(1). B (2). 5.50 (3). ‎ ‎9.某同学要测量一个改装后的电压表Vx的量程和内阻，实验过程如下：‎ ‎（1）先用多用电表粗测电压表的内阻和量程，实验中多用电表红表笔应与电压表_____（填“正”或“负”）接线柱相连；若已知多用电表内电源电动势为9V，所用档位为“×1K”档，调零后测量，指针位置如图所示．此时电压表指针指在表盘的四分之三刻度处．则所测电压表内阻约为___________，量程为____________．‎ ‎（2）若电压表量程为（1）问中所测数值，则为了精确测量其内阻，现提供以下器材：‎ 待测电压表Vx 电流表A（量程0.6A，内阻约为3Ω）‎ 电压表V（量程l0V，内阻约为30kΩ）‎ 定值电阻R０（阻值为10kΩ）‎ 滑动变阻器R1（最大阻值为5Ω，额定电流为1A）‎ 滑动变阻器R2（最大阻值为100Ω，额定电流为lA）‎ 电源E（电动势为15V，内阻约为1Ω）‎ 开关和导线若干 ‎①本实验中应选择的滑动变阻器为________．（填器材对应的符号）‎ ‎②为了较精确的测量电压表内阻，则测量电路应该选择如下电路中的________．‎ ‎③写出电压表内阻测量值的表达式Rv=_________．‎ ‎【答案】 (1). 负 (2). 15kΩ (3). 6V (4). R2 (5). D (6). ‎ ‎【解析】‎ ‎(1)多用电表红表笔连接多用电表内部的电池的负极，所以实验中多用电表红表笔应与电压表的负接线柱相连；‎ 由图可知，多用电表的读数为20.0，倍率为1k，所以电压表的内阻为：RV=20.0×1kΩ=20.0kΩ 同时又图可知，欧姆表的中值电阻刻度为20.0，根据欧姆表的原理可知：欧姆表的内阻为20.0 kΩ，所以电压表分担的电压为4.5V，所以电压表的量程：UG= ‎ ‎(2)①A图结合电压表的读数与电流表的读数，可以测量电压表的内电阻,RV=U/I；但考虑到电流表的量程是0.6A，而电压表的电阻值较大，电流值的电流值一定远小于0.6A，所以电流表的读数一定很小，所以读数的误差会比较大，故A错误；‎ B图中两个电压表并联，可以校准电压表的读数，但不能测量电压表的内电阻，故B错误；‎ C图中电流表的读数是并联电阻部分的电流值，所以测量的结果是并联部分的电阻值，不是电压表的电阻值。故C错误；‎ D图中，电压表V的电压是待测电压表与定值电阻的电压的和，定值电阻上的电压：UR=U−Ux 所以电压表的电阻值：RV= ‎ 比较A与D的结论可知，D比A图中的测量结果准确性更高。故A错误，D正确。‎ 故选：D ‎②电压表内阻测量值的表达式=.‎ ‎10.某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落．他打开降落伞后的速度图线如图甲．降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图乙．已知人的质量为50 kg，降落伞质量也为50 kg，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f与速率v成正比，即f＝kv(g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)．求：‎ 图甲　　 　　　　　图乙 ‎(1)打开降落伞前人下落的距离为多大？‎ ‎(2)求阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向？‎ ‎(3)悬绳能够承受的拉力至少为多少？‎ ‎【答案】(1)20 m　(2)k＝200 N·s/m　a＝30 m/s2　方向竖直向上　(3)312.5 N ‎【解析】‎ ‎(1)由图知人打开降落伞时速度为，由自由落体运动解得下落的距离为；‎ ‎(2)当人和降落伞的速度时做匀速运动，则，解得．‎ 对整体：，代入数据解得，方向向上；‎ ‎(3)设每根绳最大拉力为，加速度最大时绳子的拉力最大，以运动员的研究对象有，代入数据解得。‎ 点睛：本题考查了共点力平衡和牛顿第二定律的基本运用，关键合理地选择研究的对象，运用牛顿第二定律进行求解。‎ ‎11.如图,ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是水平的,BD段为半径R=0.25m的半圆,两段轨道相切于B点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×103V/m。一不带电的绝缘小球甲,以速度沿水平轨道向右运动,与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×10-2kg,乙所带电荷量q=2.0×10-5C,g取10m/s2。(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个运动过程无电荷转移)‎ ‎（1）甲乙两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求乙球在B点被碰后的瞬时速度大小;‎ ‎（2）在满足1的条件下,求甲的速度υ0;‎ ‎（3）甲仍以中的速度υ0向右运动,增大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围.‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎：‎ ‎（1）在乙恰好能通过轨道的最高点的情况下，设乙到达最高点的速度为，乙离开D点达到水平轨道的时间为t，乙的落点到B点的距离为，则 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ 联立①②③得：④‎ ‎（2）设碰撞后甲、乙的速度分别为、，根据动量守恒和机械能守恒定律有：‎ ‎⑤‎ ‎⑥‎ 联立⑤⑥得：⑦‎ 由动能定理得：⑧‎ 联立①⑦⑧得：⑨‎ ‎（3）设甲的质量为M，碰撞后甲、乙的速度分别为、，根据动量守恒和机械能守恒定律有：‎ ‎（10）‎ ‎（11）‎ 联立（10）（11）得：（12）‎ 由（12）和，可得：＜（13）‎ 设乙球过D点的速度为，由动能定理得 ‎（14）‎ 联立⑨（13）（14）得：＜（15）‎ 设乙在水平轨道上的落点到B点的距离为，则有 ‎（16）‎ 联立②（15）（16）得：＜＜‎ 视频 ‎12.如图所示，一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，第一次在水平力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由P点运动到Q点，第二次在水平恒力作用下，从P点静止开始运动并恰好能到达Q点，关于这两个过程，下列说法正确的是（不计空气阻力，重力加速度为g）‎ A. 第一个过程中，力F在逐渐变大 B. 第一个过程中，重力的瞬时功率不变 C. 第二个过程中，重力和水平恒力的合力的功率先增加后减小 D. 在这两个过程中，机械能都一直增加 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ A、小球以恒定速率在竖直平面内由P点运动到Q点,故小球在速度方向的合外力为零,即 ;小球运动过程 增大, 增大,故F增大,所以A选项是正确的 B、设小球速率为v,那么,重力G的瞬时功率;小球运动过程增大, 增大,故P增大，故B错误；‎ C、重力和水平恒力F'的合力沿与竖直方向夹角为 ,记大小为 ;那么,细绳与竖直方向夹角越接近,速度越大且变化越快，细绳与竖直方向夹角小于 时,合力沿小球运动方向的分量为正,合力做正功;在到的运动过程中,合力沿小球运动方向的分量为负,合力做负功;故第二个过程中,重力和水平恒力F'的合力的功率先增加(功率为正)符号突变后继续增加(功率为负)，故C错误；‎ D、在这两个过程中，由于F都做正功，所以导致小球的机械能都增加，故D正确；‎ 综上所述本题答案是：AD ‎13.如图甲所示，带斜面的足够长木板P，质量M=3kg，静止在水平地面上，其右侧靠竖直墙壁，倾斜面BC与水平面AB的夹角、两者平滑对接．t=0时，质量m=1kg、可视为质点的滑块Q从顶点C由静止开始下滑，图乙所示为Q在0～6s内的速率随时间t变化的部分图线．已知P与Q间的动摩擦因数是P与地面间的动摩擦因数的5倍，sin370=0.6，cos370=0.8，g取10m/s2。求：‎ ‎① P与Q间的动摩擦因数；‎ ‎② 滑块Q与木板水平面AB之间因摩擦而产生的热量．‎ ‎【答案】（1）0.03 （2）43.2J ‎【解析】‎ ‎（1）0～2s内,P因墙壁存在而不动，Q沿着BC下滑，2s末的速度为v1＝9.6m/s，设P、Q间动摩擦因数为μ1，P与地面间的动摩擦因数为μ2；‎ 对Q，由图像有 由牛顿第二定律有：‎ 解得：‎ ‎（2）由题得：‎ ‎2s后，Q做匀减速直线运动，对Q： 解得 P做匀加速直线运动，对P： 解得：‎ P、Q共速时： 解得：‎ 即在t=8s时，P、Q的速度大小相同：‎ ‎2s～8s内，Q的位移 ‎ P的位移：‎ 由于μ1>μ2，故8s后P、Q一起减速，不再发生相对滑动 故滑块Q与木板水平面AB之间因摩擦而产生的热量 综上所述本题答案是：（1）0.03 （2）43.2J