福建省莆田第一中学2020届高三上学期期中考试物理试题

福建省莆田第一中学2020届高三上学期期中考试物理试题

莆田一中2019-2020学年上学期第一学段考试试卷 高三 物理 命题人： 审核人：‎ 一、 选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分。）‎ ‎1.甲、乙两车在平直公路上行驶，其v－t图象如图所示，则 A. 8s末，甲、乙两车相遇 B. 甲车在0~4s内的位移小于乙车在4~8s内的位移 C. 4s末，甲车的加速度小于乙车的加速度 D. 在0~8s内，甲车的平均速度小于乙车的平均速度 ‎2. 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v0的子弹射中并且子弹嵌在其中.已知物体A的质量mA是物体B的质量mB的,子弹的质量m是物体B的质量的,则弹簧压缩到最短时B的速度为 A.　　　　　　B.‎ C. D.‎ ‎3. 2019年1月3日，中国“嫦娥四号”探测器成功在月球背面软着陆，中国载人登月工程前进了一大步.假设将来某宇航员登月后，在月球表面完成下面的实验：在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止放置一个质量为m的小球(可视为质点)，如图所示，当给小球一瞬时冲量Ⅰ时，小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动.已知圆轨道半径为r，月球的半径为R，则月球的第一宇宙速度为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎4．目前，我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破.为早日实现无人驾驶，某公司对汽车性能进行了一项测试，让质量为m 的汽车沿一山坡直线行驶.测试中发现，下坡时若关掉油门，则汽车的速度保持不变；若以恒定的功率P上坡，则从静止启动做加速运动，发生位移s时速度刚好达到最大值vm.设汽车在上坡和下坡过程中所受阻力的大小分别保持不变，下列说法正确的是 A．关掉油门后的下坡过程，汽车的机械能守恒 B．关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力的冲量为零 C．上坡过程中，汽车速度由增至，所用的时间可能等于 D．上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度vm，所用时间一定小于 ‎5．如图所示，同心圆表示某点电荷Q所激发的电场的等势面，已知a、b两点在同一等势面上，c、d两点在另一等势面上．甲、乙两个带电粒子以相同的速率，沿不同的方向从同一点a射入电场，在电场中沿不同的轨迹adb曲线、acb曲线运动，不计重力，则 A．两粒子所带的电荷电性相同 B．甲粒子经过c点的速度大于乙粒子经过d点时的速度 C．两粒子的电势能都是先减小后增大 D．经过b点时，两粒子的动能一定相等 ‎6.如图所示，某静电场中的一条电场线与x轴重合，其电势的变化规律如图所示.在O点由静止释放一电子，电子仅受电场力的作用，则在 -x0～x0区间内 A. 该静电场是匀强电场 B. 在-x0～0区间内，电场强度方向沿x轴正方向 C. 电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐减小 D. 电子将沿x轴正方向运动，加速度逐渐增大 ‎7.如图所示,平行直虚线AA'、BB'、CC'、DD'、EE',分别表示电势-4 V、-2 V、0 V、2 V、4 V的等势面,若AB=BC=CD=DE=2 cm,且与直虚线MN成30°角,则 A.该电场是匀强电场,电场强度大小E=2 V/m B.该电场是匀强电场,电场强度垂直于AA',且指向右下 C.该电场是匀强电场,距C点距离为2 cm的所有点中,最高电势为2 V,最低电势为-2 V D.该电场是匀强电场,距C点距离为2 cm的所有点中,最高电势为4 V,最低电势为-4 V ‎8. 如图所示为一滑草场.某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°和37°‎ 的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为.质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端（不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，，）.则 A．动摩擦因数 B．载人滑草车最大速度为 C．载人滑草车克服摩擦力做功为mgh D．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为 ‎ ‎9.如图所示，平行板电容器与直流电源(内阻不计)连接，下极板接地，静电计所带电量很少，可被忽略．一带负电油滴被固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，上极板不动，则 A.平行板电容器的电容值将变大 B.静电计指针张角变小 C.带电油滴的电势能将减少 D.若先将上极板与电源正极的导线断开再将下极板向下移动一小段距离，则带电油滴所受电场力不变 ‎10.如图所示，小球A、B、C的质量分别为m、m、2m，A与BC间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C置于水平地面上．现让两轻杆并拢，将A由静止释放下降到最低点的过程中，A、B、C在同一竖直平面内运动，忽略一切摩擦，重力加速度为g.则 A．A、B、C组成的系统水平方向动量守恒 B．A、C之间的轻杆始终对C做正功 C．A与桌面接触时具有水平方向的速度 D．A与桌面接触时的速度大小为 ‎11. 用轻绳拴着一质量为m、带正电的小球在竖直面内绕O点做圆周运动，竖直面内加有竖直向下的匀强电场，电场强度为E，如图甲所示，不计一切阻力，小球运动到最高点时的动能与绳中张力F间的关系如图乙所示，当地的重力加速度为g，由图可推知 A. 小球所带电荷量为 B. 轻绳的长度为 C. 小球在最高点的最小速度为 D. 小球在最高点的最小速度为 ‎12. 如图所示，光滑的水平面上有P、Q两个竖直固定挡板，A、B是两档板连线的三等分点.A点处有一质量为m2的静止小球，紧贴P挡板的右侧有一质量为m1的等大小球以速度向右运动并与m2相碰.小球与小球、小球与挡板间的碰撞均为弹性正碰，两小球均可视为质点. 已知两小球之间的第二次碰撞恰好发生在B点，且m1：m2的可能为 A.3:1   B.1:3  C.1:5   D.1:7‎ 二、实验题(本题共2小题，共12分)‎ ‎13.(6分)某冋学利用如图甲所示装置研究匀变速直线运动规律.某次实验通过电磁打点计时器打出纸带的一部分如图乙所示，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，每两个相邻计数点间有4个计时点没有画出，打点计时器所接交流电源频率为50Hz.分别测出A点到B、C、D、E点之间的距离，x1、x2、x3、x4，以打A点作为计时起点，算出小车位移与对应运动时间的比值，并作出－t图象如图丙所示.‎ ‎(1)实验中下列措施必要的是 (填正确答案标号)‎ A.打点计时器接220V交流电源 B.平衡小车与长木板间的摩擦力 C.细线必须与长木板平行 D.小车的质量远大于钩码的质量 ‎(2)由图丙中图象求出小车加速度a= m/s2，打A点时小车的速度vA= m/s.‎ ‎(结果均保留两位有效数字)‎ ‎14.(6分)某物理兴趣小组在“探究功与速度变化关系”的实验中采用的实验装置如图甲所示.‎ ‎（1）用游标卡尺测遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，游标卡尺主尺的最小刻度为1mm，则由该图可得遮光条的宽度d= cm.‎ ‎（2）将气垫导轨接通气泵，通过调平螺丝调整气垫导轨使之水平；并把实验所需的器材都安装无误.将橡皮条挂在滑块的挂钩上，向后拉伸一定的距离，并做好标记，以保证每次拉伸的距离均相同.现测得挂一根橡皮条时，滑块弹离橡皮条后，经过光电门的时间为t，则滑块最后做匀速运动的速度表达式为v= （用对应物理量的字母表示）.‎ ‎（3）保持橡皮条的拉伸距离不变，逐根增加橡皮条的数目，记录每次遮光条经过光电门的时间，并计算出对应的速度，则在操作正确的情况下，作出的W﹣v2图象应为 （填“过坐标原点的一条倾斜直线”或“过坐标原点的一条抛物线”）.‎ 三、计算题(本题共4小题，共40分。按题目要求作答，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位。)‎ ‎15.（9分）强降雨使多处道路受损，在某高速公路上A、B两车在同一车道上同向行驶,A车在前,B车在后,速度均为v0=30 m/s,相距s0=100 m, t=0时,A车遇紧急情况后,A、B两车的加速度随时间变化的关系分别如图甲、乙所示,以运动方向为正方向,则:‎ ‎（1）两车在0~9 s内何时两车相距最近?最近距离是多少.‎ ‎（2）若要保证t=12 s时,B车在A车后109 m,则图乙中a0应是多少.‎ ‎16. （10分）如图所示,在一个倾角θ=30°的斜面上建立x轴,O为坐标原点,在x轴正向空间有一个匀强电场,场强大小E=4.5×106 N/C,方向与x轴正方向相同,在O处放一个电荷量 q=5.0×10-6C,质量m =1 kg带负电的绝缘物块.物块与斜面间的动摩擦因数,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=5m/s,如图所示(g取10 m/s2).求:‎ ‎（1）物块沿斜面向下运动的最大距离为多少.‎ ‎（2）到物块最终停止时系统产生的焦耳热共为多少.‎ ‎17.（10分）如图所示，质量为m3=2kg的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为R=0.3m的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧.滑道除CD部分粗糙外其他部分均光滑.质量为m2=3kg的物体2（可视为质点）放在滑道的B点，现让质量为m1=1kg的物体1（可视为质点）自A点由静止释放.两物体在滑道上的C点相碰后粘为一体（g=10m/s2）.求：‎ ‎（1）物体1从释放到与物体2相碰的过程中，滑道向左运动的距离；‎ ‎（2）若CD=0.2m，两物体与滑道的CD部分的动摩擦因数都为μ=0.15，求在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；‎ ‎（3）物体1、2最终停在何处.‎ ‎18. （11分）如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在Oxy平面的ABCD区域内，存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II，两电场的边界均是边长为L的正方形（不计电子所受重力）.‎ ‎（1）在该区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子离开ABCD区域的位置.‎ ‎（2）在电场I区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD区域左下角D处离开，求所有释放点的位置.‎ O x y A B D C E F E Ⅰ Ⅱ L L L L ‎（3）若将左侧电场II整体水平向右移动L/n（n≥1），仍使电子从ABCD区域左下角D 处离开（D不随电场移动），求在电场I区域内由静止释放电子的所有位置.‎ 莆田一中2019-2020学年上学期第一学段考试 高三物理 参考答案 一、 选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分。）‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ B C A D B C D BD CD AD BC ABD 第Ⅱ卷（非选择题，共52分）‎ 二、实验题(本题共2小题，共12分)‎ ‎13. （6分）(1). C (2). 5.0 (3). 0.40‎ ‎14. （6分） (1). 0.975 (2). d/t (3). 过坐标原点的一条倾斜的直线 三、计算题(本题共4小题，共40分。按题目要求作答，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位。)‎ ‎15.（9分）解析：　(1)t1=3 s时,A车的速度v1=v0+a1t1 解得v1=0 （1分） ‎ 此时两车之间的距离s=s0+-v0t1=55 m （1分）‎ 设3 s后再经过t2时间,A、B两车速度相等,此时两车相距最近,有a2t2=v0+a3t2‎ 解得t2=3 s,即6 s时两车相距最近 （1分）‎ 两车速度相等时,A车的位移xA=t1+a2‎ B车的位移xB=v0t1+ （1分）‎ 最近距离smin=s0+xA-xB 联立解得smin=10 m. （1分）‎ ‎(2)9 s末(t3=6 s),A车的速度v1'=a2t3=30 m/s ‎9 s内A车发生的总位移xA'=t1+a2‎ 解得xA'=135 m （1分）‎ ‎9 s末,B车的速度 v2'=v0+a3t3=30 m/s-5×6 m/s=0‎ ‎9 s内B车发生的总位移xB'=v0t1+v0t3+a3‎ 解得xB'=180 m （1分）‎ 所以9 s末,A车在B车前 x=s0+xA'-xB'=55 m （1分）‎ 若要保证t=12 s(t4=3 s)时B车在A车后109 m,则应有(v1't4+x)-a0=s 解得a0=8 m/s2 （1分）‎ 另：采用v-t图像求解也可 ‎16. （10分）解析:(1)设物块向下运动的最大距离为xm,‎ 由动能定理得:‎ mgsinθ·xm-μmgcosθ·xm-qExm= （3分）‎ 代入数据解得:xm=0.5 m （2分）‎ ‎(2)因qE>mgsinθ+μmgcosθ,物块不可能停止在x轴正向,设最终停在x轴负向且离O点为x处,整个过程电场力做功为零,由动能定理得:‎ ‎-mgxsinθ-μmgcosθ(2xm+x)= （2分）‎ 代入数据解得:x=0.4 m （1分）‎ 产生的焦耳热:Q=μmgcosθ·(2xm+x)‎ 代入数据解得:Q=10.5 J （2分）‎ 另：采用运动学相关知识求解也可 ‎17. （10分）解析：（1）从释放到与相碰撞过程中，、组成的系统水平方向动量守恒，设水平位移大小，水平位移大小，有：‎ ‎ （1分）‎ ‎ （1分）‎ 可以求得 （1分）‎ ‎（2）设、刚要相碰时物体1的速度，滑道的速度为，由机械能守恒定律有 ‎ （1分）‎ 由动量守恒定律有 （1分）‎ 物体1和物体2相碰后的共同速度设为，由动量守恒定律有 ‎ （1分）‎ 弹簧第一次压缩最短时由动量守恒定律可知物体1、2和滑道速度为零，此时弹性势能最大，设为从物体1、2碰撞后到弹簧第一次压缩最短的过程中，由能量守恒有 ‎ （1分）‎ 联立以上方程，代入数据可以求得，‎ ‎（3）分析可知物体1、2和滑道最终将静止，设物体1、2相对滑道CD部分运动的路程为L，由能量守恒有 ‎ （2分）‎ 带入数据可得 （1分）‎ 所以、最终停在D点左端离D点距离为0.05m处 ‎18. （11分）解析：（1）设电子的质量为m，电量为e，电子在电场I中做匀加速直线运动，出区域I时的为υ0，此后电场II做类平抛运动，假设电子从CD边射出，出射点纵坐标为y，有 ‎ （2分）‎ ‎ （1分） ‎ 解得　y＝， ‎ 所以原假设成立，即电子离开ABCD区域的位置坐标为（－2L，） （1分）‎ ‎（2）设释放点在电场区域I中，其坐标为（x，y），在电场I中电子被加速到υ1，然后进入电场II做类平抛运动，并从D点离开，有 ‎ （1分）‎ ‎ （1分）‎ 解得　xy＝ （1分）‎ 即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置 ‎（3）设电子从（x，y）点释放，在电场I中电子被加速到υ2，然后进入电场II做类平抛运动，在高度为处离开电场II时的情景与（2）中类似，然后电子做匀速直线运动，经过D点，则有 ‎ （1分）‎ ‎ （1分）‎ ‎ （1分）‎ 解得 （1分）‎ 即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置