湖北省华中师大一附中2020学年度第一学期高三物理期中考试卷 人教版

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湖北省华中师大一附中2020学年度第一学期高三物理期中考试卷 ‎ 考试时间90分钟 满分110分 第I卷 一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分．在每个小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选错或不答的得0分，选对但不全的得3分．） ‎ ‎1．在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的正弦横波，波速为‎1.0m/s，振幅为‎4.0cm，频率为2.5Hz．在t=0时刻，质点P点位于平衡位置上方最大位移处，如图所示．则距离P为‎0.2m的Q点 （ ）‎ ‎ ‎ ‎ A．在0.1s时刻的位移是‎4.0cm B．在0.1s时刻的速度最大 ‎ ‎ C．在0.1s时刻的速度向下 D．在0到0.3s时间内的路程是‎4.0cm ‎ ‎2．在“华中师大一附中2020年春季运动会”上，高二年级某同学在百米赛跑中取得了11.12s的优异的成绩．当时科技小组的同学用仪器测得他经过‎50m处的瞬时速度为‎8.4m/s，当他到达终点的瞬时速度为‎12.6m/s．由此可以得出他在全程内的平均速度是 （ ）‎ ‎ A．‎6.3m/s B．‎8.4m/s C．‎9.0m/s D．‎10.5m/s ‎ ‎3．一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上．用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，N表示人对秤的压力，这些说法中，正确的是 （ ）‎ ‎ A． B． C．N=0 D．‎ ‎4．在水平面上放着两个质量分别为‎2kg和‎3kg的小铁块1和2，它们之间用一根自由长度为‎5cm，劲度系数为100N/m的轻弹簧相连，铁块与水平面间的滑动摩擦因数μ均为0.2．拉铁块2受到一大小为20N的恒定水平外力F，两个铁块一起向右做匀加速直线运动，如图所示．这时两铁块之间弹簧的长度应为 （ ）‎ ‎ A．‎8cm B．‎12cm C．‎13cm D．‎15cm ‎ ‎5．质量为m的物体，放在质量为M的斜面体上，斜面体放在水平粗糙的地面上，m和M均处于静止状态，如图所示，当在物体m上施加一个水平力F，且F由零逐渐加大到F的过程 中，m和M仍保持静止状态，在此过程中，下列判断哪些是正确的 （ ）‎ ‎ A．斜面体对m的支持力逐渐增大 ‎ ‎ B．物体m受到的摩擦力逐渐增大 ‎ ‎ C．地面受到的压力逐渐增大 ‎ ‎ D．地面对斜面体的摩擦力由零逐渐增大到Fm ‎6．列车提速的一个关键技术问题是提高机车（火车头）发动机的功率．已知列车匀速运动时，它所受到的阻力大小与速度的平方成正比，即f=kv2．若列车提速前的运行速度为‎80km/h，提速后的速度为‎120km/h，那么提速后机车的功率应为提速前机车功率的 （ ）‎ ‎ A．倍 B．倍 C．倍 D．倍 ‎ ‎7．如图所示是上海锦江乐园新建的“摩天转轮”，它的直游人乘坐时，“摩天转轮”始终不停地做匀速转动，试通过分析判断下列说法中一定不．正确的是 （ ）‎ ‎ A．每时每刻，每个人受到的合力都不等于零 ‎ ‎ B．每个乘客都做加速度为零的匀速圆周运动 ‎ ‎ C．乘客在乘坐过程中对座位的压力会发生变化 ‎ ‎ D．乘客在乘坐过程中的机械能改变但动量不变 ‎ ‎8．一水平方向足够长的传送带以恒定的速度沿顺时针方向运动，传送带右端有一与传送带等高的水平面，一物块以速度沿直线从水平面向左滑上传送带，经过一段时间后，又返回了水平面，如图所示．设此时物块的速率为，则下列说法中正确的是（ ）‎ ‎ A．如果＜，则= ‎ ‎ B．如果＞，则= ‎ ‎ C．不管多大，总有= ‎ ‎ D．只有=时，才有= ‎ ‎9．如图，在一直径为D的光滑圆弧形轨道的底部O，静止放置一个质量为m1的小球1，小球的大小可以忽略，即可视为质点．在圆弧轨道O点左侧的不太远某处，将另一同样很小，质量为m2的小球2由静止释放．当小球2滚到圆弧轨道底部O时，与小球1发生碰撞，碰撞后两球将分开并在圆弧轨道内运动，而后再次碰撞．则两球的第二次碰撞 （ ）‎ ‎ A．可能在O点的右侧 ‎ ‎ B．可能在O点的左侧 ‎ ‎ C．一定不会在O点的左侧 ‎ ‎ D．一定不会在O点的右侧 ‎ ‎10．如图所示，质量可以忽略不计的刚性轻杆，一端O为固定的水平转轴，杆可在竖直平面内绕O点无摩擦地转动，杆的中点及另一端各固定一个小球a和b，已知两球质量相同．现将该杆静置于水平方向，然后释放，从开始运动到杆处于竖直方向的过程中，下列说法中正确的是 （ ）‎ ‎ A．a球所受重力的冲量小于轻杆对a球的冲量 ‎ B．a球所受重力的冲量等于b球所受重力的冲量 ‎ ‎ C．轻杆对a、b均不做功 ‎ ‎ D．轻杆对a球做负功，对b球做正功 第Ⅱ卷 二、实验题：（本题共2小题， 15分．其中（1）小题5分，（2）小题10分） ‎ ‎11．完成下面有关物理实验的问题 ‎ ‎ （1）游标为20分度（测量值可准确到‎0.05mm）的卡尺示数如图所示，两侧脚间狭缝的宽度为 mm． ‎ ‎ （2）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律． ‎ ‎①下面列举出了该实验的几个操作步骤： ‎ A．按照图示的装置安装器件； ‎ B．将打点计时器接到电源的直流输出端上； ‎ C．用天平测量出重锤的质量； ‎ D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带； ‎ E．测量打出的纸带上某些点之间的距离； ‎ F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能． ‎ 指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填在下面的空行内，并说明其原因．答：____________________________________． ‎ ‎②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值．如图所示．根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距离起始点O的距离为s0，A、C两点间的距离为s1，C、E两点间的距离为s2，使用交流电的频率为f，则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：a＝___________________． ‎ 三、计算题：（本题共4小题，45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，答案中必须明确写出数值和单位．） ‎ ‎12．（10分）一水平的浅色长传送带上放置一煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ．初始时，传送带与煤块都是静止的．现让传送带以恒定的加速度a0开始运动，当其速度达到v0后，便以此速度做匀速运动．经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动．求此黑色痕迹的长度． ‎ ‎13．（10分）如图所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形的轨道ABC，其半径R=‎0.5m，轨道在C处放一小物块，给它一水平向左的初速度v0=‎5m/s，结果它沿CBA运动，通过A点，最后落在水平地面的D点，求C、D间的距离s．取重力加速度g=‎10m/s2． ‎ ‎14．（12分）一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在该行星上．飞船上备有以下实验器材：①精确秒表一只；②已知质量为m的物体一个；③弹簧秤一个．若宇航员在绕行时及着陆后各作了一次测量，依据测量数据，可求出该星球的半径R及星球的质量M(已知万有引力常量为G，忽略行星自转的影响)． ‎ ‎ （1）宇航员两次测量的物理量分别应是什么？ ‎ ‎ （2）用所测数据求出该星球的半径R及质量M的表达式．‎ ‎15．（13分）如图所示，在光滑的水平面上有一辆长平板车，它的中央放一个质量为m的小 物块，物块跟车表面的动摩擦因数为μ，平板车的质量M=‎2m，车与物块一起向右以初速度v0匀速运动，车跟右侧的墙壁相碰．设车跟墙壁碰撞的时间很短，碰撞时没有机械能损失，小物块也始终没有从车上掉下来，重力加速度为g． ‎ ‎ （1）平板车第一次与墙壁碰撞后，小物块在车上会滑行多远？ ‎ ‎ （2）若在车的左侧还有一面墙壁，左右墙壁相距足够远，使得车跟墙壁相碰前，车与小物块总是相对静止的，车在左右墙壁间来回碰撞，碰撞n次后，物块跟车一起运动的速度大小是多少？ ‎ ‎ （3）小物块在车表面相对于车滑动的总路程是多少 ‎[参考答案]‎ 一、选择题（10×5分） ‎ 题号 ‎ ‎1 ‎ ‎2 ‎ ‎3 ‎ ‎4 ‎ ‎5 ‎ ‎6 ‎ ‎7 ‎ ‎8 ‎ ‎9 ‎ ‎10 ‎ 答案 ‎ B ‎ C ‎ BC ‎ C ‎ AD ‎ C ‎ BD ‎ B ‎ CD ‎ ABD ‎ 二、实验题：（15分） ‎ ‎11．（1）0.15 ‎ ‎ （2）①步骤B是错误的．应该接到电源的交流输出端； ‎ 步骤C不必要，因为根据测量原理，重锤的动能和势能中都包含了质量m，可以约去； ‎ 步骤D是错误的，应该先接通电源，待打点稳定后再释放纸带． ‎ ‎② ‎ 三、计算题： ‎ ‎12．（10分） ‎ 根据“传送带上有黑色痕迹”中知，煤块与传送带之间发生了相对滑动，煤块的加速度a小于传送带的加速度a0．根据牛顿定律，可得 ‎ ‎ a=μg ①‎ 设经历时间t，传送带由静止开始加速到速度等于v0，煤块则由静止加速到v，有 ‎ ‎ v0=a0t ② ‎ ‎ v=at ③ ‎ 由于a＜a0，故v＜v0，煤块继续受到滑动摩擦力的作用．再经过时间t’，煤块的速度由v增加到v0，有 v0=v+at’④ ‎ 此后，煤块与传送带运动速度相同，相对于传送带不再滑动，不再产生新的痕迹． ‎ 设在煤块的速度从0增加到v0的整个过程中，传送带和煤块移动的距离分别为s0和s，有 ‎ ‎ s0= ⑤‎ ‎ s= ⑥ ‎ 传送带上留下的黑色痕迹的长度 ‎ ‎ l= s0-s ⑦ ‎ 由以上各式得 l=⑧‎ ‎13．（10分） ‎ 设小物块的质量为m，过A处时的速度为v，由AY到D经历的时间为t，有 ‎ ①‎ ‎ ②‎ ‎ ③‎ 由①②③式并代入数据得 s=‎1m ④‎ ‎14．（12分） ‎ ‎ （1）飞船绕行星的运行周期T、物体在行星表面受到的重力F=mg；① ‎ ‎ （2）飞船在靠近行星表面做匀速圆周运动时，设飞船质量为m’，由牛顿运动定律 ‎ ‎ R ② ‎ 飞船着陆后，用弹簧称量出物体m的重力可认为等于它受到行星的引力 ‎ ‎ ③ ‎ 由此可得行星的半径及质量分别为 ‎ ‎ ④ ‎ ‎ ⑤ ‎ ‎15．（13分） ‎ ‎ （1）平板车跟右侧墙壁相碰后速度大小不变方向相反，车与物块有相对运动，车与物块之间的滑动摩擦力 ‎ ‎ ① ‎ 设物块与车共同速度为v1，对车与物块组成的系统，根据动量守恒定律有 ‎ ‎ ② ‎ 设小物块在车上滑行的距离为d，根据能量关系则有 ‎ ‎ ③ ‎ 解得 ④ ‎ ‎ （2）由第（1）问可解得 ⑤ ‎ 即平板车和物块一起以速度v1向左运动，跟左侧墙壁碰撞，同样讨论可得： ‎ ‎ ‎ 依次类推可知，经过n次碰撞后，一起运动的速度大小是 ‎ ‎ ⑥ ‎ ‎ （3）经过足够多次的碰撞后，由于不断有摩擦力做功，最终物块和平板车的速度都变为0，则在这个过程中，平板车和物块的动能都克服摩擦力做功转化成内能， ‎ 因此有 ⑦ ‎ 则物块相对于车滑动的总路程是： ‎ ‎ ⑧‎