黑龙江省大庆铁人中学2020届高三上学期期中考试物理试题

黑龙江省大庆铁人中学2020届高三上学期期中考试物理试题

铁人中学2017级高三上学期期中考试物理试题201911‎ 试题说明:1.本试题满分:110分 答题时间:90分钟 ‎ 2.请将答案填写在答题卡上,考试结束后只交答题卡 一.选择题(本题共11小题。每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7~11题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分) ‎ ‎1. 一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的光滑定滑轮，绳的一端系一质量m＝‎15kg的重物，重物静止于地面上。有一质量m′＝‎10kg的猴子，从绳子的另一端沿绳向上爬，如图所示。在重物不离地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度为(g＝‎10m/s2)(　　)‎ A．‎25m/s2　　　　B．‎15m/s‎2 C．‎10m/s2 D．‎5m/s2‎ ‎2．如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动．两球的质量关系为mB＝2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为‎6 kg·m/s，运动过程中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－‎4 kg·m/s，则(　　)‎ A．左方是A球，碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶5‎ B．左方是A球，碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶10‎ C．右方是A球，碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶5‎ D．右方是A球，碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶10‎ ‎3．如图所示，斜面光滑的斜劈静止在水平地面上，放在斜劈上的物体受到平行于斜面向下的力F作用，沿斜面向下运动，斜劈保持静止。下列说法正确的是 A．地面对斜劈没有摩擦力作用 B．地面对斜劈的摩擦力方向水平向右 C．若F增大，地面对斜劈的摩擦力也增大 B C A θ D．若F反向，地面对斜劈的摩擦力也反向 ‎4．如图所示，倾角为θ的斜面体C放于粗糙水平面上，物块A通过斜面顶端的定滑轮用细线与B连接，细线与斜面平行。斜面与A之间的动摩擦因数为μ，且μm2‎ ‎(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程，然后，把被碰小球m2静置于轨道的末端，再将入射球m1从斜轨S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是________(填选项的符号)‎ A．用天平测量两个小球的质量m1、m2‎ B．测量小球m1开始释放高度h C．测量抛出点距地面的高度H D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N E．测量平抛射程 ‎(3)若两球相碰前后的动量守恒，则其表达式可表示为_________ ______ (用(2)中测量的量表示)；‎ ‎(4)若ml=‎45.0 g、m2=‎9.0 g，=‎46.20cm。则可能的最大值为_____cm。‎ 三.计算题(本题包括14,15,16三个题,共40分)‎ ‎14．(12分)如图所示，一小轿车从高为‎10m、倾角为37°的斜坡顶端从静止开始向下行驶，当小轿车到达底端时进入一水平面，在距斜坡底端‎115m的地方有一池塘，发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103N，在水平地面上调节油门后，发动机产生的牵引力变为1.4×104N。小轿车的质量为2t, 小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取‎10m/s2)，求：‎ ‎(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度；‎ ‎(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘，在水平地面上加速的时间不能超过多少？(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)‎ ‎15.（13分）柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成，气缸与活塞间有柴油与空气的混合物。在重锤与桩碰撞的过程中，通过压缩使混合物燃烧，产生高温高压气体，从而使桩向下运动，锤向上运动。现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：‎ ‎ 柴油打桩机重锤的质量为m，锤在桩帽以上高度为h处（下图左）从静止开始沿竖直轨道自由落下，打在质量为M（包括桩帽）的钢筋混凝土桩子上。同时，柴油燃烧，产生猛烈的推力，锤和桩分离，这一过程的时间极短。随后，桩在泥土中向下移动一距离l。已知锤反跳后到达最高点时，锤与已停下的桩帽之间的距离也为h（下图右）。已知m=1.0×‎103kg，M=2.0×‎103kg，h=‎2.0m，l=‎0.20m，重力加速度g=‎10m/s2，混合物的质量不计。设桩向下移动的过程泥土对桩的作用力F是恒力，求此力的大小()。‎ ‎16. （15分）如图所示，半径为R的光滑半圆轨道AB竖直固定在一水平光滑的桌面上，轨道最低点B与桌面相切并平滑连接，桌面距水平地面的高度也为R。在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压（小球与弹簧不拴接），处于静止状态。已知a球的质量为m0，a、b两球质量比为2∶3。固定小球b，释放小球a，a球与弹簧分离后经过B点滑上半圆环轨道并恰能通过轨道最高点A。现保持弹簧形变量不变同时释放a、b两球，重力加速度取g，求：‎ a R A B α H mag ‎ （1）释放小球前弹簧具有的弹性势能Ep；‎ ‎ （2）b球落地点距桌子右端C点的水平距离； ‎ ‎ （3）a球在半圆轨道上上升的最大高度H。‎ 高三期中考试 答案201911‎ ‎ 1.D 2.A 3.B 4.C 5.B 6.B ‎ ‎7.BC 8. BD 9.ACD 10.AC 11.BCD ‎ ‎12.如图所示(2分)　9.75(9.69～9.79均可)　(2分)图线为过原点的直线，所求g′与g基本相等(2分)‎ ‎ 14.(12分)答案：(1)‎10m/s　(2)5s 解析：(1)小轿车在斜坡上行驶时，由牛顿第二定律得 F1＋mgsin37°－μmgcos37°＝ma1‎ 代入数据得斜坡上小轿车的加速度a1＝‎3m/s2‎ 由v＝‎2a1x1＝‎2a1h/sin37°‎ 得行驶至斜坡底端时的速度v1＝‎10m/s。‎ ‎(2)在水平地面上加速时F2－μmg＝ma2‎ 代入数据得a2＝‎2m/s2‎ 关闭油门后减速μmg＝ma3，代入数据得a3＝‎5m/s2‎ 关闭油门时轿车的速度为v2，‎ ＋＝x2‎ 得v2＝‎20m/s，t＝＝5s 即在水平地面上加速的时间不能超过5s。‎ ‎15.(13分)锤自由下落，碰桩前速度υ1向下，‎ υ1= ① (2分)‎ 碰后，已知锤上升高度为（h－l），故刚碰后向上的速度为 υ2= ②(2分)‎ 设碰后桩的速度为V，方向向下，由动量守恒，‎ mυ1=MV-mυ2 ③(3分)‎ 桩下降的过程中，根据功能关系，‎ MV2+Mgl=Fl ④(3分)‎ 由①、②、③、④或得 F=Mg+‎ 代入数值，得 F=2.1×105N （2分） ‎ ‎16．(15分解析：（1）设a、b两球的质量为ma、mb，由已知得ma=m0，mb=‎1.5m0。a球在B点时的速度为vB，恰能通过半圆环轨道最高点A时的速度为vA，‎ 则有 ①............................................................................（2分）‎ 轻弹簧具有的弹性势能释放时全部转化成小球a的机械能，a球从释放到运动至A点过程中机械能守恒，则有 Ep=②..........................................（2分）‎ ‎（注：其他方法只要合理一样得分）‎ ‎（2）以a、b、弹簧为研究对象，弹开时系统动量守恒、能量守恒，a、b的速度分别为va、vb， 则有 ③ .....................................................（2分）‎ ‎ ④.....................................................（2分）‎ 又 ⑤‎ 由③④⑤解得 ，.....................................................（2分）‎ b球离开桌面后平抛， ⑥ .....................................................（1分）‎ ‎ ⑦ .....................................................（1分） ‎ ‎ 带入vb解得 .....................................................（1分）‎ ‎（3）设a球上升至最大高度时速度为0，则有，解得>R，可见a球会在某处脱离半圆轨道 .....................................................（1分）‎ 设脱离时a球速度为v，脱离位置半径与竖直方向的夹角为α，如图所示 根据圆周运动向心力公式有 ⑧ .....................................................（1分）‎ 根据几何关系有⑨ .....................................................（1分）‎ 根据机械能守恒有 ⑩.....................................................（1分）‎ a R A B α H mag 解得 .....................................................（1分）‎