广西省桂林市龙胜中学2020届高三上学期期中考试物理试卷

广西省桂林市龙胜中学2020届高三上学期期中考试物理试卷

‎2019-2020学年第一学期半期考 高三物理试题 ‎（考试时间：90分钟 总分：100分）‎ 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。‎ 第Ⅰ卷（选择题，共48分）‎ 一、选择题（本大题共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—8题只有一项是最符合题目要求的，第9—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、伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法．图1、图2分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（ ）‎ A．图1中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成 B．图1的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持 C．图2通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动 D．图2中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易 ‎2、一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则( )‎ A． 质点速度的方向总是与该恒力的方向相同 B． 质点速度的方向总是与该恒力的方向垂直 C． 质点加速度的方向不可能总是与该恒力的方向相同 D． 质点单位时间内速度的变化量总是不变 ‎3、运动员在110米栏比赛中，主要有起跑加速、途中匀速跨栏和加速冲刺三个阶段，运动员的脚与地面间不会发生相对滑动，以下说法正确的是( )‎ A．匀速阶段地面对运动员的摩擦力做负功 B．加速阶段地面对运动员的摩擦力做正功 C． 由于运动员的脚与地面间不发生相对滑动，所以不论加速还是匀速，地面对运动员的摩擦力始终不对运动员做功 D． 无论加速还是匀速阶段，地面对运动员的摩擦力始终做负功 ‎4、如图所示，处于平直轨道上的A、B两物体相距s，同时同向开始运动，A以初速度v1、加速度a1做匀加速运动，B由静止开始以加速度a2做匀加速运动，下列情况不可能发生的是（假设A能从B旁边通过且互不影响）（ ）‎ A. a1= a2，能相遇一次； ‎ B. a1< a2，可能相遇一次 C. a1> a2，能相遇两次； ‎ D. a1< a2，可能相遇两次 ‎5、如图为某同学建立的一个测量动摩擦因数的模型．物块自左侧斜面上A点由静止滑下，滑过下面一段平面后，最高冲至右侧斜面上的B点．实验中测量出了三个角度，左、右斜面的倾角α和β及AB连线与水平面的夹角为θ.物块与各接触面间动摩擦因数相同且为μ，忽略物块在拐角处的能量损失，以下结论正确的是 ( )‎ A．μ＝tan θ； B．μ＝tan β；‎ C．μ＝tan α； D．μ＝tan ‎6、如图，质量相同的两小球a，b分别从斜面顶端A和斜面中点B沿水平方向被抛出，恰好均落在斜面底端，不计空气阻力，则以下说法正确的是（ ）‎ A．小球a，b离开斜面的最大距离之比为2：1‎ B．小球a，b沿水平方向抛出的初速度之比为2：1‎ C．小球a，b在空中飞行的时间之比为2：1‎ D．小球a，b到达斜面底端时速度与水平方向的夹角之比为2：1‎ ‎7、如图所示，圆环A的质量为M，物体B的质量为m，A、B通过绳子连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上，开始时，圆环与定滑轮之间的绳子处于水平状态，长度l＝4 m，现从静止开始释放圆环，不计定滑轮质量和一切阻力，重力加速度g取 ‎10 m/s2，若圆环下降h＝3 m时的速度v＝5 m/s，则 A和B的质量关系为( )‎ A.＝ B.＝ ‎ C.＝ D.＝ ‎8、为了测量某行星的质量和半径，宇航员记录了登陆舱在该行星表面附近做圆周运动的周期T，登陆舱在行星表面着陆后，用弹簧称测量一个质量为m的砝码静止时读数为N ，已知引力常量为G ，则下列计算中错误的是（ ）‎ A．该行星的半径为 B．该行星的质量为 C．该行星的密度为 D．在该行星的第一宇宙速度为 ‎9、如图所示，两块相互垂直的光滑挡板OP、OQ，OP竖直放置，小球a、b固定在轻弹簧的两端．水平力F作用于b时，a、b紧靠挡板处于静止状态．现保 证b球不动，使挡板OP向右缓慢平移一小段距离，则( )‎ A．弹簧变短 B．弹簧变长 ‎ C．力F变大 D．b对地面的压力不变 ‎10、质量分别为2kg和3kg的物块A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧相连，如图所示，今对物块A、B分别施以方向相反的水平力F1、F2，且F1＝20N、 F2＝10N，则下列说法正确的是 ( )‎ A．弹簧的弹力大小为16N B．若把弹簧换成轻质绳，则绳对物体的拉力大小为10 N C．如果只有F1作用，则弹簧的弹力大小变为12N D．若F1＝10N、 F2＝20N，则弹簧的弹力大小不变 ‎11、如图甲所示，倾角为37°的足够长的传送带以恒定速度运行，将一质量m＝1 kg的小物体以某一初速度放上传送带，物体相对地面的速度大小随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。下列说法正确的是( )‎ A．0～8 s内物体位移的大小为14 m B．传送带沿逆时针转动，速度大小为4 m/s C．物体与传送带间的动摩擦因数为0.75‎ D．0～8 s内物体与传送带之间因摩擦而产生 的热量为126 J ‎12、如图所示，在倾角θ＝37°固定斜面体的底端附近固定一挡板，一质量不计的弹簧下端固定在挡板上，弹簧自然伸长时其上端位于斜面体上的O点处。质量分别为mA＝4.0 kg、mB＝1.0 kg的物块A和B用一质量不计的细绳连接，跨过固定在斜面体顶端的光滑定滑轮，开始时物块A位于斜面体上的M处，物块B悬空。现将物块A和B由静止释放，物块A沿斜面下滑，当物块A将弹簧压缩到N点时，物块A、B的速度减为零。已知MO＝1.0 m，‎ ON＝0.5 m，物块A与斜面体之间的动摩擦因数为μ＝0.25，重 力加速度取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，整个过 程细绳始终没有松弛。则下列说法正确的是( )‎ A．物块A在与弹簧接触前的加速度大小为1.5 m/s2‎ B．物块A在与弹簧接触前的加速度大小为1.2 m/s2‎ C．物块A位于N点时，弹簧所储存的弹性势能为21J D．物块A位于N点时，弹簧所储存的弹性势能为9J 二、实验题（本大题共2小题，每空2分，共14分）‎ ‎13、（6分）某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g．细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量均为M的重锤．实验操作如下：‎ ‎①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H；‎ ‎②在重锤1上加上质量为m的小钩码；‎ ‎③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止．释放重锤2，同时右 手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间；‎ ‎④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t．‎ 请回答下列问题 ‎（1）步骤④可以减小对下落时间t测量的______（选填“偶然”或“系统”）误差．‎ ‎（2）实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了______．‎ A、使H测得更准确 B、使重锤1下落的时间长一些 C、使系统的总质量近似等于2M D、使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等 ‎（3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差．现提供一些橡皮泥用于减小该误差，具体做法是：在重锤1上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤1能观察到其匀速下落。使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为m0．用实验中的测量量和已知量表示g，得g=___ ___．‎ ‎14、（8分）某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右 端固定一轻滑轮，轻绳跨过滑轮，一端与放在 木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码.本 实验中可用的钩码共有个，每个质量均为 ‎；实验步骤如下：‎ ‎（1）为了平衡小车与木板间的摩擦力，将个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车（和钩码）可以在木板上 （填“匀速”、“加速”、“减速”）下滑。‎ ‎（2）从小车上取个钩码挂在轻绳右端，其余个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。由静止释放小车，同时用传感器记录小车在时间内相对于其起始位置的位移，则小车的加速度 （用和表达）。‎ ‎（3）依次改变的值，分别测出小车相应的加速度，得到图像如图（b）所示，已知该直线的斜率为，重力加速度为，则小车（不含钩码）的质量为 。（用、、、表达）‎ ‎（4）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_______(填正确答案标号)。‎ A.图线不再是直线 B.图线仍是直线，该直线仍过原点 C.图线仍是直线，该直线的斜率变大 三、计算题（本大题共3小题，共38分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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)‎ ‎15、（12分）如图所示，质量m＝0.3kg的小物块以初速度v0＝4m/s水平向右抛出，恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入光滑圆弧轨道．圆弧轨道的半径为R＝3.75m，B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心O的连线与竖直方向成37°角．MN是一段粗糙的水平轨道，小物块与MN间的动摩擦因数μ＝0.1，轨道其他部分光滑．最右侧是一个半径为r＝0.4 m的光滑半圆弧轨道，C点是半圆弧轨道的最高点，半圆弧轨道与水平轨道BD在D点平滑连接．已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8；‎ ‎(1) 求小物块经过A点时速度大小；‎ ‎(2) 求小物块经过B点时对轨道的压力大小；‎ ‎(3)若小物块恰好能通过C点，求MN的长度L.‎ ‎16、（12分）图中给出一段“”形单行盘山公路的示意图，弯道1、弯道2可看作两个不同水平面上的圆弧，圆心分别为O1、O2，弯道中心线半径分别为r1 =10m, r2=40m，弯道2比弯道1低h=8m，有一直道与两弯道圆弧相切。质量m为1000kg的汽车通过弯道时做匀速圆周运动，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是车重的1.0倍，行驶时要求汽车不打滑，已知重力加速度g＝10 m/s2。‎ ‎（1）求汽车沿弯道1中心线行驶时的最大速度；‎ ‎（2）汽车以进入直道，以P=20kw的恒定功率直线行驶了t=10s，进入弯道2，此时速度恰为通过弯道2中心线的最大速度，求直道上除重力以外的阻力对汽车做的功；‎ 第16题图 O2‎ O1‎ r2‎ r1‎ A B 弯道1‎ 弯道2‎ 直道 ‎（3）汽车从弯道1的A点进入，从同一直径上的B点驶离，有经验的司机会利用路面宽度，用最短时间匀速安全通过弯道，设路宽，求此最短时间（A、B两点都在轨道的中心线上，计算时视汽车为质点）(=2.24，计算结果保留两位有效数字)。‎ ‎17、（14分）如图，在光滑水平轨道的右方有一弹性挡板，一质量为M＝0.5 kg的木板正中间放有一质量为m＝2 kg的小铁块(可视为质点)静止在轨道上，木板右端距离挡板x0＝0.5 m，小铁块与木板间动摩擦因数μ＝0.2.现对小铁块施加一水平向右的外力F，木板第一次与挡板碰前瞬间撤去外力．若木板与挡板碰撞时间极短，反弹后速度大小不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2.‎ ‎(1)要使小铁块与木板发生相对滑动 求水平向右的外力F的最小值；‎ ‎(2)若水平向右的外力F＝10 N，求木板第一次与挡板碰撞前经历的时间；‎ ‎(3)若水平向右的外力F＝10 N，木板第一次与挡板碰前瞬间撤去外力，铁块和木板最终停下来时，铁块刚好没滑出木板，求木板的长度。‎ 物理参考答案 一、选择题（本大题共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—8题只有一项是最符合题目要求的，第9—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 D D C C A A B B BD AC AD BD 二、实验题（本大题共2小题，每空2分，共14分）‎ ‎13、（1）、偶然 （2）、B （3）、‎ ‎14、（1）、匀速 （2）、 （3）、 （4）、 C ‎ 三、计算题（本大题共3小题，共38分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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)‎ ‎15、(12分)解：‎ ‎(1)根据平抛运动的规律有v0＝vAcos 37°（2分），‎ 得经过A点时的速度大小vA＝5 m/s（1分）‎ ‎(2)小物块从A点到B点，根据机械能守恒定律 mv＋mg(R－Rcos 37°)＝mv（2分）‎ 小物块经过B点时，根据牛顿第二定律有FN－mg＝（1分）‎ 解得FN＝6.2 N（1分）‎ 根据牛顿第三定律，小物块经过B点时对轨道的压力大小是6.2 N（1分）.‎ ‎(3)小物块刚好能通过C点时，根据牛顿第二定律有mg＝（1分）‎ 解得vC′＝2 m/s（1分）‎ 从B点运动到C点，根据动能定理有 －μmgL′－2mgr＝mvC′2－mv（1分）‎ 解得L′＝10 m（1分）.‎ ‎16、(12分)解：解析 (1)汽车沿弯道1行驶的最大速度为v1,有 kmg=m（2分）得v1=10m/s（1分）。‎ ‎(2)汽车沿弯道2行驶的最大速度为v2,有kmg=m（1分）‎ 得v2=20 m/s（1分）‎ 直道上由动能定理有P·t+mgh+Wf=（2分）‎ 代入数据可得Wf=-1.3×105 J（1分）。‎ ‎(3)由 kmg=m得（1分）‎ 可知r增大v增大,r最大,切弧长最小,对应时间最短,所以轨迹设计应如右图所示 由图可以得到 代入数据可以得到R=12.5 m（1分）‎ 汽车沿着该路线行驶的最大速度v=5m/s 由sinθ==0.8可知,对应的圆心角度2θ=106°‎ 线路长度s=×2πR（1分）‎ 最短时间t'≈2.1 s（1分）‎ ‎17、(14分) (1)设木板靠最大静摩擦力即滑动摩擦力产生的加速度为am，则，‎ am＝＝8m/s2（1分），‎ 对铁块和木板组成的整体得：（1分），得：=20N（1分）‎ ‎(2)因F＜，所以木板在静摩擦力作用下与铁块一起以加速度a运动（1分）．设共同加速度为a；a＝＝4m/s2（1分）‎ 设向右运动第一次与挡板碰撞前经历的时间为t，则x0＝at2（1分）‎ 解得t＝0.5 s（1分）；‎ ‎(3)设木板与挡板碰前，木板与物块的共同速度为v1，则 v1＝at，解得v1＝2 m/s（1分），‎ 木板第一次与挡板碰撞前瞬间撤去外力，物块以速度v1向右做减速运动，加速度大小为a1，木板与挡板碰撞后以速度v1向左做减速运动，木板与木块相对滑动，则木板加速度大小为am，设板速度减为零经过的时间为t1，向左运动的最远距离为x1，则 μmg＝ma1 v1＝amt1 x1＝‎ 解得a1＝2 m/s2，t1＝0.25 s，x1＝0.25 m，‎ 当板速度向左为零时，设铁块速度为v1′，则v1′＝v1－a1t1，‎ 设再经过时间t2铁块与木板达到共同速度v2，木板向右位移为x1′，则 v2＝v1′－a1t2，v2＝amt2，x1′＝amt，‎ 解得v1′＝1.5 m/s，t2＝0.15 s，v2＝1.2 m/s，x1′＝0.09 m，（1分）‎ 因为x1′＜x1，所以木板与铁块达到共速后，将以速度v2运动，再次与挡板碰撞．以后多次重复这些过程最终木板停在挡板处（1分）．‎ 以木板和铁块系统为研究对象，根据能量守恒μmgS＝(m＋M)（2分）‎ 设木板长为L，解得L＝2S=2.5 m（2分）.‎