山东省平度市第九中学2020届高三上学期期中考试物理试卷（Word版有答案）.doc

高三物理试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共 100 分，考试时间 90 分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必用 2B 铅笔和 0.5 毫米黑色签字笔（中性笔）将姓名、准考证号、 考试科目、试卷类型填涂在答题卡规定的位置上。 2．第Ⅰ卷每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑；如需改动， 用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，答案不能答在试题卷上。 3．第Ⅱ卷必须用 0.5 毫米黑色签字笔（中性笔）作答，答案必须写在答题卡各题目指 定区域内相应的位置，不能写在试题卷上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的 答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。 第Ⅰ卷（选择题 共 48 分） 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，1~8 题 只有一个选项符合题意，9~12 题有多个选项符合题意，全选对的得 4 分，对但不全的得 2 分，选错或不答的得 0 分。 1．理想化模型是简化物理研究的重要手段，它抓住问题的主要因素，忽略次要因素，促进 了物理学的发展，下列关于理想化模型建立的表述正确的是 A．点电荷作为理想化模型忽略了电荷本身的大小 B．质点作为理想化模型忽略了物体的质量 C．理想电压表忽略了电压表的内阻 D．重心就是一个理想化模型 2．一只小鸟停在一棵细树枝上，随树枝上下晃动，从最低点到最高点的过程中，忽略空气 阻力的影响，下列说法正确的是 A． 树枝对小鸟的支持力大于小鸟对树枝的压力 B． 树枝对小鸟做的功等于小鸟克服重力做的功 C． 小鸟先失重后超重 D． 小鸟处于平衡状态 3．高速公路的 ETC 电子收费系统如图所示，ETC 通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水 平距离。某人驾驶汽车以 5 m/s 的速度匀速进入识别区，ETC 天线用了 0.4 s 的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，司机发现自动栏杆没有抬起，于是采取 制动刹车，汽车刚好紧贴栏杆停下。已知司机的反应时间为 0.7 s，刹车的加速度大小 为 5 m/s2，则该 ETC 通道的长度为 A． 5.4m　 B． 6.0 m C． 8.0m　 　 D． 9.6 m 4．六岁的小刚和他父亲在游玩的过程中，发现了一个“套圈游戏”，套中啥就可以拿走那样 东西。父亲套中了一个距离起点水平距离为 2m 熊大的雕像，小刚想把距离起点水平距 离也为 2m 的光头强雕像套中。假设他们套圈的时候圈的运动是平抛运动，父亲抛圈的 速度为 3m/s，则小刚要将像套中，抛圈的速度应该 A．等于 3m/s 的速度抛出 B．大于 3m/s 的速度抛出 C．小于 3m/s 的速度抛出 D．条件不足，无法判断 5．如图，某人正用高压水枪冲洗车体，若水柱截面为 S，水流以速 v 垂直射到车轮上，之 后水速减为零，已知水的密度为 ρ，则水对车轮的冲力为 A． B． C． D． 6．表格中是一款充电式电动牙刷铭牌上的参数，下列说法正确的是 充电器输入电压 AC220V 充电器输出电压 DC5V Svρ 2 Svρ 2Svρ 2 2 Svρ充电器输出电流 1A 电池容量 2800mAh 电动牙刷额定功率 1.8W 电动牙刷额定电压 DC3.6V A．正常刷牙每次 2 分钟，牙刷每次消耗的能量约为 3.6J B．电池充满电后总电量约为 1.0×105C C．电动牙刷工作时的额定电流为 1A D．电动牙刷充电时，从无电状态到满电状态所需时间为 2.8h 7．蹦床运动要求运动员在一张绷紧的弹性网上蹦起并做空中运动。为了测量运动员跃起的 高度，训练时可在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录弹性网所受的压力，并在 计算机上作出压力—时间图像，假如作出的图像如图所示。设运动员在空中运动时可视 为质点，g 取 10 m/s2 ，则运动员跃起腾空的最大高度是 A．4.05m B．5.00m C．7.20m D．14.45m 8．如图，竖直杆固定在木块 C 上，两者总重为 40N，放在水平地面上。轻细绳 a 连接小 球 A 和竖直杆顶端，轻细绳 b 连接小球 A 和 B，小球 B 重为 20N。当用与水平方向成 30°角的恒力 F 作用在小球 B 上时，A、B、C 刚好保持相对静止且一起水平向左做匀速 运动，绳 a、b 与竖直方向的夹角分别恒为 30°和 60°，下列判断正确的是 A．力 F 的大小为 15N B．地面对 C 的支持力大小为 70N C．地面对 C 的摩擦力大小为 10N D．A 球重为 10N 9．A、B 为电场中一直线上的两个点，带负电的点电荷只受电场力的作用，从 A 点以某一 A B O Ep x EpA EpB初速度做直线运动到 B 点，其电势能 Ep 随位移 x 的变化关系如图中实线所示，则从 A 到 B 过程中，下列说法正确的是　 A．点电荷的速度先增大后减小 B．电荷所受电场力先减小后增大 C．空间电场是某负点电荷形成的 D．A 点的电势低于 B 点的电势 10．如图，极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极（轨道可视为圆轨道）。若已知一 个极地卫星从北纬 30°的正上方按图示方向第一次运行至南纬 30°正上方时所用时间为 t，地球半径为 R（地球可看作球体），地球表面的重力加速度为 g，引力常量为 G，由 以上条件可以求出 A．卫星运行的周期 B．卫星的质量 C．卫星距地面的高度 D．地球的密度 11．如图，带电小球 a 固定在绝缘的竖直杆上处于静止状态，地面上固定一绝缘且内壁光滑 的半圆弧细管道 GHP，圆心与 a 球位置重合，管道底端 H 与水平地面相切，一质量为 m 可视为质点的带电小球 b 从 G 端口由静止释放，当小球 b 运动到 H 端时对管道壁恰好 无压力，重力加速度为 g。在小球 b 由 G 沿管道向右运动过程中，下列说法中正确的是 A．小球 b 不能到达右侧 P 点 B．小球 b 所受库仑力大小始终为 2mg C．小球 b 向心加速度大小先变大后变小 D．杆对小球 a 的作用力先变大后变小 12．某种小灯泡的伏安特性曲线如图所示，三个完全相同的这 种 小 灯泡连接成如图乙所示的电路，电源的内阻为 2.0 Ω。现闭合开关 S，理想电压表 V 的 示数为 4.0 V，则　 aG H P bA．三个灯泡的总电阻为 8.3 Ω B．电源的电动势为 7.2 V C．电源消耗的热功率为 3.72 W D．电源的效率为 80.6% 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）用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中： (1)运用公式mv2 2 ＝mgh 对实验条件的要求是 ； (2)若实验中先释放了纸带，后打点计时器开始打点，打出了一条纸带，选择了纸带的 如图所示的部分，能否根据该纸带完成验证机械能守恒？ （填“能”或“不 能”），若能，简单说明你的做法；若不能，说明原因。 。 (3)实验中打点计时器所用电源的频率为 50Hz，上图是实验时按照实际尺寸画出的纸带， 请你自行测量后计算出纸带中 C 点速度 vC= m/s（结果保留三位有效数字）。 14．（6 分） 某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来测物块与斜面间的动摩擦因数。PQ 为倾斜放置 的木板, 在斜面底端 Q 处固定有一个光电门，光电门与数字计时器相连(图中未画)。每次实 验时始终保持物块释放位置到斜面底端 Q 点的投影长度 L=0.500 m 不变，通过改变斜面倾角 θ 调整释放点高度 h。(设物块与斜面间的动摩擦因数处处相同，物块上固定有宽度为 d 的遮 光条) (1)该小组根据实验数据，计算得到物块经过光电门的速度 v，并作出了如图乙所示的 v2-h 图象，其图象与横轴的交点为 0.15，由此可知物块与斜面间的动摩擦因数 u = ； (2)若更换动摩擦因数更小的斜面，重复上述实验得到 v2-h 图象，其图象的斜率将 (填 “增大”、“减小”或“不变”)。 三、计算题：本题共 4 小题，共 40 分，解答时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得分，有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。 15．（8 分） 如图，质量 m=2kg 的小物块(可视为质点)静止于水平平 θ 遮光片 光电门 甲 h L P Q h/m v2(m2.s-2) O 0.15 乙 F A L O P y x台上的 A 点，现用与水平方向成 370 斜向上的拉力 F 拉动小物块一段距离后撤去，物块继续滑行一 段位移后以 v = 5m/s 的速度从平台边缘上的 O 点水平抛出，击中平台右下侧圆弧形挡板上的 P 点。 以边缘 O 为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板形状满足方程 x2 + y2 = 6 （单 位：m），拉力 F=10N，A、O 两点间的距离 L=9m，小物块与平台表面间的动摩擦因数 μ = 0.1，g = 10 m/s2，已知 sin37º=0.60，cos37º=0.80，求： （1）拉力 F 作用在小物块上时小物块滑行的距离 s ； （2）P 点的坐标。 16．（10 分） 如图，一工件置于水平地面上，其 AB 段为一半径 R=0.5m 的光滑四分之一圆弧轨道，BC 段是上表面粗糙的水平轨道且足够长，二者相切于 B 点，整个轨道位于同一竖直平面内，P 点为圆孤轨道上的一个确定点，P 点与圆心 O 的连线和竖直方向的夹角为 θ=370，一可视为 质点的物块，其质量 m=0.2kg，与 BC 间的动摩擦因数 μ=0.2，工件质量 M=0.8kg，与地面间 的摩擦不计。(g=10m/s²) (1)若将物块置于 P 点，要让物块相对工件静止于 P 点，需给工件施加水平向左的力 F 的大小； (2)若将物块由 P 点无初速度释放，求最终物块运动的水平位移大小。 17．（10 分） 如图，半径为 0.6l、质量为 m 的小球用两根不可伸长的轻绳 a、b 连接，两轻绳的另一 端系在一根竖直杆的 A、B 两点上，A、B 两点相距为 l，当两轻绳伸直后，A、B 两点到球心 的距离均为 l。当竖直杆以自己为轴转动并达到稳定时（轻绳 a、b 与杆在同一竖直平面内）。 求： （1）竖直杆角速度 ω 为多大时，小球恰好离开竖直杆； （2）竖直杆角速度 ω= 时，轻绳 a 上的拉力 Fa 。4g l O A BC R m M P l A a b B18．（12 分） 两 个 完 全 相 同 的 小 金 属 块 A 、 B ， A 固 定 在 倾 角 =370 的 绝 缘 斜 面 上 ， 带 电 量 ，以 A 所在的高度为零势能面。B 原来不带电，质量 m=1kg，A、B 相距 2m 且将 A、B 视作点电荷。B 由静止起沿斜面下滑。斜面动摩擦系数 μ=0.25，静电力常量 k =9.0×109N·m2/C2，重力加速度 g=10m/s2。求： （1）B 碰撞 A 时的速度大小； （2）B 碰 A 后，速度方向反向，沿斜面上滑，至最高点后再次下滑，分别求出上滑过 程中和下滑过程中动能最大的位置距 A 点的距离； （3）如果选定两个点电荷在相距无穷远的电势能为 0，则相距为 r 时，两点电荷具有 的电势能可表示为 EP = 。计算 B 从上滑过程的动能最大位置到再次下滑过程中电场力 所做的功。 θ r qqk 21 C10104 5−×+=q m B θ A 物理答案及评分标准 一、选择题：本大题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。 二、实验：本大题共 2 小题，共 12 分。 13．（1）打点时，物体从静止开始自由下落 （2 分） （2）能 ，研究 AC 段，动能的变化是否等于势能的变化 （每空 1 分，共 2 分） （3）1.21 （1.20~1.23 均可） (2 分) 14. （1）0.3 (0. 30、0. 300 均可) （3 分） （2）不变 （3 分） 三、解答题：本大题共 4 小题，共 40 分，解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算 步骤。 15.（8 分） (1)设力 F 作用中，物块的位移大小为 x，对物块在 AO 段运动的过程，由动能定理有： ······················································································································································（ 2 分） 解得：x=5m ·····························································································································（1 分） (2) 小物块从 O 水平抛出后满足 ····························································································································（1 分） ····························································································································（1 分） 解得：小物块的轨迹方程 ························································································（1 分） 又有 x2 + y2 = 6 解得： ············································································································（1 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 A B C B C D C B BD ACD CD AD 200 2 1)()37sin(37cos mvxLmgxFmgxF =−−−−⋅ µµ vtx = 2 2 1 gty −= 2 5 1 xy −= -1mym5 ==xP 点坐标为 ·············································································································（1 分） 16．(10 分) (1)m 相对 M 静止，对 m ,其加速度 a=gtanθ=7.5m/s2························································································（2 分） 对 m、M 整体： F=(M+m)a ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙（1 分） 解得： F=7.5 N ··············································································································（1 分） (2)对 M、m 组成的系统，水平方向动量守恒，所以 m 最终静止在 M 上，设 m 最终静止在距 B 点 x 处。 物块从 P 点下滑经 B 点至静止整个过程，由能量守恒得： mgR(1-cos370) = μmgx ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙（ 2 分） 解得 x=0.5m 由几何知识可知 P 点到 B 点的水平位移为 =0.3m， 在物块与工件相对运动的过程中，设物块向左的位移大小为 ，工件向右的位移为 + =x+ =0.8m ······················································································································································（ 1 分） 系统在水平方向上动量守恒得 ····································································（2 分） 得 可 得 =0.64m ······················································································································································（ 1 分） 17. （10 分） （1）小球恰好离开竖直杆时，小球与竖直杆间的作用力为零，设此时轻绳 a 与竖直杆间的 夹角为 α，由题意可知：sinα＝0.6， r＝0.6l ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (1 分） 1m)-,m5（ 1L 1x 2x 1x 2x 1L 021 =− Mxmx 1 4 2 1 = x x 2x mgtanα = mrω2 ··················································································································(2 分） 解得： ·······················································································································(1 分） （2）当轻绳 b 恰好伸直时，此时小球做圆周运动的半径为：r＝lsin60° 沿半径：Fasin 60°＝mrω2·································································································································································· (1 分） 竖直方向：Facos60°＝mg ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙(1 分） 联立解得：Fa＝2mg ，此时 ω＝ ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙(1 分） 所以当 ω＝ 时轻绳 b 处于拉直状态，小球做圆周运动的半径为 r＝lsin 60° 沿半径： Fasin 60°＋Fbsin 60° ＝mrω2 ·························································································································· (1 分） 竖直方向：Facos 60°－Fbcos 60°＝mg∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ (1 分） 解得 Fa＝3mg ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙(1 分） 18．（12 分） （1） ···················································································（1 分） ······································································································································（1 分） 解得：v=4m/s ······························································································································（1 分） （2）碰撞后电荷重新分配： 上滑过程： ·········································································（2 分） 5= 4 g l ω 2g l l g4 200 m/s437cos37sin =−= gga µ asv 22 = C10102C2 10104 5 5 21 − − ×=×== qq 2 1 2100 37cos37sin r qqkmgmg =+ µ解得： ···············································································································（1 分） 下滑过程： ···········································································（2 分） 解得： ·····························································································································（1 分） 两位置的电场力的功 ···································································（2 分） 解得： ················································································································（1 分） m2 23 2 9 1 ==r 2 2 2100 37cos37sin r qqkmgmg += µ m32 =r 2 21 1 21 r qqkr qqkEW P −=∆= J)12(12 −=W