福建省莆田九中2020届高三上学期期中考试物理试卷（Word版带答案）.doc

物理 （考试时间：90 分钟，满分：100 分） 一、选择题，本题共 11 小题，每小题 4 分，共 44 分．(第 1〜7 题只有一项符合题目要求， 第 8〜11 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．如图所示，木块 A、B 并排且固定在水平桌面上，A 的长度是 L，B 的长度是 2L，一颗 子弹沿水平方向以 v1 穿出 A，以速度 v2 穿出 B，子弹可视为质点，其运动可视为匀变速直 线运动，则子弹射入 A 时的速度为（ ） A. B. C. D. v1 2．一质量为 m 的物块恰好静止在倾角为 θ 的斜面上.现对物块施加一个竖直向下的 恒力 F，如图所示.则物块( ) A．沿斜面加速下滑 B．仍处于静止状态 C．受到的摩擦力不变 D．受到的合外力增大 3．如图所示,水平面上固定一个斜面,从斜面顶端向右平抛一个小球,当初速庋为 时,小球恰 好落到斜面底端,小球在空中运动的时间为 .现用不同的初速度 从该斜面顶端向右平抛该 小球,以下哪个图像能正确表示小球在空中运动的时间 t 随初速度 变化的关系（ ） A． B． C． D． 4.如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一小物块以速度 v 从 轨道下端滑入轨道，并恰能从轨道上端水平飞出，则轨道半径为（重力加速度为 g）（　　） A. B. C. D. 5．2018 年 7 月 27 日将发生火星冲日能量，那时火星、地球和太阳几乎排列成一线，地球 2 2 1 23 2 v v－ 2 2 1 22 3 +v v 1 22 3 v v+ 2 3 0v 0t v v 2 16 v g 2 5 v g 2 4 v g 2 2 v g 位于太阳与火星之间，已知地球和火星绕太阳公转的方向相同，火星公转轨道半径约为地球 的 1.5 倍，若将火星和地球的公转轨迹近似看成圆， 取 ，则相邻两次火星冲日 的时间间隔约为（ ） A．0.8 年 B．1.6 年 C．2.2 年 D．3.2 年 6．如图所示，一很长，不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳 两端 各系一小球 a 和 b，a 球质量为 m，静置于地面；b 球质量为 2m， 用手 托住，高度为 h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放 b 后，a 可能 达到 的最大高度为（ ） A． B．h C． D． 7．如图所示，卡车通过定滑轮以恒定的功率 P0 控绳，牵引河中的小船沿水面运动，已知小 船的质量为 m 沿水面运动时所受的阻力为 f，当绳 AO 段与水平面夹角为 θ 时，小船的速度 为 v，不计绳子与滑轮的摩擦，则此时小船的加速度等于（ ） A． B． C． D． 8.如图所示，将一横截面为扇形的物体 B 放在水平面上，一滑块 A 放在物体 B 上， 除了物体 B 与水平面间的摩擦力之外，其余摩擦忽略不计。已知物体 B 的质量为 M， 滑块 A 的质量为 m，重力加速度为 g。当整个装置静止时，A、B 接触面的切线与竖 直的挡板之间的夹角为 θ，下列选项正确的是（ ） A．物体 B 对水平面的压力大小为(M+m)g B．物体 B 受到水平面的摩擦力大小为 mgtanθ C．将物体 B 级慢向左移动一小段距离，滑块 A 对物体 B 的压力将变小 D．将物体 B 缓慢向左移动一小段距离，滑块 A 与竖直挡板之间的弹力将变大 9．一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前 5s 内做匀加速直线运动，5s 末达到额定功率， 之后保持以额定功率运动 其 图象如图所示 已知汽车的质量为 ，汽车 受到地面的阻力为车重的 倍，则以下说法正确的是 　　 A．汽车在前 5s 内的牵引力为 B．汽车速度为 时的加速度为 6 2.45= 2 3 h 4 3 h 5 3 h C．汽车的额定功率为 100 kW D．汽车的最大速度为 80 10.如图所示，在倾角为 30°的斜面上，质量为 1 kg 的小滑块从 a 点由静止下滑，到 b 点时 接触一轻弹簧.滑块滑至最低点 c 后，又被弹回到 a 点，已知 ab=0.6m，bc=0.4 m，重力加速 度 g 取 10m/s²，下列说法中正确的是（ ） A．滑块滑到 b 点时动能最大 B．整个过程中滑块和弹簧组成的系统机械能守恒 C．从 c 到 b 弹簧的弹力对滑块做了 5J 的功 D．弹簧的最大弹性势能为 2 J 11．如图所示，在光滑平面上有一静止小车，小车上静止地放置着一小物块，物块和小车间 的动摩擦因数为 μ＝0.3。用水平恒力 F 拉动小车，设物块的加速度为 a1，小车的加速度为 a2。当水平恒力 F 取不同值时，a1 与 a2 的值可能为(重力加速度 g 取 10 m/s2)(　　) A．a1＝2 m/s2，a2＝3 m/s2 B．a1＝3 m/s2，a2＝6m/s2 C．a1＝5 m/s2，a2＝3 m/s2 D．a1＝3 m/s2，a2＝3 m/s2 二、实验题（共计 11 分） 13．（4 分）在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度， 然后竖直悬挂让其自 然下垂，在其下端竖直向下施加外力 F，实验过程是在弹簧的弹 性限度内进行的．用记录的外力 F 与弹 簧的形变量 x 作出的 F- x 图线如图所示，由 图可知弹簧的劲度系数为_______．图线不过原点的原因是___________. 14．（6 分）用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一 端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小 车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为 f＝50 Hz.平衡摩擦力后，在保持实验小车 质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为 ；改变 砂桶中沙子的质量，重复实验三次． （1）在验证“质量一定，加速度 与合外力 的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙 所示的 图象，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能 有_____． A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足） B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度） C．砂桶和沙子的总质量 远小于小车和砝码的总质量 （即 ） D．砂桶和沙子的总质量 未远小于小车和砝码的总质量 ． （2）实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中 、 、 、 、 、 、 为相邻的计 数点，相邻两计数点间还有 4 个点未画出，则小车运动的加速度 ＝_____ .（结果保留 3 位 有效数字） （3）小车质量 一定，改变砂桶中沙子的质量，砂桶和沙子的总质量为 ，根据实验数据 描绘出的小车加速度 与砂桶和沙子的总质量 之间的 关系图象如图丁所示，则小车的质 量 _____ .（g=10m/s2） 三．计算题（本题共 4 小题，共 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，答案必须明确写出数值和单位） 15．（11 分）质量为 M 的木楔倾角为 θ=30o，在水平面上始终保持静止：当将一质量为 m 的 木块放在斜面上时正好匀速下滑，如图牌示如果用沿与斜面也成 θ=30o 角的力 F 拉木块，则 木块刚好匀速上滑，则 (1)拉力 F 的大小? (2)此时水平面对木楔的摩擦力和支持力是多大? 16．(10 分）宇航员到了某星球后做了如下实验：如图所示，在光滑的圆锥顶用长为 L 的细 线悬挂一质量为 m 的小球，圆锥顶角 2θ.当圆锥和球一起以周期 T 匀速转动时，球恰好对锥 面无压力．已知星球的半径为 R，万有引力常量为 G.求： (1)线的拉力的大小； (2)该星球表面的重力加速度的大小； (3)该星球的第一宇宙速度的大小； 17．(10 分）如图甲所示，一质量为 m=1 kg 的物体置于水平面上，在水平外力的作用下由 静止开始运动，水平外力随时间的变化情况如图乙所示，物体运动的速度随时间变化的情况 如下图丙所示，4 s 后图线没有画出。g 取 10 m/s2。求： （1）物体在第 3 s 末的加速度大小； （2）物体与水平面间的动摩擦因数； （3）物体在前 6 s 内的位移。 18. （14 分）如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道 AB 和圆轨道 BCD 组成，AB 和 BCD 相切于 B 点，OB 与 OC 夹角为 37 ，CD 连线是圆轨道竖直方向的直径 、D 为 圆轨道的最低点和最高点 ，可视为质点的小滑块从轨道 AB 上高 H 处的某点由静止滑下， 用力传感器测出滑块经过圆轨道最低点 C 时对轨道的压力为 F，并得到如图乙所示的压力 F 与高度 H 的关系图象，该图线截距为 2N，且过 点取 求： ° (C ) ( )0.5m,4N 210m/s .g = 滑块的质量和圆轨道的半径； 若要求滑块不脱离圆轨道，则静止滑下的高度为多少； 是否存在某个 H 值，使得滑块经过最高点 D 飞出后落在圆心等高处的轨道上若存在， 请求出 H 值；若不存在，请说明理由． ( )1 ( )2 ( )3 期中物理参考答案 一、选择题，本题共 11 小题，每小题 4 分，共 44 分．(第 1〜7 题只有一项符合题目要求， 第 8〜11 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). 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 A B D B C C D AD AC BC BD 二、实验题（共计 11 分） 12.(1)100 N/m　（2 分） (2)弹簧自身重力的影响 （2 分） 13．（1）BD （2 分） （2） 2.00 （2 分） （3） 0.4 （3 分） 四．计算题（本题共 4 小题，共 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，答案必须明确写出数值和单位） 14.解：（1）物体在斜面上匀速向下运动：mgsinθ=µmgcosθ， --------2 分 即：µ=tanθ= 施加拉力时，以斜面为 x 轴建立直角坐标系： y 方向：FN+Fsinθ=mgcosθ ---------2 分 x 方向：Fcosθ=mgsinθ+µFN ---------2 分 解得：F= = ---------1 分 （2）取木块和斜面整体为研究对象，合力为零，水平方向、竖直方向分别列平衡方程可得 f = ---------2 分 FN = (m+M)g-Fsin2θ = ---------2 分 15.解：（1）线的拉力在水平方向的分力提供向心力 ，----2 分 又因为半径 ，----1 分 解得线的拉力 ；----1 分 （2）线的拉力在竖直方向的分力与重力平衡，即 ，----2 分 解得该星球表面的重力加速度 ；----1 分 3 3 sin cos sin cos mg mgθ µ θ µ θ θ + + 3 2 mg cos2 3 4 mF gθ = 1 4 mg Mg+ （3）星球的第一宇宙速度即为该星球的近“地”卫星的环绕速度 v，设近“地”卫星的质量为 m′，根据向心力公式有 ，----2 分 解得 ；----1 分 16.（1）由 v﹣t 图象可知，物体在前 4s 做匀变速直线运动，所以物体在第 3s 末的加速度 a1 等于前 4s 内的加速度，根据 v﹣t 图象和加速度定义式： ----1 分 得， ----1 分 （2）在 0﹣4s 内，在水平方向：F1﹣μmg=ma1 ----2 分 解出：μ=0.4 ----1 分 （3）设前 4 s 的位移为 x1，由位移公式：x1= = 1×16=8m；----1 分 设 4 s 后物体运动时的加速度为 a2，则： F2﹣μmg=ma2 ----1 分 解得，a2=﹣2 m/s2 物体在 4s 末时的速度为 v′="4" m/s，设物体从 4s 末后运动时间 t2 速度减为 0，则： 0=v′+a2t2 解得：t2="2" s ----1 分 所以，物体在 6s 末速度恰好减为 0． 故后 2s 内的位移： ----1 分 代入数据，解得，x2=4m 所以物体在前 6s 内的位移 x=x1+x2="8+4=12" m ----1 分 17. 当 时，由图象截距可知 ----1 分 当小物块从 A 点静止下滑，由图象知， ，对轨道的压力 ----1 分 ----1 分 解得 ． ----1 分 ( )1 0H = 2F mg N= = 0.2m kg= 0.5mh = 1 4NF = 2 1 1 2mgh mv= 2 1 1 vF mg m R =− 1mR = 不脱离轨道分两种情况： ①到圆心等高处速度为零 有能量守恒可知，滑块从静止开始下滑高度 ----1 分 ②通过最高点，通过最高点的临界条件 ----1 分 设下落高度为 ， 由动能定理 ----1 分 解得 则应该满足下落高度 ----1 分 假设滑块经过最高点 D 后能直接落到直轨道 AB 上与圆心等高的 E 点： ----1 分 ----1 分 解得： ----1 分 而滑块过 D 点的临界速度 由于： ，所以存在一个 H 值，使得滑块经过最高点 D 后能直接落到直轨道 AB 上 与圆心等高的点 ----1 分 ----1 分 解得： ----1 分 ( )2 1 1mh R≤ = Dv gR= 0H ( ) 2 0 D 12 2mg H R mv=− 0 2.5H m= 2 2.5mh ≥ ( )3 sin37 ROE °= Dx OE v t= = 21 2R gt= D 5 5 m/s3v = DL 10m/sv gR= = D DLv v> ( ) 2 DL 12 2mg H R mv− = 97 .36H m=