高三物理期中考试

高三物理试卷一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．每小题只有一个选项符合题意O1．如图所示，质点在竖直面内绕O点沿顺时针方向做匀速圆周运动．S1、S2、S3、S4是圆周上的四个点，S1S3是过圆心的水平线，S2S4是过圆心的竖直线．现质点分别在S1、S2、S3、S4各点离开轨道后在空中运动一段时间落在水平地面上．若质点在空中运动时只受重力，则下列说法正确的是（）A．质点在S1离开轨道后在空中运动的时间一定最短B．质点在S2离开轨道后在空中运动的时间一定最短C．质点在S3离开轨道后落到地面上的速度一定最大D．质点在S4离开轨道后落到地面上的速度一定最大F1F2Ot/sF/N2．在光滑的水平面上，有一个物体同时受到两个水平力F1与F2作用，在第1s内物体保持静止状态．若力F1与F2随时间的变化关系如图所示，则物体（）A．在第2s内做加速运动，加速度大小逐渐减小，速度逐渐增大B．在第3s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大C．在第4s内做加速运动，加速度大小逐渐增大，速度逐渐增大D．在第5s末速度为零，加速度方向与F1方向相同ABC3．如图所示，三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面．已知这三个圆的半径成等差数列，A、B、C分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上．将电量为的电荷从A点移到C点，电势能减少．若取C点为零电势点（V），则B点的电势（）A．一定等于6VB．一定低于6VC．一定高于6VD．无法确定4．如图所示，一不可伸长的轻绳长为L，一端固定在O点，另一端系着一个质量为m的小球．开始小球处于A点细绳恰好拉直（绳中无拉力），现让小球由静止自由释放，则小球运动到O正下方的C点时绳子的拉力大小为（）A．4mgB．3.5mgC．3mgD．2.5mg5．如图所示，一根长为L的轻杆OA，O端用铰链固定，另一端固定着一个小球A，轻杆靠在一个质量为M、高为h的物块上．若物块与地面摩擦不计，则当物块以速度v向右运动时（此时杆与水平方向夹角为θ），小球A的线速度大小为（）A．B．C．D．二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分．14/146．某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g=10m/s2．则5s内物体的（）A．路程为65mB．位移大小为25m，方向竖直向上C．速度改变量的大小为10m/s，方向竖直向下D．平均速度大小为13m/s，方向竖直向上E.v0O7．如图所示，一个带电油滴从O点以初速度v0向右上方射入无限大的匀强电场E中，v0的方向与E方向成α角．现测得油滴到达运动轨迹的最高点P时速度大小仍为v0，则下列说法正确的是（）A．P点可能在O点的右上方B．P点可能在O点的左上方C．到达最高点P时，重力和电场力对油滴做功的功率都为0D．从抛出到最高点的过程中，油滴电势能的减少量一定等于重力势能的增加量ABO30°8．如图所示，倾角为30°的斜面体置于水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的滑轮O（可视为质点）．A的质量为m，B的质量为4m．开始时，用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动．将A由静止释放，在其下摆过程中斜面体始终保持静止．则在绳子到达竖直位置之前，下列说法正确的是（）A．物块B受到的摩擦力一直沿着斜面向上B．物块B受到的摩擦力先减小后增大C．绳子的张力一直增大D．地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右9．如图所示，在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块（可视为质点），A和B距轴心O的距离分别为rA=R，rB=2R，且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是fm，两物块随着圆盘转动始终与圆盘保持相对静止．则圆盘转动的角速度从0逐渐缓慢增大的过程中，下列说法正确的是（）A．B所受合外力大于A所受合外力B．A受到的摩擦力一直指向圆心C．B受到的摩擦力一直指向圆心D．A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为三、简答题：本题共2小题，共21分．把答案填在相应的横线上或按题目要求作答．10．（9分）与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况时常用的计时仪器．如图（甲）所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置．现利用如图（乙）所示的装置验证“机械能守恒定律”．方法是：在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连，连接好1、2两个光电门，在图示位置释放滑块后，光电计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的时间分别为△t1、△t2．已知滑块（含遮光板）质量为M、钩码质量为m、两光电门间距为s、遮光板宽度为L、当地的重力加速度为g．14/14图（乙）图（甲）（1）计算滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度的表达式为v1=________v2=__________（用题目中给定的字母表示）；（2）本实验中验证机械能守恒的表达式为（用题目中给定的字母表示）．次数12345678小车加速度a/m·s－21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.674.003.503.002.52.001.401.000.6011．（12分）如图所示是某同学设计的“探究加速度a与力F、质量m的关系”的实验．图（甲）为实验装置简图，图中A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度a可由纸带求得．图（甲）图（乙）纸带运动方向→vABDCa/m·s-2/kg-1O（1）图（乙）为某次实验得到的纸带（交流电的频率为50Hz），根据图中的数据求出小车加速度大小为m/s2；（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如表中所示．根据表中数据，在右图坐标纸中作出F不变时a与1/m的图像；从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是；FOa图（丙）（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F14/14图线如图（丙）所示，该图线不通过坐标原点，其主要原因是；四、计算或论述题：本题共5小题，共68分．解答时请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的单位．θ12．（12分）滑水运动是一项非常刺激的水上运动，研究表明：在进行滑水运动时，水对滑板的作用力FN方向垂直于板面，大小为kv2（其中v为滑板速率、水可视为静止）．如图所示在某次运动中，滑板在水平牵引力的作用下做匀速直线运动，此时滑板与水面的夹角θ=37°，相应的k=54kg/m，人和滑板的总质量为108kg．（g=10m/s2，sin37°=0.6，忽略空气阻力）（1）水平牵引力的大小；（2）滑板的速率；（3）水平牵引力的功率．AOECDB图（乙）AEBPθO图（甲）13．（12分）如图（甲）所示，在场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场中存在着一半径为R的圆形区域，O点为该圆形区域的圆心，A点是圆形区域的最低点，B点是圆形区域最右侧的点．在A点有放射源释放出初速度大小不同、方向均垂直于场强方向向右的正电荷，电荷的质量为m、电量为q，不计电荷重力、电荷之间的作用力．（1）某电荷的运动轨迹和圆形区域的边缘交于P点，如图（甲）所示，∠POA=θ，求该电荷从A点出发时的速率．（2）若在圆形区域的边缘有一接收屏CBD，如图（乙）所示，C、D分别为接收屏上最边缘的两点，∠COB=∠BOD=30°．求该屏上接收到的电荷的最大动能和最小动能．14．（14分）如图所示为我国“嫦娥一号卫星”14/14从发射到进入月球工作轨道的过程示意图．在发射过程中经过一系列的加速和变轨，卫星沿绕地球“48小时轨道”在抵达近地点P时，主发动机启动，“嫦娥一号卫星”的速度在很短时间内由v1提高到v2，进入“地月转移轨道”，开始了从地球向月球的飞越．“嫦娥一号卫星”在“地月转移轨道”上经过114小时飞行到达近月点Q时，需要及时制动，使其成为月球卫星．之后，又在绕月球轨道上的近月点Q经过两次制动，最终进入绕月球的圆形工作轨道I．已知“嫦娥一号卫星”质量为m0，在绕月球的圆形工作轨道I上运动的周期为T，月球的半径r月，月球的质量为m月，万有引力恒量为G．　　（1）求卫星从“48小时轨道”的近地点P进入“地月转移轨道”过程中主发动机对“嫦娥一号卫星”做的功（不计地球引力做功和卫星质量变化）；（2）求“嫦娥一号卫星”在绕月球圆形工作轨道І运动时距月球表面的高度；（3）理论表明：质量为m的物体由距月球无限远处无初速释放，它在月球引力的作用下运动至距月球中心为r处的过程中，月球引力对物体所做的功可表示为．为使“嫦娥一号卫星”在近月点Q进行第一次制动后能成为月球的卫星，且与月球表面的距离不小于圆形工作轨道І的高度，最终进入圆形工作轨道，其第一次制动后的速度大小理论上应满足什么条件？轨道І24h轨道48h轨道16h轨道轨道Ⅲ地月转移轨道轨道ⅡPQAB30°L15．（14分）如图所示，在倾角θ=300、足14/14够长的斜面上分别固定着相距L=0.2m的A、B两个物体，它们的质量为mA=mB=1kg，与斜面间的动摩擦因数分别为和．在t=0时刻同时撤去固定两物体的外力后，A物体将沿斜面向下运动，并与B物体发生连续碰撞（碰撞时间极短忽略不计），每次碰后两物体交换速度．（g=10m/s2）求：（1）A与B第一次碰后瞬时B的速率？（2）从A开始运动到两物体第二次相碰经历多长时间？（3）至第n次碰撞时A、B两物体通过的路程分别是多少？16．（16分）如图甲所示，光滑的水平地面上固定一长L＝1.7m的木板C，C板的左端有两个可视为质点的物块A和B，其间夹有一根原长为1.0m、劲度系数k＝200N/m的轻弹簧，此时弹簧没有发生形变，且与物块不相连．已知mA=mC=20kg，mB=40kg，A与木板C、B与木板C的动摩擦因数分别为μA=0.50和μB=0.25．假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．现用水平力F作用于A，让F从零开始逐渐增大，使A缓慢移动而逐渐压缩弹簧，压缩了一定量后又推动B缓慢移动．当B缓慢向右移动0.5m时，使弹簧储存了弹性势能E0．（g=10m/s2）问：（1）以作用力F为纵坐标，物块A移动的距离为横坐标，试通过定量计算在图乙的坐标系中画出推力F随物块A位移的变化图线．（2）求出弹簧储存的弹性势能E0的大小．（3）当物块B缓慢地向右移动了0.5m后，保持A、B两物块间距不变，将其间夹有的弹簧更换，使得压缩量相同的新弹簧储存的弹性势能为12E0，之后同时释放三物体A、B和C，已被压缩的轻弹簧将A、B向两边弹开，设弹开时A、B两物体的速度之比始终为2：1．求哪一物块先被弹出木板C？最终C的速度是多大？班级__________学号_______________姓名_________________密封线内请不要答题　　金陵中学2022-2022年度第一学期期中考试高三物理答卷纸14/14a/m·s-2/kg-1O三、简答题：本题共2小题，共21分．把答案填在相应的横线上或按题目要求作答．10．（1）______________________________________（2）__________________________________________11．（1）___________________（2）在右图作图_____________________（3）_________________________________________四、计算或论述题：本题共5小题，共68分．解答时请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的单位．12．（12分）（3）______________13．（12分）14．（14分）14/1415．（14分）14/1416．（16分）14/14参考答案:/kg-1a/ms-201234121.D2.B3.B4.B5.A6.AB7.ABD8.BCD9.ACD14/1410.（1）（2）’11.（1）3.0(2.6—3.4)（2）如图所示（2分）a＝1/(2m)（3）实验前未平衡摩擦力12.（1）以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示由共点力平衡条件可得①②由①、②联立，得F=810N(2)得m/s(3)水平牵引力的功率P=Fv=4050W13.（1）根据动能定理，主发动机在嫦娥一号卫星进入地月转移轨道过程中对卫星做的功……………………………………………………………6分（2）设“嫦娥一号卫星”在圆轨道І上运动时距月球表面的高度为h，根据万有引力定律和向心力公式有……………4分解得：……………………………………………4分（3）设“嫦娥一号卫星”在近月点进行第一次制动后，在圆轨道І上运动的速度为u1，则………………………………………………………1分14/14解得：…………………………………………………………1分设“嫦娥一号卫星”在通过近月点脱离月球引力束缚飞离月球的速度为u2，根据机械能守恒定律=0…………………………………………………………1分解得：u2=………………………………………………………1分所以，“嫦娥一号卫星”在近月点进行第一次制动后的速度u应满足的条件是:……………………………………………2分14.解：（1）a=Rsinθ=v0tR-Rcosθ=at2由以上三式得v0=（2）由（1）结论得粒子从A点出发时的动能为mv02==则经过P点时的动能为Ek=Eq(R-Rcosθ)+mv02=EqR(5-3cosθ)可以看出，当θ从0°变化到180°，接收屏上电荷的动能逐渐增大，因此D点接收到的电荷的末动能最小，C点接收到的电荷的末动能最大。最小动能为：EkD=Eq(R-Rcosθ)+mv0D2=EqR(5-3cos60°)=EqR最大动能为：EkC=Eq(R-Rcosθ)+mv0C2=EqR(5-3cos120°)=EqR15．解：（1）A与C间的摩擦力为(1分)B与C间的摩擦力为14/14(1分)推力F从零逐渐增大，当增大到100N时，物块A开始向右移动压缩弹簧（此时B仍然保持静止），设压缩量为x，则力(1分)当x=0.5m时，力,此时B将缓慢地向右移动。（1分）B移动0.5m后，B离开木板C的右端0.2m，A离开木板C端0.1m。（1分）作出力F随A位移的变化图线如答图6所示。（2分）（2）在物块B移动前，力F作用于物块A，压缩弹簧使弹簧储存了弹性势能E0，物块A移动了s=0.5m,此后物块AB以相同的速度向右移动，弹簧储存的弹性势能不变。设物块A开始移动0.5m的过程中，力F做功W，由能量守恒有（3）撤去力F之后，AB两物块给木板C的摩擦力的合力为零，故在物块AB滑离木板C之前，C仍静止不动。由题可知，始终有(1分)当物块B在木板C上向右滑动了0.2m，物块A则向左滑动了0.4m，但A离木板C的左端还有d=0.6m.可见，物块B先滑离木板C。(1分)并且两物体的相对位移△s=0.4m+0.2m=0.6m﹥0.5m（弹簧的压缩量），弹簧储存的弹性势能已全部释放，由能量守恒定律有………（2分）由式求出物块B滑离木板C时A物块的速度为vA=4m/s………（1分）对A：f=mAaAaA=5m/s2对C：f=mcacac=5m/s2滑离CsA=VAt-aAt2/2sc=act2/2所以0.6=VAt-aAt2/2-act2/2t=0.2vc=act=5×0.2=1m/s16．答案．(1)A物体沿斜面下滑时有　　　　　　　　∴m/s2　　　　　（1分）B物体沿斜面下滑时有∴　　　　　　　（1分）综上分析可知，撤去固定A、B的外力后，物体B恰好静止于斜面上，物体A14/14将沿斜面向下做匀加速直线运动．（1分）由运动学公式得A与B第一次碰撞前的速度（1分）由于AB碰撞后交换速度，故AB第一次碰后瞬时，B的速率（1分）(2)从AB开始运动到第一次碰撞用时（1分）两物体相碰后，A物体的速度变为零，以后再做匀加速运动，而B物体将以的速度沿斜面向下做匀速直线运动．（1分）设再经t2时间相碰，则有（1分）解之可得t2=0.8s　　　　　　　（1分）故从A开始运动到两物体第二次相碰，共经历时间t=t1+t2=0.4+0.8=1.2s（2分）（3）从第2次碰撞开始，每次A物体运动到与B物体碰撞时，速度增加量均为Δv=at2=2.5×0.8m/s=2m/s，由于碰后速度交换，因而碰后B物体的速度为：第一次碰后：vB1=1m/s第二次碰后：vB2=2m/s第三次碰后：vB3=3m/s……第n次碰后：vBn=nm/s每段时间内，B物体都做匀速直线运动，则第n次碰前所运动的距离为sB=[1+2+3+……+（n-1）]×t2=m(n=1，2，3，…，n-1)（3分）A物体比B物体多运动L长度，则sA=L+sB=[0.2+]m　　　　（2分）14/14