河北省正定中学2021届高三上学期第二次半月考物理试题+Word版含答案

河北正定中学高三第二次半月考试卷

物  理  试  题

（考试时间：90分钟　分值：100分）

第Ⅰ卷（选择题共40分）

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．下列关于物理学史和物理研究方法的叙述中正确的是（　　）

A．牛顿进行了“月—地检验”，得出“使月球绕地球运动的力”和“使苹果落地的力”都遵从同样的规律

B．亚里士多德提出了力是改变物体运动状态的原因

C．加速度和的定义都运用了比值法

D．根据速度定义式，当△t非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了微元法

2．如图甲、乙所示为某物体运动的位移-时间图线和速度-时间图线，由图可知，在0~t1时间内（　　）

A．物体做的是曲线运动                  B．物体做加速度越来越小的运动

C．图甲中时刻，图线的斜率为       D．x1－x0＞t1

3．如图所示，质量为m的小球在细线A和轻弹簧B的共同作用下保持静止，其中细线A水平，左端固定于竖直墙壁，轻弹簧B上端固定于天花板，轴线与竖直方向的夹角为60°，已知轻弹簧B的劲度系数为k，重力加速度为g。则（　　）

A．细线A中拉力的大小为mg   B．轻弹簧B中拉力的大小为mg

C．轻弹簧B的伸长量为    D．突然剪断弹簧B的瞬间，小球的加速度a大小为

4．如图所示，水平桌面由粗糙程度不同的AB、BC两部分组成，且AB=BC，小物块P（可视为质点）以某一初速度从A点滑上桌面，最后恰好停在C点。已知物块经过AB与BC两部分的时间之比为1：4，则物块P与桌面上AB、BC部分之间的动摩擦因数、之比为（P物块在AB、BC上所做的运动均可看作匀变速直线运动）（    ）

A．1：1 B．1：4 C．4：1 D．8： 1

5．如图所示，在水平桌面上叠放着质量均为m的木板A、B以及木块C，初始时刻木板与木块均处于静止状态，A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g。现将水平轻绳一端固定在A上，另一端绕过光滑定滑轮系一质量为M的物块D。则以下判断正确的是（   ）

A．当时，木板B开始滑动         B．不管M多大，木板B一定保持静止

C．A、C之间的摩擦力大小一定等于     D．B受到地面的摩擦力大小不可能等于Mg

6．质量为m的光滑小球恰好放在质量也为m的圆弧槽内，它与槽左、右两端的接触点分别为A点和B点，圆弧槽的半径为R，OA与水平线AB成60°角，槽放在光滑的水平桌面上，通过细绳和滑轮与重物C相连，桌面上的那段细绳始终处于水平状态，通过实验知道，当槽的加速度很大时，小球将从槽中滚出，滑轮与细绳的质量都不计，要使小球不从槽中滚出，则重物C的质量M应小于（　　）

A． m B．2m C．（－1）m D．（＋1）m

7．一种定点投抛游戏可简化为如图所示的模型，以水平速度v1从O点抛出小球，正好落入倾角为θ的斜面上的洞中，洞口处于斜面上的P点，OP的连线正好与斜面垂直；当以水平速度v2从O点抛出小球，小球正好与斜面在Q点垂直相碰。不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．小球落在P点的时间是        B．Q点在P点的下方

C．v1>v2                                                D．落在P点的时间与落在Q点的时间之比是

8．如图所示，倾角为 θ＝37°的传送带以速度 v＝2 m/s 沿图示方向匀速运动。现将一质量为2 kg的小木块，从传送带的底端以 v0＝4 m/s 的初速度，沿传送带运动方向滑上传送带。已知小木块与传送带间的动摩擦因数为 μ＝0.5，传送带足够长， sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取 g＝10 m/s2。小物块从滑上传送带至到达最高点的过程中，下列说法正确的是（     ）

A．运动时间为 0.4 s           B．发生的位移为 1.2 m

C．产生的热量为 9.6 J         D．摩擦力对小木块所做功为 12.8 J

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。

9．如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点，已知A、B、C绕地心运动的周期相同。下列说法正确的是（    ）

A．相对于地心，卫星C的运行速率等于物体A的速率

B．相对于地心，卫星C的运行速率大于物体A的速率

C．卫星B在P点的运行加速度等于卫星C在该点的运行加速度

D．卫星B在P点的运行加速度大于卫星C在该点的运行加速度

10．质量为m的汽车在平直路面上由静止匀加速启动，运动过程的v－t图像如图所示，已知t1时刻汽车达到额定功率，之后保持额定功率运动，整个过程中汽车受到的阻力大小恒定。则（　　）

A．在0~t1时间内，汽车加速度大小为   B．t1时刻汽车牵引力与t2时刻汽车牵引力相等

C．汽车受到的阻力大小为 D．在t1~t2时间内，汽车克服阻力做功为

11．如图所示，物体P、Q用轻绳连接后跨过定滑轮，物体P放在倾角为的长木板上，用手按住P，使P、Q处于静止状态。P的质量m，Q离地面的高度为H，现由静止释放P。若Q的质量为m，Q落地后P还能沿斜面再上升的最大距离为s1；若Q的质量为2m，Q落地后P还能再上升的最大距离为s2。已知Q落地后不反弹，不计滑轮处的摩擦，sin=0.6。则下列说法中正确的是（　　）

A．若长木板光滑，则s2等于           B．若长木板粗糙，则s2小于

C．若长木板粗糙，到Q落地前瞬间，两次运动过程中P、Q系统损失的机械能相同

D．若长木板粗糙，直到稳定时，P、Q系统减少的重力势能等于P克服摩擦力做的功

12．如图所示，足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量均为m的光滑小球A、B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度ω绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度为ω0时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　）

A．小球均静止时，弹簧的长度为L-    B．角速度ω=ω0时，小球A对弹簧的压力为mg

C．角速度ω0=         D．角速度从ω0继续增大的过程中，弹簧的形变量增大

第Ⅱ卷（非选择题共60分）

三、非选择题：本题共6小题，共60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。

13．（6分）用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图所示，拍摄时，光源的频闪频率为10Hz，a球从A点水平抛出的同时，b球自B点开始下落，背景的小方格为相同的正方形。重力加速度g取10m/s2，不计阻力。

(1)根据照片显示的信息，下列说法中正确的是___________

A．只能确定b球的运动是自由落体运动

B．不能确定a球沿竖直方向的运动是自由落体运动

C．只能断定a球的运动是水平方向的匀速直线运动

D．可以确定a球的实际运动是沿水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成

(2)根据照片信息可求出a球的水平速度大小为___________m/s；当a球与b球运动了___________s时它们之间的距离最小．

14．（6分）利用如图所示的实验装置验证动能定理时，完成了如下的操作：

A．取下牵引滑块的细绳，将长木板的右端适当垫高以平衡摩擦力；

B．挂上细绳，将滑块由光电门右侧适当位置静止释放，记录遮光条通过光电门时的挡光时间，同时读出力传感器的示数F；

C．测量遮光条的宽度d，遮光条到光电门的距离L。

已知当地的重力加速度为g。回答下列问题：

(1)该实验_____（填“要求”或“不要求”）钩码的质量远远小于滑块和遮光条的质量；

(2)为了验证动能定理，如果以滑块为研究对象，该实验还应测量_____

a.滑块和遮光条的质量M     b.钩码的质量m     c.滑块和遮光条以及钩码的质量M+m

则表述动能定理的关系式应为_____（用以上对应物理量的符号表示）

15．（10分）某型号小汽车发动机的额定功率为24 kW，汽车连同驾乘人员总质量为m＝2000 kg，在水平路面上行驶时受到恒定的阻力是800 N，求：

（1）汽车在额定功率下匀速行驶的速度大小；

（2）汽车在额定功率下行驶，速度为20 m/s时的加速度大小。

16．（10分）动量守恒定律和能量守恒定律是自然界的基本规律，请结合相关知识完成下列问题： 

“引力弹弓”是指我们发射的深空探测器在探索太阳系或太阳系以外的宇宙空间过程中可以借助星球的引力实现助推加速，从而达到节省燃料，延长探测器有效工作时间的目的．例如1977年美国宇航局发射的旅行者一号空间探测器现已成为第一个飞出太阳系进入星际介质的探测器，它在运行的过程中就借助了木星和土星的引力助推作用从而具有了飞出太阳系的动能．

如图所示为一个最简单的“引力弹弓”模型，假设太阳系内一探测器以大小为V的速度向右飞行，同时某一行星向左以大小为U的速度运动（V与U均以太阳为参考系），探测器在靠近行星的过程中被行星引力吸引改变运动方向并最终与行星同向运动并脱离行星．请你运用所学知识证明此时探测器获得的速度大小为2U+V（证明时可认为探测器质量远远小于行星质量，不考虑其它星体万有引力的影响）．

17．（14分）如图甲所示，下表面光滑的长木板B静止放在水平面上，质量为m3=2.0kg的物块C放在长木板的最右端，质量为m1=1kg的物块A从距长木板B左侧s0=9.5m处以某一初速度向长木板运动，一段时间后物块A与长木板B发生弹性碰撞（碰撞时间极短），以长木板B开始运动作为计时起点，长木板B和物块C运动的v-t图象如图乙所示，已知物块A与地面间的动摩擦因数为，物块C与长木板B间的动摩擦因数为，重力加速度g=10m/s2。求：

(1)长木板B的质量m2；

(2)物块A的初速度v0；

(3)A静止时，系统A、B、C由于摩擦产生的热量Q。

18．（14）如图所示，光滑水平地面上有质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，其中甲车由半径R=1.0m的四分之一光滑圆弧轨道AB和未知长度的光滑水平轨道BC构成；乙车由水平轨道和固定在车右端的轻质弹簧构成，其中水平轨道除EF段粗糙外其余部分均光滑。两车的C、D端等高且接触良好，现已锁定在一起。在甲车的圆弧轨道A端和B端分别有一质量m=1kg可看作质点的滑块，初始状态滑块1和滑块2均静止，现松手让滑块1从圆弧轨道滑下，滑块1和滑块2在甲车的最右端C处发生弹性碰撞，碰撞瞬间两车解除锁定分离，之后滑块2在乙车上运动。已知滑块2在乙车上运动期间弹簧储存的最大弹性势能值是J，弹簧形变始终没有超出最大限度。求：（g=10 m/s2）

(1)两滑块碰撞前，滑块1的速度大小和水平轨道BC部分的长度L；

(2)滑块2第一次经过EF区域时，产生的内能Q；

(3)滑块2最终离开乙车时相对地面的速度大小和方向。                                      

参考答案

1．A   2．C   3．C   4．D   5．B   6．D   7．D   8．C  

9．BC  10．AC   11．A C   12．AC

13．D    1    0.2   

【解析】

第一空.因为相邻两照片间的时间间隔相等，水平位移相等，知小球在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上的运动规律与b球运动规律相同，知竖直方向上做自由落体运动．故D正确，ABC错误．

第二空.根据△y=gT2=10×0.01m=0.1m．所以2L=0.1m，所以平抛运动的初速度．

第三空.因为两球在竖直方向上都做自由落体运动，所以位移之差恒定，当小球a运动到与b在同一竖直线上时，距离最短，则

14．不要求    a       

【解析】(1)[1]该实验中有传感器测量滑块所受的拉力，则不要求钩码的质量远远小于滑块和遮光条的质量；

(2)[2]为了验证动能定理，要验证的表达式为

如果以滑块为研究对象，该实验还应测量滑块和遮光条的质量M，故选a；

[3]则表述动能定理的关系式应为

15．（1）30m/s；（2）0.2m/s2

【解析】（1）汽车匀速行驶时，牵引力F等于阻力Ff，即F=Ff

由功率公式可得P=Fv

代入数据得v=30 m/s

（2）设v1=20 m/s时汽车牵引力为F1，则P=F1v1

根据牛顿第二定律F1-Ff=ma

代入数据得a=0.2 m/s2

16．【解析】设探测器质量为m，行星质量为M，脱离时探测器速度大小为V1，行星速度大小为V2，取行星和探测器系统为研究对象，U方向为正

由动量守恒定律可知：        ⑤

探测器靠近和脱离行星时可认为系统万有引力势能没变，故由能量守恒有：

    ⑥

⑤⑥联立可知：   

因为，所以，，所以，证毕．

17．(1)2.0kg；(2)10m/s；(3)32J

【解析】(1)根据图乙可知，长木板B的加速度大小为

根据牛顿第二定律可得

联立解得

(2)物块A与长木板B发生弹性碰撞，根据动量守恒定律有

根据能量守恒可得

联立即得v＝9m/s

对于物块A，以初速度v0向右减速运动与长木板B碰撞的过程，根据动能定理有

解得

(3)对物块A反向后，，当A停下后，即，解得t=3s

由于碰撞过程中不损失机械能，碰撞前后损失的机械能均为克服摩擦力而做功，故产生的热量为

由图乙可知，解得Q=32J

18.(1)4m/s，0.25m；(2)；(3)2m/s，方向水平向左

【解析】(1)设两滑块碰撞前滑块1的速度为v1，甲、乙两车的速度为v2，甲、乙车整体和滑块1在滑块下滑过程中，由水平方向动量守恒以及能量守恒可得

解得，

滑块1从圆弧A端下滑时，甲、乙车整体和滑块1水平方向动量守恒

代入数据求得L=0.25m

(2)根据滑块1与滑块2质量相等发生弹性碰撞，速度交换，所以滑块2的速度

之后甲、乙车分离，滑块2与乙车水平方向动量守恒，达到共速时弹簧最短

由m与M动量守恒和总能量守恒

设发热为Q，则有

代入数据求得

(3)滑块2与乙车分离时又经过一次粗糙面，系统机械能减少Q，设滑块离开乙车时对地速度为，乙车速度为，由水平方向动量守恒

由能量守恒

代入数据求得（不合题意，舍去），

即滑块2最终离开乙车时的速度为2m/s，方向水平向左。