福建省莆田九中2020届高三上学期中考试物理试卷

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

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：

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．

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).

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）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

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