2020福建省福清西山学校高中部高三上学期期中考试物理试题含答案

www.ks5u.com福清西山学校高中部2019-2020学年期中高三物理试卷

一、单选题（共8小题，每小题4分，共32分）

1．“梧桐一叶落，天下尽知秋。” 如图所示，某日清晨，无风，明月同学在上学路上经过一株梧桐树下，恰看到一片巴掌大小的梧桐树叶脱离枝杈飘落到地面。据明月估测，脱离处离地面竖直高度约4m。根据你所学的物理知识判断，这片树叶在空中飘落的总时间可能是(    )

A．0.2s B．0.4s C．0.8s D．3s

2．质量不同的物体，从不同高度以相同的速度同时水平抛出，不计空气阻力。下列说法正确的是(    )

A．质量大的物体先落地 B．低处的物体先落地

C．质量小的物体先落地 D．高处的物体先落地

3．如图所示为山边公路的横截面，实线EF表示倾角为的软层面，沿着这个层面可能产生滑动。质量为1.0×107kg的石块B与上面的岩石之间有一大裂缝（称为节理），仅靠与层面间的摩擦力使它不致滑落，石块与层面间的滑动摩擦因数为0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若有水渗入节理，会结冰膨胀，对石块施加一个平行于EF层面的作用力，导致石块向下滑动。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　）

A.没有水渗入节理时，石块共受两个力的作用

B.没有水渗入节理时，石块所受摩擦力大小为

C.当有水渗入节理时，层面对石块支持力跟原来相比变小了

D.当有水渗入节理时，至少需要平行力才能使石块滑动

4．一列火车由车头和9节相同车箱组成。当该列火车在铁路上加速行驶时，正中间的一节车箱的前端受到的拉力为，后端受到的拉力为，则与之比（）

A．2：3    B．3：2    C．4：5    D．5：4

5．如图所示，小球a的质量为2m,小球b质量的m，分别与轻弹簧A、B和轻绳相连接并处于平衡状态。轻弹簧A与竖直方向夹角为53°，则下列说法中正确的是(　　)

A．轻弹簧A、B的弹力之比为4∶1      

B．轻弹簧A、B的弹力之比为2∶1

C．轻绳剪断瞬间a、b的加速度分别为2g和0

D．轻绳剪断瞬间a、b的加速度分别为3g和0

6．如图所示,轻杆长为L一端固定在水平轴上的O点,另一端系一个小球(可视为质点).小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动,且能通过最高点,g为重力加速度.下列说法正确的是(  )

A．小球通过最高点时速度不可能小于

B．小球通过最高点时速度为时，球对杆有向下的弹力

C．小球通过最高点时速度为时，球对杆有向下的弹力

D．要使小球能通过最高点，小球在最低点速度至少为

7．嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示。假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力，则(　　)

A．若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可算出月球的密度

B．嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时，应让发动机点火使其加速

C．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度

D．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点和环月段圆轨道上P点加速度相同

8．如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，以下说法正确的是(    )

A．台阶对人的摩擦力对人做负功

B．台阶对人的总作用力方向沿竖直向上

C．在此过程中人处于失重状态

D．人对台阶的压力大小等于台阶对人的支持力的大小

二、多选题（共4小题，每小题4分，共16分）

9．如图所示，倾角为的斜面体C置于水平地面上，一条细线一端与斜面上的物体B相连，另一端绕过质量不计的定滑轮与物体A相连，定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O点，细线与竖直方向成角，A、B、C始终处于静止状态，下列说法正确的是　　

A．若仅增大A的质量，B对C的摩擦力一定减小

B．若仅增大A的质量，地面对C的摩擦力一定增大

C．若仅增大B的质量，悬挂定滑轮的细线的拉力可能等于A的重力

D．若仅将C向左缓慢移动一点，角将增大

10．甲、乙两车从t=0时刻开始在一条平直公路上相向行驶，其v-t图象分别如图中的直线A和B所示，已知两车在t=8s时相遇，由图可知

A．t=4s时，甲、乙两车相距最远

B．t=6s时，甲、乙两车第一次相遇

C．t=0时，甲、乙两车相距16m

D．甲、乙两车两次相遇的地点相距12m

11．如图，一足够长的倾斜传送带顺时针匀速转动。一小滑块以某初速度沿传送带向下运动，滑块与传送带间的动摩擦因数恒定，则其速度v随时间t变化的图象可能是

12．如图所示，轻弹簧一端固定在O点，另一端与质量为m的带孔小球相连，小球套在竖直固定杆上，轻弹簧自然长度正好等于O点到固定杆的距离OO′。小球从杆上的A点由静止释放后，经过B点时速度最大，运动到C点时速度减为零。若在C点给小球一个竖直向上的初速度v，小球恰好能到达A点。整个运动过程中弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是

A．从A下滑到O′的过程中，弹簧弹力做功的功率先增大后减小

B．从A下滑到C的过程中，在B点时小球、弹簧及地球组成的系统机械能最大

C．从A下滑到C的过程中，小球克服摩擦力做的功为

D．从C上升到A的过程中，小球经过B点时的加速度为0

三、实验题（共2小题，共15分）

13．（7分）为了探究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)

（1）实验时，一定要进行的操作或保证的条件是___。

A.用天平测出砂和砂桶的质量

B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C.小车靠近打点计时器，先接通电源再释放小车，打出一条纸带，并记录弹簧测力计的示数

D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带

E.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有两个点没有画出)。已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为___m/s2(结果保留两位有效数字)。

（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为____。

A.2tan θ     B.    C.k     D.

14．（8分）由于空间站处于完全失重状态，不能利用天平等仪器测量质量，为此某同学为空间站设计了如图所示(a)的实验装置，用来测量小球质量。图中弹簧固定在挡板上，轨道B处装有光电门，可以测量出小球经过光电门的时间。该同学设计的主要实验步骤如下：

(ⅰ)用游标卡尺测量小球的直径d

(ⅱ)将弹簧固定在档板上

(ⅲ)小球与弹簧接触并压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x

(ⅳ)由静止释放小球，测量小球离开弹簧后经过光电门的时间t，计算出小球离开弹簧的速度v

(ⅴ) 改变弹簧的压缩量，重复步骤(ⅲ)、(ⅳ)多次

(ⅵ) 分析数据，得出小球的质量

该同学在地面上进行了上述实验，请回答下列问题

(1)步骤(ⅰ)中游标卡尺示数情况如图(b)所示，小球的直径d＝___cm；

(2)某一次步骤(ⅲ) 中测得弹簧的压缩量为1 cm，对应步骤(ⅳ)中测得小球通过光电门的时间为7.50 ms，则此次小球离开弹簧的速度v＝______m/s；

(3)根据实验得到的弹簧的形变x与对应的小球速度v在图(c)中描出了对应的点，请将(2)问中对应的点描出，并画出v-x图像。

(4)已知实验所用弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量x2之间的关系如图(d)所示，实验测得小球的质量为_____kg。

四、解答题（共3小题，共37分）

15．（12分）我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.如图 所示，质量m=60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始，在无助力的情况 下以加速度a=3.6m/s2匀加速滑下，到达B点时速度vB=24m/s， A与B的竖直高度差 H=48m.为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台D点之间用一段弯曲滑道 BCD衔接，B与C点的高度差h=4.8m，忽略BCD上的摩擦.求：

（1）斜面AB的长度xAB和运动员在AB上的运动时间t各是多大

（2）运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小；

（3）经过C处时对轨道的压力FN的大小

16．（12分）春节放假期间，全国高速公路免费通行，小轿车可以不停车通过收费站，但要求小轿车通过收费站窗口前x0=9m区间的速度不超过v0=6m/s。现有甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以v甲=20m/s和v乙=34m/s的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后。甲车司机发现正前方收费站，开始以大小为a甲=2m/s2的加速度匀减速刹车。

(1)甲车司机需在离收费站窗口至少多远处开始刹车才不违章；

(2)若甲车司机经刹车到达离收费站窗口前9m处的速度恰好为6m/s并以这一速度开始匀速通过收费站窗口，乙车司机在发现甲车刹车时经t0=0.5s的反应时间后开始以大小为a乙=4m/s2的加速度匀减速刹车。为避免两车相撞，且乙车在收费站窗口前9m区不超速，则在甲车司机开始刹车时，甲、乙两车至少相距多远？

17．（13分）如图所示，在粗糙的水平面上一木板B正向右运动，当其速度为时，将一小木块A无初速度地放在其右端，从此时开始计时，A、B的的速度随时间变化的部分图象如图所示.已知A、B的质量分别为，，重力加速度，木块始终没有离开木板.求：

（1）木板的初速度；

（2）木板的最小长度.

参考答案

1．D2．B3．D4．D5．C6．C7．D8．D9．BD10．CD11．BC12．AC

13．BCD    1.3    D   

【详解】

（1）［1］AE.本题拉力可由弹簧秤测出，也就不需要用天平测出砂和砂桶的质量，更不需要满足砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M这个条件，故AE错误；

B.弹簧测力计测出拉力，从而表示小车所受的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；

C.打点计时器运用时，小车靠近打点计时器，先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要同时记录弹簧测力计的示数，故C正确；

D. 改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故D正确。

（2）［2］由于两计数点间还有两个点没有画出，故时间间隔T=0.06s，由逐差法可得加速度

（3）［3］弹簧测力计的示数，由牛顿第二定律2F=ma，小车的质量m==。

A. 小车的质量为2tan θ，与分析不一致，故A错误；

B. 小车的质量为，与分析不一致，故B错误；

C. 小车的质量为k，与分析不一致，故C错误；

D. 小车的质量为，与分析相一致，故D正确。

14．1.50    2       0.05   

【详解】

(1)游标卡尺的主尺读数为：1.5cm，游标尺上第0个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0×0.1mm=0.0mm=0.00 cm，所以最终读数为：1.5cm+0.00cm=1.50cm；

(2)根据在极短时间内的平均速度等于瞬时速度得：小球通过光电门时的速度大小

(3)根据实验得到的弹簧的形变x与对应的小球速度v在图中描出了对应的点，用直线连接如图所示

；

斜率，小球速度v与弹簧的形变x为；

(4)根据能量守恒定律可得，可得，由弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量x2之间的关系图可得，实验测得小球的质量为

15．（1）80m；6.67s（2）144N（3）2280N

【详解】

(1)运动员在AB段做匀加速直线运动，则有：

解得：，

由速度公式得：

；

(2)设斜面与水平面的夹角为，由几何知识得：

，所以，

由牛顿第二定律得：

代入数据解得：；

(3)运动员从B到C由动能定理得：

在C点由牛顿第二定律得：

由几何关系得：

联立解得：

由牛顿第三定律可知，经过C处时对轨道的压力为2280N。

16．(1) 100m  (2) 66m

【详解】

(1)对甲车速度由20m/s减速至6m/s的位移为：

x2=x0+x1=100m

即甲车司机需在离收费站窗口至少100m处开始刹车

(2)设甲、乙两车速度相同时的时间为t，由运动学公式得：v乙-a乙（t-t0）=v甲-a甲t
代入数据解得：

t=8s

相同速度

v=v甲-a甲t=4m/s＜6m/s

二者不相撞的临界条件是二者速度为4m/s时，二者速度减为4m/s时如果不相撞，那么它们减到6m/s时一定不会相撞。因为题目要求二者的速度不能超过6m/s，所以为避免二者不相撞，二者开始的最小距离都按减到6m/s时计算乙车从开始以34m/s减速至6m/s的位移为：

代入数据解得：

x3=157m

乙车所用的时间：

甲车速度达到6m/s所需的时间：

此时甲车的位移：x1+v0△t=91m，所以要满足条件甲、乙的距离为：

x=x3-x1′=157-91m=66m

17．(1) (2)

【详解】

设A、B之间的动摩擦因数为 ，B与地面之间的动摩擦因数为

1.5-3s，由运动学公式：

由牛顿第二定律，对A有：

对B有： 

联立并代入数据解得：

0-1.5s时间内：根据牛顿第二定律：

解得：

根据速度时间公式：

解得：

（2）0-1.5s时间内位移为： ，

则有：

故木板的最小长度