2021【KS5U解析】乌兰察布集宁一中（西校区）高三上学期期中考试物理试题含解析

集宁一中2020～2021学年度第一学期期中考试高三年级

物理试卷

一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。1-5题为单选，6-8为多选，选对的得6分，选对但有漏选得3分，选错或不答的得0分）

1. 大雾天发生交通事故的概率比平常要高出几倍甚至几十倍，保证雾天行车安全很重要。在雾天的平直公路上，甲、乙两物体同时开始运动，它们的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 甲物体做直线运动，乙物体做曲线运动

B. t＝0时刻甲物体的速度小于乙物体的速度

C. 当甲、乙两物体第二次相遇时，两物体的速度大小相等

D. 从第一次相遇到第二次相遇，两物体的平均速度相同

【答案】D

【解析】

【详解】A．由题图可知，甲、乙两物体的位移一直为正，并且在增大，两图像的斜率一直是正的，所以甲、乙两物体一直沿着正方向运动，都做直线运动，A错误；

B．图像的斜率表示物体的速度，t=0时刻，甲图像斜率大于乙图像斜率，即此时刻甲物体的速度大于乙物体的速度，B错误；

C．两物体的位移-时间图像交点，表示两物体到达同一位置，即相遇两次，甲、乙两物体在第二次相遇时，两图像的斜率不相等，所以两物体的速度大小不相等，C错误；

D．从第一次相遇到第二次相遇，两物体运动的位移相同，所用的时间相同，由可得两物体的平均速度相同，D正确。

故选D。   

2. 如图所示，倾角为30°的斜面体固定在水平面上，质量分别为3m和m的物块A、B通过细线跨过滑轮相连。现在A上放一小物体，系统仍能保持静止。细线质量、滑轮的摩擦都不计。则（　　）

A. 细线的拉力减小

B. A所受的合力增大

C. A对斜面的压力增大

D. 斜面对A的摩擦力增大

【答案】CD

【解析】

【详解】A．对物体B受力分析，受重力和支持力，由二力平衡得到：

T=mg

绳子拉力一定不变，故A错误；

B．系统仍处于静止状态，所以A受力平衡，A所受的合力不变，故B错误；

C．A对斜面的压力等于重力垂直于斜面的分力，即

N=MAgcosθ

在A上放一小物体，相当于A的质量MA增大，压力增大，故C正确；

D．A受重力、支持力、拉力和静摩擦力，开始时3mgsin30°＞mg，静摩擦力沿斜面向上，根据平衡条件得到

f+mg-MAgsin30°=0

解得，静摩擦力

f=MAgsin30°-mg

在A上放一小物体，系统仍能保持静止，相当于A的质量MA增大，沿斜面向下的分力增大，则摩擦力增大，故D正确。

故选CD。

3. 2013年12月15日4时35分，嫦娥三号着陆器与巡视器分离，“玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面．如图所示是嫦娥三号探测器携“玉兔号”奔月过程中某阶段运动示意图，关闭动力的嫦娥三号探测器在月球引力作用下向月球靠近，并将沿椭圆轨道在B处变轨进入圆轨道，已知探测器绕月做圆周运动轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，下列说法中正确的是

A. 图中嫦娥三号探测器正减速飞向B处

B. 嫦娥三号B处由椭圆轨道进入圆轨道必须点火加速

C. 根据题中条件可以算出月球质量

D. 根据题中条件可以算出嫦娥三号受到月球引力的大小

【答案】C

【解析】

【详解】万有引力对嫦娥三号探测器做正功，应该加速飞向B处，A错误；嫦娥三号在B处由椭圆轨道进入圆轨道必须点火减速，使万有引力恰好提供向心力，B错误；已知探测器绕月做圆周运动轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，由万有引力提供向心力的基本思路可以求得中心星—月球的质量，C正确；因为不知道嫦娥三号的质量，所以不能求出嫦娥三号受到月球引力的大小，D错误．

4. 以的速度水平抛出一物体，忽略空气阻力的影响，当其水平分位移与竖直分位移相等时，下列说法正确的是（ ）

A. 运动时间是

B. 竖直分速度大小是

C. 速度的大小是

D. 速度与水平方向成角

【答案】C

【解析】

【分析】

通过竖直分位移与水平分位移大小相等，求出时间，根据时间可求出竖直方向的分速度以及速度的大小和方向．

【详解】A、B、平抛的竖直分位移与水平分位移大小相等，有，所以运动的时间为，此时竖直方向上的分速度vy=gt=2v0．故A错误，B正确．

C、平抛运动瞬时速度的大小为；故C正确.

D、速度与水平方向的夹角的正切值：，所以夹角比角大，故D错误．

故选C．

【点睛】解决本题的关键掌握处理平抛运动的方法，平抛运动可分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动．且分运动与合运动具有等时性．

5. 如图所示，质量为m小球从距离地面高为H的A点由静止开始释放，落到地面上后又陷入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深度为h的B点时速度减为零。不计空气阻力，重力加速度为g。关于小球下落的整个过程，下列说法正确的有（　　）

A. 小球的机械能减少了mg（H+h）

B. 小球克服阻力做的功为mgh

C. 小球所受阻力的冲量等于

D. 小球动量的改变量等于其所受阻力的冲量

【答案】A

【解析】

【详解】A．小球在整个过程中，动能变化量为零，重力势能减小mg（H+h），则小球的机械能减小了mg（H+h），故A正确；

B．对全过程运用动能定理得，mg（H+h）-Wf=0，则小球克服阻力做功Wf=mg（H+h），故B错误；

C．落到地面的速度

对进入泥潭的过程运用动量定理得

得

故C错误；

D．对全过程分析，运用动量定理知，动量的变化量等于重力的冲量和阻力冲量的矢量和。故D错误。

故选A。

6. 如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上．若以地面为零势能面且不计空气阻力，则下列说法中正确的是（     ）

A. 物体到海平面时的重力势能为

B. 重力对物体做的功为

C. 物体在海平面上的动能为

D. 物体在海平面上机械能为

【答案】BCD

【解析】

【详解】A.以海平面为零势能平面，则物体到海平面时的重力势能为零，故A错误．

B.重力对物体做功

W=mgh

故B正确．

C.根据机械能守恒有：

可知物体在海平面时的动能为

故C正确．

D. 物体在运动的过程中机械能守恒，以地面为零势能面,物体在海平面的重力势能

Ep=-mgh

则物体在海平面上的机械能

故D正确．

7. 一个小物块从内壁粗糙的半球形碗边下滑，在下滑过程中由于摩擦力的作用，物块的速率恰好保持不变，如图所示，下列说法中正确的是(　　)

A. 物块所受合外力为零

B. 物块所受合外力越来越大

C. 物块所受合外力大小保持不变，但方向时刻改变

D. 物块所受摩擦力大小变化

【答案】CD

【解析】

【分析】

物块下滑过程中速率保持不变，做匀速圆周运动，加速度不能等于零，合外力提供向心力，向心力大小不变，重力的切向分力等于滑动摩擦力。

【详解】AB．物块下滑过程中速率保持不变，做匀速圆周运动，加速度不能等于零，根据：合外力不为零，且大小保持不变，A、B错误；

C．根据：物块所受的合力大小不变，因做匀速圆周运动，合力指向圆心，方向不断变化，故C正确；

D．对物块受力分析知物块所受摩擦力总是与重力沿切线方向的分力G1相等，因随物块下滑G1逐渐减小，故物块所受摩擦力也逐渐减小，故D正确。

故选CD。

【点睛】本题就是匀速圆周运动的问题，考查对物理量的理解能力，注意重力的切向分力等于滑动摩擦力。

8. 水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为．现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角为，如图，在从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则（ ）

A. F先减小后增大 B. F一直增大

C. F的功率减小 D. F的功率不变

【答案】AC

【解析】

由于木箱的速度保持不变，因此木箱始终处于平衡状态，受力分析如图所示，则由平衡条件得：，两式联立解得，可见F有最小值，所以F先减小后增大，A正确；B错误；F的功率，可见在从0逐渐增大到90°的过程中tan逐渐增大，则功率P逐渐减小，C正确，D错误．

二、实验题（共28分，每空4分）

9. 某同学用图甲所示装置验证机械能守恒定律．通过控制电磁铁使小铁球从P点自由下落，并调整光电门Q的位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束，若小铁球下落过程中经过光电门Q时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，测出PQ之间的距离h，已知当地的重力加速度为g．回答下列问题：

（1）为了验证机械能守恒定律，至少还需要测量下列物理量中的       （填选项序号）．

A．P点与桌面的距离H

B．小铁球从P到Q的下落时间tPQ

C．小铁球的直径d

（2）小铁球通过光电门Q时的瞬时速度v=      ．

（3）若小铁球在下落过程中机械能守恒，则与h的关系式为=      ．

【答案】（1）C

（2）

（3）

【解析】

试题分析：（1）根据实验原理可知，需要测量的是P点到光电门的距离，故A错误； 利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故B错误；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故C正确．（2）小铁球通过光电门Q时的瞬时速度．（3）若小铁球在下落过程中机械能守恒，则，即．

考点：验证机械能守恒定律

10. 如图所示，为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个滑块的碰撞是否为弹性碰撞．某同学选取了两个体积相同、质量不同、与水平面的动摩擦因数相同的滑块A、B，按下述步骤做实验：

①用天平测出两个滑块的质量分别为mA，mB；

②将图示装置固定在水平面上，使圆弧形轨道末端切线水平；

③先不放滑块B，让滑块A多次从圆弧轨道上某一位置由静止释放，记下．其在水平面上滑行距离的平均值x0；

④将滑块B静止置于轨道下端水平部分，仍将滑块A从轨道上同一位置由静止释放，与滑块B碰撞，重复多次．

（1）为确保实验中滑块A不反向运动，mA，mB，应满足的关系是_______________

（2）实验中，还需要测量量是__________________．

（3）用测得的物理量来表示，只要满足关系式__________，则说明碰撞过程中动量是守恒的

（4）用测得的物理量来表示，只要满足关系式_____________，则说明两滑块的碰撞是弹性碰撞．

【答案】    (1). ;    (2). 碰撞后，滑块A在水平面上滑行距离的平均值、滑块B在水平面上滑行距离的平均值;    (3). ;    (4). ;

【解析】

【详解】（1）为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即：；（2）碰撞后两球做减速运动，设碰撞后的速度为：、，由动能定理得：，解得：；，解得：；，解得：；如果碰撞过程动量守恒，则：，即，整理得：，实验需要测量碰撞后A、B球在水平面滑行的平均距离：、．（3）由（2）问可知用测得的物理量来表示，只要满足关系式，则说明碰撞过程中动量是守恒的；（3）若两滑块的碰撞是弹性碰撞的，碰撞前后动量守恒、动能不变，根据能量守恒得：，即：，解得：，即若用测得的物理量来表示，只要满足关系式，则说明两滑块的碰撞是弹性碰撞．则说明碰撞过程中动量是守恒的.

三．解答题（本大题共3小题，共34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，答案中必须明确写出数值和单位.）

11. 如图所示，质量为2.0kg的木块放在水平桌面上的A点，以某一速度在桌面上沿直线向右运动，运动到桌边B点后水平滑出落在水平地面C点．已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.20，桌面距离水平地面的高度为1.25m，A、B两点的距离为4.0m，B、C两点间的水平距离为1.5m，g=10m/s2．不计空气阻力，求：

(1)木块滑动到桌边B点时的速度大小；

(2)木块在 A 点的初速度大小．

【答案】(1)3m/s(2)5m/s

【解析】

【详解】(1)设木块在B点速度为vB，从B点运动到C点的时间为t，根据平抛运动的规律有

代入当数据解得：

(2)设木块在A点的速度为vA，根据动能定理得

代入数据解得：

12. 有一质量为m=2kg的小球串在长为s=1m的轻杆顶部，轻杆与水平方向成θ=37°角．（已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

（1）若由静止释放小球，t=1s后小球到达轻杆底端，小球与轻杆之间的动摩擦因数为多少？

（2）若在竖直平面内给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力，由静止释放小球后保持它的加速度大小为1m/s2，且沿杆向下运动，则这样的恒力大小为多少？

【答案】(1)0.5 (2)4N或36N

【解析】

【详解】（1）由 得小球下滑的加速度为

根据牛顿第二定律得

，

又，所以

（2）给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力后，小球的加速度为a2=1m/s2，由牛顿第二定律，得 

得

杆以球的弹力大小为

若F垂直杆向上，则有

若F垂直杆向下，则有

13. 如图所示，光滑半圆形轨道半径为 R=0.5m，OA 为水平半径，BC 为竖直直径．一质量为 m=1kg 小物块自 A 处以某一竖直向下的初速度滑下，进入与 C 点相切的粗糙水平滑道 CM 上．在水平滑道上有一轻弹簧，其一端固定在竖直墙上，另一端恰位于滑道末端 C 点（此时弹簧处于原长状态）．物块运动过程中弹簧的最大弹性势能为 EP=15J，且物块被弹簧反弹后恰能通过 B 点．已知物块与水平面间动摩擦因数为，重力加速度 g=10m/s2，求：

(1)物块离开弹簧刚进入半圆轨道时对轨道的压力 FN 大小；

(2)弹簧的最大压缩量 d；

(3)物块从 A 处开始下滑时的初速度 v0 的大小．

【答案】(1)60N(2)0.5m(3)5m/s

【解析】

【详解】(1)由题意可知，物块在B点满足

①

在物块由C到B的过程中，由机械能守恒定律得

②

又由牛顿第二定律得

③

联立解得：

(2)弹簧从压缩到最短开始，至物块被弹离弹簧的过程中，据能量守恒得

④

联立①②④解得：

⑤

(3)物块由A点到弹簧压缩到最短过程中，据能量守恒得

⑥

联立⑤⑥解得：