福建省泉州市泉港区第一中学2020届高三上学期期中考试物理试题

1、- 1 - 泉港一中2019-2020 学年度上学期期中考试卷高三年级物理科试题一、选择题1. 国际单位制（缩写si）定义了米（ m ） 、秒（ s）等 7 个基本单位，其他单位均可由物理关系导出。例如，由m和 s 可以导出速度单位m s 1。下列几个物理量的单位正确的是a. 滑动摩擦因数的单位 n/kg b. 功w的单位是kg?m/s2c. 万有引力恒量g的单位是 n?kg2/ m2d. 劲度系数k的单位是kg/s2【答案】 d 【详解】 a滑动摩擦因数没有单位，故a错误；b由功公式wfx可知，功的单位为222kg m / smkg m /s，故 b错误；c由公式2gmmfr得2frgmm所

2、以g的单位是22n mkg，故 c错误；d由胡克定律fkx可得fkx所以劲度系数k 的单位22nkg mkgmm ss故 d正确。2. 高楼高空抛物是非常危险的事。设质量为m=1kg 的小球从20m楼上做自由落体运动落到地面，与水泥地面接触时间为0.01s ，那么小球对地面的冲击力是小球重力的倍数大约是a. 10 倍b. 20 倍c. 200 倍d. 2000 倍【答案】 c - 2 - 【 详 解 】 小 球 下 落 过 程 ， 由 动 能 定 理 得 ：2102mghmv， 解 得 ：mm22 102020ssvgh，方向：竖直向下；以向下为正方向，由动量定理得：2()0mgf tmv，解

3、得：2010nf，由于10ng，故 c正确。3. 在检测某电动车性能的实验中，质量为8102kg 的电动车由静止开始沿平直公路行驶，测得此过程中不同时刻电动车的牵引力f与对应的速度v，并描绘出f-1v图像（图中ab、bo均为直线）。假设电动车行驶中阻力恒定，求此过程中，下列说法正确的是a. 电动车行驶过程中的功率恒为6000w b. 电动车由静止开始运动，经过2s 速度达到2m / sc. 电动车匀加速的最大速度为3m/s d. 电动车所受阻力为重力的0.5 倍【答案】 c 【详解】 a由图象可知，图中ab部分对于f不变，电动车的牵引力不变，做匀加速运动，由公式p=fv 可知，电动车的功率增大

4、，故a错误；bcd 当电动车速度达到最大时，速度为15m/s，牵引力为400n，则电动车的额定功率p额=fv=40015w=6000w电动车速度最大时，牵引力与阻力相等，即400n=0.05fg电动车匀加速结束时的速度3m /spvf额电动车匀加速的加速度为ffma- 3 - 解得22m / sa电动车匀加速的时间1.5svta故 bd错误， c正确。4. 一个质量为m的小铁块沿半径为r的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的1.5 倍，则此过程中铁块损失的机械能为a. 18mgrb. 14mgrc. 12mgrd. 34mgr【答案】 d 【详解】铁块滑到半球底

5、部时，半圆轨道底部所受压力为铁块重力的1.5倍，根据牛顿第二定律，有2vnmgmr压力等于支持力，根据题意，有1.5nmg对铁块的下滑过程运用动能定理，得到212mgr wmv联立解得：34wmgr故 d正确。5. 如图所示，一细绳跨过一轻质定滑轮（不计细绳和滑轮质量，不计滑轮与轴之间摩擦），绳的一端悬挂一质量为m的物体 a，另一端悬挂一质量为m（mm）的物体 b，此时 a物体加速度- 4 - 为a1。如果用力f代替物体b ，使物体a产生的加速度为a2，那么以下说法错误的是a. 如果al= a2，则f mg b. 如果f=mg，则ala2c. 如果al =a2，则f=mg d. 如果f=2mm

6、gmm，则a1=a2【答案】 c 【详解】对左图，对整体分析，根据牛顿第二定律得1mgmgamm对右图，对a分析，根据牛顿第二定律得f-mg=ma2则2fagmacd 若a1=a2，则可得2mmgfmgmm故 ad正确， c错误；b若f=mg，则21mgmgmgmgaammm故 b正确。6. 如图所示，a、b两球分别套在两光滑无限长的水平直杆上，两球通过一轻绳绕过一定滑轮（轴心固定不动）相连，某时刻连接两球的轻绳与水平方向的夹角分别为、，a球向左的速度为v，下列说法正确的是- 5 - a. 此时b球的速度为coscosvb. 此时b球的速度为coscosvc. 当增大到等于90时，b球的速度达

7、到最大，a球的速度也最大d. 在整个运动过程中，绳对b球的拉力一直做正功【答案】 a 【详解】 ab 将物块a的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于b沿绳子方向的分速度。在沿绳子方向的分速度为v绳子=vcos所以coscoscosbvvv绳故 a正确， b错误；c当增大到等于90时，b球的速度沿绳子方向的分速度等于0，所以a沿绳子方向的分速度也是0，而 cos不等于 0，所以a球的速度为0；此时a的动能全部转化为b的动能，所以b球的速度达到最大，故c错误；d在增大到90的过程中，绳子的方向与b球运动的方向之间的夹角始终是锐角，所以绳对b球的拉力一直做正功，在 继续增

8、大的过程中拉力对b球做负功，故d错误。7. 如图所示，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上，一足够长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球b，另一端与套在水平细杆上的小球a连接。 在水平拉力f作用下小球a从图示虚线位置开始缓慢向右移动（细绳中张力大小视为不变）。已知小球b的质量是小球a的 2 倍，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小球a与细杆间的动摩擦因数为33。则下列说法正确的是- 6 - a. 当细绳与细杆的夹角为30时，拉力f的大小为（ 233）mg b. 当细绳与细杆的夹角为60时，拉力f的大小为（ 233）mg c. 支架对轻滑轮的作用力大小逐渐增大d. 拉力f的大小一直减小【答案】 b 【详解】 a

9、b 当细绳与细杆的夹角为60时，拉力f的大小为3332(cossin)2(cos60sin60 )(2)333fmgmgmgmgmg故 a错误， b正确；c向右缓慢拉动的过程中，两个绳子之间的拉力逐渐增大，绳子的拉力不变，所以绳子的合力减小，则绳子对滑轮的作用力逐渐减小，根据共点力平衡的条件可知，支架对轻滑轮的作用力大小逐渐减小，故c错误；d设a的质量为m，则b的质量为2m；以b为研究对象，竖直方向受力平衡，可得绳子拉力始终等于b的重力，即t=2mg，保持不变；以a为研究对象，受力如图所示，设绳子与水平方向夹角为，支持力fn=2mgsin-mg 向右缓慢拉动的过程中，角逐渐减小；水平方向f=f

10、+2mgcos=2mgcos+（2mgsin-mg）=2mg（cos+sin）-mg由于322cossincossin(sin60 coscos60 sin )sin(60 )333由于从90开始逐渐减小，可知增大，则（60+）从150逐渐减小时sin （60+）- 7 - 逐渐增大；当30后，f=f+2mgcos=2mgcos+（mg-2mgsin）=2mg（cos-sin）+mg由于322cossincossin(sin60 coscos60 sin )cos(60 )333当从30逐渐减小的过程中，cos（60+）逐渐增大，所以当从30逐渐减小的过程中f仍然逐渐增大，可知水平拉力一直增大

11、，故d错误。8. 一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生，称为“第五类交通方式”，它就是“h yperloop(超级高铁 ) ”. 据英国每日邮报2016 年 7 月 6 日报道， hyperloop one公司计划，将在欧洲建成世界首架规模完备的“超级高铁”(hyperloop)，连接芬兰首都赫尔辛基和瑞典首都斯德哥尔摩，速度可达每小时700 英里 ( 约合 1 126 公里 / 时) 如果乘坐hyperloop 从赫尔辛基到斯德哥尔摩，600 公里的路程需要40 分钟， hyperloop 先匀加速，达到最大速度1 200 km/h后匀速运动， 快进站时再匀减速运动，且加速与减速的加速度大小相

12、等，则下列关于hyperloop的说法正确的是( ) a. 加速与减速时间不一定相等b. 加速时间为10 分钟c. 加速时加速度大小为2 m/s2d. 如果加速度大小为10 m/s2，题中所述运动最短需要32 分钟【答案】 b - 8 - 试题分析： a、加速与减速的加速度大小相等，由逆向思维可得：加速与减速时间相等，故a错误；bc 、加速的时间为t1，匀速的时间为t2，减速的时间为t1，匀速运动的速度为v，由题意得：，而 t=40 分=240 秒，而： v=1200km/h=x=600 公里=600000m ，联立解得： t1=600s=10 分， t2=1200s=20 分， am/s20

13、56m/s2，故 b正确、 c错误；d、如果加速度大小为10 ms2，根据联立解得： t=s=305min，故 d错误。故选 b。考点：匀变速直线运动规律的综合运用。【名师点睛】对于复杂的运动，从时间、速度、位移三个角度分析等量关系，列式求解。加速与减速的加速度大小相等，由逆向思维可得：加速与减速时间相等；该过程分为加速、匀速和减速，三个运动从时间、速度和位移角度找关系，建立等式联立求解。9.a、b两物体同时同地同向出发，其运动的vt图象和at图象如图甲、乙所示，已知在0t0和t02t0两段时间内，a物体在vt图象中的两段曲线形状相同，则有关a、b两物体的说法中，正确的是（）a. a物体先加速

14、后减速b. a2=2a1- 9 - c. t0时刻，a、b两物体间距最小d. 2t0时刻，a、b两物体第一次相遇【答案】 bd 【详解】由甲图可知，a物体先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动，速度一直增加，故a错误；由甲图可知，两物体的速度变化量相同，在乙图中at 图线围成的面积表示速度的变化量，即 0t0时间内 at 图线围成的面积相等，则有a2=2a1，故 b正确；由 vt 图线可知， 0t0时间内 a的速度一直小于b的速度， b在前， a在后， ab之间的距离不断增大， t0时刻以后 a的速度大于b的速度，它们之间的距离开始减小，因此t0时刻两物体之间的距离最大，故c错误；

15、由甲图可知，2t0时刻 a、 b两物体 vt 图线围成的面积相等，表示位移相等，两物体第一次相遇，故d正确。10. 如图，地球与月球可以看作双星系统它们均绕连线上的c点转动在该系统的转动平面内有两个拉格朗日点l2、l4( 位于这两个点的卫星能在地球引力和月球引力的共同作用下绕c点做匀速圆周运动，并保持与地球月球相对位置不变) ， l2点在地月连线的延长线上，l4点与地球球心、月球球心的连线构成一个等边三角形。我国已发射的“鹊桥”中继卫星位于l2点附近，它为“嫦娥四号”成功登陆月球背面提供了稳定的通信支持。假设 l4点有一颗监测卫星，“鹊桥”中继卫星视为在l2点。已知地球的质量为月球的81 倍，

16、则a. 地球和月球对监测卫星的引力之比为81：1 b. 地球球心和月球球心到c点的距离之比为1：9 c. 监测卫星绕c点运行的加速度比月球的大d. 监测卫星绕c点运行的周期比“鹄桥”中继卫星的大【答案】 ac - 10 - 【详解】 a 项：由公式2mmgfr可知，地球和月球对监测卫星的引力之比为等于地球的质量与月球的质量之比即为81：1，故 a正确；b项：设地球球心到c点的距离为r1，月球球心到c点的距离为r2，对地球有：212mmgmrl地地222mmgmrl月月联立解得：21r81=1mmr地月，故 b错误；c项：对月球有：2=gmmm al月地月，对监测卫星有：地球对监测卫星的引力2g

17、mml地，月球对监测卫星的引力2gm ml月，由于两引力力的夹角小于90o，所以两引力的合力大于2gmml地，由公式2gmal可知，监测卫星绕c点运行的加速度比月球的大，故c正确；d项：由于监测卫星绕c点运行的加速度比月球的大，所以监测卫星绕c点运行的周期比月球的更小， 由于月球的周期与“鹄桥”中继卫星的相等，所以监测卫星绕c点运行的周期比“鹄桥”中继卫星的小，故d错误。11. 如图所示，a、b两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上，a、b间的动摩擦因数为，b与地面间的动摩擦因数为2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对a施加一个水平拉力f，则以下说法正确的是a. 当2f

18、mg时，a、b都相对地面静止b. 当52mgf时，a的加速度为3g- 11 - c. 当3fmg时，a相对b滑动d. 无论f为何值，b的加速度不会超过2g【答案】 bcd 【详解】ab之间的最大静摩擦力为：fmax=mag=2mgb与地面间的最大静摩擦力为：max13()22abfmmgmg则对a，有22fmgma故拉力f最小为max(2 )ffmm a所以3fmg此时ab将发生滑动a当332mgfmg时，a相对于b静止，二者以共同的加速度开始运动，故a错误；b当532fmgmg时，故ab间不会发生相对滑动，由牛顿第二定律有max13abffagmm故 b正确；c当3fmg时，a相对于b滑动，

19、故c正确；da对b的最大摩擦力为2mg，b受到的地面的最大静摩擦力为32mg当拉力超过一定值后，无论拉力多大，b受到a的摩擦力不变，故加速度不变，大小为32122mgmgagm所以无论f为何值，加速度均不会超过12g，故 d正确。- 12 - 12. 如图所示，在竖直方向上a、b两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连（轻质弹簧的两端分别固定在a、b上） ，b、c两物体通过细绳绕过光滑轻质定滑轮相连，a固定在水平地面上，c放在固定的倾角为30的光滑斜面上。已知b的质量为m，c的质量为4m，重力加速度为g，细绳与滑轮之间的摩擦力不计。现用手按住c，使细绳刚刚拉直但无张力，并保证ab段的细绳竖直、cd

20、段的细绳与斜面平行。开始时整个系统处于静止状态，释放c后，它沿斜面下滑，斜面足够长，则下列说法正确的是a. 整个运动过程中b和c组成的系统机械能守恒b. c下滑过程中，其机械能一直减小c. 当b的速度达到最大时，弹簧的伸长量为2mgkd. b的最大速度为2g5mk【答案】 bd 【详解】 a整个运动过程中，弹簧对b物体做功，所以b和c组成的系统机械不守恒，故a错误；bc下滑过程中，绳子拉力对c做负功，由功能关系可知，物体c的机械能减小，故b正确；c当b的速度最大时，其加速度为零，绳子上的拉力大小为2mg，此时弹簧处于伸长状态，弹簧的伸长量x2满足2kxmg得2mgxk故 c错误；- 13 -

21、d释放瞬间，对b受力分析，弹簧弹力1fkxmg得1mgxk物体b上升的距离以及物体c沿斜面下滑的距离均为h=x1+x2由于x1=x2，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，弹簧弹力做功为零，设b物体的最大速度为vm，由机械能守恒定律得214sin(4)2mghmghmm v解得：25mmvgk故 d正确。二、实验题13. 某实验小组利用光电计时器等器材来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系，实验装置如图甲所示。（1）本实验在正确操作的情况下，保持钩码的质量m不变通过增加小车上的配重片来改变小车和遮光片的总质量m ，由光电计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2 的时间分别

22、为 t1、 t2，用刻度尺测得两个光电门之间的距离x，用 10 分度的游标卡尺测得遮光条的宽度为d。则小车的加速度表达式=_（表达式均用己知字母表示）测得遮光条的宽度如图乙所示其读数为_mm - 14 - （2）该小组通过实验得到-1m图像，如图丙所示。则所挂钩码的质量 m=_kg。 （当地的重力加速度为g=9.8m/s2）【答案】 (1). 22211()()2ddaxtt (2). 5.00 (3). 0.1 （1）通过光电门1 的速度为11dvt，通过光电门2 的速度为22dvt，根据位移速度公式22212axvv可得222112ddaxtt；游标卡尺的读数为50.005.00dmmmm

23、mm；（2）根据牛顿第二定律可得mgma，故有1amgm，所以图像的斜率kmg，即0.980.491.00.5mg，解得 m=0.1kg14. 某实验小组做“探究动能定理”实验，装置如图甲所示。 探究对象是铝块 （质量小于砂桶） ，保持其质量m不变，通过在砂桶中加砂来改变对铝块的拉力，由力传感器可测得拉力的大小f。已知当地重力加速度为g，电源频率为f。（1）若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更_（填“大”或“小”） 。（2）实验时，让砂桶从高处由静止开始下落，在纸带打出一系列的点，如图乙所示，其中0是打下的第一个点，取纸带上05 过程进行研究，铝块动能的增加量ek=_，外力做的功w=_。

24、（3）为了更普遍地反应铝块运动过程中功与动能增加量的关系，某同学选取0 点到不同计数点过程，作出ekw图象如图丙所示，他根据_，才得到结论：外力做的功等- 15 - 于动能的增加量。【答案】 (1). 大 (2). 22128m xxf (3). （f-mg ）(h+x1) (4). 图像斜率近似为 1 【详解】 (1)1由于滑轮的摩擦，若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更大；(2)2计数点 5 的瞬时速度1212522xxxxvft则系统动能的增加量22221212k5()11()2228xxm xxfemvmf3 外力做的功1()()wfmghx(3)4对铝块由动能定理得kwe如果图

25、像斜率近似为1 时，可知外力做的功等于动能的增加量。三、计算题15. 如图所示，在倾角=37的足够长的固定的斜面底端有一质量m=1kg 的物体 .物体与斜面间动摩擦因数=0.25 ，现用轻绳将物体由静止沿斜面向上拉动。拉力f=10n ，方向平行斜面向上。经时间t=4s 绳子突然断了， （sin37=0.60 ；cos37=0.80 ；g=10m/s2）求：（1）绳断时物体的速度大小。（2）从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间？【答案】（1） 8m/s（2） （1+10）s 【详解】 (1) 物体向上运动过程中，受重力mg，摩擦力ff，拉力f，设加速度为a1，则有- 16 - f-mg

26、sin-ff=ma1fn=mgcos又ff=fn得f-mgsin-mgcos=ma1代入解得：a1=2.0m/s2所以，t=4.0s 时物体速度v1=a1t=8.0m/s (2) 绳断后，物体距斜面底端211116m2xat断绳后，设加速度为a2，由牛顿第二定律得：mgsin+mgcos=ma2得a2=g（sin+cos）=8.0m/s2物体做减速运动时间1221.0svta减速运动位移1 224.0m2v tx此后物体沿斜面匀加速下滑，设加速度为a3，则有：mgsin-mgcos=ma3得a3=g（sin-cos）=4.0m/s2设下滑时间为t3，则2123 312xxa t解得：- 17

27、- 310st所以23(110)sttt总16. 如图，光滑的水平面上放置质量均为m=2kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离）。甲车上带有一半径r=1m 的 1/4 光滑的圆弧轨道，其下端切线水平并与乙车上表面平滑对接，乙车上表面水平，动摩擦因数=，其上有一右端与车相连的轻弹簧，一质量为m0=1kg 的小滑块p （可看做质点）从圆弧顶端a点由静止释放，经过乙车左端点b后将弹簧压缩到乙车上的c点，此时弹簧最短（弹簧始终在弹性限度内），之后弹簧将滑块p弹回，已知b、c间的长度为l=15m ，求：（1）滑块 p滑上乙车前瞬间甲车的速度v 的大小；（2）弹簧的最大弹性势能epm；（3）计算说明滑块最终能否从乙车左端滑出，若能滑出，则求出滑出时滑块的速度大小；若不能滑出，则求出滑块停在车上的位置距c点的距离。【答案】（1） 1m/s（2）103j（3）1m 试题分析：（1）滑块下滑过程中水平方向动量守恒，机械能守恒：解得：，（2）滑块滑上乙车后，由动量守恒定律得：由能量守恒定律有：解得：- 18 - （3）设滑块没有滑出，共同速度为，由动量守恒可知由能量守恒定律有：解得： l，所以不能滑出，