1、福建省福清西山学校高中部2020届高三物理上学期期中试题一、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( ) A0.2sB0.4sC0.8sD3s2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
2、软层面,沿着这个层面可能产生滑动。质量为1.0107kg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
3、节车箱的前端受到的拉力为,后端受到的拉力为,则与之比()A2:3 B3:2 C4:5 D5:45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41 B轻弹簧A、B的弹力之比为21C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06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
4、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
5、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
6、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At=4s时,甲、乙两车相距最远Bt=6s时,甲、乙两车第一次相遇Ct=0时,甲、乙两车相距16mD甲、乙两车两次相遇的地点相距12m11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A B C D12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,
7、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
8、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aF图象是一条直线,图线与横轴的夹角为,求得图线的斜率为k,则小车的质量为_。A.2tan B. C.k D.14(
9、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:()用游标卡尺测量小球的直径d()将弹簧固定在档板上()小球与弹簧接触并压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x()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() 改变弹簧的压缩量,重复步骤()、()多次() 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()中游标卡尺示数情况如图(b)所示,小球的直径d_
10、cm;(2)某一次步骤() 中测得弹簧的压缩量为1 cm,对应步骤()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
11、/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
12、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
13、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1D2B3D4D5C6C7D8D9BD10CD11BC12AC13BCD 1.3 D 【详解】(1)1AE.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
14、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 ,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。141.50 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00.1m
15、m=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
16、: 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/s6m/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
17、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+v0t=91m,所以要满足条件甲、乙的距离为:x=x3-x1=157-91m=66m17(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