辽宁师大附中届高三物理上学期期中试题含答案.docx
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辽宁师大附中届高三物理上学期期中试题含答案
辽宁师大附中2018届高三物理上学期期中试题(含答案)
辽师大附中2017—2018学年度上学期期中考试
高三物理试题
命题人:
高三备课组校对:
高三备课组考试时间:
90分钟满分:
100分
第Ⅰ卷选择题(共48分)
一、选择题(本题包括12个小题,每小题4分,共48分。
1到8题只有一个选项正确,对的得4分,9到12题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分)
1.历史上,伽利略在斜面实验中分别在倾角不同、阻力很小的斜面上由静止释放小球,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有()
A.倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间的二次方成正比
B.倾角一定时,小球在斜面上的速度与时间的二次方成正比
C.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关
D.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关
2.质点做直线运动时的加速度随时间变化的关系如图所示,该图线的斜率为k,图中阴影部分面积为S,下列说法正确的是()
A.斜率k表示速度变化的快慢
B.斜率k表示速度变化的大小
C.面积S表示t1~t2的过程中质点速度的变化量
D.面积S表示t1~t2的过程中质点的位移
3.如图所示为一竖直放置的大圆环,在其水平直径上的A、B两端系着一根不可伸长的柔软轻绳,绳上套有一光滑小铁环.现将大圆环在竖直平面内绕O点顺时针缓慢转过一个微小角度,则关于轻绳对A、B两点拉力FA、FB的变化情况,下列说法正确的是()
A.FA变大,FB变大B.FA变小,FB变小
C.FA变大,FB变小D.FA变小,FB变大
4.如图所示,质量为m的物体放在水平放置的钢板C上,与钢板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制,物体只能沿水平导槽运动.现使钢板以速度v1向右匀速运动,同时用力F拉动物体(方向沿导槽方向)使物体以速度v2沿导槽匀速运动,则拉力F的大小为()
A.mgB.μmgC.μmgv2v21+v22D.μmgv1v21+v22
5.如图所示,质量为m1和m2的两个材料相同的物体用细线相连,在大小恒定的拉力F作用下,先沿水平面,再沿斜面,最后竖直向上匀加速运动,不计空气阻力,在三个阶段的运动中,线上的拉力大小()
A.由大变小B.由小变大
C.由大变小再变大D.始终不变且大小为m1m1+m2F
6.由三颗星体构成的系统,忽略其他星体对它们的作用,存在着一种运动形式:
三颗星体在相互之间的万有引力作用下,分别位于等边三角形的三个顶点上,绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动(图为A、B、C三颗星体质量不相同时的一般情况).若A星体质量为2m,B、C两星体的质量均为m,三角形的边长为a,则下列说法正确的是()
A.A星体所受合力大小FA=2Gm2a2
B.B星体所受合力大小FB=27Gm2a2
C.C星体的轨道半径RC=72a
D.三星体做圆周运动的周期T=πa3Gm
7.如图所示,水平路面出现了一个地坑,其竖直截面为半圆.AB为沿水平方向的直径.一辆行驶的汽车发现情况后紧急刹车安全停下,但两颗石子分别以速度v1、v2从A点沿AB方向水平飞出,分别落于C、D两点,C、D两点距水平路面的高度分别为圆弧半径的0.6倍和1倍,则v1∶v2的值为()
A.3B.35
C.3155D.335
8.质量分别为m=1kg和M=2kg的物块A和B叠放在光滑水平桌面上,两物块均处于静止状态,从某时刻开始,对物块B施加一水平推力F,已知推力F随时间t变化的关系为F=6t(N),两物块之间的动摩擦因数为μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,下列结论正确的是()
A.两物块刚发生相对运动时的速度为1m/s
B.从施加推力F到两物块刚发生相对运动所需的时间为23s
C.从施加推力F到两物块刚发生相对运动两物块的位移为0.5m
D.从施加推力F到两物块刚发生相对运动F的冲量为6Ns
9.如图小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连.现将小球从M点由静止释放,它在下降的过程中经过了N点.已知在M、N两点处,弹簧对小球的弹力大小相等,且∠ONM∠OMNπ2.在小球从M点运动到N点的过程中()
A.弹力对小球先做正功后做负功
B.有两个时刻小球的加速度等于重力加速度
C.弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零
D.小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差
10.如图所示,固定在水平面上的光滑斜面倾角为30°,质量分别为M、m的两个物体A、B通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧,斜面底端有一与斜面垂直的挡板.开始时用手按住物体A,此时A与挡板的距离为s,B静止于地面,滑轮两边的细绳恰好伸直,且弹簧处于原长状态.已知M=2m,空气阻力不计.松开手后,关于二者的运动下列说法中正确的是()
A.A和B组成的系统机械能守恒
B.当A的速度最大时,B与地面间的作用力为零
C.若A恰好能到达挡板处,则此时B的速度为零
D.若A恰好能到达挡板处,则此过程中重力对A做的功等于弹簧弹性势能的增加量与物体B的机械能增加量之和
11.一轻质长木板置于光滑水平地面上,木板上放有质量分别为mA=1kg和mB=2kg的A、B两物块,A、B与木板之间的动摩擦因数都为μ=0.2,水平恒力F作用在A物块上,如图所示.g取10m/s2.下列说法正确的是()
A.若F=1N,则两物块与木板都静止不动
B.若F=1.5N,则A物块所受摩擦力大小为1.5N
C.若F=4N,则B物块所受摩擦力大小为2N
D.若F=8N,则B物块所受摩擦力大小为2N
12.如图所示,在光滑平台上,物体A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小车上,车与水平面间的动摩擦因数不计,重力加速度为g,(b)图为物体A与小车的vt图像,由此可求出()
A.小车上表面的长度
B.物体A与小车B的质量之比
C.物体A与小车B上表面间的动摩擦因数
D.小车B获得的动能
第Ⅱ卷(共52分)
二、填空题(共16分)
13.某实验小组利用如图所示装置进行“探究动能定理”的实验,实验步骤如下:
A.挂上钩码,调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;
B.打开速度传感器,取下轻绳和钩码,保持A中调节好的长木板倾角不变,让小车从长木板顶端由静止下滑,分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v1和v2;
C.重新挂上细绳和钩码,改变钩码的个数,重复A到B的步骤.
回答下列问题:
(1)按上述方案做实验,长木板表面粗糙对实验结果是否有影响?
________(选填“是”或“否”);
(2)若要验证动能定理的表达式,还需测量的物理量有________;
A.悬挂钩码的总质量m
B.长木板的倾角θ
C.两传感器间的距离l
D.小车的质量M
(3)根据实验所测的物理量,动能定理的表达式为:
________.(重力加速度为g)
14.某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。
①如图(a),将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测得相应的弹簧长度,部分数据如下表,有数据算得劲度系数k=N/m,(结果保留两位有效数字,g取9.8m/s2)
砝码质量(g)50100150
弹簧长度(cm)8.627.636.66
(a)(b)
(c)
②取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图(b)所示;调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小。
③用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v,释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为。
④重复③中的操作,得到v与x的关系如图(c)。
由图可知,v与x成关系,由上述实验可得结论:
对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的成正比。
三、计算题(其中16题10分,17题12分,18题14分)
16.光滑水平面上放着质量mA=1kg的物块A与质量mB=2kg的物块B,A与B均可视为质点,A靠在竖直墙壁上,A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),用手挡住B不动,此时弹簧弹性势能Ep=49J.在A、B间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,如图所示.放手后B向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径R=0.5m,B恰能到达最高点C.取g=10m/s2,求:
(1)绳拉断后瞬间B的速度vB的大小;
(2)绳拉断过程绳对B的冲量I;
(3)绳拉断过程绳对A所做的功W.
17.如图所示,倾角θ=30°的光滑斜面底端固定一块垂直于斜面的挡板.将长木板A静置于斜面上,A上放置一小物块B,初始时A下端与挡板相距L=4m,现同时无初速度释放A和B.已知在A停止运动之前B始终没有脱离A且不会与挡板碰撞,A和B的质量均为m=1kg,它们之间的动摩擦因数μ=33,A或B与挡板每次碰撞损失的动能均为ΔE=10J,忽略碰撞时间,重力加速度大小g取10m/s2.求:
(1)A第一次与挡板碰撞前瞬间的速度大小v;(结果可以由根式表示)
(2)A第一次与挡板碰撞到第二次与挡板碰撞的时间Δt;(结果可以由根式表示)
(3)B相对于A滑动的可能最短时间t.(结果可以由根式表示)
18.如图所示,光滑水平导轨AB的左端有一被压缩的弹簧,弹簧左端固定,右端放一个质量为m=1kg的物块(可视为质点),物块与弹簧不粘连,B点与水平传送带的左端刚好平齐接触,传送带上BC的长为L=6m,传送带沿逆时针方向以恒定速度v=2m/s匀速转动.CD为光滑的水平轨道,C点与传送带的右端刚好平齐接触,DE是竖直放置的半径为R=0.4m的光滑半圆轨道,DE与CD相切于D点.已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2.
(1)若释放弹簧,物块离开弹簧,滑上传送带刚好能到达C点,求弹簧储存的弹性势能Ep;
(2)若释放弹簧,物块离开弹簧,滑上传送带能够通过C点,并经过圆弧轨道DE,从其最高点E飞出,最终落在CD上与D点的距离为x=1.2m处(CD长大于1.2m),求物块通过E点时受到的压力大小;
(3)满足
(2)条件时,求物块通过传送带的过程中产生的热量.
辽师大附中2017—2018学年度上学期期中考试
高三物理试题答案
一、选择题(本题包括12个小题,每小题4分,共48分。
1到8题只有一个选项正确,对的得4分,9到12题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,错选或不选的得0分)
1.A2.C3.B4.C5.D6.D
7.C8.A9.BCD10.BD11.CD12.BC
二、填空题(共16分,每空2分)
13.
(1)否
(2)ACD(3)mgl=12M(v22-v21)
14.
(1)50
(2)相等(3)滑块的动能(4)正比压缩量的平方
三、计算题。
(其中16题10分,17题12分,18题14分)
15.
(1)5m/s
(2)4Ns(3)8J
解析
(1)设B在绳被拉断后瞬间的速度为vB,到达C时的速度为vC,有mBg=mBv2CR
12mBv2B=12mBv2C+2mBgR
代入数据得vB=5m/s
(2)设弹簧恢复到自然长度时B的速度为v1,取水平向右为正方向,有Ep=12mBv21,I=mBvB-mBv1
代入数据得I=-4Ns,其大小为4Ns,方向水平向左
(3)设绳断后A的速度为vA,取水平向右为正方向,有
mBv1=mBvB+mAvA
W=12mAv2A
代入数据得W=8J.
16.
(1)210m/s
(2)255s(3)355s
[解析]
(1)A和B一起沿斜面向下运动,在A第一次与挡板碰撞前,系统机械能守恒,有
2mgLsinθ=12×(2m)v2
解得v=210m/s.
(2)A第一次与挡板碰撞后,对B有
mgsinθ=μmgcosθ,故B匀速下滑
对A有
mgsinθ+μmgcosθ=ma1
解得A的加速度大小为a1=10m/s2,方向沿斜面向下
设A第一次反弹的速度大小为v1,由动能定理得
12mv2-12mv21=ΔE
Δt=2v1a1
解得Δt=255s.
(3)设A第二次反弹的速度大小为v2,由动能定理有12mv2-12mv22=2ΔE
解得:
v2=0
即A与挡板第二次碰后停在底端,B继续匀速下滑,设与挡板碰后B反弹的速度为v′,加速度大小为a′,由动能定理得
12mv2-12mv′2=ΔE
由牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma′
解得:
B沿A向上做匀减速运动的时间t2=v′a′=55s
当B速度为0时,因mgsinθ=μmgcosθ,B将静止在A上
当A停止运动时,B恰好匀速滑至挡板处,B相对A运动的时间t最短,
故t=Δt+t2=355s.
17.
(1)12J
(2)12.5N(3)16J
[解析]
(1)物块经过传送带时,摩擦力做的功等于滑块动能的变化,故有:
-μmgL=0-12mv2
可知物块释放时的动能
12mv2=μmgL=0.2×1×10×6J=12J
弹簧的弹性势能完全转化为物块的动能,所以物块刚好到达传送带C点时弹簧储存的弹性势能为12J.
(2)物块离开E点做平抛运动,则:
水平方向:
x=vEt
竖直方向:
y=2R=12gt2
由此可得,物块在E点的速度为
vE=xt=x4Rg=1.24×0.410m/s=3m/s
根据牛顿第二定律知,在E点有FN+mg=mv2ER
可得物块受到的压力为FN=mv2ER-mg=1×320.4-1×10N=12.5N.
(3)根据动能定理,物块从D到E的过程中只有重力做功,则
-mg2R=12mv2E-12mv2D
代入数据解得物块经过D点时的速度为vD=5m/s
物块经过传送带时只有阻力做功,根据动能定理有:
-μmgL=12mv2D-12mv2B
代入数据可解得:
vB=7m/s
因为物块做匀减速运动,故有:
L=vB+vD2t
可得物块在传送带上运动的时间为:
t=65+72s=1s
由此可知物块在传送带上滑动时,物块相对于传送带的位移为:
x′=L+vt=6+2×1m=8m
所以产生的热量为Q=μmgx′=0.2×1×10×8J=16J.
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- 辽宁 师大附中 届高三 物理 学期 期中 试题 答案