吉林省通榆县第一中学2016—2017学年第一学期高三期中考试物理试题

吉林省通榆县第一中学2016—2017学年度上学期高三期中考试

物理试题

一、选择题(本题共12小题，每题4分，共48分．1-8小题只有一个选项正确，9-12小题有多个选项正确，全选对的得4分，选对不全得2分)[:...]

1.下列说法正确的是(  )

A.跳高运动员起跳以后在上升过程中处于超重状态

B.在绕地运行的天宫一号实验舱中，宇航员处于失重状态，所以宇航员没有惯性

C.田径比赛的链球项目是利用离心现象来实现投掷的

D.足球被守门员踢出后，在空中沿着弧线运动属于离心现象

2.公园里的“飞天秋千”游戏开始前，座椅由钢丝绳竖直悬吊在半空.秋千匀速转动时，绳与竖直方向成某一角度θ，其简化模型如图所示.若保持运动周期不变，要使夹角θ 变大，可将(  )

A.钢丝绳变长             B.钢丝绳变短

C.座椅质量增大           D.座椅质量减小

3．如图所示，将物体从一定高度水平抛出(不计空气阻力)，物体运动过程中离地面高度为h时，物体水平位移为x、物体的机械能为E、物体的动能为E_k、物体运动的速度大小为v。以水平地面为零势能面。下列图象中，能正确反映各物理量与h的关系的是(   )

4．如图甲所示，小物块从足够长的光滑斜面顶端由静止自由滑下。下滑位移x时的速度为v，其x－v²图象如图乙所示，取g＝10 m/s²，则斜面倾角θ为(  )

A．30°  B．45°  C．60°  D．75°

5.“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道．观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ(弧度)，如图所示．已知引力常量为G，由此可推导出月球的质量为(  )

A.Gθt2(l3)       B.Gt2(l3θ)       C.Gθt2(l)       D.Gθt2(l2)

6．一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统(   )

A．动量守恒，机械能守恒 B．动量不守恒，机械能守恒

C．动量守恒，机械能不守恒 D．无法判定动量、机械能是否守恒

7.质量为60 kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，使他悬挂起来，已知弹性安全带的缓冲时间是1.2 s，安全带长5 m，g取10 m/s²，则安全带所受的平均冲力的大小为(   )

A．500 N      B．1 100 N C．600 N   D．100 N

8.如图所示，飞船从轨道1变轨至轨道2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的(  )

A．速度大

B．向心加速度大

C．运行周期长

D．角速度小

9.如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力F_阻的大小不变，则下列说法正确的是(   )

A．重力做功为mgL

B．绳的拉力做功为0

C．空气阻力F_阻做功为－mgh

D．空气阻力F_阻做功为－2(1)F_阻πL

10．如图所示，轻绳的一端固定在小车支架上，另一端拴着两个质量不同的小球。当小车水平向右运动且两段轻绳与竖直方向的夹角始终均为θ的过程中，若不计空气阻力，下列说法正确的是(  )

A．两个小球的加速度相等

B．两段轻绳中的张力可能相等

C．小车的速度越大，θ越大

D．小车的加速度越大，θ越大

11.如图所示，在地面上以速度v₀抛出质量为m的物体，抛出后物体落在比地面低h的海平面上，若以地面为零势能面，且不计空气阻力，则(   )

A．物体在海平面的重力势能为mgh

B．重力对物体做的功为mgh

C．物体在海平面上的机械能为2(1)mv0(2)＋mgh

D．物体在海平面上的动能为2(1)mv0(2)＋mgh

12.一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持恒定的加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力随速度变化的图象如图所示，若已知汽车的质量m，牵引力F₁和速度v₁及该车所能达到的最大速度v₃。则根据图象所给的信息，下列说法正确的是(   )

A．汽车运动中的最大功率为F₁v₁

B．速度为v₂时的加速度大小为mv2(F1v1)

C．汽车行驶中所受的阻力为v3(F1v1)

D．恒定加速时，加速度大小为m(F1)

二、实验题(本题共2小题，每空2分，共14分)

13．某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器的工作频率为50Hz。

(1)实验中木板略微倾斜，这样做是为了      (  )

A．使释放小车后，小车能匀加速下滑   B．增大小车下滑的加速度

C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功

D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动

(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车。把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W₁，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W₁，……：橡皮筋对小车做功后使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为________m/s。

(3)若根据多次测量数据画出的W－v图象如下图所示，根据图线形状，可知W与v的关系符合实际的是图      (  )

14.“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示采用重物自由下落的方法：

 (1)实验中，下面哪些测量工具是必需的       

A．天平  B．直流电源 C．刻度尺  D．秒表

(2)已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，当地的重力加速度g＝9.80 m/s²，所用重物的质量为200 g。实验中选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点。

计算B点瞬时速度时，甲同学用vB(2)＝2gx_OB，乙同学用v_B＝2T(xAC)，其中所选方法正确的是________ (选填“甲”或“乙”)同学；根据以上数据，可知重物由O运动到B点时动能的增加量等于__________J，重力势能减少量等于________J(计算结果均保留三位有效数字)。

三．计算题．（本题共4小题，共38分．）

15.(8分)如图所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v₀、v₀。为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度。(不计水的阻力)

16．(9分)如图甲所示，一倾角为θ＝37°的传送带以恒定速度运行。现将一质量m＝1 kg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g＝10 m/s²，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：

(1)0～8 s内物体位移的大小。

(2)物体与传送带间的动摩擦因数。

(3)0～8 s内物体机械能增量及因与传送带摩擦产生的热量Q。

17.(9分)如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点。已知h＝2 m，s＝ m。取重力加速度大小g＝10 m/s²。

 (1)一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；

(2)若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小。

18. [选修3—4]. (15分)(1)(4分)(选不全得2分,全对得4分)图甲为某一列沿x轴正向传播的简谐横波在t＝1.0 s时刻的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动图象，则下列说法正确的是(  )

A．该简谐横波的传播速度为4 m/s

B．从此时刻起，经过2 s，P质点运动了8 m的路程

C．从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置

D．乙图可能是甲图x＝2 m处质点的振动图象

E．此时刻M质点的振动速度小于Q质点的振动速度

(2)(8分)如图所示为一个透明球体的横截面，其半径为R，AB是一竖直直径，现有一束半径为2(3)R的圆环形平行细光沿AB方向射向球体(AB直径为圆环中心轴线)，所有光线经折射后恰好经过B点而在水平光屏上形成一圆亮环，水平光屏到B点的距离为L＝R，光在真空中的传播速度为c，求：

(1)透明球体的折射率；

(2)光从入射点传播到光屏所用时间．

高三物理期中参考答案

1.答案C

2．答案A 解析：座椅重力和拉力的合力提供向心力，mgtan θ＝m(lsin θ＋r)T2(4π2)，解得l＝4π2cos θ(gT2)－sin θ(r)，因为夹角θ变大，周期不变，则钢丝绳的长度变长，与座椅的质量无关．故A正确，BCD错误．

3答案 B解析 设抛出点距离地面的高度为H，由平抛运动规律x＝v₀t，H－h＝2(1)gt²可知：x＝v₀g(H－h)，图象为抛物线，故A项错误；做平抛运动的物体机械能守恒，故B项正确；平抛物体的动能E_k＝2(1)mv²＝mgH－mgh＋2(1)mv0(2)，速度v＝0(2)，故C、D项错误。

4答案 A解析 结合公式v²＝2ax得x＝2a(1)v²，由x－v²图象可知小物块的加速度a＝5 m/s²，根据牛顿第二定律得，小物块的加速度a＝gsin θ，所以θ＝30°，A正确，B、C、D错误。

5．答案A “嫦娥三号”运转线速度为：v＝t(l)，运转半径为：r＝θ(l)，根据万有引力定律可得：Gr2(Mm)＝mr(v2)，解得：M＝G(v2r)＝θt2G(l3)，选项A正确．6答案 C解析 动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力的合力为零，本题中子弹、两木块、弹簧组成的系统，水平方向上不受外力，竖直方向上所受外力的合力为零，所以动量守恒，机械能守恒的条件是除重力、弹力对系统做功外，其他力对系统不做功，本题中子弹射入木块瞬间有部分机械能转化为内能(发热)，所以系统的机械能不守恒。故C正确，A、B、D错误。

7. 答案 B解析 根据动量定理(F－mg)t＝m，代入数据解得F＝1 100 N。

8. 答案CD. 解析：由万有引力提供向心力有：R2(GMm)＝R(mv2)＝ma＝mω²R＝mT2(4π2)R，得环绕速度v＝R(GM)，可知v₂<v₁，A错误；由a＝R2(GM)，可知a₂<a₁，B错误；由T＝2πGM(R3)，可知T₂>T₁，C正确；由ω＝R3(GM)，可知ω_2<ω₁，D正确．

9.答案 ABD解析:小球下落过程中，重力做功为mgL，A正确；绳的拉力始终与速度方向垂直，拉力做功为0，B正确；空气阻力F_阻大小不变，方向始终与速度方向相反，故空气阻力F_阻做功为－F_阻·2(1)πL，C错误、D正确。

10答案:AD解析 两个小球随小车水平向右运动，夹角始终均为θ，说明三者相对静止，有共同的加速度，故A正确；把两个小球看作一个整体，则有Tcos θ＝(M＋m)g，对末端的小球有T′cos θ＝mg，所以两段轻绳中的张力不可能相等，B错误；把两个小球看作一个整体Tcos θ＝(M＋m)g，Tsin θ＝(M＋m)a，则a＝gtan θ，所以加速度越大，θ越大，θ与小车的速度无关，故C错误，D正确。

11.答案 BD解析 以地面为零势能面，海平面在地面以下h处，高度为－h，所以物体在海平面的重力势能是－mgh，A错。重力做功和路径无关，和初末位置高度差有关，从地面到海平面，位移竖直向下为h，重力也向下，重力对物体做功mgh，B对。从地面到海平面过程只有重力做功，机械能守恒，在海平面机械能等于在地面机械能，在地面重力势能为0，动能为2(1)mv0(2)，

机械能为E＝0＋2(1)mv0(2)＝2(1)mv0(2)，C错。海平面机械能同样E＝2(1)mv0(2)，而海平面重力势能为－mgh，所以E＝2(1)mv0(2)＝E_k＋(－mgh)，得动能E_k＝2(1)mv0(2)＋mgh，D对。

12.答案 AC解析 由F－v图象可知，汽车运动中的最大功率为F₁v₁，选项A正确；由F₂v₂＝F₁v₁可知，速度为v₂时汽车的牵引力F₂＝v2(F1v1)，加速度的大小为a＝m(F2－f)，选项B错误；当汽车达到最大速度v₃时牵引力等于阻力f，由fv₃＝F₁v₁可得汽车行驶中所受的阻力为f＝v3(F1v1)，选项C正确；恒定加速时，加速度大小为a＝m(F1－f)，选项D错误。

13.(6分)答案：(1)CD (2)2 (3)C  (每空2分)

解析：(1)实验中木板倾斜是为了平衡摩擦力，使橡皮筋松驰后小车做匀速运动，选项C、D正确。

(2)v＝0.02(4×10－2)m/s＝2m/s

(3)实验证明W∝v²，所以W－v图线应为一条抛物线，C正确。

14. (8分)[答案] (1)C (2)乙 0.369 0.376 (3) 克服空气对重物和打点计时器对纸带的阻力做功。(每空2分)

 [解析]:(1)根据实验原理，需要验证下列方程成立mgh＝2(1)mv²，即gh＝2(1)v²，则不需要天平，v由打点计时器打下的纸带测出，不需要秒表，电磁打点计时器工作电源为4～6 V交流电源，故需要低压交流电源，纸带处理需要刻度尺。

(2)物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用，不是自由落体运动，vB(2)＝2gx_OB，是自由落体运动的公式，故甲同学错误。重物的重力势能的减少量ΔE_p＝mgh＝0.200×9.80×0.192 0 J＝0.376 J

打B点重物速度v＝2T(xAC)＝2×0.02(0.232 3－0.155 5) m/s＝1.92 m/s

物体动能的增加量ΔE_k＝2(1)mv²＝0.5×0.200×1.92² J＝0.369 J。

(3)克服空气对重物和打点计时器对纸带的阻力做功。

15(8分) 答案 4v₀ 

解析:设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为v_min，抛出货物后船的速度为v₁，甲船上的人接到货物后船的速度为v₂，由动量守恒定律得

12m×v₀＝11m×v₁－m×v_min①     (2分)

10m×2v₀－m×v_min＝11m×v₂②    (2分)[:]

为避免两船相撞应满足v₁＝v₂③  (2分)

 联立①②③式得v_min＝4v₀。   (2分)

16. (9分)答案 (1)14 m (2)0.875 (3)90 J 126 J

解析:(1)从图乙中求出物体位移x＝－2×2×2(1) m＋4×4×2(1) m＋2×4 m＝14 m。(2分)

(2)由图象知，物体相对传送带滑动时的加速度：a＝1 m/s² (1分)

对此过程中物体受力分析得

μmgcos θ－mgsin θ＝ma得μ＝0.875。(2分)

(3)物体被送上的高度h＝xsin θ＝8.4 m

重力势能增量ΔE_p＝mgh＝84 J   

动能增量ΔE_k＝2(1)mv2(2)－2(1)mv1(2)＝6 J (1分)

机械能增加ΔE＝ΔE_p＋ΔE_k＝90 J (1分)

0～8 s内只有前6 s发生相对滑动。

0～6 s内传送带运动距离x₁＝4×6 m＝24 m

0～6 s内物体位移x₂＝6 m  

产生的热量Q＝μmgcos θ·Δx＝μmgcos θ(x₁－x₂)＝126 J。(2分)

17. (9分)答案 (1)0.25 m (2)3(10) m/s

解析 (1)设环到b点时速度为v_b，圆弧轨道半径为r，§§

小球从a到b由机械能守恒有mgr＝2(1)mvb(2)①(1分)

环与bc段轨道间无相互作用力，从b到c环做平抛运动：h＝2(1)gt²  ②   s＝v_bt  ③(2分)

联立可得r＝4h(s2)④   代入数据得r＝0.25 m (1分)

(2)环从b点由静止下滑至c点过程中机械能守恒，设到c点时速度为v_c，则mgh＝2(1)mvc(2)⑤(1分)

在bc段两次过程中环沿同一轨迹运动，经过同一点时速度方向相同

设环在c点时速度与水平方向间的夹角为θ，则环做平抛运动时tan θ＝vb(vy)⑥v_y＝gt⑦(1分)

联立①②⑥⑦式可得tan θ＝2⑧(1分)

则环从b点由静止开始滑到c点时速度的水平分量v_cx为v_cx＝v_ccos θ⑨(1分)

联立⑤⑧⑨三式可得v_cx＝3(2) m/s。(1分)

18.(1)(4分)答案 ACD解析 由甲图可得λ＝4 m，由乙图中可得T＝1.0 s，所以该简谐横波的传播速度为v＝T(λ)＝4 m/s，选项A正确；t＝2 s＝2T，则从此时刻起，经过2 s，P质点运动的路程为s＝8A＝8×0.2 cm＝1.6 cm，选项B错误；简谐横波沿x轴正向传播，此时刻Q质点向上运动，而P质点直接向下运动，所以P质点比Q质点先回到平衡位置，选项C正确．由乙图知t＝0时刻质点的位移为0，振动方向沿y轴负方向，与甲图x＝2 m处t＝0时刻的状态相同，所以乙图可能是甲图x＝2 m处质点的振动图象，选项D正确．质点越靠近平衡位置速度越大，则此时刻M质点的振动速度大于Q质点的振动速度，选项E错误．

 (2)(8分) 答案 (1) (2)c(5R)

解析 (1)光路图如图所示，则由几何关系知，Rsin α＝2(3)R，即α＝60°(2分)

由图知，α＝2β，得β＝30°  由折射定律有n＝sin β(sin α)＝   (2分)

(2)光在介质中的速度为v＝n(c)   (1分)

光在透明介质中的传播时间t₁＝v(2Rcos β)＝c(3R)(1分)

由图及折射定律知光线从B点出射后与竖直方向的夹角为α＝60°

所以光从透明球体出射后到光屏所用时间为t₂＝c(2L)＝c(2R)(1分)

所以光从入射点传播到光屏所用时间为t＝t₁＋t₂＝c(5R).(1分)