2021-2022学年第一学期高三年级期中考试
物理
(时间:100分钟 分值:110分)
一、选择题(本题共13小题,每小题3分,共39分,在每小题给出的选项中只有一项符合题目要求)
1. 在物理学发展的过程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中,下列说法正确的是( )
A. 在对自由落体运动的研究中,伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证
B. 牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点
C. 亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体,重物体与轻物体下落一样快
D. 胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比
2.某塔吊正在将一块建筑物料从地面竖直向上吊起,物料的v一t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 前3s内建筑物料处于失重状态
B. 最后2s内建筑物料只受重力作用
C. 前3内建筑物料受到的重力与塔吊对物料的拉力大小相等
D. 建筑物料上升过程中,塔吊对它的拉力和它对塔吊的拉力大小始终相等
3.我国在2021年6月17日发射了神舟十二号载人飞船,并与“天和”核心舱快速对接。已知“天和”在低于地球同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动,经过时间t(t小于其运动周期),运动的弧长为s,与地球中心连线扫过的角度为β(弧度),引力常量为G,则下列说法中正确的是( )
A.“天和”的线速度大于第一宇宙速度 B.“天和”的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度
C.“天和”的环绕周期为 D.“天和”的质量为
4.如图所示,在竖直平面内一根不可伸长的柔软轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物。轻绳一端固定在墙壁上的A点,另一端从墙壁上的B点先沿着墙壁缓慢移到C点,后由C点缓慢移到D点,不计一切摩擦,且墙壁BC段竖直,CD段水平,在此过程中关于轻绳的拉力F的变化情况,下列说法正确的是( )
A. F一直增大 B. F先不变后增大
C. F先减小后增大 D. F一直减小
5.如图,一条细绳跨过光滑轻定滑轮连接物体A、B,A悬挂起来,B穿在一根竖直杆上。若B沿杆匀速下滑,速度为v,当绳与竖直杆间的夹角为θ时,则下列判断正确的是( )
A.A的速度为
B.A的速度为vsinθ
C.细绳的张力大于A的重力
D.细绳的张力等于A的重力
6.杂技是一种集技能、体能、娱乐性很强的表演活动。如图所示为杂技“顶竿”表演,一人A站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人B以加速度a加速下滑时,竿对人A的压力大小为(已知重力加速度为g)( )
B.
C. D.
7.如图所示,A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动,两球质量,两球间是一个轻质弹簧,如果突然剪断悬线,则在剪断悬线瞬间( )
A.A球加速度为,B球加速度为0 B.A球加速度为,B球加速度为0
C.A球加速度为,B球加速度为g D.A球加速度为,B球加速度为g
8.如图所示,木块A的质量为1kg,木块B的质量为4kg,叠放在水平地面上,A、B间最大静摩擦力为1N,B与地面间动摩擦因数为0.1,g取10m/s-2。水平力F推B,要想让A、B保持相对静止的条件是F不超过( )
A.1N
B.4N
C.10N
D.6N
9.如图所示,地球赤道上的山丘,近地资源卫星和同步通信卫星均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设、、做圆周运动的速率分别为、、,向心加速度大小分别为、、,角速度分别为、、则( )
A. B. C. D.
10.如图所示,物体A、B用细绳跨过定滑轮D连接,定滑轮用另一条细绳悬挂在天花板上的O点,该细绳与竖直方向成角,B放在倾角为的斜面体C上,C放置于水平地面上,A,B,C始终处于静止状态,定滑轮D左侧细线竖直,右侧细绳与斜面平行,(定滑轮质量不计)下列说法正确的是( )
A.其它条件不变,增大A的质量,斜面C对B的摩擦力一定变小
B.其它条件不变,增大A的质量,地面对斜面C的摩擦力一定不变
C.其它条件不变,增大B的质量,OD之间的细绳上拉力变大
D.其它条件不变,将C向右缓慢平移一点,OD之间的细绳上拉力变小
11.如图所示,小木块a、b和c(可视为质点)放在水平圆盘上,a、b两个质量均为m,c的质量为。a与转轴OO′的距离为l,b、c与转轴OO′的距离为2l且均处于水平圆盘的边缘,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g,若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,下列说法正确的是( )
A.b、c所受的摩擦力始终相等,故同时从水平圆盘上滑落
B.当a、b和c均未滑落时,a、c所受摩擦力的大小相等
C.b和c均未滑落时线速度一定相等
D.b开始滑动时的转速是
12.图甲所示,在某次壁球训练时,运动员在同一位置以不同的角度斜向上发球,最后球都能恰好垂直击打在竖直墙面反弹。若两次发球与水平方向夹角分别为30°和60°,不考虑球在空中受到的阻力,则( )
A.两球上升高度之比为1:3
B.碰到墙面前空中运动时间之比为1:3
C.球击打墙面的速度之比为3:1
D.两次发球的初动能之比为3:1
13.如图所示,在粗糙水平面上向左运动的物块在时刻速度大小为,此时对物体施加水平向右的恒力F,时刻物块的速度大小为0,时刻物块的速度大小仍是。已知物块的质量为m,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.物块在恒力F作用下做匀变速直线运动
B.物块在的平均速度大小为0
C.物块与水平面的动摩擦因数为
D.在时间内,物块克服摩擦力做功为
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分,每小题有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,漏选得2分,错选或不选得0分)
14.A、B两物体同时同地同向出发,其运动的v-t图象和a-t图象如图甲、乙所示,已知在和两段时间内,A物体在v-t图象中的两段曲线形状相同,则有关A、B两物体的说法中,正确的为( )
B.物体A一直加速
C.时刻,A、B两物体第一次相遇
D.时刻,A、B两物体第一次相遇
15.如图所示,滑块以某一初速度从传送带下端沿传送带向上运动,传送带运动的速度v1小于滑块的初速度v0,其他条件不变,则滑块的速度v随时间t变化的图象可能是( )
A. B. C. D.
16.如图所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后做平抛运动,经过0.2s后又恰好垂直与倾角为的斜面相碰。已知半圆形管道的半径为R=0.5m,B小球可看做质点且其质量为m=1kg,g取10m/s2。则( )
A.小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.9m
B.小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.4m
C.小球经过管道的B点时,受到管道的作用力NB的大小是1N
D.小球经过管道的B点时,受到管道的作用力NB的大小是2N
17. 如图甲所示,长木板A静止在光滑水平面上,另一质量为2kg的物体B(可看作质点)以水平速度v0=3 m/s滑上长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦,之后的运动过程中A、B的速度图像如图乙所示。g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
A. 长木板A、物体B所受的摩擦力均与运动方向相反
B. A、B之间的动摩擦因数μ=0.2
C. 长木板A的长度可能为L=0.8 m
D. 长木板A的质量是4kg
三、实验题(共13分)
18.(5分)某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”,弹簧测力计挂于竖直木板上的固定点,下端用细线挂一重物,手持弹簧测力计拉结点。分别读出弹簧测力计和的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录点的位置和拉线的方向。
(1)本实验所用的弹簧测力计示数的单位为,图中的示数为___________。
(2)下列关于实验的要求不正确的是___________。
A.拉线方向应与木板平面平行 B.两个弹簧测力计的夹角越大越好
C.本实验需要测出重物的重力大小 D.与弹簧测力计相连的细绳适当长一些
(3)该同学改变两拉力的夹角做第二次实验时,结点的位置___________改变(填“可以”或“不可以”)。
19.(8分)某实验小组做“探究加速度与力关系”实验时,先采用如图甲所示的常规实验方案。处理数据时发现误差比较明显。该小组经过分析讨论,对实验方案进行了改进和优化,采用如图乙所示实验方案,具体实验操作步骤如下:
A.挂上托盘和砝码,调整垫块位置,使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;
B.取下托盘和砝码,用天平测出其总质量为m,查出并记录当地重力加速度g;
C.把小车放回木板上原位置,小车拖着纸带沿木板加速下滑,测出其下滑的加速度a;
D.改变砝码质量和垫块位置,多次测量m和a,通过作图可得到a-F的关系。
(1)比较甲、乙两实验方案,实验时需要满足条件实验方案是______(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”);
(2)采用乙实验方案,在作a-F关系时,小车受到的合外力______;
(3)在一次实验操作中,获得如图所示的纸带,A、B、C、D、E为计数点,其中相邻两计数点间均有四个点未画出,所用交变电源的频率为50Hz,则在打下C点时小车的速度大小______m/s,由纸带可求得小车的加速度______(计算结果均保留两位有效数字)。
四、解答题(本题共2小题,共27分,要求写出必要的分析解析过程)
20.(11分)如图所示,倾角为37°的固定斜面长,在斜面底端正上方的O点将一小球以速度水平抛出,与此同时释放在斜面顶端的滑块,经过一段时间后小球恰好能以垂直斜面的方向击中滑块,小球和滑块均可视为质点,重力加速度g取,,。
(1)抛出点O与斜面顶端的高度差;
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数。
21. (16分)在水平面上有一质量为,长度为的长木板,它与地面之间的动摩擦因数为,左端有一质量为的小物块,小物块与木板之间的动摩擦因数,距离长木板右端处有一点,在小物块上加一水平恒力,重力加速度取,不计空气阻力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)力多大时,能让小物块刚好相对木板滑动;
(2)力多大时,可使木板右端到达点之后,小物块从长木板右端滑落?
五、选做题(请在下面两道试题中任选一道,选择题5分,计算题10分,共15分)
22.选修3-3
(一)下列说法中正确的有( )
A. 荷叶表面的水滴呈椭球形,说明水不能浸润荷叶
B. 干湿泡湿度计的两个温度计显示的温度差距越大,说明空气的绝对湿度越大
C. 液晶具有晶体的光学性质各向异性的特点
D. 温度越高、微粒的体积越小,布朗运动越明显
E. 理想气体的温度越高,内能越大
(二) 如图所示,一圆柱形绝热容器竖直放置,通过绝热活塞封闭着摄氏温度为t1的理想气体,活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h1.现通过电热丝给气体加热一段时间,使其摄氏温度上升到t2,若这段时间内气体吸收的热量为Q,已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计一切摩擦.求:
(1)这段时间内活塞上升的距离是多少?
(2)这段时间内气体的内能如何变化,变化了多少?
23. 选修3-4
(一) 一列简谐橫波沿x轴正方向传播。如图所示是t=0时刻的波形图,且x=4.0 m处质点刚好起振。若该波的周期为4 s,下列说法中正确的是( )
A. 从图示时刻起经过2 s的时间,x=6. 0 m处的质点刚好起振
B. 平衡位置在x=6.0 m处的质点,第一次到达波谷的时刻为2.5 s
C. E、 F两质点同时达到平衡位置和波峰位置
D. 平衡位置在x=1. 0 m处的质点从图示时刻起经过3.0 s,通过的路程为6 cm
E. 质点E从图示时刻起经过2 s,通过的路程为4 cm
(二)如图所示,空气中一直角棱镜ABC,∠A=30°,一束单色光从AC边中点D垂直射入棱镜,从AB边射出的光线与AB边夹角为30°,已知BC边长度为m,光在真空中的传播速度c=3×108 m/s.求:
(1)该棱镜的折射率;
(2)从BC边射出的光在该棱镜中的传播时间.
物理答案
一、二、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
D D C B C A A C A D B A D ABD CD BD BD
三、实验题
18.【答案】 ①. 3.45(3.43~3.47) ②. B ③. 可以
19. 甲 mg 0.30 0.80
四、计算题
20.【答案】 (1);(2)
【解析】
(1)设小球击中滑块时的速度为v,竖直分速度为,由几何关系得
设小球下落的时间为t,则竖直分速度大小为
代入数据解得
设竖直位移为y,水平位移为x,由运动学规律得
,
设抛出点到斜面最低点的距离为h,由几何关系得
联立上式,代入数据解得
故抛出点与斜面顶端的高度差为
代入数据解得
(2)在时间t内,滑块的位移为s,由几何关系得
设滑块的加速度为a,由运动学公式得
对滑块,由牛顿第二定律得
联立上式,代入数据得
21.(1);(2)
【详解】
(1)当刚要滑动时整体根据牛顿第二定律有
对小物块有
代入数据,解得
当力时,小物块能够相对木板滑动
(2)当小物块相对木板运动时,木板加速度为
解得
小物块加速度为
小物块到达A点时间的过程中
小物块掉下去,有
解得
所以要想达到A点后掉下去,则有
。
22.
3-3
(一)【答案】ACD
【解析】
【详解】A.水珠呈椭圆形是因为水的表面张力形成的,这种情况只有在不浸润水的表面上才能形成,故A正确;
B.干湿泡湿度计的两个温度计显示的温度差距越大,说明空气的绝对湿度越小,故B错误;
C.液晶具有晶体光学性质各向异性的特点,故C正确;
D.温度越高,小微粒的体积越小,布朗运动越明显,故D正确;
E.理想气体的温度越高,内能不一定越大,还和质量有关,故E错误。
故选ACD。
(二)【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】(1)活塞受力分析如图:
由平衡条件得:
解得:
设温度为t2时活塞与容器底部相距h2.因为气体做等压变化,由盖—吕萨克定律:
得:
得:
活塞上升了:
(2)气体对外做功为:
由热力学第一定律可知:
3-4
(一)【答案】ADE
【解析】
【详解】A.波速
当横波从处传到处时,所用时间为
故A正确;
B.当处的波谷传到处时, 处的质点第一次到达波谷,所用时间为
故B错误;
C.图示时刻,E质点经过到达平衡位置,F质点经过到达波峰位置,故C错误;
D.3.0s时间为周期,则该波处的质点从图示时刻起历时3.0s通过的路程是
故D正确;
E.质点E从图示时刻起经过一半周期,通过的路程为
故E正确。
故选ADE。
(二)【答案】①②
【解析】
【分析】
①找出入射角和折射角,根据折射率公式进行求解;
②找出光的路程,求出光在棱镜中的速度,从而求解时间;
【详解】①如图所示:
从AB边射出的光
入射角
折射角
折射率为:
②光从BC边射出的路程:
光在棱镜中传播速度:
传播时间为:.
【点睛】本题是几何光学问题,作出光路图是解题的关键之处,再运用几何知识求出入射角、折射角,即能很容易解决此类问题.