2020-2021学年广东省揭阳市揭东区高三（上）期中物理试卷（Word+答案）

2020-2021学年广东省揭阳市揭东区高三（上）期中物理试卷
一、选择题：本题共10小题，共46分；第1-7题每小题4分，共28分，第8-10题每小题4分，共18分：在每小题给出的四个选项中，第1-7题中只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．（4分）高中物理核心素养之一是培养科学的思维能力，在高中物理的学习中我们接触了许多科学思维方法，如理想实验法、控制变量法、微元法、类比法等。以下有关物理学史和所用物理学方法的叙述正确的是（　　）
A．牛顿巧妙地运用扭秤实验，应用了放大法成功测出万有引力常量的数值并得出了万有引力定律
B．用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如场强E＝，加速度a＝都是采用比值定义法
C．当物体本身的形状和大小对所研究问题的影响忽略不计时，用质点来代替物体的方法叫假设法
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加代表物体的位移，这里采用了微元法。
2．（4分）某人站在自动扶梯的水平踏板上，随扶梯斜向上匀速运动，如图所示。以下说法正确的是（　　）
A．人受到重力和支持力的作用
B．人受到重力、支持力和摩擦力的作用
C．人受到的合外力不为零
D．人受到的合外力方向与速度方向相同
3．（4分）引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠，由悬垂开始，上拉时，下颚须超过单杠面。下放时，两臂放直，不能曲臂，如图所示，这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。关于做引体向上动作时人的受力，以下判断正确的是（　　）
A．加速上拉过程中，单杠给人的作用力大于人给单杠的作用力
B．在加速下放过程中，单杠对人的作用力等于人对单杠的作用力
C．悬垂静止时，单杠对人的作用力与人对单杠的作用力是一对平衡力
D．在加速下放过程中，在某瞬间人可能不受力的作用
4．（4分）如图所示，在水平隙衣杆上晾晒床单时，为了使床单尽快晾干，可在床单间支撑轻质小木棍。小木棍位置的不同，两侧床单间夹角θ将不同。设床单重力为G，晾衣杆对床单的作用力大小为F，下列说法正确的是（　　）
A．θ越大，F越大
B．θ越大，F越小
C．无论θ取何值，都有F＝G
D．只有当＝120°时，才有F＝G
5．（4分）随着北京三环东路快速路的正式通车，城北到城南的通行时间将大幅缩减，大大提升了出行效率。该段公路有一个大圆弧形弯道，公路外侧路基比内侧路基高。当汽车以理论时速vc行驶时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则（　　）
A．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动
B．要求汽车在转弯过程中不打滑，车速不能大于vc
C．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值不变
D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小
6．（4分）两个完全相同的小球A和B，在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出，不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　）
A．从开始运动至落地，重力对两小球做功相同
B．两小球落地时的速度大小相同
C．两小球落地时，重力的瞬时功率相同
D．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同
7．（4分）下列各图中，以竖直向下为正方向，其中表示物体做自由落体运动的是（　　）
A．
B．
C．
D．
8．（6分）2017年第十三届全运会蹦床比赛在天津科技大学体育馆举行，如图所示为福建运动员咎捷正在比赛时的照片，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．运动员离开蹦床后机械能守恒
B．运动员下落碰到蹦床后立即做减速运动
C．运动员与蹦床相互作用过程一直处于失重状态
D．运动员在整个运动过程中与蹦床组成的系统机械能守恒
9．（6分）如图甲所示，一个质量为3kg的物体放在粗糙水平地面上，从零时刻起，物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动。在0～3s时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示，则（　　）
A．0～1s和2～3s内物体加速度方向相同
B．F的最大值为12N
C．3s末物体的速度最大，最大速度为8m/s
D．在0～1s内物体做匀加速运动，2～3s内物体做匀减速运动
10．（6分）如图甲所示，火箭发射时，速度能在10s内由0增加到100m/s；如图乙所示，汽车以108km/h的速度行驶，急刹车时能在2.5s内停下来，下列说法中正确的是（　　）
A．10s内火箭的速度改变量为10m/s
B．2.5s内汽车的速度改变量为﹣30m/s
C．火箭的速度变化比汽车的快
D．火箭的加速度比汽车的加速度小
二、非选择题
11．（6分）某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究。物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是　
　点，在打出C点时物块的速度大小为　
　m/s（保留3位有效数字），物块下滑的加速度大小为　
　m/s2（保留2位有效数字）。
12．（10分）某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频闪仪每隔0.05s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如表（当地重力加速度取10m/s2，小球质量m＝0.2kg，结果保留三位有效数字）：
时刻
t2
t3
t4
t5
速度（m/s）
4.99
4.48
3.98
（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度为v5＝　
　m/s；
（2）从t2到t5时间内，重力势能增量△Ep＝　
　J，动能减少量△Ek＝　
　J；
（3）在误差允许的范围内，若△Ep与△Ek近似相等，从而验证了机械能守恒定律。由上述计算可得△Ep　
　△Ek（选填“＞”、“＜”或“＝”），造成这种结果的主要原因是　
　。
13．（12分）周末小明帮爸爸做点力所能及的事情，他们要把一批质量均为m＝50kg的箱子搬上车厢运走，爸爸在车厢与地面之间固定了一条长为L＝2.5m的木板，木板与地面夹角为θ＝37°，箱子与木板间动摩擦因数为μ＝0.25，开始箱子放在木板下端A处，小明在车厢上通过轻绳往上拉箱子。（g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，箱子可看做质点。）
（1）开始小明尝试用F1＝300N力沿着木板方向往上拉一个箱子，结果箱子没动，求此时箱子受到木板摩擦力多大？
（2）后来爸爸过来帮忙沿着木板方向往上施加力F2，如果小明仍用F1往上拉箱子，经过t＝5s箱子到达上端B处，求F2是多大？
14．（14分）如图所示，一劲度系数很大的轻弹簧（可认为弹簧压缩量较小，弹开物块时弹簧作用时间可忽略不计）一端固定在倾角为θ＝30°的斜面底端，将弹簧压缩至A点锁定，然后将一质量为m的小物块紧靠弹簧放置，物块与斜面间动摩擦因数μ＝，解除弹簧锁定，物块恰能上滑至B点，A、B两点的高度差为h0，已知重力加速度为g。
（1）求物块受到的滑动摩擦力Ff和弹簧锁定时具有的弹性势能Ep；
（2）求物块从A到B所用的时间t1与从B返回到A所用的时间t2之比；
（3）若每当物块离开弹簧后，就将弹簧压缩到A点并锁定，物块返回A点时立刻解除锁定设斜面最高点C的高度H＝2h0，试通过计算判断物块最终能否从C点抛出？
15．（4分）热量总是自发地从高温物体传递给低温物体，这说明热传递过程具有　
　；冰箱工作时，能把冰箱内的热量传递到冰箱外，这　
　（填“违反“或“不违反“）热力学第二定律。
16．（8分）如图所示有绝热汽缸内，有一绝热轻活塞封闭一定质量的气体，开始时缸内气体温度为27℃，封闭气柱长9cm，活塞横截面积S＝50cm2．现通过气缸底部电阻丝给气体加热一段时间，此过程中气体吸热22J，稳定后气体温度变为127℃．已知大气压强等于105Pa，求：
（1）加热后活塞到汽缸底端的距离；
（2）此过程中气体内能改变了多少．
2020-2021学年广东省揭阳市揭东区高三（上）期中物理试卷
试题解析
一、选择题：本题共10小题，共46分；第1-7题每小题4分，共28分，第8-10题每小题4分，共18分：在每小题给出的四个选项中，第1-7题中只有一项符合题目要求，第8-10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．解：A、牛顿得出了万有引力定律；卡文迪许巧妙地运用扭秤实验，应用了放大法成功测出万有引力常量的数值。故A错误。
B、场强是采用比值定义法，加速度是采用比值定义法；加速度是加速度的决定式。故B错误。
C、当物体本身的形状和大小对所研究问题的影响忽略不计时，用质点来代替物体的方法是理想模型方法。故C错误。
D、在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加代表物体的位移，这里采用了微元法。故D正确
故选：D。
2．解：AB、对人受力分析，受到重力mg、支持力N，假设有静摩擦力f，设为向右，根据共点力平衡条件，有：N＝mg，f＝0，即受重力和支持力，不受摩擦力；故A正确，B错误；
CD、人随扶梯斜向上匀速运动，处于平衡状态，合力为零；故BD错误；
故选：A。
3．解：A、在任意过程中，单杠对人的作用力总等于人对单杠的作用力，是一对相互作用力，与人的运动状态无关，故AC错误B正确；
D、在加速下放过程中，若在某瞬间人向下的加速度为重力加速度g，则人只受到一个重力的作用，故D错误。
故选：B。
4．解：以床单和细杆整体为研究对象，整体受到重力G和晾衣杆的支持力F，由平衡条件知
F＝G，与θ取何值无关，故ABD错误，C正确。
故选：C。
5．解：A、当速度为v时，静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，车速低于v，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动。速度高于v时，摩擦力指向内侧，则有汽车受到的重力、急转弯处路面的支持力和摩擦力的合力提供向心力。故A、B错误。
C、当速度为vc时，靠重力和支持力的合力提供向心力，所以当路面结冰时，与未结冰相比，vc的值不变。故C正确，D错误。
故选：C。
6．解：A、两球分别做平抛运动和竖直上抛运动，首末位置的高度差相同，两球质量相同，则重力做功相同，故A正确。
B、根据动能定理知，落地的速度大小相等，但是平抛运动落地时速度与竖直方向有夹角，根据P＝mgvcosθ知，重力的瞬时功率不同，故B正确，C错误。
D、平抛运动的时间等于自由落体运动的时间，可知竖直上抛运动的时间大于平抛运动的时间，根据平均功率的定义式知，重力做功相同，时间不同，则重力做功的平均功率不同，故D错误。
故选：AB。
7．解：AB、自由落体运动的加速度不变，做初速度为零的匀变速直线运动，根据v＝gt知，速度与时间成正比关系且以竖直向下为正方向，故A正确，B错误；
CD、由x＝可知，位移与时间为二次函数关系，g为正值，则为过原点开口向上的图象，故CD错误；
故选：A。
8．解：A、不计空气阻力，运动员离开蹦床后只受重力作用，只有重力做功，机械能守恒，故A正确；
BC、运动员下落碰到蹦床后受到重力和弹力两个力作用，开始时重力大于弹力，加速度向下，运动员向下做加速运动，然后重力小于弹力，加速度向上，运动员向下做减速运动，开始加速度方向向下，然后加速度方向向上，运动员先处于失重状态，后处于超重状态，故BC错误；
D、不计空气阻力，运动员与蹦床组成的系统在整个运动过程中只有重力与弹力做功，蹦床与运动员组成的系统机械能守恒，故D正确。
故选：AD。
9．解：A、在a﹣t图象中，时间轴上方表示加速度为正，方向不变，所以0～1s和2～3s内物体加速度方向相同，故A正确；
B、根据牛顿第二定律知F﹣f＝ma知，质量一定、加速度越大则合外力越大，第2s内物体加速度最大且恒为4m/s2，F的最大值为Fmax＝f+mamax＝f+3×4N＝f+12N，故作用力F最大值大于12N，故B错误；
C、因为物体速度始终增加，故3s末物体的速度最大，再根据△v＝a?△t知速度的增加量等于加速度与时间的乘积，在a﹣t图象上即为图象与时间轴所围图形的面积，为：△v＝（1+3）×4m/s＝8m/s，物体由静止开始加速运动，故最大速度为8m/s，故C正确；
D、第1s内的物体的加速度增大，物体做加速度增大的加速直线运动，在2﹣3s内物体的加速度减小，但加速度方向仍与速度方向相同，物体做加速度减小的加速运动，故D错误。
故选：AC。
10．解：规定初速度的方向为正方向。
A、火箭的速度改变量为△v＝v2﹣v1＝100m/s﹣0＝100m/s，故A错误，
B、108km/h＝30m/s，汽车的速度改变量为△v′＝v2′﹣v1′＝0﹣30m/s＝﹣30m/s，故B正确；
C、根据a＝得：火箭的加速度为：，汽车的加速度为：a＝，所以火箭的加速度比汽车的加速度小，火箭的速度变化比汽车慢，所以C错误，D正确。
故选：BD。
二、非选择题
11．解：物块加速下滑，速度越来越大，在相等时间内物块的位移越来越大，刚开始时在相等时间内的位移较小，由图示纸带可知，打点计时器最先打出的点是A点；
每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，相邻计数点间的时间间隔为：t＝0.02×5＝0.1s，
打出C点时的速度大小为：vC＝＝m/s≈0.233m/s；
匀变速直线运动的推论：△x＝at2可知，加速度为：a＝＝＝＝m/s2＝0.75m/s2。
故答案为：A，0.233，0.75。
12．解：（1）t5时刻速度为：
（2）重力势能增加量：|△Ep|＝mg△h＝0.2×9.8×（23.68+21.16+18.66）×0.01≈1.24J；
t2时刻速度为：
动能减小量为：≈1.27J
（3）由于空气阻力的存在，机械能有损失，即减小的重力势能有极少部分转化为内能；
故答案为：（1）3.48；（2）1.27；1.24；＜，空气阻力对小球做负功。
13．解：（1）对箱子进行受力分析，利用正交分解由平衡条件可得：
f1＝mgsin37°﹣F1＝0
（2）箱子从A到B匀加速运动，由位移公式：L＝at2
解得：a＝0.2m/s2
对箱子受力分析，沿着木板方向由牛顿第二定律：
F1+F2﹣mgsin37°﹣μmgcos37°＝ma
解得：F2＝110N
答：（1）此时箱子受到木板摩擦力为零；
（2）F2是110N。
14．解：（1）物块受到的摩擦力：Ff＝μmgcosθ＝＝mg；
A到B的过程中由功能关系得：Ff（）+mgh0＝EP
代入数据解得：EP＝mgh0；
（2）上升的过程中和下降的过程中物块都是受到重力、支持力和摩擦力的作用，设上升和下降过程中的加速度分别是a1和a2，则：
物块上升时摩擦力的方向向下，根据牛顿第二定律可得：mgsinθ+μmgcosθ＝ma1
物块下降时摩擦力的方向向上，根据牛顿第二定律可得：mgsinθ﹣μmgcosθ＝ma2
根据往返时位移大小相等，得：＝
代入数据解得：＝；
（3）足够长时间后，上升的最大高度是hm，则由功能关系，来回克服阻力做的功等于补充的弹性势能，则有：2f?＝EP
解得：hm＝h0＜2h0
所以物块不可能到达C点。
答：（1）物块受到的滑动摩擦力为mg；弹簧锁定时具有的弹性势能为mgh0；
（2）物块从A到B所用的时间t1与从B返回到A所用的时间t2之比为；
（3）物块最终不能从C点抛出。
15．解：热量总是自发地从高温物体传递给低温物体，这说明热传递过程具有方向性；
由热力学第二定律知，热量不能自发的有低温物体传到高温物体，除非施加外部的影响和帮助；电冰箱把热量从低温的内部传到高温外部，需要压缩机的帮助并消耗电；故热量不可以自发地从冰箱内传递到冰箱外，但借助压缩机可以实验热量传到冰箱外，故电冰箱的工作原理没有违反热力学第二定律。
故答案为：方向性；不违反。
16．解：（1）取被封闭的气体为研究的对象，开始时气体的体积为L1S，
温度为：T1＝273+27＝300K，
末状态的体积为：L2S，温度为：T2＝273+127＝400K
气体做等压变化，则：
代入数据得：L2＝12cm
（2）在该过程中，气体对外做功：W＝F?△L＝P0S（L2﹣L1）＝105×50×10﹣4×（12﹣9）×10﹣2＝15J
由热力学第一定律：△U＝Q﹣W＝22﹣15＝7J
答：（1）加热后活塞到汽缸底端的距离是12cm；（2）此过程中气体内能改变了7J．
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