河北省衡水市衡水中学2021届高三物理上学期期中试题.doc
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1、河北省衡水市衡水中学2021届高三物理上学期期中试题河北省衡水市衡水中学2021届高三物理上学期期中试题年级:姓名:- 25 -河北省衡水市衡水中学2021届高三物理上学期期中试题(含解析)一、选择题1. 四辆小车从同一地点向同一方向运动的位置和速度随时间变化的情况如图所示,下列说法正确的是()A. 甲车做直线运动,乙车做曲线运动B. 这四辆车均从静止开始运动C. 在0t2时间内,丙、丁两车在t2时刻相距最远D. 在0t2时间内,丙、丁两车间的距离先增大后减小【答案】C【解析】【详解】Ax-t图象中,倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,甲车做匀速直线运动;乙车的位移一直在增加且是正值,乙车做直线
2、运动,故A错误;Bx-t图象的斜率表示速度,v-t图象的斜率表示加速度,故乙车做减速直线运动,甲车做匀速直线运动,则甲车不是从静止开始运动,故B错误;C由v-t图象与时间轴围成的面积表示位移可知:丙、丁两车在0t2时间内面积差最大,所以丙、丁两车在t2时刻相距最远,故C正确;D在0t2时间内,丁的速度大于丙的速度,两车间的距离一直增大,故D错误。故选C。2. 如图所示,带正电的小球A用竖立在地面上的绝缘杆支撑,带正电的小球B用绕过A球正上方的定滑轮的绝缘细线拉着,开始时A、B在同一水平线上并处于静止,不计两个小球的大小。现用手拉细线使小球B缓慢向上移动,小球B在向上移动过程中A、B两球的带电量
3、保持不变,不计两球间的万有引力,则在B球缓慢移动一小段距离的过程中()A. A、B两球间的距离在减小B. 小球B的运动轨迹是一段圆弧C. 细线上的张力一直减小D. 细线上的张力可能先变小后变大【答案】BC【解析】【详解】AB设小球B受到的重力为mg,A、B两球的带电量分别为q1、q2,两球间的距离为r,定滑轮距离A球为h,距离B球为d,对B球受力分析如图根据相似三角形可知得在小球移动过程中,r不变,因此小球的运动轨迹是一段圆弧,故A错误,B正确;CD又由于d在减小,因此F在减小,故C正确,D错误。故选BC。3. 如图,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,MN为轨道短轴的两个端点
4、,运行的周期为,若只考虑海王星和太阳之间相互作用,则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中( )A. 从P到M所用的时间小于B. 从Q到N阶段,机械能逐渐变大C. 从P到Q阶段,动能逐渐变小D. 从M到N阶段,万有引力对它先做正功后做负功【答案】AC【解析】【详解】A由开普勒第二定律可知,海王星在段的PM速度大小大于MQ段的速度大小,则PM段的时间小于MQ段的时间,所以P到M所用的时间小于,故A正确;B从Q到N的过程中,由于只有万有引力做功,机械能守恒,故B错误;C从P到Q阶段,万有引力做负功,动能减小,故C正确;D根据万有引力方向与速度方向的关系知,从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功
5、,故D错误。故选AC。4. 如图所示,分别用恒力F1、F2先后将质量为m的物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至顶端,两次所用时间相同,第一次力F1沿斜面向上,第二次力F2沿水平方向则两个过程()A. 物体动能变化量相同B. 物体机械能变化量相同C. F1做的功与F2做的功相同D. F1做功的功率比F2做功的功率大【答案】AB【解析】【分析】两物体均做匀加速直线运动,在相等时间内沿斜面上升的位移相等,但斜面对物体的摩擦力不同,所以推力做功不同【详解】A项:由公式可知,所以两物体到达顶端的速率相等,所以动能的变化量相同,故A正确;B项:由A项分析可知,物体的动能增量相同,又由于处于相同的高
6、度,所以两物体机械能增量相同,故B正确;C项:由图示分析可知,第二个物体所受斜面的摩擦力较大,对每一个物体而言,除重力以外的合力对物体做功等于机械能的增量,由于两体的机械能增量相同,所以F2做功较多,故C错误;D项:由公式可知,由于时间相同,所以F1做功的功率比F2做功的功率小,故D错误【点睛】由物体的运动特征判断出物体机械能的增量关系,结合本题功能关系:除重力以外的合力对物体做功等于机械能的增量,不难看出结果5. 质量相等的均匀柔软细绳A、B平放于水平地面上,细绳A较长。分别捏住两绳中点缓慢提起,使它们全部离开地面,两绳中点被提升的高度分别为、,上述过程中克服重力做的功分别为、。以下说法正确
7、的是( )A. 若,则一定有B. 若,则可能有C. 若,则可能有D. 若,则一定有【答案】B【解析】【详解】A因绳A较长,若,则A的重心较低。故。故A错误。BD若,不能确定两根绳子重心的高低,可能,也可能,还可能。故B正确,D错误。C若,则一定是A的重心低,那。故C错误。故选B。6. 要使小球A能击中离地面H高小球P,设计了甲、乙、丙、丁四条内外侧均光滑轨道,如图所示甲为高度小于H的倾斜平直轨道,乙丙丁均为圆轨道,圆心O如图所示小球从地面出发,初速度大小都为,在甲轨道中初速度方向沿斜面,在乙、丙、丁轨道中初速度方向均沿轨道的切线方向,则小球A经过哪种轨道后有可能恰好击中P球( )A. 轨道甲和
8、轨道丁B. 轨道乙和轨道丁C. 轨道丙和轨道丁D. 只有轨道丁【答案】D【解析】【详解】小球从地面出发,初速度大小为,在运动过程中,只有动能全部转化为重力势能才能上升高度H,即甲轨道A球在轨道上沿斜面运动后斜抛,在最高点有动能,根据机械能守恒,小球不能到达H高度,故甲不可能;乙轨道小球做竖直上抛运动,在最高点速度为零,能达到高度H,但不能击中P点,故乙轨道不可能;丙轨道在小球通过1/4圆以后小球要想到达P点,在P点要有动能,根据机械能守恒,小球到不了P点,故丙轨道不可能;丁轨道小球到达P点,小球的动能完全转化为重力势能,到达P点动能恰好为零,小球恰好击中P点,故丁轨道可以故选D 。7. 如图所
9、示,在倾角为30的斜面上的P点钉有一光滑小铁钉,以P点所在水平虚线将斜面一分为二,上部光滑,下部粗糙。一绳长为3R轻绳一端系与斜面O点,另一端系一质量为m的小球,现将轻绳拉直小球从A点由静止释放,小球恰好能第一次通过圆周运动的最高点B点,已知OA与斜面底边平行,OP距离为2R,且与斜面底边垂直,则小球从A到B的运动过程中( )A. 合外力做功B. 重力做功C. 克服摩擦力做功D. 机械能减少【答案】D【解析】【详解】A以小球为研究的对象,则小球恰好能第一次通过圆周运动的最高点B点时,绳子的拉力为0,小球受到重力与斜面的支持力,重力沿斜面向下的分力恰好通过向心力,则有解得小球从A到B的运动过程中
10、,合外力做功等于动能的增加,合外力做功为故A错误;B小球从A到B的运动过程中,重力做功为故B错误;C小球从A到B的运动过程中,设摩擦力做功为,根据动能定理可得解得即物体克服摩擦力做功为,故C错误;D由于物体克服摩擦力做功为,根据功能关系可知机械能损失为,故D正确;故选D。8. 有一个固定的光滑直杆与水平面的夹角为53,杆上套着一个质量为2kg的滑块A(可视为质点),用不可伸长的轻绳将滑块A与另一个质量为M=2.7kg的物块B通过光滑的定滑轮相连接,细绳因悬挂B而绷紧,此时滑轮左侧轻绳恰好水平,其长度,P点与滑轮的连线同直杆垂直(如图所示),现将滑块A从图中O点由静止释放,(整个运动过程中B不会
11、触地,),下列说法正确的是( )A. 滑块A运动到P点时加速度为零B. 滑块A由O点运动到P点的过程中,物块B机械能增加C. 滑块A经过P点的速度大小为D. 滑块A经过P点速度大小为【答案】C【解析】【详解】A滑块A运动到P点时,垂直于杆子的方向受力平衡,合力为零;沿杆子方向重力有沿杆向下的分力加mgsin53,根据牛顿第二定律得mgsin53=maa=gsin53故A错误B滑块A由O点运动到P点的过程中,绳子的拉力对滑块B做负功,其机械能减少,故B错误。CD由于图中杆子与水平方向成,可以解出图中虚线长度=Lsin53=mB下落H=L-=m当A运动到P点与A相连的绳子此时垂直杆子方向的速度为零
12、,则B的速度为零,以两个物体组成的系统为研究对象,由机械能守恒定律得MgHmgh=解得v=5m/s故C正确,D错误。故选BC。9. 一个质量为0.5 kg的小钢球竖直下落,落地时速度大小为1m/s,与地面作用0.1s后以等大的动量被反弹小钢球在与地面碰撞的过程中,下列说法中正确的是()A. 小钢球重力的冲量是0.1 kgm/sB. 若选向上为正方向,则小钢球的动量变化是1 kgm/sC. 若选向上为正方向,则小钢球受到的合力冲量是1 NsD. 若选向上为正方向,则小钢球的受到的合力为5N【答案】B【解析】A、根据冲量定义可知: ,故A错;B、若选向上为正方向,则小钢球的动量变化量为 ,故B对;
13、C、根据动量定理,合力冲量等于动量的变化量,所以若选向上为正方向,则小钢球受到的合力冲量是 ,故C错;D、已知合力的冲量为,所以合力的大小为 ,故D错;故选B10. 如图所示,半径为R=0.4m的圆形光滑轨道固定在竖直平面内,圆形轨道与光滑固定的水平轨道相切可视为质点的质量均为m=0.5kg的小球甲、乙用轻杆连接,置于圆轨道上,小球甲与圆心O点等高,小球乙位于圆心O的正下方某时刻将两小球由静止释放,最终它们在水平面上运动g=10m/s2.则( )A. 两小球最终在水平面上运动的速度大小为2m/sB. 甲小球下滑到圆形轨道最低点时重力的功率为10WC. 甲小球下滑到圆形轨道最低点时对轨道压力的大
14、小为5ND. 整个过程中轻杆对乙做的功为1J【答案】AD【解析】整个过程中,甲、乙组成的系统机械能守恒,最后两者的速度大小相等,应用机械能守恒:,得,选项A正确;下滑到最低点时速度水平,重力的功率为0,选项B错误;甲小球下滑到最低点时,重力与支持力的合力提供向心力,解得,由牛顿第三定律得,甲小球下滑到最低点对轨道压力的大小为10N,选项C错误;整个过程中对乙受力分析可知,重力不做功,乙小球动能的增量等于轻杆对乙做的功,选项D正确;故选AD点睛:本题关键时明确两个球的系统机械能守恒,而单个球的机械能不守恒,同时要结合动能定理分析杆对单个物体的做功情况,还要找到向心力来源11. 静止在地面上的物体
15、在竖直向上的恒力作用下上升,在某一高度撤去恒力若不计空气阻力, 则在整个上升过程中,下列关于物体的速度大小v、机械能E、重力势能Ep、动能 Ek随时间变化的关系中,大致正确的是(取地面为零势面)( )A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】A撤去F前v=atv-t图象是过原点的直线撤去F后v=v0-gtv-t图象是向下倾斜的直线;故A错误;B设物体在恒力作用下的加速度为a,由功能原理可知机械能增量为知E-t图象是开口向上的抛物线撤去拉力后,机械能守恒,则机械能随时间不变;故B错误;C以地面为参考平面,撤去恒力前,重力势能为Ep-t图象是开口向上的抛物线撤去拉力后Ep应先增大后减小;故
16、C错误;D撤去恒力前,动能为Ek-t图象是开口向上的抛物线(右支)撤去拉力后Ek-t图象是开口向上的抛物线(左支),故D正确。故选D。【点睛】解决本题的关键是要明确物体的运动情况,掌握功能关系以及动能、重力势能的决定因素,根据表达式来分析图象的形状。12. 如图甲所示,长木板B放在光滑的水平面上,质量为m=4kg的小物块A可视为质点,以水平速度v0=3m/s滑上原来静止的长木板B的上表面,由于A、B间存在摩擦,导致A、B的速度随时间变化情况如图乙所示,取g=10m/s2,则下列说法正确的是A. A、B之间的滑动摩擦因数为0.1B. 物块A克服摩擦力做功为16JC. 木板B获得的最大动能为2JD
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