上海市师范大学附属中学2020届高三物理上学期期中试题.doc

上海市师范大学附属中学2020届高三物理上学期期中试题

上海市师范大学附属中学2020届高三物理上学期期中试题

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上海市师范大学附属中学2020届高三物理上学期期中试题（含解析）
一、选择题（共40分，第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。）
1. 在国际力学单位制中，选定为基本单位的物理量是（　　）
A. 速度、质量和时间 B. 重力、长度和时间
C. 长度、质量和时间 D. 位移、质量和速度
【答案】C
【解析】
【详解】国际通用的国际单位制中七个基本单位：长度m，时间s，质量kg，热力学温度K（开尔文温度），电流单位A，光强度单位cd（坎德拉），物质的量单位mol（摩尔），故ABD错误，C正确。
故选C。
2. 如图所示，O是弹簧振子的平衡位置，小球在B、C之间做无摩擦的往复运动，则小球任意两次经过O点可能不同的物理量是（　　）

A. 速度 B. 机械能 C. 回复力 D. 加速度
【答案】A
【解析】
【详解】A．小球经过O点，可能是从B到C，也可能是从C到B，速度是矢量，即小球任意两次经过O点速度可能不同，A正确；
B．小球在B、C之间做无摩擦的往复运动，运动过程中系统的机械能守恒，B错误；
CD． 小球在O点弹簧的形变相同， 弹簧的弹力相同，即回复力相同，加速度相同，CD错误。
故选A。
3. 如图，甲虫沿树枝缓慢地从A向上爬到B的过程中，树枝对甲虫的作用力（　　）

A. 一直增大 B. 一直减小 C. 保持不变 D. 先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】树枝对甲虫的作用力是静摩擦力和支持力的合力，始终与重力平衡，故大小和方向一直不变。
故选C。
4. 如图所示，A、B为电风扇叶片上的两个质点，当电风扇匀速转动时，A、B两质点具有相同的（ ）

A. 线速度 B. 周期
C. 向心加速度 D. 运动轨迹
【答案】B
【解析】
A、B两点在同一轴上，所以周期相等，故B正确；由，可知A的线速度大于B的线速度，故A错误；由可知A的加速度大于B的加速度，故C错误；AB两点所处的半径不同，所以轨迹不同，故D错误．所以B正确，ACD错误．
5. 质点运动的位移 x 与时间 t 的关系如图所示，其中不属于机械振动的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据机械能振动的定义可知，ABC均在某一平衡位置附近往复振动，故ABC均为机械振动；而D中的物体没有往复振动过程，不属于机械振动；
A．不符合题意，选项A错误；
B．不符合题意，选项B错误；
C．不符合题意，选项C错误；
D．符合题意，选项D正确；
6. 三个大小都为F的力作用于一质点，其中两力始终相互垂直，另一个力方向可变，该质点（　　）

A. 不能平衡 B. 能否平衡取决于θ的大小
C. 能否平衡取决于F的大小 D. 能否平衡取决于F和θ的大小
【答案】A
【解析】
【详解】互相垂直且大小均为F的两力的合力大小为 ，方向为其角平分线方向，如果要与第三个力平衡，那第三个力大小必为，方向与前两个力的合力方向相反，故BCD错误，A正确。
故选A。
7. 如图，在“探究共点力合成”实验中，用弹簧测力计拉细绳套时要做到（　　）

A. 细绳间的夹角始终为90° B. 细绳间的夹角不可以是钝角
C. 两个弹簧测力计的读数必须相同 D. 橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板
【答案】D
【解析】
【详解】AB．细绳间的夹角可以为任意角，AB错误；
C．两个弹簧测力计的读数可以是任意数，C错误；
D．实验中要求橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板，减小实验误差，D正确。
故选D。
8. 将一小球从地面以初速度v0竖直向上抛出，不计空气阻力，则小球
A. 上升的时间与v0成正比
B. 上升的最大高度与v0成正比
C. 上升过程的平均速度小于下落过程的平均速度
D. 上升过程的加速度与下落过程的加速度方向相反
【答案】A
【解析】
【详解】A．取竖直向上为正方向，将竖直上抛运动看成一种初速度为v0、加速度为-g的匀减速运动，则上升的时间：
，
可知上升的时间与v0成正比，故A符合题意；
B．上升的最大高度：
，
可知上升的最大高度与v02成正比，故B不符合题意；
C．根据对称性可知，上升和下落的时间相等，而上升和下落的位移大小也相等，所以上升过程的平均速度等于下落过程的平均速度。故C不符合题意；
D．不计空气阻力，小球只受重力，所以整个过程中小球的加速度均为g，上升过程的加速度与下落过程的加速度方向相同，均竖直向下。故D不符合题意。
故选A。
9. 如图，一物体在水平面上受到向右、大小为8N的恒力F作用，在4s时间内，向右运动2m，则在此过程中，力F对物体所做的功和平均功率分别为（　）

A. 32J，4W B. 32J，8W
C. 16J，8W D. 16J，4W
【答案】D
【解析】
力F所做的功为，平均功率为，故D正确．
点睛：本题主要考查了功和平均功率的求法，属于基础问题．
10. 如图，两个小球分别被两根长度不同的细绳悬于等高的悬点，现将细绳拉至水平后由静止释放小球，当两小球通过最低点时，两球一定有相同的 (     )

A. 速度 B. 角速度 C. 加速度 D. 机械能
【答案】C
【解析】
试题分析：根据动能定理得：mgL=mv2，解得：，因为L不等．所以速度不等，故A错误；
B、根据解得：a=2g，所以两球加速度相等，又a=Lω2，所以角速度不等，故B错误C正确；因为两球的质量关系未知，初始位置它们的重力势能不一定相等，所以在最低点，两球的机械能不一定相等，故D错误；故选C.
考点：动能定理；向心加速度．
【名师点睛】此题考查了动能定理的应用以及向心加速度及角速度的知识；解决本题的关键掌握动能定理和机械能守恒定律，知道摆球在最低点靠合力提供做圆周运动的向心力，列的式子即可解答；此题是基础题，意在考查基础知识的应用.
11. 汽车以恒定功率沿公路做直线运动，途中通过一块沙地．汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力，且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力．汽车在驶入沙地前己做匀速直线运动，它匀速运动到驶出沙地后的一段时间内，位移s随时间t的变化关系可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】汽车在公路上匀速直线运动，牵引力等于阻力，驶入沙地后，阻力突然变大为，使得推力小于阻力即，小车开始减速，由于功率恒定不变，速度减小，牵引力增大，直到牵引力增大到等于阻力才开始新匀速直线运动．当小车离开沙地进入公路时，阻力减小，使得牵引力大于阻力，开始减速，同样由于功率恒定不变，速度增大，牵引力减小，直到牵引力增大到等于阻力才开始新的匀速直线运动．即进沙地过程为减速，驶出沙地后的一段为加速．根据位移时间图像的斜率表示速度，可判断选项A为先减速再匀速最后加速．选项B为先匀速再以较小的速度匀速最后加速．选项C为先正向减速后反向加速最后正向加速，选项D为先加速后减速．对照选项符合汽车运动过程为选项A．
【点睛】本题设计的出发点是考察机动车的两种启动方式，即匀加速启动和额定功率启动．对于额定功率启动，需要注意速度不会突然变化，需要一个过程，而这个速度的变化对应着牵引力的变化加速度的变化，最终影响着速度变化到多大．四个选项以位移时间图像出现，间接呈现速度的变化过程，是对问题的简化．

12. 将演员从高处跳下的视频倒序播放，可突现演员轻松跳上高处的特效，在观众看来，演员上升过程中在低处的高度变化（　　）
A. 比高处快，加速度向下 B. 比高处慢，加速度向下
C. 比高处快，加速度向上 D. 比高处慢，加速度向上
【答案】A
【解析】
【详解】演员从高处跳下，向下做加速运动，加速度向下，速度越来越大，观众看到演员上升过程中，其运动过程为从高处跳下的逆过程，在低处比高处快，加速度向下，故A正确，B、C、D错误；
故选A。
二、填空题
13. 牛顿第一定律表明，力是物体___发生变化的原因；该定律引出的一个重要概念是___．
【答案】 (1). 运动状态 (2). 惯性
【解析】
【详解】[1][2]牛顿第一定律内容即一切物体在不受力的作用时总保持静止或匀速直线运动状态，即不受力时运动状态不变，所以力是物体运动状态发生变化的原因，据此引出的概念即物体保持原来运动状态不变的性质，惯性．
14. 质点做直线运动，其s-t关系如图所示．质点在0-20s内的平均速度大小为____________m/s；质点在____________时的瞬时速度等于它在6-20s内的平均速度．

【答案】 0.8，10s和14s，
【解析】
平均速度V=S/t可得；图象切线的斜率代表速度，连接6S，20s两个时刻的图象，左右平移，与图象相切的位置就是与平均速度相等时刻
15. 物体以25m/s的初速度做竖直上抛运动，经过____s到达最高点，它在第三秒内的位移为_____m．（g取10m/s2）
【答案】 (1). 2.5 (2). 0
【解析】
到达最高点的时间： ；
第2s末速度：v2=v0-gt=(25-10×2)m/s=5m/s；
则它在第三秒内的位移为
点睛：此题关键要搞清竖直上抛运动的规律；可用分段法处理，也可用整体法处理；注意位移的矢量性.
16. 质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示。用T 表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中，力F逐渐_____（选填“变大”或“变小”），拉力T逐渐_____（选填“变大”或“变小”）。

【答案】 (1). 变大 (2). 变大
【解析】
【详解】[1][2]以结点为研究对象受力分析如图所示

由题意知点缓慢移动，即在移动过程中始终处于平衡状态，则可知绳的张力为

根据平衡条件可知

联立可得

在结点为被缓慢向左移动的过程中，夹角增大，由三角函数可知力和拉力均变大。
17. 我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体．假设组合体在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球的半径为R，地球表面处重力加速度为g，且不考虑地球自转的影响．则组合体运动的线速度大小为__________，向心加速度大小为___________．

【答案】 (1). (2).
【解析】
【详解】在地球表面的物体受到的重力等于万有引力，有：，得地球质量为
根据万有引力提供向心力有，解得组合体运动的线速度大小为 ，加速度
三、综合题
18. 如图A.为“用DIS研究物体的加速度与质量的关系”实验装置．

（1）实验中应保持轨道___________且摩擦力足够小；为了研究小车的加速度与质量的关系，应保持_______________不变．
（2）若测得小车和发射器的总质量为0.3千克，则跨过滑轮的细绳下悬挂的钩码质量最适合用 （ ）
A.20克 B.50克 C.100克 D.200克
（3）某同学用正确的实验方法测得实验数据，作出a-m图线如图B.．他观察到a-m图线为曲线，于是得出物体的加速度与质量成反比．你认为他的做法正确吗？如果认为正确，请说明理由．如果认为不正确，请给出正确的处理方法_______________．

【答案】 (1). （1）水平； (2). 小车所受拉力 （或钩码个数）； (3). （2）A； (4). （3）某同学做法不正确．正确的处理方法是计算质量的倒数，然后作出a—图线，如所得图线为过原点的直线，则a与m成反比．否则则a与m不成反比．（或正确的做法是检验这条曲线是否为反比例曲线，如每组数据的a×m的值都在误差范围内相等，则a与m成反比．否则则a与m不成反比．）
【解析】
（1）实验中应保持轨道水平且摩擦力足够小；为了研究小车加速度与质量的关系，应保持小车所受拉力 （或钩码个数）不变．
（2）要想使得小车受到拉力等于钩码的重力，则必须使得钩码的质量远小于小车的质量，则钩码质量最适合用20g，故选A.
（3）这位同学做法不正确．正确的处理方法是计算质量的倒数，然后作出a—图线，如所得图线为过原点的直线，则a与m成反比．否则则a与m不成反比．（或正确的做法是检验这条曲线是否为反比例曲线，如每组数据的a×m的值都在误差范围内相等，则a与m成反比．否则则a与m不成反比．）
19. 如图所示，木块质量m=0.78kg，在与水平方向成q=37°角、斜向右上方和恒定拉力F作用下，以a1=2.0m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动，在3s末时撤去拉力F。已知木块与地面间的动摩擦因数m=0.4，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：拉力F的大小以及物体在5s内滑行的总位移；
某同学是这样分析的：由牛顿第二定律可得，可求出拉力F的大小。物体加速阶段滑行的时间t1=3s，位移s1=a1t12，末速度v1=a1t1，减速阶段滑行的时间t2=2s，加速度a2=mg，可由s2= v1t－a2t22求出位移s2，则滑行的总位移s=s1＋s2.你认为这位同学的分析是否正确，若正确，请列式并完成计算；若不正确，请说明理由，并用你自己的方法计算出正确的结果。

【答案】见解析所示
【解析】
【详解】不正确，在外力F斜向上时摩擦力大小不等于，且物体在拉力撤去后继续滑行的时间不是2s；
在恒定拉力作用时，根据牛顿第二定律可得

其中

解得拉力

在匀加速阶段，根据运动学公式则有

在匀减速阶段，根据牛顿第二定律可得

根据运动学公式可得

在匀减速阶段位移为

物体在5s内滑行的总位移为

20. 如图所示，斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C，整个装置竖直固定，D是最低点，圆心角∠DOC=37°，E、B与圆心O等高，圆弧轨道半径R=0.30m，斜面长L=1.90m，AB部分光滑，BC部分粗糙．现有一个质量m=0.10kg的小物块P从斜面上端A点无初速下滑，物块P与斜面BC部分之间的动摩擦因数μ=0.75．取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力。求：

（1）物块通过B点时的速度大小vB；
（2）物块第一次通过C点时的速度大小vC；
（3）物块第一次通过D点后能上升的最大高度；
（4）分析说明物块最终处于什么状态。
【答案】(1)；(2)；(3) 0.96m；(4) 物块最终将停在BC之间的某处。
【解析】
【分析】
根据几何关系求出BC部分的长度，对A到B运用动能定理，求出B点的速度，根据物体在粗糙斜面上的受力判断出物体做匀速直线运动，从而得出C点的速度；物块在光滑的CDE曲面内运动中，只有重力做功机械能守恒即可求出上升的最大高度；当物块速度逐渐减到零时，由于物块重力沿着斜面的分力Gx=0.6 N，而物块的摩擦力大小f=0.6N，受力平衡，可得出物块最终将停止在BC之间的某处。
【详解】（1）根据几何关系得，斜面BC部分的长度为：

物块在AB段运动的过程中只有重力做功，由机械能守恒定律得：

解得：
；
（2）物块在BC部分滑动受到的摩擦力大小为：

物块重力沿着斜面分力

所以在BC部分物块受到的合力为0，物体做匀速直线运动，所以物块第一次通过C点时的速度；
（3）物块在光滑的CDE曲面内运动中，只有重力做功机械能守恒，取D处为零势能面，设物块最多上升高度为H，由机械能守恒定律得：

解得：
；
（4）物块从曲面返回后进入BC段，每通过一次BC段，都会损失机械能．当物块速度逐渐减到0时，由于物块重力沿着斜面的分力Gx=0.6N，而物块的摩擦力大小f=0.6N，受力平衡，所以物块最终将停止在BC之间的某处。
【点睛】本题主要考查了动能定理与牛顿第二定律综合运用，运用动能定理解题关键确定出研究的过程，分析过程中有哪些力做功，再根据动能定理列式求解。