河南省实验中学2021届高三上学期期中考试--物理-Word版含答案.docx

河南省试验中学2022——2021学年上期期中试卷
高三 物理
命题人：赵传亮 审题人：王俊萍
（时间：90分钟，满分：110分）
一、选择题（本题共10小题，总分40分。每小题所列四个选项中，有一个或多个正确选项，全部选对得4分，少选、漏选得2分，错选、多选或不选得0分）
1．伽利略为了争辩自由落体的规律，将落体试验转化为出名的沿斜面运动的试验，当时利用斜面做试验主要是考虑到：( )
A．试验时便于测量小球运动的速度
B．试验时便于测量小球运动的路程
C．试验时便于测量小球运动的时间
D．试验时便于测量小球运动的加速度
2．一质点沿x轴做直线运动，其v—t图像如图所示．质点在t＝0时位于x＝5 m处，开头沿x轴正向运动．当t＝8 s时，质点在x轴上的位置为(　 　)　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．x＝3 m B．x＝8 m
C．x＝9 m D．x＝14 m
3．如图所示，从同一条竖直线上两个不同点P、Q分别向右平抛两个小球，平抛的初速度分别为v1、v2，结果它们同时落到水平面上的M点处(不考虑空气阻力)。下列说法中正确的是( )
A．确定是P先抛出的，并且v1＝v2
B．确定是P先抛出的，并且v1＜v2
C．确定是Q先抛出的，并且v1＝v2
D．确定是Q先抛出的，并且v1＞v2
4．如图所示，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g.当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为(　　)
A．Mg＋5mg B．Mg＋mg
C．Mg－5mg D．Mg＋10mg
5．如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30°。关于a、b两点场强Ea、Eb的关系，正确的是（ ）
A．2 B． C． D．
6．如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置，假如将小球B向左推动少许，两个小球将重新达到平衡，电量不变，则两个小球的受力状况与原来相比（　　）
A．推力F将增大
B．竖直墙面对小球A的弹力变大
C．地面对小球B的弹力确定增大
D．两个小球之间的距离增大
7．小球自由下落，与地面发生碰撞后以原速率反弹。若从释放小球开头计时，不计小球与地面发生碰撞的时间及空气阻力。则下图中能正确描述小球位移s、速度v、动能EK、机械能E与时间t关系的是( )
C
D
A
B
s
O
t
v
O
t
E
O
t
EK
O
t

8．如图所示，倒置的光滑圆锥面内侧，有两个小玻璃球A、B沿锥面在水平面做匀速圆周运动，则下列关系式正确的是（ ）
A．它们的线速度VA<VB B．它们的角速度ωA>ωB
C．它们的向心加速度αA=αB D．它们的向心力FA=FB
9．甲乙两车在一平直道路上同向运动，其v-t图象如图所示，图中ΔOPQ和ΔOQT的面积分别为s1和s2（s1<s2）。初始时，甲车在乙车前方s0处（ ）
A．若s0=s1+s2，两车不会相遇 B．若s0<s1，两车相遇2次
C．若s0=s1，两车相遇1次 D．若s0=s2，两车相遇1次
10．如图所示，一质量为m的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧一端固定于O点，另一端与该小球相连。现将小球从A点由静止释放，沿竖直杆运动到B点，已知OA长度小于OB长度，弹簧处于OA、OB两位置时弹力大小相等。在小球由A到B的过程中（ ）
A．加速度等于重力加速度ｇ的位置有两个
B．弹簧弹力的功率为零的位置有两个
C．弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功
D．小球与地球组成的系统的机械能不是始终减小的，而是先减小后增大
二、试验题（本题共2小题，共16分。把答案填在答题卷上的相应的位置。）
11．(10分)某同学利用打点计时器争辩做匀变速直线运动小车的运动状况。图示为该同学试验时打出的一条纸带，其中纸带右端与小车相连接，纸带上两相邻计数点的时间间隔是0.1s。请回答下列问题：
①依据纸带请推断该小车的运动属于_______（填“匀速”、“匀加速”、“匀减速”）直线运动.
②从刻度尺中可以得到xAB=_______cm、xCD=_________cm，由这两个数据得出小车的加速度大小a=______m/s2，打点计时器打B点时小车的速度v= m/s。
12．(6分)某中学试验小组接受如图所示的装置探究功与速度的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器工作频率为50Hz。
橡皮筋
小车
打点计时器
（1）试验中木板略微倾斜，这样做 。
A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑
B．是为了增大小车下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合外力对
小车做的功
D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动

（2）试验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，并起来挂在小车的前端进行多次试验，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条橡皮筋对小车做的功记为W，第2次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W，……；橡皮筋对小车做功后而获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。依据第4次试验的纸带（如图所示）求得小车获得的速度为 m/s（结果保留三位有效数字）。

3.95
4.00
4.00
4.00
3.80
3.50
第4次
cm

W
v
O

（3）若依据多次测量数据画出的W－v图象如图所示，依据图线外形可知，对W与v的关系作出猜想确定不正确的是 。
A． B． C． D．

三、计算题（本题共5小题，共54分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出结果的不给分。）
13．(10分)两个小物块放在水平地面上，与地面的动摩擦因数相同，两物块间的距离d =170m ，它们的质量分别为m1=2kg、m2=3kg。现令它们分别以初速度v1=10m/s和v2=2m/s相向运动，经过时间t=20s，两物块相遇，试求：两物块相遇时m1的速度。
某同学解答过程如下：
由于两物块与地面的动摩擦因数相同，则两物块加速度相同，设为a。
相遇时，两物块位移大小之和为d，有
代入数据得a的大小，再由运动学公式求得两物块相遇时m1的速度。
你认为上述解法是否正确？若正确，依据上述列式求出结果；若不正确，指出错误缘由并求出正确结果。
14．(10分)在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不行伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取g=10m/s2。当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升时，试求:
（1）运动员竖直向下拉绳的力；
m1
m2
O
（2）运动员对吊椅的压力。

15．(10分)在天体运动中，把两颗相距较近的恒星称为双星，已知A、B两恒星质量分别为m1和m2，两恒星相距为L，两恒星分别绕共同的圆心做圆周运动，如图所示，求两恒星的轨道半径和角速度？（已知万有引力常量为G）

16．(10分)有一个固定的光滑直杆，该直杆与水平面的夹角为53°，杆上套着一个质量为m=2kg的滑块(可视为质点)。（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2）
（1）如图甲所示，滑块从O点由静止释放，下滑了位移x=1m后到达P点，求滑块此时的速率。
（2）假如用不行伸长的细绳将滑块m与另一个质量为M=2.7kg的物块通过光滑的定滑轮相连接，细绳因悬挂M而绷紧，此时滑轮左侧绳恰好水平，其长度l =5/3m（如图乙所示）。再次将滑块从O点由静止释放，求滑块再次滑至x=1m的P点时的速率？（整个运动过程中M不会触地）

17．(14分)如图所示，质量为m的小物块放在长直水平面上，用水平细线紧绕在半径为R、质量为2m的薄壁圆筒上．t=0时刻，圆筒在电动机带动下由静止开头绕竖直中心轴转动，转动中角速度满足ω=β1t（β1为已知常数），物块和地面之间动摩擦因数为μ．求：
（1）物块做何种运动？请说明理由．
（2）物块运动中受到的拉力．
（3）从开头运动至t=t1时刻，电动机做了多少功？
（4）若当圆筒角速度达到ω0时，使其减速转动，并以此时刻为t=0，且角速度满足ω=ω0－β2t（式中ω0、β2均为已知），则减速多长时间后小物块停止运动？

河南省试验中学2022——2021学年上期期中答案
高三 物理
一．选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
B
A
B
D
BD
C
ABC
AC
二．试验题
11．①匀减速 ②1.20；2.20； 0.50或者0.5； 0.15（或0.145）
12．（1） CD （2） 2.00 （3） AB
三．计算题
13．解析：
前

（本答案仅供参考，其他合理的答案，也同样得分）
14．解析：
（1）设运动员和吊椅的质量分别为M和m，绳拉运动员的力为F
以运动员和吊椅整体为争辩对象，受到重力的大小为(M+m)g、向上的拉力为2F
依据牛顿其次定律得：2F- (M+m)g=(M+m)a，解得：F=440 N
依据牛顿第三定律，运动员拉绳的力大小为440 N，方向竖直向下
（2）以运动员为争辩对象，运动员受到三个力的作用：重力大小Mg、绳的拉力F、吊椅对运动员的支持力FN
依据牛顿其次定律得：F+FN-Mg=Ma，解得：FN=275 N
依据牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力大小为275 N，方向竖直向下
（本答案仅供参考，其他合理的答案，也同样得分）
15．解析：
设两个行星的轨道半径分别为r1和r2，角速度为ω，由题意可知r1+r2=L ①
      对m1;由 ②，  ③
联立 ①②③解得
      得④，⑤
   （本答案仅供参考，其他合理的答案，也同样得分）
16．解析：
（1）设滑块下滑至P点时的速度为v1,由机械能守恒定律得
mgxsin530= 解得：v1=4m/s
P
O
M
m
θ
v2
vM
（2）设滑块再次滑到P点时速度为v2，绳与斜杆的夹角为θ，M的速度为vM，如图将绳端进行分解得：
vM= v2cosθ
由几何关系得θ=900
vM=0
再由系统机械能守恒定律得：
MgL(1－sin53º)+mgxsin53º=mv22+0
解得：v2=5 m/s
（本答案仅供参考，其他合理的答案，也同样得分）
17．解析：
（1）圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同
依据v=ωR=Rβ1t，线速度与时间成正比
物块做初速为零的匀加速直线运动
（2）由（1）问分析结论，物块加速度为a= Rβ1
依据物块受力，由牛顿其次定律得 T－μmg=ma
则细线拉力为 T=μmg+m Rβ1
（3）对整体运用动能定理，有W电+Wf =
其中Wf =－μmgs = －μm g
则电动机做的功为 W电= μmg +
（或对圆筒分析，求出细线拉力的做功，结果正确同样给分）
（4）圆筒减速后，边缘线速度大小v=ωR=ω0R－Rβ2t，线速度变化率为a= Rβ2
若a≤μg，细线处于拉紧状态，物块与圆筒同时停止，物块减速时间为 t=ω0/β2
若a>μg，细线松弛，物块水平方向仅受摩擦力，物块减速时间为t=ω0R/μg
（本答案仅供参考，其他合理的答案，也同样得分）