河北省廊坊市香河三中2017届高三(上)期中物理试卷(解析版)

2016-2017学年河北省廊坊市香河三中高三（上）期中物理试卷一．单项选择题（每题4分，共40分）1．人骑自行车下坡，坡长l=500m，坡高h=8m，人和车总质量为100kg，下坡时初速度为4m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10m/s，g取10m/s2，则下坡过程中阻力所做的功为（）A．﹣400J B．﹣3800J C．﹣50000J D．﹣4200J2．A、B两个质量相同的小球，从距地面相同高度处自由下落，A落于较软的地面上，B 落于较硬的地面上，两球均未弹起．不计空气阻力，则两球与地面的碰撞过程（）A．两球受到的冲量大小相同，A球受到的平均冲力较大B．两球受到的冲量大小相同，B球受到的平均冲力较大C．地面对两球平均冲力大小相同，对A球冲量较大D．地面对两球平均冲力大小相同，对B球冲量较大3．如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，A、B两人分别站在车的两端，当两人同时相向运动时（）A．若小车不动，两人速率一定相等B．若小车向左运动，A的速率一定比B的小C．若小车向左运动，A的动量一定比B的大D．若小车向左运动，A的动量一定比B的小4．一弹簧振子做简谐运动，下列说法中正确的是（）A．若位移为负值，则速度一定为正值B．振子通过平衡位置时，速度为零，位移最大C．振子每次经过平衡位置时，位移相同，速度也一定相同D．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但位移一定相同5．一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图象如图所示，由图可知，在t=4s时，质点的（）A．速度为正的最大值，加速度为零B．速度为负的最大值，加速度为零C．速度为零，加速度为负的最大值D．速度为零，加速度为正的最大值6．弹簧振子做简谐运动，从某一位置开始计时（t=0），经过周期，振子具有正方向最大加速度，在下图中正确反映振子的振动情况的是（）A．B．C．D．7．将秒摆的周期由2s变为1s，下列措施可行的是（）A．将摆球的质量减半 B．将振幅减半C．将摆长减半D．将摆长减为原来的8．如图所示，a、b、c、…、k为弹性介质中相邻间隔都相等的质点，a点先开始向上作简谐运动，振幅为3cm，周期为0.2s．在波的传播方向上，后一质点比前一质点迟0.05s开始振动，a开始振动后0.6s时，x轴上距a点2.4m的某质点第一次开始振动，那么这列波的传播速度和0.6s内质点k通过的路程分别为（）A．4m/s，6cm B．4m/s，12cm C．4m/s，48cm D．12m/s，6cm9．如图所示，一个弹簧振子沿光滑的杆在水平方向做简谐运动，振子的质量为0.2kg，当它运动到平衡位置左侧2cm时，受到的回复力为4.0N．当它运动到平衡位置右侧4cm时，它的加速度大小和方向为（）A．20m/s2，方向向右B．20m/s2，方向向左C．40m/s2，方向向右D．40m/s2，方向向左10．一列横波以10m/s的波速沿水平方向向右传播，某时刻的波形图如图中的实线所示，经过时间后波形如图中虚线所示，由此可知△t的可能值是（）A．0.3，s B．0.5s C．0.6s D．0.7s二．不定项选择（每题4分，共28分）11．如图所示，一水平传送带以不变的速度v向右运动，将质量为m的物体A轻轻放在传送带左端，经时间t后，A的速度也变为v，再经过时间t后，恰好到达右端．则（）A．A由传送带左端到右端的平均速度为B．A由传送带左端到右端的平均速度为C．A与传送带之间的动摩擦因数为D．摩擦力对A先做正功后做负功12．从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为H，设上升过程中空气阻力f恒定．对于小球从抛出到上升至最高处的过程，下列说法正确的是（）A．小球的动能减少了mgHB．小球的机械能减少了fHC．小球的重力势能增加了mgHD．小球的加速度大于重力加速度g13．作简谐运动的物体每次通过平衡位置时（）A．位移为零，动能为零B．动能最大，势能最小C．速率最大，振动加速度为零D．速率最大，回复力不一定为零14．如图所示为某质点做简谐运动的图象，则下列说法正确的是（）A．质点在0.7 s时，正在远离平衡位置B．质点在1.5 s时的位移最大C．1.2 s到1.4 s，质点的位移在增大D．1.6 s到1.8 s，质点的位移在增大15．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图，由图象可知（）A．质点b此时位移为零B．质点b此时向﹣y方向运动C．质点d的振幅是2 cmD．质点a再经过通过的路程是4 cm，偏离平衡位置的位移是4 cm16．如图所示分别为一列横波在某一时刻的图象和在x=6m处的质点从该时刻开始计时的振动图象，则这列波（）A．沿x轴的正方向传播B．沿x轴的负方向传播C．波速为100m/s D．波速为2.5m/s17．在简谐横波的传播直线上有两个介质质点A、B，它们相距60cm，当A质点在平衡位置处向上振动时，B质点处于波谷位置．若波速的大小为24m/s，则波的频率可能是（）A．30Hz B．410Hz C．400Hz D．490Hz三．计算题（共32分）18．质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内作半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用．设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，此后小球继续作圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是多少？19．一列波沿绳子传播时，绳上有相距3m的P点和Q点，它们的振动图线如图所示，其中实线为P点的图线，虚线为Q点的图线，求该列波的波长和波速的可能值．20．如图，三个质量相同的滑块A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上．现给滑块A向右的初速度v0，一段时间后A与B发生碰撞，碰后A、B分别以v0、v0的速度向右运动，B再与C发生碰撞，碰后B、C粘在一起向右运动．滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值．两次碰撞时间均极短．求B、C碰后瞬间共同速度的大小．2016-2017学年河北省廊坊市香河三中高三（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一．单项选择题（每题4分，共40分）1．人骑自行车下坡，坡长l=500m，坡高h=8m，人和车总质量为100kg，下坡时初速度为4m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10m/s，g取10m/s2，则下坡过程中阻力所做的功为（）A．﹣400J B．﹣3800J C．﹣50000J D．﹣4200J【考点】动能定理的应用．【分析】下坡过程中运用动能定理即可求出下坡过程中阻力所做的功．【解答】解：下坡过程中运用动能定理得：mv2﹣mv02=mgh+W f，解得：W f=﹣3800J；故选：B．2．A、B两个质量相同的小球，从距地面相同高度处自由下落，A落于较软的地面上，B 落于较硬的地面上，两球均未弹起．不计空气阻力，则两球与地面的碰撞过程（）A．两球受到的冲量大小相同，A球受到的平均冲力较大B．两球受到的冲量大小相同，B球受到的平均冲力较大C．地面对两球平均冲力大小相同，对A球冲量较大D．地面对两球平均冲力大小相同，对B球冲量较大【考点】动量定理．【分析】根据着地前后瞬间的动量大小得出动量的变化量相同，根据动量定理比较平均冲力的大小．【解答】解：A、B两球从相同的高度下落，着地前瞬间的速度相同，最终速度都减为零，可知动量的变化量相同，根据动量定理知，地面对两球的冲量大小相同，根据（F﹣mg）t=△P知，A与地面的接触时间长，则平均冲量小，B与地面的接触时间短，平均冲力大．故B正确，A、C、D错误．故选：B．3．如图所示，一辆小车静止在光滑水平面上，A、B两人分别站在车的两端，当两人同时相向运动时（）A．若小车不动，两人速率一定相等B．若小车向左运动，A的速率一定比B的小C．若小车向左运动，A的动量一定比B的大D．若小车向左运动，A的动量一定比B的小【考点】动量守恒定律．【分析】AB两人及小车组成的系统受合外力为零，系统动量守恒，根据动量守恒定律分析即可求解．【解答】解：AB两人及小车组成的系统受合外力为零，系统动量守恒，根据动量守恒定律得：m A v A+m B v B+m车v车=0，A、若小车不动，则m A v A+m B v B=0，由于不知道AB质量的关系，所以两人速率不一定相等，故A错误；B、若小车向左运动，则AB的动量和必须向右，而A向右运动，B向左运动，所以A的动量一定比B的大，故B错误，C正确；D、若小车向右运动，则AB的动量和必须向左，而A向右运动，B向左运动，所以A的动量一定比B的小，故D错误．故选：C4．一弹簧振子做简谐运动，下列说法中正确的是（）A．若位移为负值，则速度一定为正值B．振子通过平衡位置时，速度为零，位移最大C．振子每次经过平衡位置时，位移相同，速度也一定相同D．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但位移一定相同【考点】简谐运动的振幅、周期和频率．【分析】质点做简谐运动，其加速度与位移的关系是a=加速度方向与位移方向总是相反，加速度大小与位移大小成正比．速度与位移的变化情况是相反的．【解答】解：A、若位移为负值，由a=﹣，可知加速度一定为正值，而速度有两种可能的方向，所以速度不一定为正值，故A错误．B、质点通过平衡位置时，速度最大，加速度为零，故B错误．C、质点每次通过平衡位置时，位移相同，加速度一定相同，而速度有两种可能的方向，不一定相同，故C错误．D、质点每次通过同一位置时，位移相同，加速度一定相同，因为速度有两种可能的方向，所以速度不一定相同，故D正确．故选：D5．一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图象如图所示，由图可知，在t=4s时，质点的（）A．速度为正的最大值，加速度为零B．速度为负的最大值，加速度为零C．速度为零，加速度为负的最大值D．速度为零，加速度为正的最大值【考点】简谐运动的回复力和能量；简谐运动的振动图象．【分析】根据简谐运动的位移图象直接读出质点的位移与时间的关系．当物体位移为零时，质点的速度最大，加速度为零；当位移为最大值时，速度为零，加速度最大．加速度方向总是与位移方向相反，位移为正值，加速度为负值．【解答】解：在t=4s时，质点的位移为正向最大，质点的速度为零，而加速度方向总是与位移方向相反，大小与位移大小成正比，则加速度为负向最大．故选C6．弹簧振子做简谐运动，从某一位置开始计时（t=0），经过周期，振子具有正方向最大加速度，在下图中正确反映振子的振动情况的是（）A．B．C．D．【考点】简谐运动的振动图象．【分析】根据某一时刻作计时起点（t=0），经周期，振子具有正方向最大加速度，分析t=0时刻质点的位置和速度方向，确定位移的图象．【解答】解：A、回复力：F=﹣kx加速度：故有经周期振子具有正方向的最大加速度，故结合上述公式得到：此时振子有负方向的最大位移，A图符合，故A正确；B、经周期振子位移为零，故B错误；C、经周期振子位移为零，故C错误；D、经周期振子位移为正方向最大，故D错误；故选：A．7．将秒摆的周期由2s变为1s，下列措施可行的是（）A．将摆球的质量减半 B．将振幅减半C．将摆长减半D．将摆长减为原来的【考点】单摆周期公式．【分析】秒摆的周期由2s变为1s，周期变为原来的，然后根据单摆的周期公式分析摆球质量、摆长、振幅如何变化．【解答】解：秒摆的周期由2s变为1s，周期变为原来的，由周期公式T=2π可知：应该是将摆长减为原来的，而与摆球的质量、振幅无关，故ABC错误，D正确；故选：D8．如图所示，a、b、c、…、k为弹性介质中相邻间隔都相等的质点，a点先开始向上作简谐运动，振幅为3cm，周期为0.2s．在波的传播方向上，后一质点比前一质点迟0.05s开始振动，a开始振动后0.6s时，x轴上距a点2.4m的某质点第一次开始振动，那么这列波的传播速度和0.6s内质点k通过的路程分别为（）A．4m/s，6cm B．4m/s，12cm C．4m/s，48cm D．12m/s，6cm【考点】波长、频率和波速的关系．【分析】由波的传播速度与传播距离的关系：s=vt即可求出波速，先求出波传播到点k的时间，然后根据质点在一个周期内的路程等于4倍的振幅再求质点k在剩下的时间内的路程即可．【解答】解：a开始振动后0.6s时，x轴上距a点2.4m的某质点第一次开始振动，可知该波在0.6s的时间内传播的距离是2.4m，所以波速：v=m/s由题图知，a到k之间有10个间隔，所以波从a传播到k的时间是：t1=10△t=10×0.05s=5s质点k振动的总时间：t2=t﹣t1=0.6﹣0.5=0.1s=质点k振动的总时间是半个周期，所以质点k从平衡位置开始振动后的总位移是2倍的振幅，即：s=2A=2×3cm=6cm故选：A9．如图所示，一个弹簧振子沿光滑的杆在水平方向做简谐运动，振子的质量为0.2kg，当它运动到平衡位置左侧2cm时，受到的回复力为4.0N．当它运动到平衡位置右侧4cm时，它的加速度大小和方向为（）A．20m/s2，方向向右B．20m/s2，方向向左C．40m/s2，方向向右D．40m/s2，方向向左【考点】简谐运动的振幅、周期和频率；简谐运动的回复力和能量．【分析】做简谐振动的物体，回复力F=﹣kx，与位移x成正比；根据a=求解加速度．【解答】解：在光滑水平面上做简谐振动的物体质量为0.2kg，当它运动到平衡位置左侧2cm时，受到的回复力是4N，有：F1=kx1…①当它运动到平衡位置右侧4cm时，回复力为：F2=kx2…②联立①②解得：F2=8N，向左；故加速度：a===40m/s2，向左；故选：B10．一列横波以10m/s的波速沿水平方向向右传播，某时刻的波形图如图中的实线所示，经过时间后波形如图中虚线所示，由此可知△t的可能值是（）A．0.3，s B．0.5s C．0.6s D．0.7s【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】由图读出波长，由波速公式求出周期，根据波形平移和波的周期性，确定时间t的可能值．【解答】解：由图读出波长为λ=4m，由波速公式v=得周期T==s=0.4s波向右传播时，时间t的通项为t=（n+）T=（0.4n+0.1）s，n=0，1，2，…当n=0时，t=0.1s；当n=1时，t=0.5s；由于n为整数，t不可能为0.3s、0.6s、0.7s．故B正确，ACD错误．故选：B二．不定项选择（每题4分，共28分）11．如图所示，一水平传送带以不变的速度v向右运动，将质量为m的物体A轻轻放在传送带左端，经时间t后，A的速度也变为v，再经过时间t后，恰好到达右端．则（）A．A由传送带左端到右端的平均速度为B．A由传送带左端到右端的平均速度为C．A与传送带之间的动摩擦因数为D．摩擦力对A先做正功后做负功【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系；平均速度；功的计算．【分析】已知前一半时间的初末速度，可求前一半时间的位移，在加后一半时间的位移，可得全程位移，进而得到全程平均速度，判定AB由前半时间的速度和时间可以得到加速度，此加速度由摩擦力提供，可得摩擦因数，判定C 摩擦力先给物体加速，之后两者速度相等，不再有摩擦力作用．可判定D【解答】解：A、前半时间的位移为：，后半时间的位移为：s2=vt，故全程的平均速度为：，故A正确B、物体的运动总位移等于传送带的长度，传送带的长度为：，故B错误C、物块的加速度为：，此加速度由摩擦力提供，由牛顿第二定律：，解得：，故C正确；D、摩擦力先给物体加速，之后两者速度相等，不再有摩擦力作用，故摩擦力先做正功，后不做功，故D错误故选：AC12．从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为H，设上升过程中空气阻力f恒定．对于小球从抛出到上升至最高处的过程，下列说法正确的是（）A．小球的动能减少了mgHB．小球的机械能减少了fHC．小球的重力势能增加了mgHD．小球的加速度大于重力加速度g【考点】牛顿第二定律；重力势能．【分析】重力做功不改变物体机械能，重力做功只使物体动能转化为重力势能或重力势能转化为动能；空气阻力做功使物体机械能减少，减少的机械能等于克服空气阻力做的功．【解答】解：A、由动能定理可知，小球动能的减少量等于合外力做的功，即：△E K=（mg+f）H，故A错误；B、小球机械能的减少量等于重力以外的力做功，即克服空气阻力做的功，W=﹣fH，则机械能减少fH，故B正确；C、小球上升的最大高度为H，则重力势能增加mgH，C正确；D、根据牛顿第二定律：mg+f=ma，得：a=g+＞g，故D正确；故选：BCD．13．作简谐运动的物体每次通过平衡位置时（）A．位移为零，动能为零B．动能最大，势能最小C．速率最大，振动加速度为零D．速率最大，回复力不一定为零【考点】简谐运动的振幅、周期和频率．【分析】简谐运动的平衡位置是回复力为零的位置，速度最大，势能最小．【解答】解：AB、振动质点的位移是指离开平衡位置的位移，故经过平衡位置时位移一定为零，速度最大，故动能最大，势能最小，故A错误，B正确；CD、简谐运动中，在平衡位置，回复力F=﹣kx=0，故加速度a==0，速率是最大的，故C正确，D错误；故选：BC．14．如图所示为某质点做简谐运动的图象，则下列说法正确的是（）A．质点在0.7 s时，正在远离平衡位置B．质点在1.5 s时的位移最大C．1.2 s到1.4 s，质点的位移在增大D．1.6 s到1.8 s，质点的位移在增大【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】根据位移时间图象的斜率等于速度，分析质点的速度方向．根据速度方向分析位移的变化情况．【解答】解：A、根据位移时间图象的斜率等于速度，可知，质点在0.7 s时的速度为负，正靠近平衡位置，故A错误．B、质点在1.5 s时的位移为负向最大，故B正确．C、1.2 s到1.4 s，质点正远离平衡位置，位移正在增大，故C正确．D、1.6 s到1.8 s，质点正靠近平衡位置，位移在减小，故D错误．故选：BC15．如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图，由图象可知（）A．质点b此时位移为零B．质点b此时向﹣y方向运动C．质点d的振幅是2 cmD．质点a再经过通过的路程是4 cm，偏离平衡位置的位移是4 cm【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】由波动图象直接读出任意时刻的位移、质点的振幅和波长．运用上下坡法判断质点的运动方向．根据时间与周期的关系，分析质点通过的路程，确定位移．【解答】解：A、由图知，质点b此时位移为零，故A正确．B、简谐横波沿x轴正方向传播，由“上下坡法”知，质点b此时向+y方向运动，故B错误．C、简谐横波在传播过程中，各个质点的振幅都相同，则知质点d的振幅是A=2 cm，故C 正确．D、质点a再经过通过的路程是S=2A=4 cm，偏离平衡位置的位移是﹣4 cm，故D错误．故选：AC16．如图所示分别为一列横波在某一时刻的图象和在x=6m处的质点从该时刻开始计时的振动图象，则这列波（）A．沿x轴的正方向传播B．沿x轴的负方向传播C．波速为100m/s D．波速为2.5m/s【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系．【分析】根据t=0时刻x=6m处质点的振动方向得到波的传播方向，由左图得到波长，右图得到周期，根据v=求解波速．【解答】解：AB、t=0时刻x=6m处质点的振动方向是向上，由波形平移法知，波沿x轴负方向传播，故A错误，B正确；CD、由左图得到波长为λ=8cm，右图得到周期为T=0.08s，故波速v==100m/s，故C正确，D错误．故选：BC．17．在简谐横波的传播直线上有两个介质质点A、B，它们相距60cm，当A质点在平衡位置处向上振动时，B质点处于波谷位置．若波速的大小为24m/s，则波的频率可能是（）A．30Hz B．410Hz C．400Hz D．490Hz【考点】波长、频率和波速的关系．【分析】若这列波的传播方向是由A向B，当当A质点在平衡位置处向上振动时，B质点处于波谷位置时，AB平衡位置间的距离等于（n+）λ，求出波长的通项，即可由波速公式v=λf求出频率的通项．同理，若这列波的传播方向是由B向A，AB平衡位置间的距离等于（n+）λ，求出波长的通项，即可由波速公式v=λf求出频率的通项，并可得到频率的特殊值．【解答】解：若这列波的传播方向是由A向B，据题有：（n+）λ=0.6m，（n=0，1，2，3…）则得λ=m由v=λf得：f==Hz=10（4n+1）Hz，（n=0，1，2，3…）①若这列波的传播方向是由B向A，则有：（n+）λ=0.6m，（n=0，1，2，3…）则得λ=m，（n=0，1，2，3…）频率为f==10（4n+3）Hz，（n=0，1，2，3…）②当n=0时，由②式得f=30Hz；当n=10时，由①式得f=410Hz；由于n是整数，f不可能等于400Hz和490Hz；故选：AB．三．计算题（共32分）18．质量为m的小球被系在轻绳一端，在竖直平面内作半径为R的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用．设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子的张力为7mg，此后小球继续作圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是多少？【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力．【分析】圆周运动在最高点和最低点沿径向的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出最高点和最低点的速度，再根据动能定理求出此过程中小球克服空气阻力所做的功．【解答】解：最低点最高点mg=由动能定律得解得故克服空气阻力做功w f=．19．一列波沿绳子传播时，绳上有相距3m的P点和Q点，它们的振动图线如图所示，其中实线为P点的图线，虚线为Q点的图线，求该列波的波长和波速的可能值．【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】由图象看出，P、Q两点的振动情况总是相反，它们之间的距离相距半个波长的奇数倍，即可求出波长，由图读出周期，由波速公式v=求解波速．【解答】解：由图象看出，P、Q两点的振动情况总是相反，则有：3m=（2n+1），（n=0，1，2，…）当n=0时，λ=6m，当n=1时，λ=2m．由图读出，周期为T=0.2s，则波速为：v===30m/s或答：该列波的波长和波速的可能值6m，30m/s；2m，10m/s20．如图，三个质量相同的滑块A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上．现给滑块A向右的初速度v0，一段时间后A与B发生碰撞，碰后A、B分别以v0、v0的速度向右运动，B再与C发生碰撞，碰后B、C粘在一起向右运动．滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值．两次碰撞时间均极短．求B、C碰后瞬间共同速度的大小．【考点】动量守恒定律．【分析】根据根据动量守恒求出碰前A的速度，然后由动能定理求出A与B碰撞前摩擦力对A做的功；B再与C发生碰撞前的位移与A和B碰撞前的位移大小相等，由于滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值，所以地面对B做的功与地面对A做的功大小相等，由动能定理即可求出B与C碰撞前的速度，最后根据动量守恒求解B、C碰后瞬间共同速度的大小．【解答】解：设滑块是质量都是m，A与B碰撞前的速度为v A，选择A运动的方向为正方向，碰撞的过程中满足动量守恒定律，得：mv A=mv A′+mv B′设碰撞前A克服轨道的阻力做的功为W A，由动能定理得：设B与C碰撞前的速度为v B，碰撞前B克服轨道的阻力做的功为W B，由于质量相同的滑块A、B、C，间隔相等地静置于同一水平直轨道上，滑块A、B与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值，所以：W B=W A设B与C碰撞后的共同速度为v，由动量守恒定律得：mv B″=2mv联立以上各表达式，代入数据解得：答：B、C碰后瞬间共同速度的大小是．2016年12月3日。