2017-2018学年年高三年级期中考试物理试题 -

洛阳市第八中学2017年高三年级期中考试
物理试题
考生注意
1．本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷，第I卷为选择题，第II卷为非选择题．
2．本试卷满分100分，考试时间90分钟．
3．请将各题答案填到答题卷相应位置，考试结束，考生只交答题卷．
第Ⅰ卷(选择题共50分)
一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。

在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～14题有多项符合题目要求。

全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1．下列说法中正确的是( )
A．笛卡尔认为必须有力的作用物体才能运动
B．伽利略通过“理想实验”得到了“力不是维持物体运动的原因”的结论
C．牛顿第一定律可以用实验直接验证
D．牛顿第二定律表明物体所受外力越大物体的惯性越大
2．如图所示，电视剧拍摄时，要制造雨中场景，剧组工作人员用消防水枪向天空喷出水龙，降落时就成了一场“雨”．若忽略空气阻力，以下分析正确的是( )
A．水枪喷出的水在上升时超重
B．水枪喷出的水在下降时超重
C．水枪喷出的水在最高点时，速度方向斜向下
D．水滴在下落时，越接近地面，速度方向越接近竖直方向
3．某同学用位移传感器研究木块沿倾角为θ=30°的斜面下滑的运动情
况，装置如图甲所示．乙图记录了木块下滑过程中的位移-时间(x-t)图象，取重力加速度g=10m/s2．下列说法中正确的是( )
A．木块在t＝0时速度为零
B．木块在t＝1s时速度大小为2m/s
C．木块的加速度逐渐增大
D．木块的加速度大小为5m/s2
4．如图是码头的旋臂式起重机，当起重机旋臂水平向右保持静止时，吊着货物的天车沿旋臂向右匀速行驶，同时天车又使货物沿竖直方向先做匀加速运动，后做匀减速运动．该过程中货物的运动轨迹可能是下图中的( )
A B C D
5．一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O 点，站在地面上的人用轻绳跨过滑轮拉住沙漏斗，在沙子缓慢漏出的过程中，人握住轻绳保持不动，则在这一过程中（ ）
A ．细线OO′
与竖直方向夹角逐渐减小 B ．细线OO′
的张力逐渐增大 C
．人对地面的压力将逐渐增大 D
．人对地面的摩擦力将逐渐增大
6．如图所示，在光滑水平面上有一质量为M 的木板，木板上有一质量为m 的物块，物块与木板间的动摩擦因数恒定．用水平恒力F 将物块从木板的一端拉到另一端，所用时间为t ，当物块与木板分离时，木板的速度为v ，则（ ） A ．只增大M ，v 一定增大 B ．只增大M ，t 一定增大
C ．只增大F ，t 一定增大
D ．只增大F ，t 一定减小
7.一位同学做飞镖游戏，已知圆盘的直径为d ，飞镖距圆盘为L ，且对准圆盘上边缘的A 点水平抛出，初速度为v 0，飞镖抛出的同时，圆盘以垂直圆盘过盘心O 的水平轴匀速运
动，角速度为ω。

若飞镖恰好击中A 点，则下列关系正确的是( ) A ．dv 02＝L 2g
B ．B ．ωL ＝π(1＋2n)v 0，(n ＝0,1,2,3，…)
C ．v 0＝ωd
2
D ．dω2＝gπ2(1＋2n)2，(n ＝0,1,2,3…)
8．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放着两个质量均为M 的物体A 、B （物体B 与弹簧拴接），弹簧的劲度系数为k 。

初始时两物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F 作用在物体A 上，使物体A 开始向上做加速度为a 的匀加速运动，测得两个物体的v －t 图象如图乙所示，设重力加速度为g ，则（ ）
A ．施加外力的瞬间，A 、
B 间的弹力大小为M （g －a ） B ．A 、B 在t 1时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零
C ．弹簧恢复到原长时，物体B 的速度达到最大值
D ．B 与弹簧组成的系统的机械能先逐渐增加，后保持不变
9．第十三届全运会落下帷幕，名将施廷懋在跳水比赛中以409.20分夺得女子3米板冠军．某次比赛从施廷懋离开跳板开始计时，在t 2时刻以速度v 2落水，取向下为正方向，其速度随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（ ） A ．在0～t 2
时间内，施廷懋运动的加速度先减小后增大
B ．在t 2～t 3时间内，施廷懋运动的加速度逐渐减小
C ．在0～t 2时间内，施廷懋的平均速度大小为
12
+2
v v
v
D．在t2～t3时间内，施廷懋的平均速度大小为2
2
10．如图所示，A、B、C三个物块的质量均为m，A、B之间用轻绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，现用恒力F作用在A的上端使整个系统竖直向上做加速度大
小为a的匀加速运动，某时刻将A、B间的轻绳剪断，已知重力加速度为g，下
列说法中正确的是（）
A．剪断轻绳的瞬间，A的加速度大小为2g+3a
B．剪断轻绳的瞬间，B的加速度大小为2g-a
C．剪断轻绳的瞬间，C的加速度为a
D．剪断轻绳以后，B、C始终具有相同的加速度
11．如图所示，虚经a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相同，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，由此可知()
A．三个等势面中，c等势面电势最高
B．带电质点通过P点时电势能较大
C．带电质点通过Q点时动能较大
D．带电质点通过P点时加速度较大
12．如图所示，足够长的倾斜传送带以v=2.4m/s的速度逆时针匀速转动，传送带与水平面的夹角θ=37°，某时刻同时将A、B物块(可视为质点)轻放在传送带上，已知A、B两物块释放时间距为0.042m，与传送带间的动摩擦因数分别为μA=0.75、μB=0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g=10m/s2，则下列说法中正确的是（）
A．物块B先做匀加速直线运动，后与传送带保持相对静止
B．物块B最终一定追上物块A
C．在t=2.4s时，A、B物块速度大小相等
D．在t=5.4s前，A、B两物块之间的距离先增大后不变
13．北京时间2013年2月16日凌晨，直径约45米、质量
约13万吨的小行星“2012DA14”，以大约每小时2．8万公里的速度由印度洋苏门答腊岛上空掠过，与地球表面最近距离约为2．7万公里，这一距离已经低于地球同步卫星的轨道。

但它对地球没有造成影响，对地球的同步卫星也几乎没有影响．这颗小行星围绕太阳飞行，其运行轨道与地球非常相似，根据天文学家的估算，它下一次接近地球大约是在2046年．假设图中的P、Q是地球与小行星最近时的位置，下列说法正确的是（）A．小行星对地球的轨道没有造成影响，地球对小行星的轨道
也没有任何影响
B．只考虑太阳的引力，地球在P点的加速度大于小行星在Q
点的加速度
C．只考虑地球的引力，小行星在Q点的加速度大于同步卫星
在轨道上的加速度
D．小行星在Q点没有被地球俘获变成地球的卫星，是因为它在Q点的速率大于第二宇
宙速度
14. 在光滑水平面上，a 、b 两小球沿水平面相向运动. 当小球间距小于或等于L 时，受到大小相等、方向相反的相互排斥恒力作用，小球间距大于L 时，相互间的排斥力为零，小球在相互作用区间运动时始终未接触，两小球运动时速度v 随时间t 的变化关系图象如图所示， 由图可知 （ ） A. a 球质量大于b 球质量 B. 在1t
时刻两小球间距最小 C. 在20t -时间内两小球间距逐渐减小
D. 在
3
0t -时间内b 球所受排斥力方向始终与运动方面相反
第Ⅱ卷 (选择题 共58分)
二、实验题：本大题共两小题，第15题6分，第16题9分，共15分。

请将答案填写在答题卷相应位置，不要求写出演算过程。

15．(6分)某同学在家中找到两根一样的轻弹簧P 和Q 、装有水总质量m =1kg 的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材，设计如下实验验证力的平行四边形定则，同时测出弹簧的劲度系数k ．其操作如下：
a 、将弹簧P 上端固定，让其自然下垂，用刻度尺测出此时弹簧P 的长度L 0=12.50cm ；
b 、将矿泉水瓶通过细绳连接在弹簧P 下端，待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧P 的长度L 1，如图甲所示，则L 1=____________cm ；
c 、在细绳和弹簧Q 的挂钩上涂抹少许润滑油，将细绳搭在挂钩上，缓慢的拉起弹簧Q ，使弹簧P 偏离竖直方向夹角为60°，测出弹簧Q 的长度为L 2及其轴线与竖直方向夹角为θ，如图乙所示；
(1)取重力加速度g =10m/s 2，则弹簧P 的劲度系数k =____________；
(2)若要验证力的平行四边形定则，L 2和θ需满足的条件是L 2=__________cm ，θ=_________．
16．(9分)利用如图甲所示的实验装置探究加速度与合外力的关系，实验中认为细绳对木块的拉力等于砝码和砝码桶的总重力．请思考探究思路并回答下列问题．
(1)下列做法正确的是________．(填字母代号
)
Q P 60° θ
图乙
P
图甲
A ．在找不到合适的学生电源的情况下，可以使用四节干电池串联作为打点计时器的电源
B ．平衡摩擦力的方法是在砝码桶中添加砝码，使木块能拖着纸带匀速滑动
C ．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
D ．实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块
(2)如图乙所示，是挂上砝码桶，装入适量砝码，按实验要求打出的一条纸带．A 、B 、C 、D 、E 是纸带上选取的五个计数点，相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出．用刻度尺测出各计数点到A 点之间的距离，已知打点计时器接在频率为50 Hz 的交流电源两端．其中打出计数点“C”时木块的速度v C =______m/s ，木块的加速度a =__________m/s 2(结果均保留两位有效数字)．
(3)
实验时
改变砝
码及砝码桶的总质量m ，分别测量木块在不同外力作用下的加速度a ．根据测得的多组数据画出a －m 关系图象，如图丙实线所示．此图象的上端明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是____________________．
三、论述计算题(本题共4小题，共43分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算 步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 17.(10分）我国某城市某交通路口绿灯即将结束时会持续闪烁3 s ，而后才会变成黄灯，再在3秒黄灯提示后再转为红灯。

2013年1月1日实施新的交通规定：黄灯亮时车头已经越过停车线的车辆可以继续前行，车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯，属于交通违章行为。

（本题中的刹车过程均视为匀减速直线运动）
（1）若某车在黄灯开始闪烁时刹车，要使车在黄灯闪烁的时间内停下来且刹车距离不得大于18 m ，该车刹车前的行驶速度不能超过多少?
（2）若某车正以v 0＝15 m ／s 的速度驶向路口，此时车距停车线的距离为L ＝48.75 m ，当驾驶员看到绿灯开始闪烁时，经短暂考虑后开始刹车，该车在红灯刚亮时恰停在停车线以内。

求该车驾驶员的允许的考虑时间。

18．(10分)如图所示，质量为M 的物块被质量为m 夹子夹住刚好能不下滑，夹子由长度相等的轻绳悬挂在A 、B 两轻环上，轻环套在水平直杆上，整个装置处于静止状态．已知物块与夹子间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ．求： (1)直杆对A
环的支持力的大小；
(2)
夹子右侧部分对物块的压力的大小．
图乙
· ·
· ··
图丙
19．(11分)如图所示，一半径r＝0.2 m的1/4光滑圆弧形槽底端B与水平传送带相接，传送带的运行速度为v0＝4 m/s，长为L＝1.25 m，滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，DEF为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空方形细管，EF段被弯成以O为圆心、半径R＝0.25 m的一小段圆弧，管的D端弯成与水平传带C端平滑相接，O点位于地
面，OF连线竖直。

一质量为M＝0.2 kg的物块a从圆弧顶端A点无初速滑下，滑到传
送带上后做匀加速运动，过后滑块被传送带送入管DEF，
截面，重力加速度g取10 m/s2。

求：
(1)滑块a到达底端B时的速度大小v B；
(2)滑块a刚到达管顶F点时对管壁的压力。

20．(12分)如图所示，质量为M=2.0kg的平板小车静止在光滑水平地面上，小物块A的质量为m A=2.0kg，B的质量为m B=1.0kg．某时刻，两物块同时从左右两端水平冲上小车，初速度大小均为v0=6m/s．已知两物块与小车上表面间的动摩擦因数均为μ=0.2，且A、B两物块在运动过程中恰好没有相碰．求：
(1)从物块A冲上小车至物块A与小车相对静止经历的时间t1；
(2)平板小车的长度L．
15．b. 17.50 (2分) (1) 200N/m (2分) (2) 17.50 60o(每空1分) 16．(1) CD (3分，选对一个得2分，选对两个得3分，出现错选得0分)
(2) 0.54m/s 1.0m/s2(每空2分)
(3) 重力与木块的重力差距不大
或砝码和砝码桶的总质量m太大，细绳的拉力不再等于mg
或砝码和砝码桶的总重力不再满足远小于木块质量(2分) 17.（1）设在满足题设条件的情况下该车的最大行驶速度为
根据平均速度公式（1分）
解得（1分）
（2）该车驾驶员的允许的反应时间最大值为t，反应时间内车行驶的距离为
（1分）
从绿灯闪烁到红灯亮起，历时t0=6s，该过程中，汽车做减速运动的时间
（1分）
设汽车刹车过程中通过的位移为（1分）
绿灯开始闪烁时，该车距停车线的距离为L
（1分）
解得（1分）
即该车驾驶员的反应时间不能大于0.5s （1分）
18．(10分)
由②③式解得：F =
μ
2Mg
(2分) 19.（11分）解析：(1)设滑块到达B 点的速度为v B ，由机械能守恒定律，有Mgr ＝1
2M v B 2
解得：v B ＝2 m/s
(2)滑块在传送带上做匀加速运动，受到传送带对它的滑动摩擦力， 由牛顿第二定律μMg ＝Ma
滑块对地位移为L ，末速度为v C ，设滑块在传送带上一直加速 由速度位移关系式2aL ＝v C 2－v B 2
得v C ＝3 m /s<4 m/s ，可知滑块与传送带未达共速 滑块从C 至F ，由机械能守恒定律，有 12M v C 2＝MgR ＋1
2M v F 2 得v F ＝2 m/s 。

在F 处由牛顿第二定律Mg ＋F N ＝M v F 2R
得F N ＝1.2 N
由牛顿第三定律得管上壁受压力大小为1.2 N ，方向竖直向上 答案：(1)2 m/s (2)1.2 N 方向竖直向上
20．(12分)
(1)滑块A 和B 在小车上滑动时，小车也在地面上滑动．设A 、B 和小车所受的摩擦力大小分别为f A 、f B 和f 1，A 和B 相对于地面的加速度大小分别为a A 和a B ，小车相对于地面的加速度大小为a 1．在物块A 与小车达到共同速度前由牛顿第二定律得
A A A A
f m
g m a ==μ ① B B B B f m g m a
==μ ② (①②共1分，写对1个即得1分)
1A B A B f f f m g m g
M a =-=-=μμ ③ （1分) 设在t 1时刻，A 与小车达到共同速度，其大小为v 1．由运动学公式有
10A 1v v a t =- ④ (1分)
111v a t = ⑤ (1分)
联立①②③④⑤式，代入已知数据得
112m/s 2s v t == (1分)
(2)在t 1时间间隔内，A 相对于地面移动的距离为
2A101A 11
2
x v t a t =- ⑥ (1分)
设在A 与小车达到共同速度v 1后，小车的加速度大小为a 2，对于A 与小车组成的体系，由牛顿第二定律有
2B A 2()f f M m a ==+ ⑦ (1分)
由①②式知，a A =a B ；再由④式知，A 与小车达到共同速度时，B 的速度大小也为v 1，但运动方向与小车相反．由题意知，A 和B 恰好没有相碰，说明最终B 与A 及小车的速度相同，设其大小为v 2．设A 的速度大小从v 1变到v 2所用时间为t 2，则由运动学公式，对小车有
2122v v a t =- ⑧ (1分) 对B 有
21B 2v v a t =-+ 或者 20B 12()v v a t t =-++ ⑨ (1分) 在t 2时间间隔内，A 以及小车相对地面移动的距离为
2
A2122212
x v t a t =-
⑩ (1分)
在12()t t +时间间隔内，B 相对地面移动的距离为
2B 012B 121
()()2
x v t t a t t =+-+ ○1
1 (1分) 由题意知，A 和B 恰好没有相碰，所以A 和B 开始运动时，两者之间的距离为
A1A2B L x x x =++ ○
12 (1分) 联立以上各式，并代入数据得
19.2m L = (1分)
(说明：用系统动量守恒定律求解最终共同速度或用如图速度-时间图线求解小车长度同样
给分)。