福建省莆田第六中学2020届高三上学期期中考试物理试题

莆田第六中学2020届高三上学期期中考试
物理试题
一、选择题：（共12小题，1-7小题为单选，8-12小题为多选。

每小题4分，不全对得分2分，共48分。

）
1.2015年9月2日，“抗战专列”在武汉地铁4号线亮相，引得乘车市民纷纷点赞.若该地铁列车先从甲站开始做初速度为零、加速度大小为a 的匀加速直线运动，通过位移L 后，立即做加速度大小也为a 的匀减速直线运动，恰好到乙站停下.则列车从甲站到乙站所用的时间为()
A.
L
a
B.2
2L a C.2
L a
D.4
2L a
2．2019年央视春晚加入了非常多的科技元素，在舞台表演中还出现了无人机。

现通过传感器将某台无人机上升向前追踪拍摄的飞行过程转化为竖直向上的速度v y 及水平方向速度v x 与飞行时间t 的关系图象如图所示。

则下列说法正确的是(
)
A．无人机在t 1时刻处于失重状态B．无人机在0～t 2这段时间内沿直线飞行C．无人机在t 2时刻上升至最高点D．无人机在t 2～t 3时间内做匀变速运动
3．如图质量为M 、长度为l 的木板B 静止在光滑的水平面上，质量为m 的小木块A 放在木板的最左端，现用一水平恒力F 作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动，小物块和木板之间的摩擦力为f 。

经过时间t ，木板B 运动的位移为s ，物块刚好滑到小车的最右端，则(
)
A．此时物块的动能为(F －f )(s ＋l )，动量为(F －f )t B．此时小车的动能为f (s ＋l )，动量为ft
C．这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fs D．这一过程中，物块和小车产生的内能为fs
4．1966年，在地球的上空完成了用动力学方法测质量的实验．实验时，用“双子星号”宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭组(后者的发动机已熄火)，接触以后，开动“双子星号”飞船的推进器，使飞船和火箭组共同加速．推进器的平均推力F ＝898N，推进器开动时间Δt ＝7s．测出飞船和火箭组的速度变化Δv ＝0.91m/s.已知“双子星号”飞船的质量m 1＝3400kg.由以上实验数据可测出火箭组的质量m 2约为()
A．3400kg
B．3508kg C．6265kg
D．6908kg
5.如图所示为某静电除尘装置的原理图。

废气先经过一个机械过滤装置再进人静电除尘区。

图中虚线是某一带电的尘埃（不计重力）仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹，A、B 两点是轨迹与电场线的交点。

不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电量变化，则以下说法正确的是（
）
A．尘埃在A 点的加速度小于在B 点的加速度B．尘埃带负电
C．A 点电势高于B 点电势
D．尘埃在迁移过程中电势能一直在增大
6．如图所示，将一个带电荷量为＋Q 的点电荷P 固定在空间中的某一位置处，两个质量相等的带电小球A 、B 分别在该点电荷下方不同高度的水平面内做匀速圆周运动，且运动轨迹均处在以P 为球心的同一球面上。

若A 、B 所带的电荷量很少，两者间的作用力可忽略不计，取无穷远处电势为零，则下列说法中正确的是()
A．小球A 、B 所带的电荷量相等
B．小球A、B运动轨迹上的各点电势分别相等
C．小球A、B运动轨迹上的各点场强分别相同
D．库仑力刚好提供小球做匀速圆周运动所需的向心力
7．2016年12月23日据《科技日报》报道，使用传统火箭的时候，从地球出发前往火星的单程“旅行”大约是6到7个月，相比传统引擎，如果电磁驱动引擎能够成功投入实际运用，人类可以在10个星期内抵达火星，中国已经开发出了低轨道太空测试设备，目前安装在了“天宫二号”上进行测试，处于领先地位．若能将飞行器P送到火星附近使其绕火星做匀速圆周运动，如图所示，火星相对飞行器的张角为θ，火星半径为R，飞行器绕火星做匀速圆周运动的轨道半径为r，已知万有引力常量G，若想求得火星的质量，下列条件满足的是()
A．若测得飞行器周期和火星半径R，可得到火星的质量
B．若测得飞行器周期和轨道半径r，可得到火星的质量
C．若测得飞行器周期和张角θ，可得到火星的质量
D．以上条件都不能单独得到火星的质量
8．传送带是现代生产、生活中广泛应用于运送货物的运输工具，其大量应用于工厂、车站、机场、地铁站等。

如图所示，地铁一号线的某地铁站内有一条水平匀速运行的行李运输传送带，假设传送带匀速运动的速度大小为v，且传送带足够长。

某乘客将一个质量为m的行李箱轻轻地放在传送带一端，行李箱与传送带间的动摩擦因数为μ。

当行李箱的速度与传送带的速度刚好相等时，地铁站突然停电，假设传送带在制动力的作用下立即停止运动,行李箱又滑动了一段距离停下。

则下列说法中正确的有()
A．行李箱在传送带上运动的总时间为v
g
B．行李箱相对于传送带的总位移为0
C．行李箱与传送带之间因摩擦产生的热量为mv2D．由于运送行李箱，整个过程中传送带多消耗的电能为
1
2
mv2
9.如图所示，一带电小球B用绝缘轻质细线悬挂于O点．带电小球A与带电小球B处
于同一水平线上，小球B平衡时细线与竖直方向成θ角(θ<45°)．现在同一竖直面内缓慢向下(不是竖直向下)移动带电小球A，使带电小球B能够保持在原位置不动，直到小球A移动到小球B位置的正下方．对于此过程，下列说法正确的是()
A．小球A、B间的距离越来越小
B．小球B受到的库仑力先减小后增大
C．轻质细线的拉力一直在减小
D．轻质细线的拉力不可能减小为零
10.如图所示，有一固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连。

小球某时刻正处于如图10所示状态。

设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是（）
A.若小车向左运动，N可能为零
B.若小车向左运动，T可能为零
C.若小车向右运动，N不可能为零
D.若小车向右运动，T不可能为零
11．如图所示，质量为m的滑块以一定初速度滑上倾角为θ的固定斜面，同时施加一沿斜面向上的恒力F＝mg sinθ；已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝tanθ，取出发
点为参考点，能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量Q、滑块动能E
k
、机械能
E随时间t的关系及重力势能E
p
随位移x关系的是()
12．如图所示，在竖直面内有一圆心为O 、半径为R 的固定光滑半圆环，AO 竖直，OB 水平，在半圆环右侧与O 点等高处固定一水平光滑直杆，小球P 和滑块Q 分别套在半圆环和直杆上，用长为L
＝
3R 的轻杆相连．现从A 点由静止释放P ，P 到C 点时，杆与半圆环相切，已知P 、Q 质量均为m ，重力加速度大小为g ，则()
A．P 到B 点时的速度大小为2gR B．P 到B 点时的向心加速度大小为2g C．P 到C 点时，Q 的速度大小为
14＋42
7
gR
D．P 从A 到C 过程中机械能先减小后增大
二、实验题(两题，每空2分，共16分)
13．在验证动量守恒定律实验中，实验装置如图所示，a 、b 是两个半径相等的小球，按照以下步骤进行操作：
①在平木板表面钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于紧靠槽口处，将小球a 从斜槽轨道上固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O ；
②将木板水平向右移动一定距离并固定，再将小球a 从固定点处由静止释放，撞到木板上得到痕迹B ；
③把小球b 静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a 仍从固定点处由静止释放，和小球b 相碰后，两球撞在木板上得到痕迹A 和C 。

(1)若碰撞过程中没有机械能损失，为了保证在碰撞过程中a 球不反弹，a 、b 两球的质量m 1、m 2间的关系是m 1______m 2。

(选填“＞”“＝”或“＜”)(2)为完成本实验，必须测量的物理量有________。

A．小球a 开始释放的高度h B．木板水平向右移动的距离l
C．a 球和b 球的质量m 1、m 2
D．O 点到A 、B 、C 三点的距离y 1、y 2、y 3
(3)在实验误差允许的范围内，若动量守恒，其关系式应为__________________________。

10．用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V 的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g .
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；C．用天平测量出重锤的质量；
D．先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；
F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能．其中没有必要或操作不恰当的步骤是________(填写
选项对应的字母)．
(2)如图所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为O ，并在离O 点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为A 、B 、C 、D 、E 、F ，量出各点与O 点的距离分别为h 1、
h 2、h 3、h 4、h 5、h 6，使用交流电的周期为T ，设重锤质量为m ，则在打E 点时重锤的动能为________，在打O 点和E 点这段时间内的重力势能的减少量为________．
(3)在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是______(填“大于”或“小于”)重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻
力的作用，为了测定阻力大小，可算出(2)问中纸带各点对应的速度，分别记为v 1至v 6,并作v n 2—h n 图象，如图所示，直线斜率为k ，则可测出阻力大小为________．
三．计算题(本题共3小题，共36分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位，直接写结果的不得分)
15．(10分)如图所示，在一足够大的空间内存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E＝3.0×104N/C。

有一个质量m＝4.0×10－3kg的带电小球，用绝缘轻细线悬挂起来，静止时细线偏离竖直方向的夹角θ＝37°。

取g＝10m/s2，sin37°＝0.60，cos 37°＝0.80，不计空气阻力的作用。

(1)求小球所带的电荷量及电性；
(2)如果将细线轻轻剪断，求细线剪断后，小球运动的加速度大小；
(3)从剪断细线开始经过时间t＝0.20s，求这一段时间内小球电势能的变化量。

16．(12分)如图是阿毛同学的漫画中出现的装置，描述了一个“吃货”用来做“糖炒栗子”的“萌”事儿：将板栗在地面小平台上以一定的初速度经两个四分之一圆弧衔接而成的轨道，从最高点P飞出进入炒锅内，利用来回运动使其均匀受热．我们用质量为m的小滑块代替栗子，借用这套装置来研究一些物理问题．设大小两个四分之一圆弧半径分别为2R、R，小平台和圆弧均光滑．将过锅底的纵截面看做是由两个斜面AB、CD和一段光滑圆弧组成．斜面与小滑块间的动摩擦因数均为0.25，而且不随温度变化．两斜面倾角均为θ＝37°，AB＝CD＝2R，A、D等高，D端固定一小挡板，小滑块碰撞它不损失机械能．滑块的运动始终在包括锅底最低点的竖直平面内，重力加速度为g.(1)如果滑块恰好能经P点飞出，为了使滑块恰好沿AB斜面进入锅内，应调节锅底支架高度使斜面的A、D点离地高为多少？(2)接(1)问，求滑块在锅内斜面上运动的总路程；
(3)对滑块的不同初速度，求其通过最高点P和小圆弧最低点Q时受压力之差的最小值．
17．（14分）如图所示，AB段是半径为R的光滑1/4圆弧轨道，其低端切线水平，BC
段是长为
3
16
R的水平轨道，其右端紧靠长为2R、倾角θ=37º的传送带CD，传送带以gR
u2=的速度顺时针匀速转动．在距B点L0＝34R处的的水平轨道上静止一个质量为m的物体Q．现将质量M=3m的物体P自圆弧轨道上的A点由静止释放，并与静止在水平轨道上的Q发生弹性碰撞．已知物体P和Q与水平轨道及传送带间的动摩擦因数均为μ=0.25，不计物体P、Q的大小，重力加速度为g，sin37º=0.6，cos37º=0.8，各轨道平滑连接．求：(1)物体P到达圆弧轨道B点时对轨道的压力；
(2)物体P、Q碰撞后瞬间Q的速度大小；
(3)物体Q从开始运动到第一次速度减小到零的时间．
B
Lθ
O
R
3
16
C
D
Q
P
R2
u。