高三物理(上学期)期中考试试题
一. 本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。把你认为正确答案的代表字母填写在题后的括号内。
1. 如图1所示，质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀速下滑，关于物体在下滑过程中所受的支持力N和滑动摩擦力f，下列说法中正确的是（ ）
2. 关于力和运动的关系，以下说法中正确的是（ ）
A. 物体做曲线运动，其加速度一定改变
B. 物体做曲线运动，其加速度可能不变
C. 物体在恒力作用下运动，其速度方向一定不变
D. 物体在恒力作用下运动，其速度方向可能改变
3. 起重机用钢绳吊起一重物，竖直向上做匀加速直线运动。若不计空气的阻力，则钢绳的拉力对重物所做的功（ ）
A. 等于重物增加的机械能
B. 等于重物增加的动能
C. 大于重物增加的机械能
D. 大于重物增加的动能
4. 甲、乙两颗人造地球卫星沿不同轨道绕地球做圆周运动，两卫星的轨道半径分别为r甲和r乙，线速度分别为v甲和v乙，周期分别为T甲和T乙。已知r甲＞r乙，则（ ）
A. v甲＞v乙 B. v甲＜v乙
C. T甲＞T乙 D. T甲＜T乙
5. 一个水平放置的弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，O为振子的平衡位置，如图2（甲）所示。设水平向右方向为正方向，以某一时刻作计时起点（t＝0），经1/4周期，振子具有正方向最大加速度。那么，在图2（乙）所示的几个振动图像中（x表示振子离开平衡位置的位移），能正确反映该振子振动情况的是（ ）
6. 如图3所示，两个内壁光滑、半径不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使两碗口处于同一水平面。现将质量相同的两小球（小球半径远小于碗的半径），分别从两个碗的边缘由静止释放，当两球分别通过碗的最低点时（ ）
A. 两小球的速度大小相等
B. 两小球的速度大小不相等
C. 两小球对碗底的压力大小相等
D. 两小球对碗底的压力大小不相等
7. 如图4所示，物块A、B叠放在粗糙的水平桌面上，水平外力F作用在B上，使A、B一起沿水平桌面向右加速运动。设A、B之间的摩擦力为f1，B与水平桌面间的摩擦力为f2。若水平外力F逐渐增大，但A、B仍保持相对静止，则摩擦力f1和f2的大小（ ）
8. 从某一高度水平抛出质量为m的小球，经时间t落在水平地面上，速度方向偏转θ角。若不计空气阻力，重力加速度为g，则（ ）
9. 一根柔软的弹性绳，a、b、c、d……为绳上的一系列等间隔的质点，相邻两质点间的距离均为10cm，如图5所示。现用手拉着绳子的端点a使其上下做简谐运动，在绳上形成向右传播的简谐横波。若a质点开始时先向上运动，经过0.10s第一次达到最大位移，这时c质点恰好开始运动。则绳子形成的简谐横波（ ）
A. 波长为80cm，波速为2.0m/s
B. 波由a质点传到j质点的时间为0.50s
C. 当j质点开始振动时，d质点第一次达到波谷
D. 波传到j质点以后，f质点和j质点相对各自平衡位置的位移方向总是相反的
10. 一物体放在光滑水平面上，若物体仅受到沿水平方向的两个力F1和F2的作用，在两个力开始作用的第1s内物体保持静止状态。已知这两个力随时间的变化情况如图6所示，则（ ）
A. 在第2s内，物体做加速运动，加速度减小，速度增大
B. 在第3s内，物体做加速运动，加速度增大，速度增大
C. 在第4s内，物体做加速运动，加速度减小，速度增大
D. 在第6s末，物体又处于静止状态
二. 本题共3小题，每小题4分，共12分。把答案填在题中的横线上。
11. 在验证机械能守恒定律的实验中，质量m＝200g的重锤拖着纸带由静止开始下落，在下落过程中，打点计时器在纸带上打出一系列的点。在纸带上选取三个相邻计数点A、B和C，相邻计数点间的时间间隔为0.10s，O为重锤开始下落时记录的点，各计数点到O点的距离如图7所示，长度单位是cm，当地重力加速度g为9.80 m/s2。
（1）打点计时器打下计数点B时，重锤下落的速度vB＝___________（保留三位有效数字）；
（2）从打下计数点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能减小量△EP＝___________，重锤动能增加量△EK＝___________（保留三位有效数字）；
（3）即使在实验操作规范，数据测量及数据处理均正确的前提下，该实验求得的△EP通常略大于△EK，这是由于实验存在系统误差，该系统误差产生的原因是：__________
__________________________________________________________________________。
12. 在用单摆测定重力加速度的实验中：
（1）为了减小测量周期的误差，应选择摆球经过最低点的位置开始计时。图8（甲）中的秒表的示数为一单摆完成40次全振动经历的时间，则该单摆振动周期的测量值为____________s。（取三位有效数字）
（2）用最小刻度为1mm的刻度尺测量摆长，测量情况如图8（乙）所示。O为悬点，由图中可知此单摆的摆长为____________m。
（3）若用l表示单摆的摆长，T表示单摆的周期，那么用单摆测量重力加速度的表达式为g＝____________。
13. 如图9所示，在验证动量守恒定律的实验中，将一个质量为m1的钢球A多次从斜槽轨道上端紧靠固定档板处由静止释放，这个钢球经过斜槽轨道后由水平轨道飞出，在地面上落点的平均位置为P点。然后在水平轨道末端放置一个质量为m2的胶木球B（A、B两球的半径相等），将A球仍然多次从斜槽轨道的同一位置由静止释放，与球B发生碰撞，碰后两球分别落到地面上，根据两球落在地面的痕迹确定两球各自的落地点的平均位置分别为M点和N点。水平轨道末端重锤线指向地面的O点，测得OM＝s1，OP＝s2，ON＝s3。重力加速度为g。
（1）若测量出水平轨道到地面的高度为h，则与B球相碰前的瞬间A球的速度v1＝____________。
（2）在允许误差范围内，当m1、m2、s1、s2、s3满足关系式____________时，就表明通过该实验验证了两球碰撞过程中遵从动量守恒定律。
三. 本题包括7小题，共58分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14. （7分）
质量m＝10kg的物体放在水平地板上，在沿水平方向拉力F1＝20N的作用下，物体恰好做匀速直线运动。若用F2＝30N的水平拉力作用于物体上，从静止开始作用5.0s撤去拉力F2。求：
（1）撤去拉力F2时物体运动的速度大小；
（2）撤去拉力F2后物体滑行的最大距离。
15. （7分）
滑雪者及滑雪板总质量m＝75kg，以v0＝2.0m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝30°，在t＝5.0s的时间内滑下的距离s＝60m。设阻力的大小不变，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）滑雪者下滑加速度的大小；
（2）滑雪板及人受到的阻力的大小。
16. （8分）
一辆汽车在平直公路上行驶，已知汽车的质量m＝2.0×103kg，发动机的额定功率P0＝80kW。设行驶过程中受到的阻力大小恒为f＝4.0×103N。
（1）在不超过发动机额定功率的前提下，该汽车所能达到的最大速度是多少？
（2）如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小a＝2.0m/s2，在发动机不超过额定功率的前提下，汽车做匀加速运动所能达到的最大速度和维持匀加速运动的时间各是多少？
17. （8分）
2003年10月15日，我国成功地发射了“神舟”五号载人宇宙飞船。发射飞船的火箭全长58.3m，起飞时总质量M0＝479.8t（吨）。发射的初始阶段，火箭竖直升空，航天员杨利伟有较强的超重感，仪器显示他对仓座的最大压力达到体重的5倍。飞船进入轨道后，在21h内环绕地球飞行了14圈。将飞船运行的轨道简化为圆形，地球表面的重力加速度g取10m/s2。
（1）求发射的初始阶段（假设火箭总质量不变），火箭受到的最大推力；
（2）若飞船做圆周运动的周期用T表示，地球半径用R表示。请导出飞船圆轨道离地面高度的表达式。
18. （9分）
如图10所示是一个设计“过山车”的试验装置的工作原理示意图，光滑斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接，圆形轨道半径为R。一个质量为m的小车（可视为质点）在A点由静止释放沿斜面滑下，当小车第一次经过B点进入圆形轨道时对轨道的压力为其重力的7倍，小车恰能越过圆形轨道最高点C完成圆周运动并第二次经过最低点沿水平轨道向右运动。已知重力加速度g。
（1）求A点距水平面的高度h；
（2）假设小车在竖直圆轨道左、右半圆轨道部分克服摩擦阻力做功相等，求小车第二次经过竖直圆轨道最低点B时速度有多大。
19. （9分）
某人欲将质量m＝2.0×102kg的货箱推上高h＝1.0m的卡车，他使用的是一个长L＝5.0m的斜面（斜面与水平面平滑连接），如图11所示。假设货箱与水平面和斜面的动摩擦因数均为μ＝0.10，此人沿平行于地面和斜面对货厢所施的最大推力均为Fm＝4.0×102N。为方便计算可认为cosθ≈1，g取10m/s2。
（1）通过计算说明此人从斜面底端，用平行于斜面的力不能把货箱匀速推上卡车；
（2）此人要把货箱推上卡车，需要先在水平地面上推动货箱作加速运动，使货箱在斜面的底端A处具有一定的速度，接着继续用平行于斜面最大推力Fm推货箱。为把货箱推到斜面顶端的卡车上，货箱在斜面底端的速度至少为多大？
（3）此人先以水平力，后以平行于斜面的力推货箱，推力大小总是Fm。那么，把静止于地面的货箱从水平面推到卡车上至少需做多少功？
20. （10分）
如图12所示，质量M＝1.0kg的木块随传送带一起以v＝2.0m/s的速度向左匀速运动，木块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.50。当木块运动至最左端A点时，一颗质量m＝20g的子弹以v0＝3.0×102m/s水平向右的速度击穿木块，穿出木块时的速度v1＝50m/s。设传送带的速度始终恒定，子弹击穿木块的时间极短，且不计木块质量变化，g＝10m/s2。求：
（1）木块在被子弹击穿后，向右运动离A点的最大距离；
（2）子弹击穿木块过程中系统损失的机械能；
（3）从子弹击穿木块到最终木块相对传送带静止的过程中，木块与传送带间由于摩擦产生的内能。
【试题答案】
一. 本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1. BC 2. BD 3. AD 4. BC 5. D
6. BC 7. B 8. BCD 9. ACD 10. BC
二. 本题共3小题，每小题4分，共12分。把答案填在题中的横线上。
11. （1）2.91m/s（1分）
（2）0.856J（1分）；0.847J（1分）
（3）重锤下落时纸带受到打点计时器的阻力作用，重锤机械能减小。（说出其他原因，只要合理就得分）（1分）
12. （1）1.81（1分）
（2）0.8120（0.8115～0.8125都得分）（1分）
（3）
（2分）
13. （1）
（1分）
（2）
（3分）
三. 本题包括7小题，共58分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题的答案必须明确写出数值和单位。
14. （7分）
（1）因为物体匀速运动，所以物体受力平衡，地板对物体的滑动摩擦力为：
（1分）
（1分）
（1分）
（1分）
（2）撤去拉力F2后，物体只受滑动摩擦力，根据牛顿第二定律
（1分）
设撤去拉力F2后物体滑行的最大距离为s，则
（1分）
解得：s＝6.25m（1分）
15. （7分）
（1）设滑雪者下滑的加速度大小为a
（1分）
（1分）
（1分）
（2）设滑雪板及人受到的阻力为f
（2分）
（1分）
（1分）
16. （8分）
（1）设汽车以额定功率启动后达到最大速度vm时牵引力为F0，汽车达到最大速度时有：
（1分）
（1分）
（1分）
（2）设汽车在匀加速运动时，牵引力为F
根据牛顿第二定律 F－f＝ma（1分）
（1分）
设保持匀加速的时间为t，匀加速达到的最大速度为v1，则：
（1分）
（1分）
（1分）
17. （8分）
（1）设火箭发射初始阶段的加速度为a，航天员受到的最大支持力为N，航天员质量为m0
（1分）
（1分）
设发射初始阶段火箭受到的最大推力为F
（1分）
（1分）
（2）设地球质量为M，飞船的质量为m，距地面的高度为h
（2分）
地面物体所受引力近似等于重力，设物体质量为m'，则：
（1分）
（1分）
18. （9分）
（1）小车第一次运动到B点的速度大小为vB，受到的支持力为N
（1分）
（1分）
小车从A点运动到B点的过程机械能守恒，以B点位置为零势能参考点，则：
（1分）
（1分）
（2）因小车恰能通过圆轨道最高点，所以小车在最高点重力提供向心力。
设小车在圆轨道最高点的速度大小为vC，则：
（1分）
（1分）
设小车在右半圆轨道上克服摩擦阻力做功为Wf，对小车从B点运动到C点的过程中，根据动能定理有：
（1分）
（1分）
设小车第二次回到B时的速度为v'，车从B点运动到C点再回到B点的过程中
（1分）
19. （9分）
（1）设货箱与斜面间的滑动摩擦力为f，斜面对货箱的支持力为N，斜面倾角为θ，平行于斜面把货箱匀速推上卡车用力为F，则：
（1分）
（1分）
（1分）
（2）刚好把货箱推上卡车，货箱到达斜面顶端时速度为零。设货箱在斜面上做匀减速运动的加速度大小为a1，货箱在斜面底端时速度至少为v
（1分）
（1分）
（1分）
（3）要使推力做功最少，则货箱到达斜面顶端时速度为零，即货箱通过A点时速度为v。设货箱在推力Fm作用下沿水平面运动距离为s到斜面底端时，速度大小为v
（1分）
（1分）
（1分）
（用其它方法解答正确也得分）
20. （10分）
（1）设木块被子弹击穿出时的速度为u，子弹击穿木块过程中子弹和木块组成的系统动量守恒
（1分）
设子弹穿出木块后，木块向右做匀减速运动的加速度为a
（1分）
设木块向右运动到离A点最远时，速度为零，移动最大距离为s1
（1分）
（2