江苏无锡市2021届高三期中调研考试物理试卷 10页

无锡市 2020 年秋学期高三期中调研考试试卷 物 理 2020.11 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。每小题只有一个选项符合题意。 1．一名乘客乘坐竖直电梯上楼，其位移 x 与时间 t 的图像如图所示，其中 t1 到 t2 时间段图像为直线。则以下说法正确的是 A．t1~t2 时间内，乘客的速度一直增大 B．t2~t3 时间内，乘客的速度一直增大 C．t1~t2 时间内，乘客对电梯压力大于乘客重力 D．t2~t3 时间内，乘客对电梯压力小于乘客重力 2．空调外机放置位置可简化如右图，其重心恰在水平支架连接点O正上方， 轻杆OA、OB对O点作用力方向与各自杆共线，∠AOB=θ。空调外机自重为G， 则OB对O点的作用力FB的大小为 A． G sinBF  B． G cosBF  C． G tanBF  D． G tanBF  3．如图所示，一则安全广告，描述了高空坠物对人伤害的严重性。若一枚 50g 的鸡蛋，从 8 楼阳台窗户（距离地面 20m）自由下落到地面，与地面接触时间 为 0.02s，不计空气阻力。则鸡蛋对地面的平均作用力大小约为 A．0.5N B． 25N C．50N D．500N 4．在空间站中，宇航员长期处于失重状态。为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环 形空间站，如图所示。圆环绕中心匀速旋转，宇航员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地 球表面时相同大小的支持力。已知地球表面的重力加速度为 g，圆环的半径为 r，宇航员可视为质点。 以下说法正确的是 A． 宇航员处于平衡状态 B． 宇航员的向心加速度大小应为 g C．旋转舱绕其轴线转动的角速度大小应为 gr D．旋转舱绕其轴线转动的线速度大小应为 g r 5．迄今为止，人类已经发射了数千颗人造地球卫星，其中的通信、导航、气象等卫星已极大地改 变了人类的生活。如图所示为我国发射的二氧化碳监测卫星轨迹示意图。已知该卫星在半径为r的圆 轨道上运行，经过时间t，通过的弧长为s。已知引力常量为G。下列说法正确的是 A．该卫星的发射速度小于 7.9km/s B．该卫星的运行速度大于 7.9km/s C．可算出该卫星的周期为 2 rt s  D．可算出地球平均密度为 2 2 2 3 4 r s G t 6．质量相等的 A、B 两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A 球的速度 vA＝5m/s，B 球 r 地球 卫星 O B Aθ t1 t2 t3 x tO 的速度 vB＝3m/s，当 A 球追上 B 球时发生碰撞，则碰撞后 A、B 两球速度可能为 A． Av =1m/s， Bv =5m/s B． Av =4.5m/s， Bv =3.5m/s C． Av =3.2m/s， Bv =4.8m/s D． Av =-1m/s， Bv =9m/s 7．用长度为 l 的细绳悬挂一个质量为 m 的小球，将小球移至和悬点等高的位置 使绳自然伸直．放手后小球在竖直平面内做圆周运动，设小球运动到达的最低 点为零势能点，则小球运动过程中第一次动能和势能相等时重力的瞬时功率为 A． glmg 32 1 B． glmg 33 1 C． glmg D． 1 2 mg gl 8．自动充电式电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池相连。在刹车或下坡滑行时，开启充电 装置，发电机可以向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来。为测试电动车的工作特性， 某人做了如下实验：关闭电动车的动力装置，使车以 600J 的初动能在粗糙的水平路面上滑行。第一 次实验，关闭充电装置，让车自由滑行，记录其动能随位移变化的关系图线；第二次实验，启动充 电装置，记录其动能随位移变化的关系图线，电动车的阻力与车重成正比。从图象可以确定 A．第一次实验对应图线 P，第二次实验对应图线 Q B．两次实验电动车都做匀减速直线运动 C．第二次实验中，蓄电池中充入的总电能为 200J D．第二次实验中，蓄电池中充入的总电能小于 200J 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分，每小题有多个选项符合题意。全部选对 的得 4 分，选对但不全的得 2 分，错选或不答的得 0 分。 9．“轨道康复者”航天器可在太空中给人造卫星补充能源，延长卫星 寿命。已知“轨道康复者”和目标卫星，在同一平面内沿相同绕行方 向绕地球做匀速圆周运动。“轨道康复者”在 P 点调整自身速度，进 入如图所示的虚线椭圆轨道，在 Q 点与目标卫星相遇，再次调速留在 卫星所在的圆轨道上。不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则 下列说法正确的有 A．“轨道康复者”从 P 点进入虚线椭圆轨道应加速 B．“轨道康复者”从 P 点进入虚线椭圆轨道应减速 C．“轨道康复者”在圆轨道上经过 P 点和椭圆轨道上经过 P 点加速度 大小相等 D．“轨道康复者”在椭圆轨道上运动时，P 点机械能小于 Q 点机械能 10．如图所示，从同一竖直线上不同高度 A、B 两点处，分别以速率 v1、 v2 同时同向水平抛出两个小球，P 为它们运动轨迹的交点．则下列说法正 确的有 A．两球可能在 P 点相碰 B．两球的初速度大小 v1＜v2 C．落地前两球始终在同一竖直线上 D．落地前两球竖直方向的距离保持不变 11．如图所示，质量为 m 的滑块以初速度 v0 沿着足够长斜面上滑，发现其返回出发点时速度大小 P 点 Q 点   地球 O v0 P Q Ek/J 400 600 x/m4 8 12 200 0 为 0 2 v 。则下列说法正确的是 A．上滑过程和下滑过程中滑块的加速度之比为 2∶1 B．上滑过程和下滑过程中滑块所受重力冲量之比 1∶2 C．上滑过程和下滑过程中滑块机械能变化量之比 1∶1 D．全过程滑块的动量变化量大小为 mv0/2 12．如图所示，轻弹簧一端固定在半径为 R 的粗糙圆弧轨道 AC 的圆心 O 点，另一端与质量为 m 可视为质点的小物体连接。物体以 2v 的初速从 A 点开始沿轨道运动，第一次运动到与 A 等高的 C 点时速度为 v，随后滑上与圆弧轨道相切的光滑斜面。物体在斜面上到达与 O 点等高的 D 点，此时 速度恰为零。此时弹簧仍在弹性限度内且长度为 5 R3 。已知弹簧原长 4 R3 ，劲度系数为 k， 37BOC   ，重力加速度为 g，轨道与弹簧在同一竖直平面内，则下列说法正确的有（已知 sin37o=0.6，cos37o=0.8） A．由 A 到 C 过程，物体克服摩擦力做功 23 2 mv B．由 C 到 D 过程中，弹簧弹力做功为 0 C．物体第一次经过 B 点时速度大小为 22 5 5 2gR v D．物体在 D 点时，加速度大小为 3 4 5 15 kRg m  三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13．（6 分）某同学欲采用气垫导轨和光电计时器等器材进行“验证动量守恒定律”的实验．实验装 置如图所示，下面是实验的主要步骤： ①测得 A 和 B 两滑块上遮光片的宽度均为 d； ②安装好气垫导轨和光电门，向气垫导轨通入压缩空气，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平； ③利用固定在气垫导轨两端的弹射装置，使 滑块 A、B 分别向左和向右运动，测出滑块 A、B 在碰撞前经过光电门过程中挡光时间分 别为Δt1 和Δt2； ④观察发现滑块 A、B 碰撞后通过粘胶粘合 在一起，且运动方向与滑块 A 碰撞前运动方向相同。 （1）为验证滑块 A、B 碰撞过程中动量守恒，除了上述已知条件外，还必须要测量的物理量有（ ） A．A、B 两滑块(包含遮光片)的质量 m1、m2 B．两个光电门之间的距离 L C．碰撞后滑块 B 再次经过光电门 b 时挡光时间Δt D．碰撞后滑块 A 再次经过光电门 a 时挡光时间Δt’ （2）为了验证滑块 A、B 碰撞过程中动量守恒，请用上述实验过程测出的相关物理量，表示需要验 证的关系式是： ． （3）有同学认为利用此实验装置还能计算碰撞过程中损失的机械能．请用上述实验过程测出的相关 物理量，表示出 A、B 系统在碰撞过程中损失的机械能ΔE＝ D B CA O 14．（8 分）小明同学设计了如图甲所示的装置来研究小车的加速度与所受合力的关系。将装有力 传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚开始运动为止，记下传感 器的最大示数 F0。再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数 F1。释放 小车，记录小车运动时传感器的示数 F2。 （1）图乙为某次实验得到的一段纸带，计数点 A、B、C、D、E 间的时间间隔为 0.1 s，根据纸带可 求出小车的加速度大小为______ m/s2(结果保留两位有效数字)。 （2）小明同学在保持小车质量不变的情况下，改变砂和砂桶质量，进行多次测量。得到一组小车的 加速度与小车运动时传感器的示数 F2 的数据如下表： 传感器示 数 F2（N） 0.62 0.81 0.92 1.11 1.21 加速度 a （m/s2） 0.48 1.25 1.67 2.45 2.82 请根据实验数据在下面左图中作出 a－F2 的关系图象． （3）若小明测出 a－F2 图像的 F2 轴上截距为 F3，则 F3__________F0(选填“<”、“>”或“=”)。 （4）在同一组测量中，传感器示数 F1 与 F2 的大小关系满足 F1__________F2(选填“<”、“>”或“=”)。 乙 F2(N) 0 a(m/s2) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 15．（10 分）如图所示，质量 M = 2.5kg 的木块 A 套在水平杆上，现用轻绳将木块与小球 B 相连。 在小球上施加一个大小为 20N、方向水平向右的外力 F，它将拉着小球向右做匀速直线运动。已知 运动过程轻绳与水平杆间的夹角θ=37°，且 A、B 的相对位置保持不变，取 g =10m/s2，sin37o=0.6， cos37o=0.8，求：（1）小球的质量 m,（2）木块 A 与水平杆间的动摩擦因数μ。 16．（10 分）弹珠游戏装置可以简化如下图。轻质弹簧一端固定，另一端紧靠着一个弹珠（与弹簧 不栓接）。轻推弹珠，弹簧被压缩；释放后，弹珠被弹簧弹出，然后从 A 点进入竖直圆轨道（水平 轨道和竖直圆轨道平滑相接）。已知弹珠的质量 m=20g（可视为质点），圆轨道的半径 R=0.1m，忽 略弹珠与轨道间的一切摩擦，不计空气阻力，取 g=10m/s2，求： （1）若弹珠以 v =2.2m/s 的速度从 A 点进入竖直圆轨道，它能否顺利通过圆轨道的最高点 B？请说 明理由。 （2）在 O 点左侧有一个小盒子，盒子上开有小孔，孔口 C 点与圆轨道的圆心 O 等高，并与 O 点的 水平距离为 2R，要想让弹珠能从 C 点掉入盒子中，弹簧被压缩后需要储存多大的弹性势能 EP？ θ FB A R A B OC 17．（12 分）质量不计的直角形支架两端分别连接质量为 2m 的小球 A 和质量为 3m 的小球 B。支架 的两直角边长度分别为 2L 和 L，支架可绕固定轴 O 在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时 OA 边处于水平位置，取此时 OA 所在水平面为零势能面，现将小球 A 由静止释放，求： （1）小球 A 到达最低点时，整个系统的总机械能 E；, （2）小球 A 到达最低点时的速度大小 vA,； （3）当 OA 直角边与水平方向的夹角 为多大时，小球 A 的速度达到最大?并求出小球 A 的最大速 度 v。 18．（14 分）如图甲所示，光滑水平面上停有一块质量为 M＝2 kg 的长木板，其长度 l = 4 9 m。有一 个质量为 m＝1kg 的物块(可视为质点) 从长木板的左端以 v0=3m/s 的速率冲上长木板，已知物块与 长木板之间的动摩擦因数μ=0.1，取 g＝10 m/s2。 （1）物块滑上长木板时，长木板的加速度大小； （2）试判断：物块冲上长木板后能否从其右端滑出？若能滑出，求物块滑离长木板时的速率；若 不能滑出，求物块与长木板相对静止时的速率； （3）若在长木板的上表面铺上一种特殊材料，其动摩擦因数μ与物块到长木板左端距离 x 关系如图 乙所示。物块仍以相同速率从左端冲上长木板后，要使物块能从长木板的右端滑出，则长木板的长 度应满足什么条件？ 0.10 0.15 μ 1.00 x/m 乙 v0 甲 无锡市 2020 年秋学期高三期中调研考试参考答案 物理 选择题 1 2 3 4 5 6 D A C B C C 7 8 9 10 11 12 A D AC BD BC ABD 13、(1)AC （2 分） (2) m1 Δt1 —m2 Δt2 ＝m1＋m2 Δt （2 分） (3)d2 2 m1 Δt12 ＋ m2 Δt22 －m1＋m2 Δt2 （2 分） 14、(1)0.43 （2 分） (2)如图所示 （2 分） (3)< （2 分） (4)> （2 分） 15、（1）小球 B： 或 mg=F·tan37°，可解得：m =1.5kg （1 分） （2）木块 A： 即 FgmM  )( ，可解得： 5.0 （2 分） 16、（1）弹珠从 A 点的进入竖直圆轨道后，假设它能冲上最高点 B 从 A 到 B 由机械能守恒可知： 22 2 122 1 BA mvmgRmv  （1 分） 解得： smvB /5 21 （1 分） 若要顺利通过圆轨道的最高点 C，则在 C 点根据牛顿第二定律可知： R vmmg 2 min 解得： smgRv /1min  > sm/5 21 ，所以弹珠不能顺利通过圆轨道的最高点 B（2 分） （2）若弹珠能够掉入盒子中，根据平抛运动规律可知： tvRgtR c  2,2 1 2 （2 分） 解得： smvc /2 （1 分） 根据系统能量守恒可知：E= mgRmgRmvc 322 1 2  （2 分） 解得：E=0.06J （1 分） 17、（1）由题意得，小球 A 到达最低点的过程中，整个系统的总机械能守恒， sin (2 ) cos (2 ) T T F mg F F      分 分 sin (1 ) cos (1 ) (1 ) N T T N F Mg F f F f F           动 动 分 分 分 F2(N) 0 a(m/s2) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 则 =-3mgLP PE E 初 （3 分） （2）小球 A 到达最低点时，根据系统机械能守恒可知： 22 32 122 1322 BA mvmvLmgLmg  （2 分） 由题意得，两球的角速度相同，则其线速度之比为 vA ：vB = 2:1 （1 分） 解得： 11 22 gLvA  （1 分） （3）当 OA 直角边与水平方向的夹角为 时，由系统机械能守恒可知： 22 32 122 1)cos1(3sin22 BA mvmvLmgLmg   （2 分） 解得： gLgLvA 11 24)cos3sin4(11 82   根据数学知识可知，当 o53 时，  cos3sin4  有最大值=5（2 分） 此时小球 A 的最大值为： 114 gLv  （1 分） 18（1）对长木板有： mg Ma  （2 分） 解得：a 车 =0.5m/s2 （1 分） （2）对物块有： mg ma  解得：a 物 = 1m/s2 （1 分） 假设物块能从长木板的右端滑出，则有位移关系： lxx  车物 即： 2 2 0 1 1( )2 2v t a t a t l  物 车 （1 分） 解得：t = 1s （1 分） 此时 0 2m/sv v a t  物 物 ， m/s5.0 tav 车车 （1 分） ∵v 物>v 车则假设成立，物块能从长木板的右端滑出，滑离长木板时的速率为 2m/s （1 分） （3）假设物块恰好能停留在长木板最右端不滑出，设此时长木板的长度为 l 由长木板和物块组成的系统动量守恒可知： 共vMmmv )(0  （1 分） 解得： 共v =1m/s 根据长木板和物块组成的系统能量守恒可知： 22 0 )(2 1 2 1 共vMmQmv f  （1 分） 根据图像可知， 1.005.0  l ，则 2 )5.02( 2 21 lllmgmgQf   （2 分） 解得： ml 2 （1 分） 所以若要使物块能从长木板的右端滑出，则长木板的长度应满足 ml 20  （1 分）