上饶中学2022—2022学年高三上学期期中考试物理试卷（零班、培优、实验、理补）考试时间：90分钟分值：100分一、选择题（每小题4分，10小题，共40分，1—6为单选，7—10为多选）1、如图所示，一根长为L的轻杆OA，O端用铰链固定，另一端固定着一个小球A，轻杆靠在一个质量为M、高为h的物块上。若物块与地面摩擦不计，则当物块以速度v向右运动时（此时杆与水平方向夹角为θ），小球A的线速度大小为（）A．B．C．D．2、如图所示，质量均为m的A、B两物块置于水平地面上，物块与地面间的动摩擦因数均为μ，物块间用一水平轻绳相连，绳中无拉力。现用水平力F向右拉物块A，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法中错误的是()A．当0＜F≤mg时，绳中拉力为0ABFB．当mg＜F≤2mg时，A、B物体均静止C．当F＞2mg时，绳中拉力等于D．无论F多大，绳中拉力都不可能等于3、我国未来将在月球地面上建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站．如图所示，关闭发动机的航天飞机A在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接。已知空间站绕月圆轨道的半径为r，周期为T，万有引力常量为G，月球的半径为R。下列说法中错误的是()A．航天飞机在图示位置正在加速向B运动B．月球的第一宇宙速度为C．月球的质量为D．要使航天飞机和空间站对接成功，飞机在接近B点时必须减速4、有一静电场，其电势随x坐标的改变而改变，变化的图线如图所示。若将一带负电的粒子（重力不计）从坐标原点O由静止释放，粒子沿x轴运动，电场中P、Q两点的坐标分别为1mm、4mm。下列说法正确的是()A．粒子经过P点和Q点时，加速度大小相等、方向相反B．粒子经过P点与Q点时，电场力做功的功率相等C．粒子经过P点与Q点时，动能相等D．粒子在P点的电势能为正值-9-\n5、如图所示，电源内阻不能忽略，安培表、伏特表都是理想电表，当滑动变阻器R的滑动头从a端滑到b端过程中（ ）A.V的示数先增大后减小，A示数增大B.V的示数先增大后减小，A示数减小C.V的示数先减小后增大，A示数增大D.V的示数先减小后增大，A示数减小6．在如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是（）A．R1短路B．R2短路C．R3断路D．R4短路7、如图所示，一足够长的木板静止在粗糙的水平面上，t=0时刻滑块从板的左端以速度v0水平向右滑行，木板与滑块间存在摩擦，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．滑块的v-t图象可是图乙中的（）8、如图，平行板电容器两极板水平放置，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性。一带电小球沿AB中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略且重力一定大于电场力，现通过上下移动A板来改变两极板AB间距(两极板仍平行），则下列说法正确的是（）A．若小球带正电，当AB间距增大时，小球将打在N的右侧B．若小球带正电，当AB间距减小时，小球将打在N的左侧C．若小球带负电，当AB间距减小时，小球将打在N的右侧D．若小球带负电，当AB间距增大时，小球将打在N的左侧9、如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等。C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OC=h。开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为30°。现将A、B静止释放。则下列说法正确的是()A．物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度不断增大B．在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量C．物块A在杆上长为的范围内做往复运动-9-\nD．物块A经过C点时的速度大小为10、如图所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h＝0.1m处，滑块与弹簧不拴接。现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的Ek-h图象，其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余部分为曲线，以地面为零势能面，取g=10m/s2，由图象可知（）A．轻弹簧原长为0.2mB．小滑块的质量为0.1kgC．弹簧最大弹性势能为0.5JD．小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.4J二、实验题（每空2分，共18分）11、某同学利用图示装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验。A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连。在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连。当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度。整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g。实验操作如下：（1）开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零。现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v。（2）在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第（1）步。①该实验中，M和m大小关系必需满足M_____m(选填“小于”、“等于”或“大于”)②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应_________(选填“相同”或“不同”)③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出________(选填“”、“”或“”)图线。④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为__________（用题给的已知量表示）。12、（8分）某研究性学习小组用图示装置来测定当地重力加速度，主要操作如下：①安装实验器材，调节试管夹（小铁球）、光电门和纸杯在同一竖直线上；②打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t，并用刻度尺（图上未画出）测量出两个光电门之间的高度h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v；③保持光电门1的位置不变，改变光电门2的位置，重复②的操作．测出多组（h，t），计算出对应的平均速度v；-9-\n④画出v-t图像请根据实验，回答如下问题：（1）设小铁球到达光电门1时的速度为v1，当地的重力加速度为g。则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为。（用v1、g和t表示）（2）实验测得的数据如下表：实验次数123456h(cm)10.0020.0030.0040.0050.0060.00t(s)0.0690.1190.1590.1950.2260.255v(m/s)1.451.681.892.052.212.35请在坐标纸上画出v-t图像。（3）根据v-t图像，可以求得当地重力加速度g=m/s2，试管夹到光电门1的距离约为cm。（以上结果均保留两位有效数字）三、计算题（共44分）13、（8分）“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为L，电势为2，内圆弧面CD的半径为，电势为，足够长的收集板MN平行边界ACDB，ACDB与MN板的距离为L．假设太空中漂浮着质量为m，电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子的影响，不考虑过边界ACDB的粒子再次返回。（1）求粒子到达O点时速度的大小；（2）如图2所示，在PQ（与ACDB重合且足够长）和收集板MN之间区域加一个垂直MN的匀强电场，电场强度的方向如图所示，大小，若从AB圆弧面收集到的某粒子经O点进入电场后到达收集板MN离O点最远，该粒子到达O点的速度的方向和它在PQ与MN间运动的时间。14、-9-\n（10分）如图，等量异种点电荷，固定在水平线上的M、N两点上，有一质量为m、电荷量为＋q（可视为点电荷）的小球，固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端，细杆另一端可绕过O点且与MN垂直的水平轴无摩擦地转动，O点位于MN的垂直平分线上距MN为L处。现在把杆拉起到水平位置，由静止释放，小球经过最低点B时速度为v，取O点电势为零，忽略q对等量异种电荷形成电场的影响。求：(1)小球经过B点时对杆的拉力大小(2)在＋Q、－Q形成的电场中，A点的电势φA(3)小球继续向左摆动，经过与A等高度的C点时的速度大小15、（12分）如图甲所示，倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平面上，斜面足够长。一根轻弹簧一端固定在斜面的底端，另一端与质量m=1.0kg的小滑块（可视为质点）接触，滑块与弹簧不相连，弹簧处于压缩状态。当t=0时释放滑块。在0~0.24s时间内，滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示。已知弹簧的劲度系数N/m，当t=0.14s时，滑块的速度v1=2.0m/s。g取l0m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。弹簧弹性势能的表达式为（式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）。求：（1）斜面对滑块摩擦力的大小f；（2）t=0.14s时滑块与出发点间的距离d；（3）在0~0.44s时间内，摩擦力做的功W。16、（12分）如图所示，AKD为竖直平面内固定的光滑绝缘轨道，轨道间均平滑连接，AK段水平，其间分布有一水平向右的匀强电场I。PQ为同一竖直面内的固定光滑水平轨道。自D点向右宽度L=0.7m的空间，分布有水平向右、场强大小E=1.4×105N/C的匀强电场II。质量m2=0.1kg、长度也为L的不带电绝缘平板，静止在PQ上并恰好处于电场II中，板的上表面与弧形轨道相切于D点。AK轨道上一带正电的小物体从电场I的左边界由静止开始运动，并在D点以速度v=1m/s滑上平板。已知小物体的质量m1=10－2kg，电荷量q=＋10－7C,与平板间的动摩擦因数-9-\n,AK与D点的垂直距离为h=0.3m，小物体离开电场II时速度比平板的大、小物体始终在平板上。设小物体电荷量保持不变且视为质点，取g=10m/s2。求：（1）电场I左右边界的电势差；（2）小物体从离开电场II开始，到平板速度最大时，所需要的时间。-9-\n上饶中学高三上学期期中考试物理试题（零、培优、实验、补习班）题号12345678910答案ADBCACBDBCACDAC11、（8分）①M>m②相同③④12、（8分）（1）v=v1+（2）见右图；（3）9.7（9.5-9.9）；6.0（5.9-6.6）（2）图像如图；13、(8分)解：（1）带电粒子在电场中加速时，电场力做功，得：（3分）（2）如图粒子在电场中运动的轨迹与MN相切时，切点到O点的距离最远，这是一个类平抛运动的逆过程。建立如图坐标.（1分）（1分）（1分）若速度与x轴方向的夹角为角（2分）14、（14分）解：（1）小球经B点时，在竖直方向有①-9-\n②由牛顿第三定律知，小球对细杆的拉力大小③（3分）(2)由于取O点电势为零，而O在MN的垂直平分线上，所以④电荷从A到B过程中，由动能定理得⑤⑥（3分）(3)由电场对称性可知，，⑦（2分）即⑧小球从A到C过程，根据动能定理⑨（2分）15、（14分）解：（1）由题中的图乙可知，在t1=0.14s后这段过程中滑块加速度的大小a1=10m/s2。根据牛顿第二定律有：所以f=4.0N（3分）（2）当t1=0.14s时弹簧恰好恢复原长，在这段过程中，根据能的转化与守恒有其中联立可求得d=0.20m（5分）（3）设从t1=0.14s时开始，经时间滑块的速度减为零，则有s这段时间内滑块运动的距离m此时t2=0.14s+=0.34s-9-\n此后滑块将反向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可求得此时加速度的大小m/s2在0.34s~0.44s（s）时间内，滑块反向运动的距离m所以在0~0.44s时间内，摩擦力f做的功J（6分）16、（12分）解：（1）小物体通过电场I，电场力做功等于物体的动能Ek，设电势差为U，由qU=Ek（1分）由机械能守恒知Ek-mgh=mv2（2分）联立①②得U=3.5×105V；（1分）（2）设物体在电场Ⅱ中受到的摩擦力为f，加速度为a1，时间为t1，出电场速度为v1，则f=μm1g（1分）qE-f=m1a1（1分）（1分）v1=v+a1t1（1分）设平板的加速度为a2，出电场Ⅱ速度为v2，由f=m2a2（1分）v2=a2t1（1分）物体离开电场继续减速，加速度为a3，则-f=ma3（1分）当与平板速度相同，经历时间为t3，即v1+a3t3=v2+a2t3联立以上各式的．（1分）-9-
