上海市鲁迅中学2020届高三上学期期中等级考试物理试题

2019学年第一学期高三年级期中考试物理等级试卷

一、单项选择题

1.古语云：“但闻其声，不见其人”，这一现象是声波的

A. 反射 B. 折射 C. 干涉 D. 衍射

【答案】D

【解析】

【详解】声波的波长比较长，它能绕过一般的障碍物而被另一侧的人听到，容易发生衍射现象，就产生了只闻其声不见其人的现象，D正确；

故选D。

2.功的单位用基本单位可表示为

A. J B. N·m C. W·s D. kg·m2/s2

【答案】D

【解析】

【详解】功的单位可表示为J、N·m 、W·s，但J、N、W都不是基本单位，只有kg·m2/s2才是基本单位组成的，所以D正确；

故选D。

3.爱因斯坦说：“伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端。”在科学史上，伽利略享有“近代科学方法论的奠基人”的美誉。伽利略物理思想方法的研究顺序是

A. 提出假说，数学推理，实验验证，合理外推

B. 数学推理，实验验证，合理外推，提出假说

C. 实验验证，合理外推，提出假说，数学推理

D 合理外推，提出假说，数学推理，实验验证

【答案】A

【解析】

【详解】伽利略的物理思想方法的研究顺序是：提出假说、数学推理、实验验证、合理外推，典型的就是伽利略对自由落体运动的研究，所以A正确；

故选A。

4.下面四个图像依次分别表示四个物体A、B、C、D的加速度、速度、动能和位移随时间变化的规律．其中那个物体可能是受到平衡力作用的（ ）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】A．加速度随时间均匀减小，根据牛顿第二定律，合力均匀减小，故A错误，不符合题意；

B．速度随时间均匀减小，故加速度恒定，根据牛顿第二定律，合力恒定，故B错误，不符合题意；

C．动能随时间均匀变化，故速度一定变化，一定有加速度，故合力一定不为零，故C错误，不符合题意；

D．位移时间图线是一条倾斜的直线，物体做匀速直线运动，故受力平衡，故D正确，符合题意。

故选D．

5.雨滴在下落过程中，由于水汽的凝聚，雨滴质量逐渐增大，同时由于下落速度逐渐增大，所受空气阻力也逐渐增大，最后雨滴将以某一速度匀速下落；在雨滴加速下落的过程中，下列说法正确的是

A. 重力产生的加速度逐渐增大

B. 重力产生的加速度逐渐减小

C. 雨滴下落的加速度逐渐减小

D. 雨滴下落的加速度保持不变

【答案】C

【解析】

【详解】A、B．雨滴所受到的重力逐渐增大，但重力产生的加速度g保持不变，与雨滴的质量无关，故AB错误；

C、D．雨滴的运动情况为：先做加速运动，后以某一速度做匀速运动，可知由于空气阻力增大，雨滴下落的加速度逐渐减小，C正确，D错误；

故选C。

6.如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O原点，建立Ox轴，向右为x轴正方向。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为

A  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】AB、AB项两个图象的横轴不是时间，不是振动图象，故AB错误。

CD、由于向右为正方向，振子位于N点时开始计时，所以0时刻，在正向最大位移处，将向左运动，即向负方向运动，故C正确，D错误；

故选C。

7.如图，图线I和Ⅱ分别表示先后从同一地点以相同速度v做竖直上抛运动的两个物体的v－t图，则两个物体

A. 在第Ⅰ个物体抛出后3s末相遇

B. 在第Ⅱ个物体抛出后4s末相遇

C. 在第Ⅱ个物体抛出后2s末相遇

D. 相遇时必有一个物体速度零

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据v−t图像与坐标轴围成的面积表示位移，可知在第Ⅰ个物体抛出后3s末，第Ⅰ个物体的位移大于第Ⅱ个物体的位移，而两者从同一地点开始运动的，所以在第Ⅰ个物体抛出后3s末没有相遇，A错误；

B．在第Ⅱ个物体抛出后4s末即图中第6s末，第Ⅰ个物体的位移为0，第Ⅱ个物体的位移不为0，所以两者没有相遇，B错误；

C．在第Ⅱ个物体抛出后2s末，即图中第4s末，两物体的位移相等，所以在第Ⅱ个物体抛出后2s末相遇，C正确；

D．图中第4s末两物体相遇，由图看出两个物体的速度均不为零，D错误；

故选C。

8.如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成角，则每根支架中承受的压力大小为

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【分析】

以相机为研究对象，对相机受力分析，先将各支架的作用力沿着水平和竖直方向正交分解，由共点力的平衡条件可得出各支架的受力．

【详解】对照相机受力分析，受重力、和三个支架的支持力，根据平衡条件，三根支架的支持力的合力应等于重力，即：，解得，D正确；

【点睛】本题因是立体图，无法将所有力画出，因三根支架受力相等，故可以由一根支架的受力得出所有支架的合力．

9.如图所示，斜面静止在粗糙的水平地面上，一个物体恰能沿斜面匀速下滑。若以平行于斜面方向的力向下推此物体，使物体加速下滑，则

A. 斜面一定静止，且与地面之间没有摩擦力

B. 斜面可能静止，且受到地面向右的静摩擦力

C. 斜面一定运动，且受到地面向右的摩擦力

D. 斜面一定静止，且受到地面向右的静摩擦力

【答案】A

【解析】

【详解】物块匀速下滑时，对物块和斜面体整体进行受力分析，假设地面对整体有摩擦力，设为水平向右，如图：

根据共点力平衡条件得到摩擦力为零；

若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体，使物体加速下滑时，物体对斜面的压力没有变化，则对斜面的滑动摩擦力也没有变化，所以斜面体的受力情况没有改变，则地面对斜面体仍没有摩擦力，即斜面体受地面的摩擦力为零，斜面一定静止，所以A正确；

故选A。

10.2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”．已知月球的质量为、半径为，探测器的质量为，引力常量为，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为的匀速圆周运动时，探测器的（    ）

A. 周期为 B. 动能为

C. 角速度为 D. 向心加速度为

【答案】A

【解析】

【详解】由万有引力提供向心力可得 ，可得 ，故A正确；解得 ，由于 ，故B错误；解得 ，故C错误；解得 ，故D错误．综上分析，答案为A

11.如图所示是一列简谐横波在时刻的波动图像．如果此时刻质点P的运动方向沿y轴负方向，且经过0.35s质点P恰好第2次到达y轴正方向最大位移处．设波的周期为T，波速为v，则

A. 波沿着x轴正向传播

B. 波的周期s

C. 波的波速为m/s

D. 再经过，Q点到达平衡位置

【答案】C

【解析】

【详解】A、根据质点P向下运动，由上下坡法可得：波向左传播，故A错误；B、根据质点P向下运动，由质点P经过0.35s恰好第2次到达波峰可得：，所以，周期T=0.2s；故B错误；C、由图可得：波长，故波速，故C正确；D、根据波向左传播可得：质点Q向下振动；由质点Q的位移可得：质点Q回到平衡位置的时间，n∈N，故D错误；故选C．

【点睛】根据质点P运动方向得到波的传播方向；根据质点P到达波峰的时间求得周期，即可根据波长求得波速；根据波的传播方向得到Q的振动方向，由周期求得回到平衡位置的时间．

12.如图所示，倾角30°的斜面连接水平面，在水平面上安装半径为R的半圆竖直挡板，质量m的小球从斜面上高为处静止释放，到达水平面恰能贴着挡板内侧运动．不计小球体积，不计摩擦和机械能损失．则小球沿挡板运动时对挡板的力是（ ）

A. 0.5mg B. mg C. 1.5mg D. 2mg

【答案】B

【解析】

试题分析：根据动能定理求出到达水平面时的速度，根据向心力公式求出挡板对小球的压力即可．

解：在斜面运动的过程中根据动能定理得：

①

根据向心力公式有：

N=m②

由①②解得：N=mg

根据牛顿第三定律可知，小球沿挡板运动时对挡板的力mg

故选B

【点评】本题主要考查了动能定理及向心力公式的直接应用，难度适中．

二、填空题

如图所示是两个相干波源发出的水波，实线表示波峰，虚线表示波谷．已知两列波的振幅都为10cm，C点为AB连线的中点．图中A、B、C、D、E五个点中，振动减弱的点是___13___，A点的振幅为____14____cm．

【答案】13. DE;   

14. 20;

【解析】

两列波相遇时振动情况相同时振动加强，振动情况相反时振动减弱．两列频率相同的相干波，当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，则振动情况相同时振动加强；振动情况相反时振动减弱；

【13题详解】

振动减弱的点为波峰和波谷相遇，由图象知振动减弱的点是D、E；

【14题详解】

A点是波峰和波峰相遇，经过半个周期后是波谷和波谷相遇，所以位移为−20cm，A点的振幅为20 cm；

15.如图是“用DIS探究向心力与哪些因素有关”的实验仪器，该实验采用的方法是_______________；该实验中需要用到的传感器是__________________。

【答案】    (1). 控制变量法    (2). 力传感器、光电传感器

【解析】

【详解】[1] 该实验运用控制变量法研究物理量的关系，根据向心力公式，实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时，要保持圆柱体质量和半径都不变；研究F与r的关系时，保持圆柱体的质量和线速度的大小不变，故采用控制变量法；

[2] 向心力F需要用力传感器测定，圆柱体的线速度v需要用光电传感器测定，故需要用到力传感器、光电传感器。

16.如图，轻绳两端固定在等高的竖直墙壁上的A、B两点，光滑轻质动滑轮悬挂在轻绳上，下方悬吊一个质量为m＝10kg的重物，系统静止时两侧绳子间的夹角θ＝60°，则绳子承受的拉力FT＝_______N。若保持绳左端固定在A点不动，而将其右端由B点沿竖直方向缓慢移到C点，再沿水平方向移到D点（绳长不变），在此过程中，绳子拉力的变化情况是________________。

【答案】    (1).     (2). 先不变后变大

【解析】

【详解】[1] 受力分析如图所示，则有：

解得：

[2] 设绳长为L，AB之间的距离为S，绳与竖直方向的夹角为，如图则有：

当绳子从B点移到C点时，夹角不变，所以绳子上的力大小不变，

如果绳子的节点向右移动，则绳子与竖直方向的夹角变大，根据可知：

变大，变小，则变大，所以从C点移动到D点时，绳子拉力变大；

所以从B点到D点的过程中，绳子拉力的变化情况是：先不变后变大。

17.光滑水平面固定一边长为0.3m的正三棱柱abc，俯视如图，长1m的细线一端固定在a点，另一端拴一质量为0.5kg的小球，开始时把细线拉直在ca延长线上，给小球一个2m/s、垂直细线方向的水平速度，细线逐渐缠绕在棱柱上（不计能量损失）。若细线能承受的最大拉力为7N，从开始到细线断裂时，小球运动的总时间为__________s，小球的位移大小为__________m。

【答案】    (1).     (2). 0.9m

【解析】

【详解】[1] 细线断裂之前，绳子拉力与速度垂直，不做功，故小球的速度大小保持不变，绳子刚断裂时，拉力大小为7N，由得，此时的半径为：

由于小球每转120°半径减小0.3m，则知小球刚好转过一周，细线断裂，则小球运动的总时间为：

由题知r1=1m，r2=0.7m，r3=0.4m，v=2m/s，代入数据解得：

[2] 球每转120°半径减小0.3m，细线断裂之前，小球运动的位移大小为：

18.一辆机动车在平直的公路上由静止启动，图中图线A表示该车运动的速度和时间的关系，图线B表示车的功率和时间的关系．设车在运动过程中阻力不变，车在6s末前做匀加速运动，在16s末开始匀速运动．可知车在运动过程中阻力为______N，车的质量为______kg．

【答案】    (1). 1500    (2). 562.5

【解析】

根据速度-时间图象可知，机动车先做匀加速运动，后做变加速运动，最后做匀速运动，最大速度，内的加速度，
根据图线B可以机车的额定功率，
当牵引力等于阻力时，速度取到最大值，则阻力；
匀加速运动的牵引力
根据牛顿第二定律得：，解得：．

点睛：本题考查是机车启动问题．汽车通常有两种启动方式，即恒定加速度启动和恒定功率启动．要求同学们能对两种启动方式进行动态分析，能画出动态过程的方框图，公式，P指实际功率，F表示牵引力，v表示瞬时速度．当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度．

三、综合题

19.如图是利用DIS完成“用单摆测定当地重力加速度”实验．实验时，先量出摆球的半径与摆线的长度．单摆摆动后，点击“记录数据”．摆球每经过平衡位置时记数1次，第1次记为“0”，当记数为“50”时，点击“停止记录”，显示时间为．

（1）则该单摆振动周期为______________．

（2）图示摆线上端的悬点处，用两块木片夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将木片夹紧，是为了（       ）

    A. 便于测量单摆周期

    B. 便于测量摆长时拉紧摆线

    C. 保证摆动过程中摆长不变

    D. 保证摆球在同一竖直平面内摆动

（3）若某组同学误以摆线的长度作为纵坐标，以单摆周期的平方作为横坐标，作出的图像．其他操作测量都无误，则作出的图线是上图中的_________（选填“1”、“2”或“3”）．

（4）现发现三组同学作出的图线分别是1、2和3，但测出的斜率都为，是否可以根据斜率求出当地的重力加速度？___________．（若不可以求出，填“否”；若可以求出，请填重力加速度的表达式）．

【答案】    (1).     (2). C    (3). 3    (4).

【解析】

【详解】（1）当记数为“50”时，单摆全振动的次数为25，显示时间为t，则周期为．

（2）图示摆线上端的悬点处，用两块木片夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将木片夹紧，是为了保证摆动过程中摆长不变，故选C.

（3）根据，则，解得，则作出的图线是上图中的3. 

（4）由上述表达式可知，，解得g=4π2 k.

【点睛】此题考查单摆测定重力加速度的原理：单摆的周期公式，还要知道：摆角很小的情况下单摆的振动才是简谐运动；摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，为减小误差应保证摆线的长短不变；单摆在摆动的过程中，摆长不能发生变化．在最低点，速度最快，开始计时误差较小；会用图像法处理实验数据．

20.跳水运动是我国体育运动的强项之一，其中高台跳水项目要求运动员从距离水面10m的高台上跳下，在完成空中动作后进入水中。如图，质量为50kg的运动员起跳瞬间重心离高台台面的高度为1m，斜向上跳离高台的瞬时速度大小为3m/s，跳至最高点时重心离台面的高度为1.3m，入水（手刚触及水面）时重心离水面的高度为1m，图中虚线为运动员重心的运动轨迹，不计空气阻力。求：

（1）运动员起跳瞬间具有的重力势能；

（2）从跳离高台瞬间到跳至最高点的过程中，运动员克服重力做的功；

（3）运动员在最高点时的速度是否为0？请说明判断理由；

（4）计算运动员入水时的速度大小。

【答案】（1）；（2）；（3）不为零，因为水平方向分速度不为零；（4）.

【解析】

【详解】（1）以水面为零势能面，运动员在起跳瞬间重心相对于水面的高度为：

h=10m+1m=11m

运动员起跳瞬间具有的重力势能为：

（2）从跳离高台瞬间到跳至最高点的过程中，运动员重心上升的高度为：

运动员克服重力做的功为：

（3）运动员在最高点时的速度不为零，运动员做的是斜抛运动，在最高点时，竖直分速度为零，但是水平分速度不为零，所以最高点时的合速度不为零。

（4）从起跳到入水过程中，根据动能定理得：

其中h=10m，代入数据得：

21.如图，固定直杆ABC与水平地面成α=30°角，B为杆上的一点，已知AB=1.6m，BC=8m，AB段光滑，BC段粗糙。质量为1kg的小球套在直杆上，在A点将小球由静止释放，到达C点时速度恰好减为零。求：

（1）小球经过B点时的速度大小；

（2）小球在BC段上运动的加速度大小及方向；

（3）小球在BC段上运动过程中受到的摩擦力大小；

（4）若对小球施加一个水平向右的恒定推力F，使小球从C点由静止开始运动，到达B点时撤去F，小球恰好能到达A点，求F的大小。

【答案】（1） （2），方向沿斜面向上  （3）  （4）

【解析】

【详解】（1）设B点时的速度大小，从A到B得高度差为：

该过程由动能定理得：

解得：

（2）在BC段，小球做匀减速直线运动，由公式得：

方向沿斜面向上；

（3）在BC段上，对小球受力分析如图，有牛顿第二定律得：

解得：

（4）恒定推力F后，受力分析如图：

根据（3）小问，已知：

解得：

从C到A整个过程由动能定理得：

解得：