山东省济宁市泗水县2021届高三物理上学期期中试题含解析.docx

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1、山东省济宁市泗水县2021届高三物理上学期期中试题（含解析）本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间90分钟。注意事项：1.答卷前，考生务必用2B铅笔和0.5毫米黑色签字笔（中性笔）将姓名，准考证号、考试科目，试卷类型填涂在答题卡规定的位置上。2.第卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，答案不能答在试题卷上。3.第卷必须用0.5毫米黑色签字笔（中性笔）作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置，不能写在试题卷上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，

2、不按以上要求作答的答案无效。第卷（选择题 共40分）一、选择题：单选1-8题共8小题，每小题3分；多选题9-12共四题，每题4分。共40分。1. 下列说法中正确有( )A. kg、m、N都是国际单位制中的基本单位B. 伽利略通过理想斜面实验说明力是维持物体运动的原因C. 物理模型在物理学研究中起到了重要作用，其中“质点”“点电荷”等都是理想化模型D. 卡文迪许将行星与太阳之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律并测出了引力常量G的数值【答案】C【解析】【分析】国际单位制在力学中规定了三个基本物理量，分别为长度、质量、时间，它们在国际单位制中的单位称为力学基本单位根据牛顿第二定律推

3、导牛顿这个单位；根据物理学史的知识解答【详解】A、kg与m属于国际单位中基本单位，N是导出单位故A错误；B、伽利略通过理想斜面实验说明力不是维持物体运动的原因，故B错误；C、“质点”“点电荷”等都是理想化模型，故C正确；D、牛顿将行星与太阳之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G的数值故D错误故本题选C【点睛】该题考查物理学史以及经典力学的使用范围等多个知识点的内容，要求能牢记各物理量的定义方法，明确它们所采用的基本思想2. 某物体由静止开始做直线运动，其加速度与时间的变化关系如图所示，已知t2=2t1，在0-t2时间内，下列说法正确的是（）A. 该物体

4、往返运动B. 该物体一直做匀加速直线运动C. 该物体在t2 时刻回到出发点D. 该物体在t1时刻的速度最大【答案】D【解析】【详解】由图可知，物体在0-t1时间内做匀加速运动，到t1时速度达到最大；在t1-t2时间内做匀减速运动，根据v=at可知a-t图象中，图象与坐标轴围成的面积表示速度的增量，所以物体在0-t1和t1-t2时间内速度的变化量相等，到t2时速度刚好为零。所以物体的运动过程是先做匀加速运动，到t1时刻速度达到最大，然后做匀减速运动，到t2时速度刚好为零，此时位移最大，故ABC错误，D正确；故选D。3. 甲乙两位同学面对面站在光滑的水平冰面上，两人都处于静止状态，某时刻甲同学沿水

5、平方向用力推了乙同学一下，结果两人向相反方向滑去。已知m甲m乙。则下列说法正确的是（）A. 甲同学受到的冲量较大B. 乙同学受到的冲量较大C. 甲同学运动的速率较大D. 乙同学运动的速率较大【答案】D【解析】【详解】CD两人组成的系统，初状态总动量为零，根据动量守恒，可知两人的动量变化量大小相等，方向相反，根据P=mv-0=mv可知质量小的速度大，故D正确，C错误；AB根据动理定理I=P，可知两人的冲量大小相等，故AB错误；故选D。4. 如图所示，放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F作用始终保持静止，当力F 逐渐减小后，下列说法正确的是（）A. 物体受到的摩擦力保持不变B. 物体受到的摩擦

6、力逐渐增大C. 物体受到的合力变大D. 物体对斜面的压力逐渐减小【答案】A【解析】【详解】对物体受力分析，受重力、支持力、静摩擦力和拉力，如图所示因为物体始终静止，处于平衡状态，合力一直为零，根据平衡条件，垂直斜面方向有Gcos不变，所以F逐渐减小的过程中，N逐渐增大，故物体对斜面的压力也逐渐增大；平行斜面方向有G和保持不变，故f保持不变。故选A。5. 我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一次重大科技活动，在探月工程中飞行器成功变轨至关重要。如图所示，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞行器在距月球表面高度为3R的圆形轨道I上运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近

7、月点B再次点火进入近月轨道，绕月球做圆周运动则（）A. 飞行器在B点处点火后，动能增加B. 由已知条件不能求出飞行器在轨道上的运行周期C. 只有万有引力作用情况下，飞行器在轨道上通过B点的加速度大小小于在轨道I上通过B点的加速度D. 飞行器在轨道上绕月球运行一周所需的时间为【答案】D【解析】【详解】A飞船要在B点从椭圆轨道进入圆轨道，做近心运动，要求万有引力大于飞船所需向心力，所以应给飞船点火减速，减小所需的向心力，故在B点火减速后飞船动能减小，故A错误；BD设飞船在近月轨道绕月球运行一周所需的时间为T3，则有，联立解得，根据几何关系可知，轨道的半长轴a=2.5R，根据开普勒第三定律有由此可解

8、得轨道上运动的周期，故B错误，D正确。C根据牛顿第二定律有解得，可知在同一点距离相等，故加速度相同，故C错误。故选D。6. 如图所示，静止在光滑水平面上的小车质量为M，固定在小车上的杆用长为l的轻绳与质量为m的小球相连，将小球拉至水平右端后放手，则小车向右移动的最大距离为()A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】当小球向下摆动的过程中，小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，满足水平方向动量守恒定律，开始系统水平方向动量为零，所以水平方向任意时刻m与M的动量等大反向；以小球和小车组成的系统，小球与小车组成的系统水平方向平均动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得：，式两边同时乘以

9、t解得：，即：mS1=MS2；小球和小车共走过的距离为2L，有：S1+S2=2l，由解得：，故C正确，ABD错误7. 如图所示，质量分别为和的两小球，用细线连接悬挂在天花板上。平衡时，两小球恰处于同一水平线上，细线与竖直方向夹角分别为与（）。突然剪断A、B间的细绳，小球的瞬时加速度大小分别为和，两小球开始摆动后，最大速度大小分别和，最大动能分别为和，则（）A. 一定小于B. 和相等C. 一定等于D. 一定小于【答案】A【解析】【详解】A剪断前，A球受力平衡，正交分解：联立方程解得：；B球受力平衡，正交分解：联立方程解析：连接A、B绳子的拉力，根据题意，所以，A正确；B剪断细绳后，A、B两小球均

10、做圆周运动，剪断瞬间速度为0，向心力为0，说明在向心方向合力为0，在切向上重力分力提供加速度：解得：因为，所以，B错误；C小球摆到最低点时，速度最大，根据动能定理：解得：因为摆绳长、，所以，C错误；D最低点动能最大，根据动能表达式：因为、，所以和关系不能确定，D错误。故选A。8. 螺丝钉是利用斜面自锁原理制成的。其原理如图所示，螺母与螺杆的螺纹结合，可以看作由两个叠放在一起并卷曲起来的同倾角斜面组成，设螺母、螺杆间的动摩擦因数为，斜面的高为螺距h，底为圆周长2r，当螺杆受到很大的压力F时，仍然不会移动（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），则应满足的关系为（）A. h2rB. hrC. h2rD. h

11、r【答案】A【解析】【详解】当螺杆受到很大的压力F时，仍然不会移动，由受力分析图可知由平衡知识可得故A正确，BCD错误。故选A。9. 如图所示，双手端着半球形的玻璃碗，碗内放有三个相同的小玻璃球双手晃动玻璃碗，当碗静止后碗口在同一水平面内，三小球沿碗的内壁在不同的水平面内做匀速圆周运动不考虑摩擦作用，下列说法中正确的是A. 三个小球受到的合力值相等B. 距碗口最近的小球线速度的值最大C. 距碗底最近的小球向心加速度的值最小D. 处于中间位置的小球的周期最小【答案】BC【解析】【详解】A对于任意一球，设其轨道处半球形碗的半径与竖直方向的夹角为，半球形碗的半径为R。根据重力和支持力的合力提供小球圆

12、周运动的向心力，得，故A错误；BCD因，联立得：，R一定，可知越大（越接近碗口），线速度v越大、周期越小、加速度a越大，BC正确，D错误。故选BC。10. 如图所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点轻弹簧左端固定于竖直墙面，用质量为m1的滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放滑块，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上换用相同材料、质量为m2的滑块(m2m1)压缩弹簧至同一点D后，重复上述过程不计滑块经过B点时的机械能损失，下列说法正确的是( )A. 两滑块到达B点的速度相同B. 两滑块沿斜面上升过程中的加速度相同C. 两滑块上升到最高点的过程中克服重力做的功相同D

13、. 两滑块上升到最高点的过程中因摩擦产生的热量相同【答案】BCD【解析】【详解】A、两次实验，弹簧压缩形变是相同的，所以弹性势能相等，两滑块到达B点的动能是相等的，又m2m1，所以v1v2，两滑块到达B点的速度不相同，A错误B、根据牛顿运动定律可得，沿斜面上升时，物体收到重力、支持力、摩擦力，将重力垂直斜面和平行斜面分解，可得，两滑块材料相同，B正确C、设初始弹簧压缩了x，滑块沿斜面运动的距离为s，根据能量守恒可知，所以，C正确D、滑块上升到最高点的过程中因摩擦产生的热量，D正确11. 在冰壶比赛中，红壶以一定速度与静止在大本营中心的蓝壶发生对心碰撞，碰撞时间极短，如甲图所示碰后运动员用冰壶刷

14、摩擦蓝壶前进方向的冰面，来减小阻力碰撞前后两壶运动的v-t图象如乙图中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行已知两冰壶质量相等，由图象可得A. 红、蓝两壶的碰撞可能是弹性碰撞B. 碰撞后，蓝壶的瞬时速度为0.8m/sC. 碰撞后，红、蓝两壹运动的时间之比为1：6D. 碰撞后，红、蓝两壶与冰面间的动摩擦因数之比为5：4【答案】BD【解析】【详解】设碰后蓝壶的速度为v，碰前红壶的速度=1.0m/s，碰后速度为=0.2m/s，碰撞过程系统动量守恒，由动量守恒定律得：，代入数据解得：v=0.8m/s，碰撞过程两壶损失的动能为：m0，所以红蓝两壶碰撞过程是非弹性碰撞，A错误，B正确；设碰撞后，蓝壶经过ts

15、时间停止运动，根据三角形相似法知，解得蓝壶运动时间：=5s，由图示图线可知，红壶的加速度大小：m/s2，碰撞后红壶的运动时间：s，则碰撞后红、蓝壶运动时间之比为1：5，C错误；蓝壶的加速度大小：m/s2，由牛顿第二定律得：，解得动摩擦因数：，则红、蓝壶与冰面间的动摩擦因数之比：，D正确12. 如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为。先水平敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下。接着水平敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，相对静止前B的加速度大小为，相对静止后B的加速度大小

16、为，此后两者一起运动至停下。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A. B. C. D. 从左边缘再次对齐到A、B停止运动的过程中，A和B之间没有摩擦力【答案】AC【解析】【详解】A设A、B的质量均为m。A、B相对静止前，A相对于B向左运动，A对B的滑动摩擦力向左，地面对B的滑动摩擦力也向左，则B所受的合外力大小为对物块B，由牛顿第二定律得解得相对静止后，对A、B整体，由牛顿第二定律得解得，则，故A正确；B敲击A后，A获得速度后向右做匀减速运动，对B来说，地面与B间的最大为，A对B的滑动摩擦力为，故B静止不动，对A由牛顿第二定律得由运动学公式有解得，故B错误；C敲

17、击B后，设经过时间t，A、B达到共同速度v，则联立解得，故C正确；D从左边缘再次对齐到A、B停止运动的过程中，A、B一起做匀减速运动，A有向左的加速度，说明B对A有摩擦力，故D错误。故选AC。二、实验题（13题每空2分，共6分；14题每空3分，共6分。合计12分）13. 小勇为了“验证机械能守恒定律”，将两光电门甲、乙按如图甲方式固定在铁架台上，然后进行了如下的操作：甲乙A将一小铁球由光电门甲的上方一定高度处由静止释放；B通过计算机显示小铁球通过光电门甲、乙的时间分别为t1、t2；C用直尺测出光电门甲和乙之间的距离h；D用游标卡尺测出小铁球的直径d如图乙所示；E改变小铁球释放的高度，重复A、B

18、步骤操作通过以上操作请回答下列问题：(1)读出图乙中小铁球的直径为d_ cm，假设小铁球通过光电门甲的瞬时速度近似地等于该过程中的平均速度，则小铁球通过光电门甲的速度大小为v1_；(用题中字母表示)(2)如果重力加速度用g表示，在误差允许的范围内，要验证小铁球的机械能守恒，则只需验证_2gh.(用题中字母表示)【答案】 (1). 0.385 cm (2). (3). 【解析】(1)由游标卡尺的读数规则可知读数为3 mm170.05 mm3.85 mm0.385 cm，由题意可知小铁球通过光电门甲的瞬时速度为：(2)在误差允许的范围内，如果小铁球的机械能守恒，则减小的重力势能应等于增加的动能，应

19、有，又因为小铁球通过光电门甲的瞬时速度为：，小铁球通过光电门乙的瞬时速度为：，由以上整理可得14. 用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m0的铁片，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门。调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间t0；从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为t1，t2，计算出t12，t22(1)挡光时间为t0时，重锤的加速度为a0从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为ti，重锤的加速度为ai，则=_（结果用t0和ti表示）(2)作

20、出的图线是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量M=_。【答案】 (1). (2). 【解析】【详解】(1)1遮光片经过光电门时的速度，重锤做初速度为零的匀加速直线运动，由速度位移公式得整理得(2)2由牛顿第二定律得整理得则图像的斜率解得三、计算题（本题共4小题，满分48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，答案中必须写出数值和单位。）15. 两物体A、B并排放在水平地面上，且两物体接触面为竖直面，现用一水平推力F作用在物体A上，使A、B由静止开始一起向右做匀加速运动，如图(a)所示，在A、B的速度达到6m/s时，撤去推力F.已知A、B

21、质量分别为mA1kg、mB3kg，A与地面间的动摩擦因数0.3，B与地面间没有摩擦，B物体运动的v-t图象如图(b)所示.g取10m/s2，求：(1)推力F的大小.(2)A物体刚停止运动时，物体A、B之间的距离.【答案】(1) F=15N (2) 物体A、B之间的距离为6m【解析】【详解】(1)在水平推力F作用下，设物体A、B一起做匀加速运动的加速度为a，由B物体的v-t图象得a=3m/s2对于A、B整体，由牛顿第二定律得代入数据解得F=15N(2)设物体A匀减速运动的时间为t，撤去推力F后，A、B两物体分离A在摩擦力作用下做匀减速直线运动，B做匀速运动，对于A物体有解得根据匀变速规律解得t=

22、2s物体A的位移为=6m物体B的位移为=12m所以，A物体刚停止运动时，物体A、B之间的距离为=6m16. 某星球半径为，假设该星球表面上有一倾角为的固定斜面体，一质量为的小物块在力作用下从静止开始沿斜面向上运动，力始终与斜面平行，如图甲所示已知小物块和斜面间的动摩擦因数，力随位移变化的规律如图乙所示（取沿斜面向上为正方向）已知小物块运动时速度恰好为零，万有引力常量，求（计算结果均保留一位有效数字）（1）该星球表面上的重力加速度的大小；（2）该星球的平均密度【答案】，【解析】【详解】（1）对物块受力分析如图所示；假设该星球表面的重力加速度为g，根据动能定理，小物块在力F1作用过程中有：小物块在

23、力F2作用过程中有：由题图可知：整理可以得到：(2)根据万有引力等于重力：，则：，代入数据得17. 如图所示，长为L的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，O点离地高度为H。现将细绳拉至与水平方向成30，由静止释放小球，经过时间t小球到达最低点，细绳刚好被拉断，小球水平抛出。若忽略空气阻力，重力加速度为g。(1)求细绳的最大承受力；(2)求从小球释放到最低点的过程中，细绳对小球的冲量大小；(3)求小球抛出后的落地点到O点的水平距离？【答案】(1)F=2mg；(2)；(3) 【解析】【详解】(1)小球从释放到最低点的过程中，由机械能守恒定律得小球最低点时，由牛顿第二定律和向心力公式得

24、解得F=2mg(2)小球从释放到最低点的过程中，重力的冲量IG=mgt动量变化量由三角形定则得，绳对小球冲量(3)平抛的水平位移竖直位移解得18. 如图所示为“过山车”模型。其中ab段位倾斜平直轨道，cdc 段位环形轨道，c和c为最低点、d为最高点，半径为R，bc段位水平轨道与倾斜轨道、环形轨道平滑连接。无限长的水平轨道ce与环形轨道相切于c点。刚性小球A从倾斜轨道离水平面高度H处静止释放，与另一静置于水平轨道上的刚性小球B发生弹性正碰。已知B球质量是A球的4倍，整个装置处于竖直平面内，忽略一切摩擦阻力。(重力加速度为g)(1)要使A球能够沿着轨道运动与B球碰撞，对释放点高度有何要求?(2)要使两球在轨道上至少发生两次碰撞，对释放点高度H有何要求?【答案】(1) (2) 或【解析】【详解】(1)要使小球能够通过d点，则需要:联立以上两式，解得(2)设碰撞前A球速度为v，碰撞为弹性碰撞，则碰撞前后两球机械能守恒、动量守恒，有:联立以上两式，解得.因|vA| |vB|,故要求A球能够从环形轨道再次返回即可追上B球发生第二次碰撞，则情形一，A球回到环形轨道时上升最大高度不超过R,即可返回，有:联立式得结合(1)中结论，得H取值范围一情形二，A球能再次通过环形轨道最高点，并回到斜面上之后再次返回、通过环形轨道，追上B球，有联立得H取值范围二故释放点高度H的取值范围为或