陕西省西安市西安中学2021届高三物理上学期期中试题含解析.docx

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1、陕西省西安市西安中学 20212021 届高三物理上学期期中试题（含解析）一、选择题：（本题 1212 小题，每小题 4 4 分，共 4848 分。其中 1 18 8 为单选题，9 91212 为多选题。其中多选题选对但不全给 2 2 分，错选或不选给 0 0 分。）1.A、B、C三点在同一直线上，一个物体自A点从静止开始作匀加速直线运动，经过B点时的速度为v，到C点时的速度为 2v，则AB与BC两段距离大小之比是（）A.1：4B.1：3C.1：2D.1：1【答案】B【解析】【详解】ABCD对AB过程，由匀变速直线运动的速度与位移的关系式可得22ABvax=解得22ABvxa对BC过程可得22

2、22BCvvax解得232BCvxa所以AB与BC的位移大小之比为1:3，故选 ACD 错误，B 正确。故选 B。2.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动某人身系弹性绳自高空P点自由下落，图中a点是弹性绳的原长度位置，c是人所到达的最低点，b是人静止地悬吊着时的平衡位置人在从P点下落到最低点c点的过程中（）A.人在a点时速度最大B.人在ab段做加速度增大的加速运动，处于失重状态C.在bc段绳的拉力大于人的重力，人处于超重状态D.在c点，人的速度为零，处于平衡状态【答案】C【解析】人下落至 b 处，拉力等于重力，加速度为零，获得最大速度故 A 错误在 ab 段绳的拉力小于人的重力，加速度向下，并且随

3、着下降弹力绳的拉力逐渐变大，加速度减小，人处于失重状态故 B 错误在bc段绳的拉力大于人的重力，加速度向上，人处于超重状态，选项C 正确；在c点，人的速度为零，但是弹力大于重力，不是处于平衡状态，选项 D 错误；故选 C.点睛：解决本题的关键能够根据物体的受力判断物体的运动，知道合力的方向与加速度方向相同，当加速度方向与速度方向相同时，做加速运动，当加速度方向与速度方向相反时，做减速运动3.如图所示，M是一个截面为四分之一圆的柱体，小球m处于竖直墙面和柱体的弧面之间，整个系统在水平力F的作用下处于静止状态，所有接触面均光滑。若系统发生轻微扰动，此后发现F增大且系统仍保持静止状态，则（）A.柱体

4、对小球的支持力减小B.小球的位置降低C.地面对柱体的支持力增大D.竖直墙对小球的支持力减小【答案】B【解析】【详解】以整体为研究对象，水平方向根据平衡条件可得推力F的大小等于墙面对小球的支持力，即N=F；以小球为研究对象，受到重力、墙面对它的支持力和柱体对它的支持力，如图所示，作出三个力所在的三角形，开始推力为F，后来发现F增大且系统仍保持静止状态，即后来力F变为F，如图。A根据图象可知，柱体对小球的支持力增大，故 A 错误；B由于柱体对小球的支持力方向与水平方向的夹角减小，所以小球的位置降低，故 B 正确；CD 以整体为研究对象，竖直方向根据平衡条件可得地面对柱体的支持力等于小球和柱体的总重

5、力，保持不变；水平方向根据平衡条件可得推力F的大小等于墙面对小球的支持力，则竖直墙对小球的支持力增大，故 CD 错误。故选 B。4.GPS 导航系统可以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，它是由周期约为 12h 的卫星群组成则 GPS 导航卫星与地球同步卫星相比（）A.地球同步卫星的角速度大B.地球同步卫星的轨道半径小C.GPS 导航卫星的线速度大D.GPS 导航卫星的向心加速度小【答案】C【解析】【详解】A由题，北斗导航系统的同步卫星周期大于 GPS 导航卫星的周期，由公式=2T知道，北斗导航系统的同步卫星的角速度小；故 A 错误；B由根据开普勒定律得到，北斗导航系统的同

6、步卫星的轨道半径；故 B 错误；C由公式v=GMr分析知道，G 是常量，M 是地球的质量不变，则 GPS 导航卫星的线速度大；故 C 正确；D由公式a=2GMr分析得知，GPS 导航卫星的向心加速度大；故 D 错误。故选 C。5.雨滴从静止开始下落，下落过程中受到的阻力与速度成正比，比例常数为k，经过时间t速度达到最大，雨滴的质量为m，选向下为正方向，则该过程阻力的冲量为（）A.mgtB.2m gkC.2m gmgtkD.2m gmgtk【答案】C【解析】【详解】雨滴下落所受的阻力正比于速度，设为fkv，则雨滴先加速后达到匀速时，设最大速度为mv，有mmgfkv可得mmgvk对雨滴下落过程由动

7、量定理fm0mgtImv联立解得阻力的冲量为2fm gImgtk故选 C。6.以30/m s的水平初速度0v抛出的物体，飞行一段时间后，打在倾角为30的斜面上，此时速度方向与斜面夹角为60，(如图所示)，则物体在空中飞行的时间为(不计空气阻力，g取210/m s)（）A.1.5sB.3sC.1.5 3sD.3 3s【答案】B【解析】小球打在倾角为 30的斜面上，速度方向与斜面夹角为 60，有几何关系可知，速度与水平方向的夹角为 30，将该速度分解：00tan30yvv，又有：ygtv，联立并代入数据解得：3ts，故 B 正确，ACD 错误7.如图所示，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的

8、小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L，重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根轻绳的拉力恰好均为 0，改变小球运动的速度，当小球在最高点时，每根轻绳的拉力大小为3mg，则此时小球的速率为（）A.2vB.3vC.2vD.2 2v【答案】C【解析】【详解】根据几何关系可知，小球做圆周运动的半径为32rL小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，有2vmgmr解得32vgrgL当小球在最高点时，每根轻绳的拉力大小为3mg，小球受到的合外力2cos304FmgFmg 根据牛顿第二定律有24vmgmr联立解得v=2v故

9、选 C。8.一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动。在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示。已知汽车所受阻力恒为重力的15，重力加速度g取210m/s。下列说法正确的是（）A.该汽车的质量为3000kgB.06m/sv C.在515s内，汽车的位移大小约为67.19mD.在前 5s 内，阻力对汽车所做的功为 25kJ【答案】C【解析】【详解】A由图像可得，汽车匀加速阶段的加速度为21m/svat汽车匀加速阶段的牵引力为3000NPFv匀加速阶段由牛顿第二定律得0.2Fmgma解得1000kgm A 错误；B牵引力功率为 15kW 时，汽车行驶的最大速度为07

10、.5m/sfPvFB 错误；C515s 内，由动能定理得22010.2212Ptmgxmvmv解得67.1875m67.19mx C 正确；D前 5s 内汽车的位移为2112.5m2xat阻力做功为0.225kJfFWmgx D 错误。故选 C。9.如图所示，某商场售货员在倾角为30的斜面上，用平行于斜面向下的力由静止开始匀加速推动一木箱。若推力大小为8N，木箱的质量为4kg，木箱与斜面间的动摩擦因数为33，g取210m/s，则在木箱沿斜面移动1m的过程（）A.木箱重力势能减小了40JB.摩擦力对木箱做功为20JC.合外力对木箱做功为8JD.木箱获得的速度大小为4m/s【答案】BC【解析】【详

11、解】A向下移动过程中，重力做功为G14 10 1J20J2Wmgh 故重力势能减小20J，故 A 错误；B摩擦力大小为33os3040N20N32fmgc 故摩擦力对木箱做功为f20JWfx 故 B 正确；C合力大小为1sin308N20N40N 12N8N2Fmg故合外力对木箱做功为8 1J=8JWFx 故 C 正确；D根据动能定理得218J2mv木箱获得的速度大小为2m sv 故 D 错误。故选 BC。10.一滑块以初速度v0从固定的足够长粗糙斜面底端沿斜面向上滑行，该滑块的“速度时间”图象可能（）A.B.C.D.【答案】BC【解析】【详解】ACD物体向上做匀减速运动，加速度大小为1sin

12、cossincosmgmgaggm到达最高点后物体向下加速运动，加速度大小为2sincossincosmgmgaggm即上升时加速度大于下降时的加速度，AD 错误 C 正确；B物体向上做匀减速运动，到达最高点后静止于斜面上，B 正确。故选 BC。11.如图所示，物体以一定初速度从倾角=37的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为 3.0m。选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化如图所示。g=10m/s2，sin37=0.60，cos37=0.80 则（）A.物体的质量约为m=0.67kgB.物体与斜面间的动摩擦因数=0.40C.物体上升过程的加速度大小a=10m/s2

13、D.物体回到斜面底端时的动能Ek=10J【答案】CD【解析】【详解】A在最高点物体速度为零，动能为零，物体在最高点的机械能等于重力势能，则有0EEpmgh所以物体质量为30kg1kg10 3.0Emgh故 A 错误；B由功能关系可知物体机械能减少量等于克服摩擦力做的功cos37sin37hmgE 代入数值解得0.5故 B 错误；C由牛顿第二定律可得mgsinmgcosma代入数值可得210m/s a 故 C 正确；D物体上升过程和下滑过程克服摩擦力做的功相同，由 B 可知物体上升过程中克服摩擦力做的功等于机械能的减少量 20J，说明物体整个过程克服摩擦力做的功为 40J，整个运动过程中重力、支

14、持力做功为零，由动能定理可得物体回到斜面底端时的动能为 50J-40J=10J，故 D 正确。故选 CD。12.如图所示，三个小球 A、B、C 的质量均为 m，A 与 B、C 间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C 置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长现 A 由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角由 60变为 120，A、B、C 在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为 g.则在此过程中A.A 的动能达到最大前，B 受到地面的支持力小于32mgB.A 的动能最大时，B 受到地面的支持力等于32mgC.弹簧的弹性势能最大时，A 的加速度方向竖直向下D.弹簧的弹性

15、势能最大值为32mgL【答案】AB【解析】A的动能最大时，设B和C受到地面的支持力大小均为F，此时整体在竖直方向受力平衡，可得 2F=3mg，所以32Fmg，在A的动能达到最大前一直是加速下降，处于失重情况，所以B受到地面的支持力小于32mg，故 AB 正确；当A达到最低点时动能为零，此时弹簧的弹性势能最大，A的加速度方向向上，故 C 错误；A球达到最大动能后向下做减速运动，到达最低点时三个小球的动能均为零，由机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能为Epmg(Lcos30Lcos 60)312PEmgL，故 D 错误所以 AB 正确，CD 错误二、填空题（每空 2 2 分，共 1414 分）13.某

16、同学用图甲所示的实验装置测定当地的重力加速度，正确操作后获得图乙所示的一条纸带。他用天平测得小车的质量为M，钩码质量为m，用毫米刻度尺测得纸带上自 0 点到连续点 1、2、3、4、5、6 的距离分别为：11.07cmd、22.23 cmd、33.49cmd、44.82cmd、56.22cmd、67.70cmd。已知实验所用交流电频率为50Hzf。1打点 2 时小车的速度大小为_m/s（结果保留两位有效数字）；2小车运动过程中的平均加速度大小为 _2m/s（结果保留两位有效数字）。3若此装置已平衡摩擦力，且求得小车的加速度为a，则当地的重力加速度可表示为_（用字母表示）。【答案】(1).0.61

17、(2).2.0(3).()Mm am【解析】【详解】(1)1打点 2 的瞬时速度为2312(3.49 1.07)10m/s0.61m/s20.04ddvT(2)2根据x=aT2运用逐差法得22263322(7.703.493.49)10m/s2.0m/s99 0.02dddaT(3)3钩码的小车的系统已平衡摩擦力，根据牛顿第二定律得mgTmaTMa联立可得()mgMm a则当地的重力加速度为()Mm agm14.如图甲所示的实验装置，可用来探究物体在斜面上运动的加速度以及弹簧储存的弹性势能。用到的实验器材有斜劈、弹簧（劲度系数较大）、带有遮光片的滑块（总质量为m）、光电门、数字计时器（图中未画

18、出）、游标卡尺、刻度尺。实验步骤如下：用游标卡尺测得遮光片的宽度为d；弹簧放在挡板 P 和滑块之间，当弹簧为原长时，遮光片中心对准斜面上的A点；光电门固定于斜面上的B点，并与数字计时器相连；压缩弹簧，然后用销钉把滑块固定，此时遮光片中心对准斜面上的O点；用刻度尺测量A、B两点间的距离L；拔去锁定滑块的销钉，记录滑块经过光电门时数字计时器显示的时间t；移动光电门位置，多次重复步骤。根据实验数据作出的21tL（）图像为如图乙所示的一条直线，并测得21tL（）图像斜率为 k、纵轴截距为b。根据21tL（）图像可求得滑块经过A位置时的速度Av _，滑块在斜面上运动的加速度a _。本实验中，使用的弹簧劲

19、度系数较大，滑块从O到A恢复原长过程中，弹簧弹力远大于摩擦力和重力沿斜面的分量，则弹簧储存的弹性势能pE _，pE的测量值与真实值相比偏_（填“大”或“小”）。【答案】(1).d b(2).22kd(3).22mbd(4).大【解析】【详解】12滑块从 A 到 B 做匀加速直线运动，设加速度为a，由于宽度较小，时间很短，所以瞬时速度接近平均速度，因此有 B 点的速度为Bdvt根据运动学公式则有222BAvvaL化简为222212AvaLtdd结合图象可得22Avbd，22akd解得Avd b，22kda(2)34由于弹簧弹力远大于摩擦力和重力沿斜面的分量，所以摩擦力和重力沿斜面的分量忽略不计，

20、根据能量守恒可得22P1122AEmvmbd考虑摩擦力和重力沿斜面的分量，根据动能定理可得2NGf12AWWWmv而EP真WN，摩擦力小于重力沿斜面的分量，Ep的测量值与真实值相比，测量值偏大。三、计算题（本大题共 2 2 小题，共 25.025.0 分）15.如图所示，质量为2kgM 的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为2kgM 的物体A（可视为质）。一个质量为20gm 的子弹以500m/s的水平速度迅速射穿 A 后，速度变为100m/s，最后物体 A 静止在车上。若物体 A 与小车间的动摩擦因数0.5。(1)平板车最后的速度是多大？(2)全过程损失的机械能为多少？(3)A 在

21、平板车上滑行的时间为多少？【答案】(1)2m/s；(2)2392J；(3)0.4s【解析】【详解】(1)根据系统动量守恒0()mvmvMM v解得木板车最后的速度2m/sv(2)根据能量守恒可得损失的机械能2220111()222EmvmvMM v代入数据解得2392JE(3)子弹打木块的瞬间动量守恒有0AmvmvMv解得子弹穿透A物体后，A物体的速度4m/sAv，之后A物体匀减速到最终与木板车共速，根据牛顿第二定律MgMa根据匀变速运动方程Avvat解得0.4st 16.如图所示，在高130mh 的光滑水平平台上，物块 A 以初速度0v水平向右运动，与静止在水平台上的物块 B 发生碰撞，BA

22、230kgmm，碰撞后物块 A 静止，物块 B 以一定的水平速度向右滑下平台，做平抛运动，并恰好沿光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道，B点的高度215mh，圆弧轨道的圆心O与平台等高，轨道最低点C的切线水平，并与地面上长为70mL 的水平粗糙轨道CD平滑连接，物块 B 沿轨道BCD运动与右边墙壁发生碰撞。已知g取210m/s。求：(1)物块 A 初速度0v的大小；(2)物体滑到C点时对轨道的压力；(3)若小物块与墙壁只发生一次碰撞，碰后速度等大反向，反向运动过程中没有冲出B点，最后停在轨道CD上的某点p p（点没画出）。设小物块与轨道CD之间的动摩擦因数为，求的取值范围。【答案】

23、（1）20m/s（2）1000N（3）最小为16，最大为12【解析】【详解】(1)设从A运动到B的时间为t，则有21212hhgt代入数据解得3st 由R=h1Rcos=h1-h2可得=60小物块平抛的水平速度是v1，则有1tan60gtv解得v1=10 m/sA与B发生碰撞的过程中系统的动量守恒，选取向右为正方向，由动量守恒定律得mAv0=mBv1由于mB=2mA解得v0=20m/s(2)小物块由A到C，机械能守恒，有22101122BBCBm ghm vm v代入数据解得10 7m/sCv 在C点，由牛顿第二定律有2CBBvNm gmR代入数据解得N=1000N(3)设小物块在水平轨道CD

24、上通过的总路程为s，根据题意，该路程的最大值是smax=3L路程的最小值是smin=L路程最大时，动摩擦因数最小；路程最小时，动摩擦因数最大。由能量守恒知21112BBminBmaxm ghm vm gs21112BBmaxBminm ghm vm gs联立解得16min12max17.下列说法中正确的是_A.若两分子间距离增大，分子势能可能增大B.同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒排列规律都相同C.热量不可以从低温物体传到高温物体D.对于一定质量的理想气体，在压强不变而体积增大时，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少E.在相对湿度相同的情况下，夏天比冬天的绝对湿度大【答案】ADE【

25、解析】【详解】A若两分子间表现为引力时，分子距离增大，分子力做负功，则分子势能增大，选项 A 正确；B同种物质在不同条件下所生成的晶体的微粒排列规律不一定都相同，如金刚石与石墨，选项 B 错误；C根据热力学第二定律可知，热量可以从低温物体传到高温物体，但是要引起其他的变化，选项 C 错误；D对于一定质量的理想气体，在压强不变而体积增大时，温度升高，分子平均速率变大，分子数密度减小，则单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数一定减少，选项 D 正确；E在相对湿度相同的情况下，夏天的温度比冬天的温度高，所以夏天比冬天的绝对湿度大；故 E 正确。故选 ADE。18.如图，一端封闭、粗细均匀的 U 形玻璃管

26、开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中当温度为 280K 时，被封闭的气柱长 L=22cm，两边水银柱高度差 h=16cm，大气压强=76cmHg（1）为使左端水银面下降 3cm，封闭气体温度应变为多少？（2）封闭气体的温度重新回到 280K 后，为使封闭气柱长度变为 20cm，需向开口端注入的水银柱长度为多少？【答案】（1）2350Tk（2）10cm【解析】试题分析：（1）设玻璃管的横截面积为S，封闭气体压强为1P，初始根据水银液面受力平衡可分析得1016PcmHgP，可得160PcmHg当左端水银面下降3cm，右端液面必然上升3cm，则左右液面高度差变为163310hcmcmcm

27、cm，此时封闭气体压强为2P同样根据液面平衡可分析得2010PcmHgP，可得266PcmHg根据理想气体状态方程1212(3)PLSP LSTT，代入温度1280Tk，可得2350Tk（2）设此时封闭气体压强为3P，封闭气体的长度20Lcm，根据理想气体状态方程可得3111PL SPLSTT计算可得366PcmHg此时作用液面高度差0310hPPcm 左端液面上升12xLLcm，右端上升218xhxhcm，所以开口端注入水银的长度为1210 xxcm考点：理想气体状态方程19.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，0t 时，波刚好传播到M点，波形如图实线所示，0.3st 时，波刚好传播到N点，波形

28、如图虚线所示。则以下说法正确的是（）A.波的周期为0.6sB.波的波速为20m/sC.c点在0 0.3s内通过的路程等于 24 cmD.1s6t 时，b点到达平衡位置E.0 时刻后a点比b点先回到平衡位置【答案】BDE【解析】【详解】A根据波的图像可知，波长8m，从M点传到N点位移3104m=6m4x 所以所需时间30.3s4tT 所以周期0.4sT 选项 A 错误；B波速8m/s=20m/s0.4vT选项 B 正确；C波传到c点需要时间2s0.1s20 xtv在 00.3s 内，c点只运动了 0.2s，即12T通过路程22 8cm=16cmsA选项 C 错误；D此时b点对应的纵坐标为 4cm

29、，对应角度为 30 度，所以b点对应的横坐标为1064m23x当原点的波传到b点时，b点处于平衡位置，时间1s6xtv选项 D 正确；E 0 时刻后a点由波峰向下振动，b点向上振动，则a点比b点先回到平衡位置，选项 E正确。故选 BDE。20.图为一光导纤（可简化为一长玻璃）的示意图，AB代表端面。若光线以入射角i从端面的O点射入，在D处恰好发生全反射。已知光在真空的传播速度为c。(1)求光在玻璃丝中的折射率；(2)若玻璃丝长为L，求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面的时间。【答案】(1)2sin1ni；(2)22(1 sin)LnLTicc【解析】【详解】(1)如图，设光线在端面AB的折射角为r，由折射定律得sinsininr设该光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角为；则有1sinn由几何关系+r=90解得2sin1ni(2)光在玻璃丝中传播速度的大小为cvn光速在玻璃砖沿平行于长度方向的分量为vx=vsin光线从端面AB传播到另一端面所需要的时间为xLTv解得22(1 sin)LnLTicc