山西省怀仁市2021届高三物理上学期期中试题（Word版附答案） 10页

怀仁市 2020—2021 学年度上学期期中 高三教学质量调研测试 物理 （考试时间 90 分钟，满分 100 分） 一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分.在每小题给出的四个选项中，第 1-9 题只有一项符合 题目要求，第 10-12 题有多项符合题目要求.全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分. 1.如图，通过细绳拴在一重物上的氢气球，在水平向右的风力作用下处于静止状态，细绳与竖直方向的夹角 为 .已知风力大小正比于风速，则当风速改变，重物、气球仍静止时，始终保持不变的是（ ） A.地面对重物的支持力 B.地面对重物的摩擦力 C.细绳对重物的拉力 D.细绳与竖直方向的夹角 2.如图所示，a 为地球赤道上的物体；b 为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星；C 为地球同步卫星. 关于 a、b、c 做匀速圆周运动的说法中正确的是（ ） A.角速度的大小关系为 a c b    B.向心加速度的大小关系为 a b ca a a  C.线速度的大小关系为 a b cv v v  D.周期关系为 a c bT T T  3.如图所示，轻绳两端分别与 A、C 两物体相连接， 1kgAm  ， 2kgBm  ， 3kgCm  ，物体 A 与 B、B 与 C 及 C 与地面间的动摩擦因数均为 0.1  ，滑轮与轴及绳间的摩擦可忽略不计，最大静摩擦力等于滑动 摩擦力.若要用力将 C 物体匀速拉出，则所需要施加的拉力为（取 210m / sg  ）（ ） A. 6N B.8N C.10N D.12N 4. 质 量 为 0.5kgm  的 物 体 在 光 滑 水 平 面 上 运 动 ， 沿 互 相 垂 直 的 两 个 方 向 的 运 动 方 程 分 别 为 ： 2 23 (m), 5 4 (m)x t y t t   .下列说法正确的是（ ） A.物体受到的合外力大小为10N B.物体做匀加速直线运动 C.前 2s 内合外力对物体做的功为140J D.第 2s 末合外力对物体做功的功率为165W 5.伽利略对落体运动的研究，不仅确立了落体运动的规律，更重要的是开辟了一条物理学的研究之路.他的 研究思路可概括为（ ） A.提出问题—假设（猜想）—数学推理—实验验证—得出结论 B.提出问题—假设（猜想）—实验验证—数学推理—得出结论—合理外推 C.提出问题—假设（猜想）—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论 D.提出问题—假设（猜想）—实验验证—合理外推—得出结论 6.如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮 O 与小球 B 连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块 A 连接， 杆两端固定且足够长，物块 A 由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动.设某时刻物块 A 运动的速度大小 为 Av ，小球 B 运动的速度大小为 Bv ，轻绳与杆的夹角为 ，则（ ） A. cosA Bv v  B. cosB Av v  C.小球 B 减小的势能等于物块 A 增加的动能 D.当物块 A 上升到与滑轮等高时，它的机械能最小 7.两个质量相同的小球，在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点相同，如图所示，A 运动的半径比 B 的大， 则（ ） A.A 所需的向心力比 B 的大 B.B 所需的向心力比 A 的大 C.A 的角速度比 B 的大 D.B 的角速度比 A 的大 8.用传感器研究质量为 2kg 的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到 0 ~ 6s 内物体的加速度 随时间变化的关系如图所示.下列说法正确的是（ ） A. 0 ~ 6s 内物体先向正方向运动，后向负方向运动 B. 0 ~ 6s 内物体在 4s 时的速度最大 C.物体在 2 ~ 4s 内的速度不变 D. 0 ~ 4s 内合力对物体做的功等于 0 ~ 6s 内合力对物体做的功 9.假设宇宙中有两颗相距无限远的行星 A 和 B，自身球体半径分别为 AR 和 BR .两颗行星各自周围的卫星的 轨道半径的三次方（ 3r ）与运行公转周期的平方（ 2T ）的关系如图所示； 0T 为卫星环绕各自行星表面运 行的周期.则（ ） A.行星 A 的质量小于行星 B 的质量 B.行星 A 的密度小于行星 B 的密度 C.行星 A 的第一宇宙速度等于行星 B 的第一宇宙速度 D.当两行星周围的卫星的运动轨道半径相同时，行星 A 的卫星的向心加速度大于行星 B 的卫星的向心加速 度 10.从某一高度相隔1s 先后释放两个相同的小球，不计空气的阻力，它们在空中任一时刻，下列描述不正确 的是（ ） A.间距保持不变，速度之差保持不变 B.间距越来越大，速度之差越来越大 C.间距越来越大，速度之差保持不变 D.间距越来越小，速度之差越来越小 11.如图所示，A、B 两物体的质量分别为 2m 和 m，静止叠放在水平地面上.A、B 间的动摩擦因数为  ，B 与地面间的动摩擦因数为 1 2  .最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g.现对 A 施加一水平拉力 F， 则（ ） A.当 2F mg 时，A、B 都相对地面静止 B.当 5 3F mg 时，A 的加速度为 1 18 g C.当 3F mg 时，A 相对 B 滑动 D.当 F 超过某数值时，B 的加速度可能会超过 1 2 g 12.如图甲所示，地面上有一质量为 M 的重物用力 F 向上提它，力 F 变化而引起物体加速度变化的函数关系 如图乙所示，则以下说法中正确的是（ ） A.当 F 小于图中 A 点值时，物体的重力 Mg F ，物体不动 B.图中 A 点值即物体的重力值 C.物体向上运动的加速度和力 F 成正比 D.图线延长线和纵轴的交点 B 的数值的绝对值等于该地的重力加速度 二、非选择题：本题共 5 小题，共 52 分 13.（5 分）在研究匀变速直线运动规律的实验中，图示纸带记录的是小车的运动情况，A、B、C、D、E 为 相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为 0.1sT  ，电源铭牌显示该电源频率为50Hz（计算结果均保留两 位有效数字） （1）下列说法正确的有________（填选项代号）. A.在释放小车前，小车要靠近打点计时器 B.打点计时器应放在长木板上有滑轮一端 C.应先接通电源，后释放小车 D.电火花计时器应使用低压交流电源 （2）打纸带上 D 点时小车的瞬时速度大小为_______ m/s . （3）小车的加速度大小为______ 2m/s . （4）若电源实际频率高于50Hz ，计算时仍按照50Hz 计算，则加速度大小的测量值比真实值________（选 填“偏大”“偏小”或“不变”）. 14.（8 分）在探究“物体质量一定时加速度与力的关系”的实验中，某兴趣小组对教材介绍的实验方案进 行了优化，设计了如图所示的实验装置.其中 M 为带滑轮的小车的质量，m 为砂和砂桶的质量（滑轮质量不 计）. （1）依据优化后实验原理图，该实验__________（填“需要”或“不需要”）将带滑轮的长木板右端垫高， 以平衡摩擦力；实验中________________（填“一定要”或“不必要”）保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车 的质量 M； （2）该同学在实验中得到如图（a）所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器 采用的是频率为 50Hz 的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_________ 2m/s （结果保留三位有效数 字）. （3）如图（b）所示，以弹簧测力计的示数 F 为横坐标，加速度为纵坐标，画出的 a F 图像是一条直线， 可得到小车的加速度与合外力成___________比. 15.（11 分）如图所示，一宇航员站在质量分布均匀的某星球表面的一斜坡上的 A 点，沿水平方向以速度 0v 抛出一个小球，测得经过时间 t 小球落到斜坡上的另一点 B，斜坡的倾角为 ，已知该星球的半径为 R，（球 在运动过程中空气阻力不计）求： （1）该星球表面的重力加速度； （2）该星球的第一宇宙速度. 16.（13 分）甲，乙两车在平直公路上比赛，某一时刻，乙车在甲车前方 1 11mL  处，乙车速度 60m/sv 乙 ， 甲车速度 50m/sv 甲 ，此时乙车离终点线尚有 2 600mL  ，如图所示，若甲车加速运动，加速度 22m/sa  ， 乙车速度不变，不计车长.求： （1）经过多长时间甲、乙两车间距离最大，最大距离是多少？ （2）到达终点时甲车能否超过乙车？ 17.（15 分）一质量 2kgM  的长木板静止在光滑的水平面上，现用水平向右的力 13NF  作用在长木板 上，长木板由静止开始向右运动.如图所示，当长木板速度达到 0 2m/sv  时，将一质量 3kgm  的物块轻 轻放到长木板的右端.已知物块与长木板间的动摩擦因数 0.3  ，物块可视为质点， 210m/sg  . （1 物块刚放置在长木板上时，求物块和长木板各自的加速度大小. （2）若长木板足够长，求物块与长木板相对静止后物块受到的摩擦力大小. （3）若长木板长 2.1mL  ，经过计算判断物块最终能否滑离长木板. 怀仁市 2020-2021 学年度上学期期中教学质量调研测试 高三物理答案 一．选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 1-9 题只有一项符合 题目要求，第 10-12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 1.A 2.D 3.B 4.C 5.C 6.B 7.A 8.D 9.D 10.ABD 11.BC 12.ABD 二．非选择题；本题共 5 小题，52 分 13.（5 分）答案：（1）AC （2 分） （2）0.34 （1 分） （3）0.40 （1 分） （4）偏小 （1 分） 解析：（1）在释放小车前，小车要靠近打点计时器，以充分利用纸带，在纸带上打下更多的点，选项 A 正 确；打点计时器应放在长木板上远离滑轮的一端，选项 B 错误；应先接通电源，后释放小车，选项 C 正确； 电火花计时器应使用 220 V 交流电源，选项 D 错误. （2）打纸带上 D 点时小车的瞬时速度大小 3120.0 52.0 10 m/s=0.34 m/s2 2 0.1 CE D xv T    . （3）根据匀变速直线运动的推论公式 2x aT  ，可知加速度的大小 2 2 ( ) ( ) 0.40 m/s4 CD AB DE BCx x x xa T     . （4）若电源频率为 50 Hz，则其打点周期为 0.02 s，当电源频率高于 50 Hz 时，实际打点周期将变小，则纸 带上任意相邻两点间的时间间隔偏小，而进行计算时，仍然用 0.02 s，因此测出的加速度数值将比小车的真 实值偏小. 14.（8 分）答案：(1) （4 分） 需要;（2 分） 不必要（2 分） (2)0.478 （2 分） (3)正 （2 分） 解析：(1)依据优化后实验原理图,该实验需要将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,这样才能使得弹簧测 力计的拉力的 2 倍等于小车的合外力;由于有弹簧测力计测量拉力的大小,则实验中不必要保证砂和砂桶的质 量 m 远小于小车的质量 M; (2)频率为 50 Hz,则周期为 0.02 s,由于两计数点间还有四个点没有画出,所以相邻计数点的时间间隔为 0.1 s,由 2x aT  可得: 2 2 2 2 (3.8 3.3 2.8 2.3 1.9 1.4) 10 m/s 0.478 m/s9 0.1a        。 (3)小车受到的合力等于 2F ,由图线知 a 与 F 成正比,则 a 与 2F 也成正比,即小车的加速度与合外力成正比。 15. （11 分）答案：（1）（6 分）对小球，由平抛运动规律，有 0x tv 21 2y g t 星 tany x  解得该星球表面的重力加速度 02 tanvg t 星 . （2）（5 分）一质量为 m 的卫星在该星球表面附近环绕星球运行时，重力提供向心力，则有 2vmg m R 星 解得该星球的第一宇宙速度 02 tanv Rv g R t  星 . 解析： 本题是天体运动和平抛运动的综合问题，解答本题的关键是根据平拋运动规律求解出 16. (13 分)答案：(1) （7 分）当甲、乙两车速度相等时，两车间距离最大，即 1v at v甲 乙＋ ＝ ， 得 1 60 50 52 v v s sat   乙 甲＝ ； 甲车位移 2 1 1 1 2752 at =x v t m甲 甲＝ ＋ ， 乙车位移 1 60 5 300x v t m m乙 乙＝ ＝ ＝ ， 此时两车间距离 1 36x x L x m 乙 甲＝ ＋ － ＝ (2) (6 分)甲车追上乙车时，位移关系 1x x L 甲 乙＝ ＋ 甲车位移 2 2 2at1 2x v t甲 甲＝ ＋ ，乙车位移 2x v t乙 乙＝ ， 将 x x甲 乙、 ′代入位移关系，得 2 2 2 2 1 1 at2v t v t L甲 乙＋ ＝ ＋ ， 代入数值并整理得 2 2 2t 10 11 0t－ － ＝ ， 解得 2 1t s＝－ (舍去)或 2 11t s＝ ， 此时乙车位移 2 660x v t m乙 乙＝ ＝ ， 因 2x L 乙 ，故乙车已冲过终点线，即到达终点时甲车不能追上乙车 17. （15 分）答案：(1)（4 分）放上物块后，物块的加速度 2 1 3 m / smga gm     长木板的加速度 2 2 2 m / sF mga M   。 （2）（5 分）物块与长木板相对静止后，设整体的加速度大小为 a ，则 对整体，有 ( )F M m a  对物块，有 f ma 解得 7.8 Nf  (3)（6 分）假设物块最终没有滑离长木板，设物块与长木板经过时间 t 达到相同速度，则有 1 0 2a t v a t  解得 2 st  2 s 内长木板的位移 2 1 0 2 1 8 m2x v t a t   物块的位移 2 2 1 1 6 m2x a t  相对位移 1 2 2 mx x x    因为 x L  所以物块最终没有滑离长木板