河北省张家口市宣化第一中学2021届高三物理上学期阶段测试卷（一）（Word版带答案） 17页

www.ks5u.com 物理试卷 1. 一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为2kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5s内的位移是18m，则 A. 物体在2 s末的速度是20  B. 物体在第5 s内的平均速度是  C. 物体在第2 s内的位移是20 m D. 物体在5 s内的位移是50 m 2. 关于力学单位制的说法中正确的是 A. 只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是 B. 在国际单位制中，质量的基本单位是kg，也可以是g C. kg、、N是导出单位 D. g、m、J是基本单位 3. 火星成为我国深空探测的第二颗星球，假设火星探测器在着陆前，绕火星表面匀速飞行不计周围其他天体的影响，宇航员测出飞行N圈用时t，已知地球质量为M，地球半径为R，火星半径为r，地球表面重力加速度为g。则 A. 火星探测器在轨道上匀速飞行的速度约为 B. 火星探测器在轨道上匀速飞行的向心加速度约为 C. 火星探测器的质量为 D. 火星的平均密度为 4. 如图所示，有材料相同的P、Q两物块通过轻绳相连，并在拉力F作用下沿斜面向上运动，轻绳与拉力F的方向均平行于斜面．当拉力F一定时，Q受到绳的拉力 A. 与斜面倾角有关 B. 与动摩擦因数有关 C. 与系统运动状态有关 D. 仅与两物块质量有关 1. 如图，一长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度匀速转动，当杆与水平方向成时，拉力的功率为 A. B. C. D. 2. 如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若粒子在运动中只受电场力作用。根据此图能作出的正确判断是 A. 带电粒子所带电荷的符号 B. 粒子在a、b两点的受力方向 C. 粒子在a、b两点何处动能大 D. a、b两点电势的高低 3. 中国版“野牛”级重型气垫船，自重达540吨，最高时速为，装有大功率燃气轮机，该机额定输出功率为假设“野牛”级重型气垫船在海面航行过程所受的阻力f与速度v成正比，即下列说法正确的是 A. 由题中所给数据，能计算阻力f与速度v的比值k B. 在额定输出功率下以最高时速航行时，气垫船所受的阻力为 N C. 以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船发动机的输出功率为4 350 kW D. “野牛”级重型气垫船的最大牵引力为 N 4. 在大型物流货场，广泛的应用着传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将的货物放在传送带上的A处，经过到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图象如图乙所示，已知重力加速度由图可知 A. 货物与传送带的动摩擦因数为 B. A、B两点的距离为 C. 货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功大小为 D. 货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为 1. 在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端，用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图所示，请将以下的实验操作和处理补充完整： 用铅笔描下结点位置，记为O； 记录两个弹簧测力计的示数和，沿每条细绳套的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线； 只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录测力计的示数，______； 按照力的图示要求，作出拉力，，； 根据力的平行四边形定则作出和的合力F； 比较______的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实验．‎ 2. 某同学在“测定金属丝电阻率”的实验中： 在用游标为20分度的游标卡尺测其长度时，示数如图甲所示，读数为______cm。 用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图乙所示，读数为______mm。 在测量金属丝的电阻率的实验中，已知电阻丝的电阻约为，现备有下列器材供选用： A.量程是，内阻是的电流表； B.量程是，内阻是的电流表； C.量程是，内阻是的电压表； D.量程是，内阻是的电压表； E.阻值为，额定电流为的滑动变阻器； F.阻值为，额定电流为2A的滑动变阻器； G.蓄电池； H.开关一个，导线若干。 为使测量结果尽量准确，电流表应选用______，电压表应选用______，滑动变阻器应选______。只填字母代号 若图丙所示的实验仪器就是我们选定，请用铅笔画线连接实验电路。 ‎ 1. 如图所示，半径为R的圆筒内壁光滑，在筒内放有两个半径为r的光滑圆球P和Q，且。在圆球Q与圆筒内壁接触点A处安装有压力传感器。当用水平推力推动圆筒在水平地面上以的速度匀速运动时，压力传感器显示压力为25N；某时刻撤去推力F，之后圆筒在水平地面上滑行的距离为已知圆筒的质量与圆球的质量相等，取求： 水平推力F的大小； 撤去推力后传感器的示数。 ‎ 2. 如图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动，到达小孔进入半径的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔．已知摆线长，，小球质量为，D点与小孔A的水平距离，g取试求： 求摆线能承受的最大拉力为多大？ 要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，求摆球与粗糙水平面间的摩擦因数的范围． ‎ ‎ ‎ 1. 下列说法正确的是 A. 一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比 B. 显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动 C. 分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 D. 布朗运动的激烈程度与温度有关，这说明分子运动的激烈程度与温度有关 E. 外界对物体做功时，物体的内能不一定增加 2. 图中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下．两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B，大气压为，活塞与气缸间无摩擦，求封闭气体A、B的压强各多大？‎ ‎ ‎ 答案和解析 ‎1.【答案】D ‎ ‎【解析】解：第5s内的位移是18m，有：， ，， 解得：。 A、物体在2 s末的速度是： 。故A错误； B、在第5s内的位移是18m，则平均速度：。故B错误； C、前2s的位移： 第1s内的位移： 则物体在第2s内的位移：。故C错误； D、物体在5s内的位移：故D正确。 故选：D。 第5s内的位移等于5s内的位移减去4s内的位移，根据自由落体运动的位移时间公式求出星球上的重力加速度．再根据位移时间公式求出速度和位移． 解决本题的关键掌握自由落体运动的规律，注意星球上重力加速度和地球的重力加速度不同． 2.【答案】A ‎ ‎【解析】解：A、只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是，故A正确； B、在国际单位制中，质量的基本单位是kg，不是g，g是一个常用单位。故B错误； ‎ C、kg是基本单位，、N是导出单位，故C错误； D、m是基本单位，g，J不是基本单位，故D错误； 故选：A。 国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。其单位是基本单位。 本题要求同学们知道单位制包括基本单位和导出单位，正确区分基本单位和导出单位，不能混淆。 3.【答案】B ‎ ‎【解析】解：A、行N圈用时t，故速度为：，故A错误； B、火星探测器匀速飞行的向心加速度约为：，故B正确； C、探测器受到的万有引力提供向心力，故，等式两边的质量m约去了，无法求解探测器的质量m，故C错误； D、探测器受到的万有引力提供向心力，故，又由于，故火星的平均密度为：，故D错误； 故选：B。 火星探测器在火星表面做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据线速度的定义求解线速度大小，根据向心加速度公式求解加速度，根据牛顿第二定律列式求解质量，在结合密度的定义公式求解密度。 本题关键是明确探测器的运动性质和动力学条件，然后根据万有引力等于向心力列式求解火星质量和密度，基础题目。 4.【答案】D ‎ ‎【解析】解：设P、Q的质量分别为、。‎ ‎ 以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：  。 得： 再隔离对Q分析，根据牛顿第二定律得：， 解得：。 则知绳子的拉力与斜面倾角无关，与动摩擦因数无关，与运动状态无关，仅与两物体的质量有关。故D正确，ABC错误。 故选：D。 先对整体分析，运用牛顿第二定律求出整体的加速度，再隔离对Q分析，运用牛顿第二定律求出绳子的拉力大小，从而判断拉力大小与什么因素有关． 解决本题的关键是能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律进行求解，注意整体法和隔离法的运用． 5.【答案】C ‎ ‎【解析】解：先求拉力F的大小。根据力矩平衡， 得：； 再求速度为：； 再求力与速度的夹角为： 所以功率为：。 故选：C。 先根据力矩平衡条件求出拉力F的大小，再根据瞬时功率表达式求拉力的功率。 本题考查力矩平衡，线速度与角速度关系，瞬时功率公式等。关于力矩平衡的知识点。 ‎ ‎6.【答案】BC ‎ ‎【解析】解：AB、粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，但由于电场线方向不明，故无法判断粒子的电性，故A错误，B正确。 C、由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，由a到b电场力对粒子做负功，粒子的动能减小，电势能增大，则粒子在a点的动能较大，在b点动能较小。故C正确。 D、由于电场线方向未明，故不能判断电势高低，故D错误。 故选：BC。 粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子受到的电场力大体向左，电场线方向不明，无法判断粒子的电性。根据电场力做功情况，判断动能和电势能的变化。当电场力做正功时，电荷的电势能减小，动能增大；当电场力做负功时，电荷的电势能增大，动能减小。根据电场线方向判断电势高低。 本题是电场中粒子的轨迹问题，首先要能根据轨迹的弯曲方向判断粒子受力方向，其次判断粒子动能和电势能的变化要根据电场力做功情况。 7.【答案】AB ‎ ‎【解析】解：ABD、在额定输出功率下以最高时速航行时，，根据得：，此时匀速运动，则，若以恒定牵引力启动时，开始的牵引力大于匀速运动的牵引力，所以最大牵引力大于；根据得：，故AB正确；D错误； C、以最高时速一半的速度匀速航行时，，则，故C错误。 故选：AB。 以额定功率启动，当阻力等于牵引力时，速度最大，根据求解阻力，再根据 求解k值，当速度为最高速的一半时，根据求解此时的牵引力，再根据求解此时的功率。 此题主要考查的是学生对功率计算公式的灵活应用和功率变形公式的理解掌握，以及对二力平衡知识的应用，有一定难度。 8.【答案】AD ‎ ‎【解析】解：A、由图象可知，物块在传送带上先做匀加速直线运动，加速度为：，对物体受力分析受摩擦力，方向向下，重力和支持力， 得：，即：， 同理，做的匀加速直线运动，对物体受力分析受摩擦力，方向向上，重力和支持力，加速度为：。 得：，即：， 联立解得：，，故A正确； B、物块在传送带上先做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度，一起做匀速直线运动，所以物块由A到B的间距对应图象所围梯形的“面积”，为： 。故B错误。 C、根据功能关系，由B中可知：，做匀加速直线运动，由图象知位移为：，物体受力分析受摩擦力，方向向下，摩擦力做正功为：， 同理做匀加速直线运动，由图象知位移为：， 物体受力分析受摩擦力，方向向上，摩擦力做负功为：，‎ ‎ 所以整个过程，传送带对货物做功大小为：，故C错误； D、根据功能关系，货物与传送带摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对位移，由C中可知：， 做匀加速直线运动，位移为：，皮带位移为：，相对位移为：， 同理：做匀加速直线运动，位移为：，，相对位移为：， 故两者之间的总相对位移为：， 货物与传送带摩擦产生的热量为：，故D正确； 故选：AD。 物体在传送带上先做匀加速直线运动，然后做的匀加速直线运动，速度时间图线围成的面积的表示物块的位移，有速度图象确定匀加速的加速度，通过受力分析，找到合外力，计算夹角和摩擦因数，根据功的计算公式和能量守恒定律计算摩擦生热。 本题一方面要分析货物的运动情况，由图象结合求解加速度，再结合牛顿第二定律分两个过程列式求解摩擦因数及斜面倾角是关键，求摩擦产生的热量注意找两物体的相对位移。 9.【答案】沿细绳套的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线 。  与F的大小和方向  。 ‎ ‎【解析】解：步骤中要记下细绳的方向，才能确定合力的方向，从而用力的图示法画出合力； 步骤比较力与F的大小和方向，看它们的一致程度，得出结论． 故答案为：沿细绳套的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线 。   ‎ 与F的大小和方向  。 该实验采用了等效替代的方法，因此要求两次拉橡皮筋要使橡皮筋的形变相同，即将橡皮筋拉到同一点，力是矢量，因此在记录时要记录大小和方向，步骤中要记下细绳的方向，才能确定合力的方向，步骤比较力与F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论． 本实验关键理解实验原理，即使用等效代替法验证力的平行四边形定则，要求两次拉橡皮筋要使橡皮筋的形变相同，难度不大，属于基础题． 10.【答案】    A  C  F ‎ ‎【解析】解：由图示游标卡尺可知，其示数为：； 由图示螺旋测微器可知，其示数为：； 电源电动势为6V，量程为15V的电压表量程太大，电压表应选择C； 电路最大电流约为，电流表应选择A； 为方便实验操作，滑动变阻器应选择F； 由题意可知，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表应采用外接法， 为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示： 故答案为：；；；C；F；实物电路图如图所示。 游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数； 螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数； 根据电源电动势选择电压表，根据电路最大电流选择电流表，为方便实验操作选择最大阻值较小的滑动变阻器； ‎ 根据题意确定滑动变阻器与电流表的接法，然后连接实物电路图。 要掌握常用器材的使用方法、读数方法与注意事项；游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数；读数时视线要与刻度线垂直。 11.【答案】解：系统匀速运动时，圆球Q受三个力作用如图所示， 其中传感器示数设P、Q球心连线与水平方向成角，则   则圆球重力 由式解得， 当撤去推力F后，设系统滑行的加速度大小为a，则    系统水平方向受到滑动摩擦力，由牛顿第二定律得 系统匀速运动时    其中，由解得，     撤去推力后，对球Q，由牛顿第二定律得 解得，即此时传感器示数为0。 答：水平推力F的大小为75N； 撤去推力后传感器的示数为0。 ‎ ‎【解析】系统匀速运动时受力平衡，圆球Q受三个力作用，根据几何关系列方程；当撤去推力F后，设系统滑行的加速度大小为a，根据运动学公式结合牛顿第二定律列方程求解； 撤去推力后，对球Q，由牛顿第二定律列方程求解。‎ ‎ 对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度，再根据题目要求进行解答；知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁。 12.【答案】解：当摆球由C到D运动，机械能守恒，则得： 在D点，由牛顿第二定律可得： 联立可得：摆线的最大拉力为 小球不脱圆轨道分两种情况： 要保证小球能达到A孔，设小球到达A孔的速度恰好为零， 对小球从D到A的过程，由动能定理可得： 解得： 若进入A孔的速度较小，那么将会在圆心以下做等幅摆动，不脱离轨道．其临界情况为到达圆心等高处速度为零，由机械能守恒可得： 由动能定理可得： 解得： 若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道，在圆周的最高点由牛顿第二定律可得： 由动能定理可得： 解得： 综上，所以摩擦因数的范围为：或者 答：摆线能承受的最大拉力为10N； ‎ 粗糙水平面摩擦因数的范围为：或者． ‎ ‎【解析】摆球摆到D点时，摆线的拉力最大，根据机械能守恒定律求出摆球摆到D点时速度，由牛顿第二定律求出摆线的最大拉力． 要使摆球能进入圆轨道，并且不脱离轨道，有两种情况：一种在圆心以下做等幅摆动；另一种能通过圆轨道做完整的圆周运动． 小球要刚好运动到A点，对小球从D到A的过程，运用动能定理求出动摩擦因数的最大值； 若小球进入A孔的速度较小，并且不脱离轨道，那么将会在圆心以下做等幅摆动，不脱离轨道，其临界情况为到达圆心等高处速度为零，根据机械能守恒和动能定理求出动摩擦因数． 要使摆球能进入圆轨道，恰好到达轨道的最高点，就刚好不脱离轨道，在最高点时，由重力提供向心力，由牛顿第二定律求出此时小球的速度，对从D到轨道最高点的过程，运用动能定理求解动摩擦因数的最小值，即可得到的范围． 本题考查机械能守恒定律及动能定理、向心力公式等；关键是要全面分析不能漏解，要知道摆球能进入圆轨道不脱离轨道，有两种情况，再根据牛顿第二定律、机械能守恒和动能定理结合进行求解． 13.【答案】CDE ‎ ‎【解析】解：A、由于气体分子的间距大于分子直径，故气体分子的体积小于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，故A错误。 B、显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，是布朗运动，它是分子的运动的体现，但不是分子的运动，故B错误。 C、若分子间距是从小于平衡距离开始增加，则分子力先做正功再做负功，故分子势能先减小后增大，故C正确。 D、布朗运动的剧烈程度与温度有关，故说明分子运动的激烈程度与温度有关，故D正确。 E、外界对物体做功时，物体可能同时对外放热，故物体的内能不一定增加，故E正确。 故选：CDE。‎ ‎ 气体分子间的距离远大于分子直径；小炭粒是多个分子组成的宏观物体不是分子；分子间的相互作用的引力和斥力随分子间距离的增大而减小，分子势能的改变取决于分子力所做的功；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击的不平衡引起的。悬浮小颗粒并不是分子，小颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹。 本题比较全面考查了对微观量的运算、热力学第二定律、分子动理论等知识的掌握情况，对于这部分知识要通过课本加深理解。 14.【答案】解：对封闭气体A，以活塞为研究对象，进行受力分析，活塞受到重力、外界大气压力和封闭气体对活塞向上的压力，根据平衡条件有： 解得： 对封闭气体B，以气缸为研究对象，气缸受到重力、封闭气体向下的压力和外界大气向上的压力，根据平衡条件，有： 解得： 答：封闭气体A的压强为，封闭气体B的压强为 ‎ ‎【解析】对封闭气体A，以活塞为研究对象，进行受力分析，根据受力平衡求解封闭气体压强；对封闭气体B，以气缸为研究对象，对气缸进行受力分析，根据平衡条件求解气体压强． 本题考查气体压强的计算，关键是选择合适的研究对象，根据平衡条件列方程求解即可． ‎