山东省实验中学2021届高三第一次诊断考试（10月）物理试题

山东省实验中学2021届高三第一次诊断考试（10月）物理试题

山东省实验中学2021届高三第一次诊断考试 物理试题 ‎2020．10‎ ‎(本试卷共8页，18个题；全卷满分100分，考试用时90分钟)‎ 注意事项：‎ ‎1．答卷前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题纸上．‎ ‎2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．‎ ‎3．非选择题的作答：用0.5mm黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ 第I卷(共40分)‎ 一、单项选择题(本题包括8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题意)‎ ‎1．有一直角V形槽固定在水平面上，其截面如图所示，BC面与水平面间夹角为60°，有一质量为m的正方体均匀木块放在槽内，木块与AB面间的动摩擦因数为μ，与BC面间无摩擦，现用垂直于纸面向里的力推木块使之沿槽运动，则木块受的摩擦力为 A． B． C． D．‎ ‎2．如图所示的光滑斜面长为，宽为，倾角为，一物块(可看成质点)沿斜面左上方顶点P以初速度v0水平射入，恰好从底端Q点离开斜面，则 A．物块由P点运动到Q点所用的时间 B．物块由P点运动到Q点所用的时间 C．初速度 D．初速度 ‎3．如图所示，两物体的质量分别为m1和m2，由轻质弹簧相连。当用恒力F竖直向上拉着，使一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为，加速度大小为；当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着，使一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为，加速度大小为，则 A． B． ‎ C． D．‎ ‎4．风速仪结构如图(a)所示．光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住．已知风轮叶片转动半径为，每转动力圈带动凸轮圆盘转动一圈．若某段时间△t内探测器接收到的光强随时间变化关系如图(b)所示，则该时间段内风轮叶片 A．转速逐渐减小，平均速率为 B．转速逐渐减小，平均速率为 C．转速逐渐增大，平均速率为 D．转速逐渐增大，平均速率为 ‎5．如图所示，长为0.3m的轻杆一端固定质量为m的小球(可视为质点)，另一端与水平转轴O连接．现使小球在竖直面内绕O点做匀速圆周运动，轻杆对小球的最大作用力为，已知转动过程中轻杆不变形，取重力加速度g=10m/s2．下列说法正确的是 A．小球转动的角速度为0.5rad／s B．小球通过最高点时对杆的作用力为零 C．小球通过与圆心等高的点时对杆的作用力大小为 D．小球在运动的过程中，杆对球的作用力不一定总是沿杆方向 ‎6．宇宙中有两颗相距无限远的恒星S1、S2，半径均为R0。下图分别是两颗恒星周围行星的公转周期T2与公转半径r3的关系图像，则 A．恒星S1的质量大于恒星S2的质量 B．恒星S1的密度小于恒星S2的密度 C．恒星S1的第一宇宙速度大于恒星S2的第一宇宙速度 D．距两恒星表面高度相同的行星，S1的行星向心加速度较大 ‎7．一物体从静止开始做直线运动，其加速度随时间变化如图所示，则 A．内的平均速度为 B．末，物体的速度为 C．内的位移小于 D．全程位移等于 ‎8．如图甲，MN是倾角传送带的两个端点，一个质量m=5kg的物块(可看作质点)，以4m／s的初速度自M点沿传送带向下运动。物块运动过程的v-t图像如图乙所示，取g=10m／s2，下列说法正确的是 A．物块最终从N点离开传送带 B．物块与传送带间的动摩擦因数为0.6‎ C．物块在第6s时回到M点 D．传送带的速度v=2m／s，方向沿斜面向下 二、多项选择题(本题包括4小题，每小题4分，共16分，每小题至少有两个选项符合题意，全对得4分，漏选得2分，选错不得分)‎ ‎9．如图所示，形状和质量完全相同的两个圆柱体靠在一起，表面光滑，两者的重力均为G，其中的下半部刚好固定在水平面MN的下方，上边露出另一半，静止在平面上。现过的轴心施加一水平作用力F，可缓慢的将拉离平面一直滑到的顶端，对该过程分析，则应有 A．拉力F先增大后减小，最大值是G B．开始时拉力F最大为G，以后逐渐减小为o C．间的压力开始最大为2G，而后逐渐减小到G D．间的压力由0逐渐增大，最大为G ‎10．2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第55颗导航卫星，至此北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成。北斗导航系统第41颗卫星为地球同步轨道卫星，第49颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，它们的轨道半径约为4.2×107m，运行周期都等于地球的自转周期24h。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。己知引力常量G=6.67×10-11Nm2／kg2，下列说法正确的是 A．根据题目数据可估算出地球的质量 B．同步轨道卫星可能经过北京上空 C．倾斜地球同步轨道卫星一天2次经过赤道正上方同一位置 D．倾斜地球同步轨道卫星的运行速度大于第一宇宙速度 ‎11．以前人们盖房子打地基叫打夯，夯锤的结构如图所示。参加打夯的共有5人，四个人分别握住夯锤的一个把手，一个人负责喊号，喊号人一声号子，四个人同时向上用力将夯锤提起，号音一落四人同时松手，夯锤落至地面将地基砸实。某次打夯时，设夯锤的质量为m，将夯锤提起时，每个人都对夯锤施加竖直向上的力，大小均为，力持续的时间为t，然后松手，夯锤落地时将地面砸出一个凹痕。不计空气阻力，则：‎ A．在上升过程中，夯锤一定处于超重状态 B．在下落过程中，夯锤一定处于超重状态 C．松手时夯锤的速度大小v=gt D．夯锤上升的最大高度hm=gt2‎ ‎12．如图，固定光滑长斜面倾角为37°，下端有一固定挡板。两小物块A、B放在斜面上，质量均为m，用与斜面平行的轻弹簧连接。一跨过轻小定滑轮的轻绳左端与B相连，右端与水平地面上的电动玩具小车相连。系统静止时，滑轮左侧轻绳与斜面平行，右侧轻绳竖直，长度为上且绳中无弹力．当小车缓慢向右运动上距离时A恰好不离开挡板．已知重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是 A．弹簧的劲度系数为 B．当弹簧恢复原长时，物体B沿斜面向上移动了 C．若小车从图示位置的速度向右匀速运动，小车位移大小为时B的速率为 D．当小车缓慢向右运动距离时，若轻绳突然断开，则此时B的加速度为1.2g，方向沿斜面向下 第II卷(非选择题，共60分)‎ 三、非选择题(本题包括6小题，共60分)‎ ‎13．(6分)某实验小组用如图所示的器材验证“力的平行四边形定则”．在水平的圆形桌面上平铺一张白纸，在桌子边缘安装三个光滑的滑轮，其中，滑轮P1固定在桌子边，滑轮P2、P3可沿桌边移动．‎ 步骤如下：‎ A．在三根轻绳下挂上一定数量的钩码，调整滑轮P2、P3位置并使结点O静止；‎ B．在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向，以O点为起点，用同一标度作出三个拉力的图示；‎ C．以绕过滑轮P2、P3绳的两个力为邻边作平行四边形，作出以O点为起点的平行四边形的对角线，量出对角线的长度；‎ D．检验对角线的长度和绕过滑轮P，绳拉力的图示的长度是否一样，方向是否在一条直线上．‎ ‎(1)第一次实验中，若一根绳挂的钩码质量为m，另一根绳挂的钩码质量为2m，则第三根绳所挂的钩码质量M应满足关系____________________．‎ ‎(2)第二次实验时，改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量，使结点平衡，绳的结点_____(选填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合。实验中，若桌面倾斜，______(选填“会”或“不会”)影响实验的结论．‎ ‎14．(10分)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学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，m0为滑轮的质量．力传感器可测出轻绳中的拉力大小．‎ ‎(1)实验时，一定要进行的操作是__________．‎ A．用天平测出砂和砂桶的质量 B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数 D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M ‎(2)甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻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____m/s2(结果保留三位有效数字)．‎ ‎(3)甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图象(右上图)是一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为，则小车的质量为___________(填写字母)‎ A． B． C． D．‎ ‎(4)乙同学根据测量数据作出如下图所示的图线，该同学做实验时存在的问题是_______(填写字母)‎ A．没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 B．砂和砂桶的质量m没有远小于小车的质量M C．平衡摩擦力时木板没有滑轮的一端垫的过高 D．先释放小车，后接通电源 ‎15．(9分)如图所示，倾角为37°的粗糙斜面的底端有一质量m=1Kg的凹形小滑块，小滑块与斜面间的动摩擦因数。现小滑块以某一初速度v从斜面底端上滑，同时在斜面正上方有一小球以速度v0水平抛出，经过0.4s，小球恰好垂直斜面落入凹槽，此时，小滑块还在上滑过程中。空气阻力不计，己知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，求：‎ ‎(1)小球水平抛出的速度v0的大小；‎ ‎(2)小滑块的初速度v的大小。‎ ‎16．(9分)ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称．如图，汽车进收费站前的速度为15m／s，如果过人工收费通道，需要在收费站中心线处减速至0，经过20s缴费后，再加速至15m／s行驶；如果过ETC通道，需要在中心线前方10m处减速至5m／s，匀速到达中心线后，再加速至15m／s行驶．为了简化分析，设汽车加速和减速的加速度大小均为1m／s2‎ ‎(1)汽车过人工收费通道，从收费前减速开始，到收费后加速至15m／s，所需的时间和所走过的路程是多少?‎ ‎(2)如果过ETC通道，从减速开始，到再次加 速至15m／s，所需的时间和所走过的路程是多少?‎ ‎17．(10分)已知地球半径为R，地球可视为质量分布均匀的球体，不考虑空气的影响。‎ ‎(1)北京时间2020年3月9日，中国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第54颗导航卫星，此次发射的是北斗第2颗地球静止轨道卫星(又称地球同步卫星)，它离地高度为。求此卫星进入地球静止轨道后正常运行时v的大小(不考虑地球自转的影响，地球表面的重力加速度为g．)‎ ‎(2)为考察地球自转对重力的影响，某研究者在赤道时，用测力计测得一小物体的重力是F1。在南极时，用测力计测得该小物体的重力为F2．求地球的质量M(已知地球自转周期为T，万有引力常量为G)‎ ‎18．(16分)‎ 如图所示，AB为半径R=0.7m竖直放置的光滑细圆管，O为细圆管的圆心，，紧靠圆管的末端B有一质量M=2kg的木板D，一质量为m=0.7kg的小物块C以某一初速度从P点水平抛出，恰好能沿圆管切线方向以3m／s的速度从A点进入细圆管，小物块离开圆弧最低点B后冲上木板，C与D、D与地面之间的动摩擦因数分别为，结果C刚好没有从D上滑下来。(C可视为质点，g取10m／s2)，求：‎ ‎(1)小物块从P点水平抛出时的初速度v0和P、A两点间的水平距离S；‎ ‎(2)小物块到达圆弧最低点B时对轨道的压力N；‎ ‎(3)木板D的长度L。(本题结果均保留两位有效数字)‎