山东省烟台市2021届高三物理上学期期中试卷（Word版附答案）

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www.ks5u.com2020－2021学年度第一学期期中学业水平诊断高三物理1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。2.选择题答案必须用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂；非选择题答案必须用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.下列说法中正确的是A.物体受到变化的合力作用时，速度大小一定改变B.物体做匀速圆周运动时，所受合力方向一定与速度方向垂直C.物体受到不垂直于速度方向的合力作用时，速度大小可能保持不变D.物体做曲线运动时，在某点加速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向2.一台空调外挂机用两个如图所示的三角形支架固定在外墙上，空调外挂机的重心恰好在支架水平横梁aO和斜梁bO的连接点O的上方。现保持空调外挂机的质量不变，把斜梁bO缩短一点，仍保持连接点O的位置不变，横梁aO仍然水平。已知横梁对O的拉力始终沿Oa方向，斜梁对O的压力始终沿bO方向，则下列说法正确的是A.横梁aO对O的作用力变小B.横梁aO对O的作用力不变C.横梁bO对O的作用力变小D.横梁bO对O的作用力增大3.在水平地面上以初速度v0竖直向上抛出一个小球，已知该小球所受的空气阻力大小与速度大小的平方成正比，则从抛出小球到小球落地的过程中，以竖直向上为矢量的正方向，小球运动的a－t和v－t图像可能正确的是4.2017年10月16日晚，全球天文学界联合发布一项重大发现：人类首次直接探测到了双中 子星并合产生的引力波及其伴随的电磁信号。从此在浩淼的宇宙面前，人类终于耳聪目明了。如图为某双中子星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径小于B星的轨道半径，双星的总质量为M，双星间的距离为L，其运动角速度为ω。则A.A星的质量一定大于B星的质量B.双星总质量M一定时，L越大，ω越大C.A星运转所需的向心力大于B星所需的向心力D.A星运转的线速度大小等于B星运转的线速度大小5.“复兴号”动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的“复兴号”动车，从静止开始在平直的轨道上运动，其发动机的输出功率随时间变化的图像如图所示。已知t1时刻达到某功率Pm，此后保持该功率不变，t2时刻达到该功率下的最大速度vm，动车行驶过程中所受阻力恒定。则A.t1时刻，动车所受的牵引力大小为B.0～t1时间内，动车所受牵引力逐渐增大，做加速运动C.t1～t2时间内，动车所受牵引力恒定，做匀加速直线运动D.0～t2时间内，动车克服阻力做功为6.跳水运动一直是我国传统的优势体育项目，我们的国家跳水队享有“梦之队”的赞誉。在某次训练中，跳水运动员在跳台上由静止开始竖直落下，进入水中后在水中做减速运动，速度减为零时并未到达池底。不计空气阻力，下列说法正确的是A.运动员在空中运动时，其动量变化量大于重力的冲量B.运动员从刚进入水中到速度减为零的过程中，其重力的冲量等于水的作用力的冲量 C.运动员从开始下落到速度减为零的过程中，其动量的改变量等于水的作用力的冲量D.运动员从开始下落到速度减为零的过程中，其重力的冲量与水的作用力的冲量等大反向7.某一质点在xOy平面上运动，在0～2s内质点沿x方向的位移－时间图像和沿y方向的速度－时间图像分别如图甲、乙所示，则A.质点可能做直线运动B.质点的初速度为1m/sC.0～2s内质点运动位移为5mD.质点的初速度方向与其合力的方向垂直8.如图所示，在倾角为37°足够长的斜面顶端处，一小球以与斜面成30°角的初速度v抛出，小球最终落在斜面上。不计空气阻力，sin37°=0.6，重力加速度为g，则从抛出小球到小球与斜面的距离最大时，小球飞行时间t为A.B.C.D.二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。9.甲、乙两车从t=0开始由同一位置出发，在同一平直道路上行驶，它们运动的x－t图像如图所示，已知甲车从t=0由静止开始做匀加速直线运动，则下列说法中正确的是A.t=2s时，甲车的速度为10m/sB.t=2s时，甲、乙两车速度相等C.t=1s时，在甲车追上乙车前，两车相距最远 D.乙车以a=5m/s2的加速度做匀变速直线运动10.2016年发现了一颗与地球最类似的太阳系外的行星，与地球的相似度为0.98，并且可能拥有大气层和流动的水，这颗名叫Kepler－452b的行星，距离地球约1400光年，公转周期约37年，它的直径约为地球的1.6倍，质量约为地球的2.56倍，已知地球的第一宇宙速度为7.9km/s，则下列说法正确的是A.该行星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度B.飞船在Kepler－452b行星表面附近做匀速圆周运动的速度大于7.9km/sC.飞船在Kepler－452b行星表面附近做匀速圆周运动的周期约为37年D.在地球上发射航天器到达该星球，航天器的发射速度至少要达到地球第三宇宙速度11.如图所示，在光滑的水平地面上静止放置一质量为3m的半圆槽，半圆槽内壁光滑，轨道半径为R，轨道的最低点为C，两端A、B与其圆心O处等高。现让质量为m的小滑块从A点由静止开始释放，小滑块可视为质点，重力加速度为g，则在此后的过程中A.半圆槽与小滑块组成的系统机械能守恒，动量不守恒B.小滑块从A到B的过程中，半圆槽运动的位移为C.小滑块运动到轨道最低点C时，半圆槽速度恰好为零D.小滑块运动到轨道最低点C时，半圆槽对水平地面的压力大于4mg12.如图所示，在水平地面上固定一倾角为θ的足够长斜面。有一物块静止在斜面底端O处，现对物块施加一个沿斜面向上的恒力F作用，物块开始沿斜面向上运动。当物块沿斜面向上运动的距离为x0时，撤去恒力F，已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ且μ>tanθ。以斜面底端O所在的水平地面为参考平面，则物块从O点开始沿斜面运动的过程中，物块的加速度大小a、物块的重力势能Ep、动能Ek、机械能E和物块相对于O点的位移x之间的关系图像中可能正确的是三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13.(6分)某同学在实验室中利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。(1)实验中操作规范，得到如图乙所示的一条比较理想的纸带。在纸带点迹间隔较大部分连续选取五个计时点A、B、C、D、E，测出A点和C点间的距离为x1，C点和E点间的距离为x2，已知打点计时器使用的交流电的频率为f，利用这些数据分析：打C点时重锤下落速度vC的表达式为，此过程中重锤下落加速度a的表达式为。(用题中给定的字母表示)(2)最终分析实验数据发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤在下落过程中受到阻力F的作用。已知重锤的质量为m，当地重力加速度为g。试用这些物理量及纸带上的数据表示重锤在下落过程中受到的阻力F=。(用(1)(2))题中给定的字母表示)14.(8分)某实验小组做“测量滑块与长木板之间的动摩擦因数”实验时，实验装置如图甲所示。在水平桌面上固定放置一块长木板，长木板的一端固定一轻质定滑轮，靠近定滑轮的B处固定一个光电门，现有一滑块上端固定遮光片，侧面固定另一轻质滑轮，如图甲所示，在绳子的作用下从长木板另一端A处由静止释放，经过一段时间滑块通过B处的光电门。A、B之间的距离保持L=0.5m不变。不计滑轮质量及其与绳子之间的摩擦。(1)实验时，下列必要的操作是(请填正确答案标号)；A.用天平测出重物的质量B.将长木板不带滑轮的一端略微垫高，以平衡摩擦力C.调整滑轮及力传感器的位置，使绳子处于水平状态D.为减小实验误差，实验中一定要保证重物质量远小于滑块及遮光片的总质量 (2)某次实验时，光电门显示遮光时间为t，此时力传感器示数为F。已知遮光片的宽度为d，则遮光片通过光电门时的速度v=(用给定字母表示)，从而可以得到一组(v2，F)数据；然后多次改变所挂重物的质量进行实验，每次实验时，滑块都从长木板的A处由静止释放，得到多组数据。根据这些数据，作出的滑块的速度平方与力传感器示数F的关系图像如图乙所示，g＝10m/s2，则滑块和遮光片的总质量为kg，滑块与长木板之间的动摩擦因数为。15.(7分)如图所示，A是地球同步卫星，另一个卫星B的圆轨道位于赤道平面内，卫星B的运行周期为T。已知地球半径为R，地球自转周期为T0，地球表面的重力加速度为g。(1)求卫星B距离地面高度；(2)如果卫星B的绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近，则再经过多长时间，它们相距最远？16.(9分)如图所示的机械装置，放在两固定斜面上的甲、乙两物块质量分别为1.5kg和1kg，甲、乙两物块被绕过3个滑轮的轻绳连接起来。甲、乙两物块与斜面间的动摩擦因数分别为0.8和，若不计滑轮质量，不计滑轮与轻绳之间的摩擦，物块与斜面间的滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。现用力F向下拉最下面的滑轮，求(1)当F=12N时，甲物块与斜面之间的摩擦力大小；(2)要使甲、乙两物块均保持静止，F的取值范围。17.(14分)如图甲所示装置由置物架、运动箱、轻绳、轻质滑轮和配重等构成，该装置能够使运动箱呈现4种不同的运动状态——向下加速、减速和向上加速、减速。轻绳左端固定在置物架的顶端，绕过轻质滑轮，与装有不同质量沙子的塑料袋所构成的配重1和配重2连接， 配重1和配重2之间通过一段轻绳连接。运动箱由透明箱体、重物、电子秤、固定的手机等组成，内部结构如图乙所示。手机拍摄电子秤的示数变化，同时可利用相关软件将拍摄到秤的示数同步投影到屏幕上。已知配重1和配重2的质量分别为m1和m2，不计轻绳与滑轮之间的摩擦力，重力加速度为g。(1)运动箱及内部所有物体的总质量用m表示，则m大小应满足什么条件？(2)若运动箱及内部所有物体的总质量为m，其中重物的质量为m，将运动箱拉至置物架的底板上由静止释放，运动箱向上运动过程中手机拍摄的电子秤的示数先后为mg和mg，求；(3)在问题(2)中，运动箱向上运动的总时间为t，求运动箱从置物架的底板由静止释放后向上运动的最大距离。18.(16分)一质量为m的物块放在一质量为4m的平板车上，在水平直公路上以速度v0一起做匀速直线运动，物块与平板车车厢前壁间的距离为d，因发生紧急情况，平板车突然紧急制动，车轮被抱死。已知物块与车厢底板间的动摩擦因数为µ，平板车车轮与地面间的动摩擦因数为3µ，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)平板车开始制动时，物块和平板车的加速度大小；(2)若物块和车厢前壁不发生碰撞，则d应该满足什么条件？(3)若平板车停止运动后，物块和车厢前壁发生碰撞，则d应该满足什么条件？ (4)若平板车停止运动前，物块和车厢前壁发生碰撞，且碰撞时间极短，碰后物块与车厢前壁不分开，求平板车从开始制动到停止的过程中，平板车运动的距离。2020—2021学年度第一学期期中学业水平诊断高三物理参考答案及评分意见一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.B2.D3.C4.A5.D6.D7.C8.C二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。 9.AC10.BD11.ABD12.AD三、非选择题：本题共6小题，共60分。13．（6分）⑴（2分）（2分）⑵（2分）14．（8分）⑴C⑵0.250.4（每空2分）15．（7分）⑴解：⑴设地球的质量为M，则………………………………………………………………（1分）………………………………………………………………………………（1分）得：……………………………………………………………………（1分）⑵A卫星………………………………………………………………………………（1分）B卫星…………………………………………………………………………………（1分）有题意可知：（n=1、2、3………）……………………………（1分）得：（n=1、2、3…………）……………………………………………（1分）16．（9分）解：⑴甲、乙两物块重力沿斜面向下分力：…………………………………………（1分）甲物块与斜面间的最大静摩擦力：乙物块与斜面间的最大静摩擦力：…………………………………………………………………（1分）由分析可知，当F=12N时，甲、乙两物块均保持静止，此时…………………………………………………………………………（1分）⑵甲、乙两物块重力沿斜面向下分力均小于与斜面间的最大静摩擦力， 拉力的最小值：……………………………………………………………………（2分）甲物块将沿斜面向上运动满足：…………………………………………（1分）乙物块将沿斜面向上运动满足：…………………………………………（1分）由此可知乙先达到最大静摩擦力，故得：……………………………………………………………（1分）所以，要使甲、乙两物块均保持静止，F的取值范围为…………………（1分）17．（14分）解：⑴装置能够使呈现4种不同的运动状态——向下加速、减速和向上加速、减速配重1和配重2之间轻绳未绷直，运动箱加速度向下，即：………………（1分）配重1和配重2之间轻绳绷直后，运动箱加速度向上，即：…………（1分）故：………………………………………………………………………（1分）⑵重物向上加速过程中，满足：……………………………………………………………………………（1分）运动箱向上加速过程中，设轻绳上的拉力为F1，则…………………………………………………………………（1分）………………………………………………………………………………（1分）重物向上减速过程中，满足： …………………………………………………………………………（1分）运动箱向上减速过程中，设轻绳上的拉力为F2，则………………………………………………………………………………（1分）………………………………………………………………………………（1分）得：；……………………………………………………………………………………（1分）⑶设运动箱在向上运动过程中，最大速度为vm，则………………………………………………………………………………（1分）…………………………………………………………………………………（1分）…………………………………………………………………………………（2分）18．（16分）解：⑴对物块：…………………………………………（1分）对平板车：……………………………………（1分）⑵由于，则在制动过程中，物块和车厢发生相对滑动，平板车提前停止运动，物块运动的距离：…………………………………………………………（1分）平板车运动的距离：……………………………………………………………（1分）若物块和车厢前壁在紧急制动时不发生碰撞，则…………………………（1分）得：……………………………………………………………………………（1分）⑶平板车的制动时间：此过程物块运动的距离：………………………………………………（1分）平板车停止运动后，物块和车厢前壁发生碰撞，则……………（1分） 得：…………………………………………………………………（1分）⑷设平板车从开始制动到物块和车厢前壁发生碰撞所经历的时间为t则：…………………………………………………………（1分）得：设物块和车厢前壁发生碰撞前瞬间，物块和平板车的速度分别为v1、v2…………………………………………………………………（1分）…………………………………………………………………（1分）碰撞过程动量守恒：……………………………………………………………………（1分）得：碰撞后:………………………………………………（1分）碰撞前平板车运动的距离：……………………………………………（1分）平板车从开始制动到停止的过程中，平板车运动的距离：……………………………………………………………………（1分）