山东省烟台市2021届高三上学期期中考试(物理)

2020—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和斜粱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。已知横粱对O的拉力始终沿Oa方向，斜粱对O的压力始终沿bO方向，则下列说法正确的是 A．横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0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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。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，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m，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

Pmm

B．0~t1时间内，动车所受牵引力逐渐增大，做加速运动

C．0~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Pmt2t112mm 226．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／s C．0~2s内质点运动位移为5m

1

D．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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．

5 4g5 8g B．

2 3g4 5gC． 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／s B．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/s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／s C．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。现让一质量为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

2R 2C．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4mg

1

12．如图所示，在水平地面上固定一倾角为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且tan。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C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。

1

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，

2则遮光片通过光电门时的速度________(用给定字母表示)，从而可以得到一组(，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

1

0.8和

3，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2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。

1

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

1m，将运动箱拉至置物架2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

21mmg和mg，求1； 34m2(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。

1

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0一起做匀速直线运动，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，平板车车轮与地面间的动摩擦因数为3，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。

1

2020—2021学年度第一学期期中学业水平诊断

高三物理参

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. B 2. D 3.C 4.A 5.D 6.D 7.C 8.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.AC 10.BD 11.ABD 12.AD 三、非选择题：本题共6小题，共60分。

mf2(x2x1)(x1x2)f(x2x1)f213．（6分）⑴（2分） （2分） ⑵mg（2分）

44414．（8分）⑴ C ⑵15．（7分）

d 0.25 0.4（每空2分） t⑴解：⑴设地球的质量为M，则

GMm2m()2(Rh)………………………………………………………………（12(Rh)T分）

GMmmg………………………………………………………………………………（1分） R2得：h3gR2T2R……………………………………………………………………（1分） 42A⑵A卫星B卫星B2T0…………………………………………………………………………（1分）

2……………………………………………………………………………（1分） TAB有题意可知：（)t(2n1) （n=1、2、3………）…………………………（1分） 得：t(2n1)T0T2(TT0) （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：

F甲m甲gsin379N F乙m乙gsin305N………………………………………（1分）

甲物块与斜面间的最大静摩擦力： Ff甲maxm甲gcos379.6N

乙物块与斜面间的最大静摩擦力：

1

Ff乙maxm乙gcos307.5N………………………………………………………………（1分）

由分析可知，当F=12N时，甲、乙两物块均保持静止，此时

Ff甲F甲1F3N………………………………………………………………………（1分） 2⑵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：F0……………………………………………………………………（2分）

min甲物块将沿斜面向上运动满足：乙物块将沿斜面向上运动满足：

FF甲Ff甲max…………………………………………（1分） 2FF乙Ff乙max…………………………………………（1分） 2由此可知乙先达到最大静摩擦力，故

FmaxF乙Ff乙max 得：Fmax25N……………………………………………………………（1分） 2所以，要使甲、乙两物块均保持静止，F的取值范围为0F25N…………………（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：mg2mg………（1分）

1配重1和配重2之间轻绳绷直后，运动箱加速度向上，即：mg2(mm)g………（1分）

12故：2mm2(mm)……………………………………………………………………（1分）

112⑵重物向上加速过程中，满足：

2mgm0gm0a1……………………………………………………………………（1分） 3m01m 2运动箱向上加速过程中，设轻绳上的拉力为F1，则

（m1m2)gF12(m1m2)a1………………………………………………………（1分）

2F1mgma1……………………………………………………………………………（1分）

重物向上减速过程中，满足：

m0g1mgm0a2…………………………………………………………………………（1分） 4运动箱向上减速过程中，设轻绳上的拉力为F2，则

1

F2m1g2m1a2………………………………………………………………………（1分）

mg2F2ma2………………………………………………………………………………（1分）

得：ag；ag

121312m11…………………………………………………………………………………（1分） m215⑶设运动箱在向上运动过程中，最大速度为vm，则

vmvmt………………………………………………………………………………（1分） a1a2xmxm1vmt…………………………………………………………………………………（1分） 212gt…………………………………………………………………………………（2分） 101118．（16分）解：⑴对物块：mgma ag……………………………………（1分） 对平板车：3(4mgmg)mg4ma a3.5g……………………………………（1分）

22⑵由于aa，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，

21v02物块运动的距离：x12a1 …………………………………………………………（1分）

v022a2平板车运动的距离：x2……………………………………………………………（1分）

12若物块和车厢前壁在紧急制动时不发生碰撞，则dxx…………………………（1分）

5v02得：d……………………………………………………………………………（1分）

14g⑶平板车的制动时间：t2v0a21

122此过程物块运动的距离：xvtat………………………………………………（1分）

0212平板车停止运动后，物块和车厢前壁发生碰撞，则x1x2dx1x2……………（1分）

225v05v0得：…………………………………………………………………（1分） d49g14g⑷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：（vtat）dvtat…………………………………………………………（1分）

2202011212得：t2d5g

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

v1v0a1tv02v2v0a2tv07gd5…………………………………………………………………（1分） …………………………………………………………………（1分）

gd5碰撞过程动量守恒：

mv14mv2(m4m)v……………………………………………………………………（1分）

得：vvgd065

碰撞后:3(m4m)gS01(m4m)v22………………………………………………（1分）碰撞前平板车运动的距离：Svt1at2022……………………………………………（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：

v2SSS0d车6g5……………………………………………………………………（1分）

1