河北省沧州市任丘一中2021届高三物理上学期阶段考试试题.doc

河北省沧州市任丘一中2021届高三物理上学期阶段考试试题

河北省沧州市任丘一中2021届高三物理上学期阶段考试试题

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河北省沧州市任丘一中2021届高三物理上学期阶段考试试题（含解析）
考试时间：10月21日考试范围：必修1、必修2（部分）选修全部，试卷总分：100分
第Ⅰ卷
一、选择题（本题共12小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，每小题3分，第9-12题有多项符合题目要求，每小题4分。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. 关于物理学思想方法，下列叙述正确的是（　　）
A. 卡文迪许的测量引力常量实验和伽利略的斜面实验中，都运用了“放大法”
B. 在推导匀变速直线运功位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了“微元法”
C. 利用现代科技手段，牛顿运动定律可以用实验证明
D. 探究加速度与力和质量关系的实验体现了“等效替代”的物理思想
【答案】B
【解析】
【详解】A．卡文迪许的测量引力常量实验运用了“放大法”， 伽利略的斜面实验应用了理想实验法；故A错误；
B．在推导匀变速直线运功位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了“微元法”，故B正确；
C．牛顿第一定律是在实验的基础上经分析推理而得出的，采用的是实验加推理的方法，不可能用实验直接验证。故C错误。
D．探究加速度与力和质量关系的实验采用了“控制变量”法，故D错误。
故选B。
2. 沿水平方向抛出两个小球A、B，两球相遇于空中的P点，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，最终两小球落在水平地面上，关于两个小球的运动，下列说法正确的是（　　）

A. 在空中运动时小球A的速度变化率等于小球B的速度变化率
B. 在空中运动时小球A的运动时间小于小球B的运动时间
C. 抛出A球的初速度大于抛出B球的初速度
D. 小球A、B落地时的速度相同
【答案】A
【解析】
【详解】A．在空中运动时小球A的速度变化率等于小球B的速度变化率，均等于重力加速度，故A正确；
B．根据 可知，在空中运动时小球A的运动时间大于小球B的运动时间，故B错误；
C．两球相遇于空中的P点，水平位移相同，小球A运动时间长，根据 可知，抛出A球的初速度小于抛出B球的初速度，故C错误；
D．抛出A球的初速度小于抛出B球的初速度，而A球运动时间长，落地时竖直速度 大，则无法判断落地时速度关系，故D错误。
故选A。
3. 某小车沿水平面做直线运动，小车的－t图线如图所示，t是从某时刻开始计时小车运动的时间，x为小车在时间t内的位移，由此可知（　　）

A. 小车的加速度大小为1m/s2
B. 4s末小车的速度大小为6m/s
C. 0~4s内小车的位移大小为24m
D. 0~4s内小车的速度变化量为4m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据匀变速直线运动位移时间公式，变形得 ，故

小车的加速度大小为2m/s2，初速度为2m/s，故A错误；
B．4s末小车的速度大小为

故B错误；
CD．0~4s内小车的位移大小为

0~4s内小车的速度变化量为

故C正确D错误。
故选C。
4. 如图所示，PQ为圆的竖直直径，AQ、BQ、CQ为三个光滑斜面轨道，分别与圆相交于A、B、C三点．现让三个小球（可以看作质点）分别沿着AQ、BQ、CQ轨道自端点由静止滑下到Q点，运动的平均速度分别为v1、v2和v3．则有：

A. v2＞v1＞v3
B. v1＞v2＞v3
C. v3＞v1＞v2
D. v1＞v3＞v2
【答案】A
【解析】
【分析】
设任一斜面倾角为θ，圆槽直径为d，根据牛顿第二定律得出加速度与θ的关系，由运动学求出时间与θ和d的关系，由数学知识分析时间关系，然后分析平均速度．
【详解】设任一斜面的倾角为θ，圆槽直径为d．根据牛顿第二定律得到：a=gsinθ，斜面的长度为x=dsinθ，则有：x=at2得，可见，物体下滑时间与斜面的倾角无关．则有t1=t2=t3．根据可知，因x2＞x1＞x3 ，可知v2＞v1＞v3，故选A.
5. 如图所示，质量均为m的A、B两小球用两轻弹簧连接悬挂于天花板上并处于静止状态，已知重力加速度为g。现在B上再施加一竖直向下的大小为mg的力，在力刚作用于B球的瞬间（　　）

A. B球加速度大小为，A球加速度大小为
B. B球加速度大小为2g，A球加速度大小为0
C. B球加速度大小为0，A球加速度大小为g
D. B球加速度大小为g，A球加速度大小为0
【答案】D
【解析】
【详解】在B上再施加一竖直向下的大小为mg的力前，上方的弹簧对整体的拉力是2mg，下方的弹簧对B球拉力是mg，在B上再施加一竖直向下的大小为mg的力后瞬间，上方弹簧的拉力和下方的弹簧拉力不变，球A受重力，上方弹簧的拉力及下方弹簧的拉力，合力为

故加速度为0，对B，受到重力，向上的拉力，及向下的拉力，根据牛顿第二定律可知

解得

故选D。
6. 如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）．下列说法正确的是

A. 在上升和下降过程中A对B的压力一定为零
B. 上升过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
C. 下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
D. 在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力
【答案】A
【解析】
解：以A、B整体为研究对象：在上升和下降过程中仅受重力，由牛顿第二定律知加速度为g，方向竖直向下．
再以A为研究对象：因加速度为g，方向竖直向下，由牛顿第二定律知A所受合力为A的重力，所以A仅受重力作用，即A和B之间没有作用力．
故选A．
【点评】本题是整体法和隔离法的应用，整体跟部分的运动情况相同，可以通过计算整体的加速度来确定部分的加速度，再对部分进行受力分析，得出最终结论．

7. 如图所示，质点沿曲线从A向B做减速运动，则质点在运动路线上C点时合外力的方向可能正确的是（　　）

A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
【答案】A
【解析】
【详解】当合力的方向与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动，曲线运动轨迹特点是轨迹夹在合力与速度方向之间，合力大致指向轨迹凹的一向；根据该特点知，只有方向、可能，又由于质点做减速运动，所以合外力与速度之间的夹角是钝角，所以合外力的方向正确的是，故A正确，B、C、D错误；
故选A。
8. 2020年7月23日，“长征五号”遥四运载火箭托举着中国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场点火升空；8月2日顺利完成第一次轨道中途修正，按计划飞往火星。随后“天问一号”探测器顺利着陆在火星，着陆前，“天问一号”探测器先在距火星表面较高的圆轨道I上运行；然后在Q点实施点火减速变轨，使运行轨道变为远火星点Q和近火星点P的椭圆轨道II；再在P点实施制动降落火星。下列说法正确的是（　　）

A. 从圆轨道I到椭圆轨道II的变轨过程中，探测器的速率增大
B. 探测器在圆轨道I上的Q点受到的万有引力大于在椭圆轨道II上的Q点受到的万有引力
C. 探测器在P点时的加速度大于在Q点时的加速度
D. 探测器在椭圆轨道II上的运行周期大于在圆轨道I上的运行周期
【答案】C
【解析】
【详解】A．从圆轨道I到椭圆轨道II的变轨过程中，探测器要在P点减速做向心运动，选项A错误；
B．探测器在圆轨道I上的Q点受到的万有引力等于在椭圆轨道II上的Q点受到的万有引力，选项B错误；
C．探测器在P点时的受到火星的引力大于在Q点时受到的火星的引力，则探测器在P点时的加速度大于在Q点时的加速度，选项C正确；
D．根据开普勒第三定律可知，探测器在椭圆轨道II上的运行周期小于在圆轨道I上的运行周期，选项D错误。
故选C。
9. 如图所示，手持端点O开始向上振动，带动绳上的其他质点振动而形成简谐波。绳上有另一质点P（图中未标出），其平衡位置与O质点的平衡位置间距为L。以O点开始振动为计时起点，t0时刻（t0小于一个周期），端点O位于最低点，机械波恰好传到质点P，以下判断正确的是

A. 该简谐波的波速为
B. 该简谐波的波长为
C. t0时，质点P 从平衡位置开始向上振动
D. t0时，质点P具有向上的加速度
【答案】BC
【解析】
【详解】C．手持端点O开始向上振动，即起振方向向上，t0时刻机械波刚好传到质点P，质点P 从平衡位置开始向上振动。故C正确。
B．以O点开始振动为计时起点，t0时刻（t0小于一个周期），端点O位于最低点，即振动了0.75T，传播距离为L，形成0.75个机械波，即L＝λ，可得：
λ＝L
故B正确。
A．机械波波速为：
v＝
故A错误。
D．0.75T＝t0即T＝，则有：
Δt＝t0－t0＝＝
因此t0时，质点P在平衡位置上方最大位移处，加速度向下。故D错误。
故选BC。
10. 一列简谐横波某时刻的波形图如图所示，由图可知（　　）

A. 若质点向下运动，则波是从左向右传播的
B. 若质点向上运动，则波是从左向右传播的
C. 若波从右向左传播，则质点向下运动
D. 若波从右向左传播，则质点向上运动
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．如果质点a向下运动，由同侧法可得，波应从右向左传播， 同理， 质点b向上运动，波从左向右传播，故A错误，B正确；
如果波从右向左传播，由“下坡上，上坡下”（沿着波的传播方向看）可知图中质点向下运动，质点向上运动， D正确，C错误。
故选BD。
11. 如图为氢原子能级图，欲使处于基态的氢原子激发或电离，下列措施可行的是（　　）

A. 用10.2eV的光子照射 B. 用11eV的光子照射
C. 用14eV的光子照射 D. 用动能为11eV的电子撞击
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．用10.2eV的光子照射，即
−13.6eV +10.2eV=−3.4eV
跃迁到第二能级，故A正确；
B．因
−13.6 eV +11eV=−2.6eV
不能被吸收，故B错误；
C．用14eV的光子照射，即
−136eV +14eV>0
氢原子被电离，故C正确；
D．用11eV的动能的电子碰撞，氢原子可能吸收10.2eV能量，跃迁到第二能级，故D正确。
故选ACD。
12. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A其中C→D→A为等温过程。下列说法正确的是__________

A. A→B过程中，单位时间内、单位面积上与器壁碰撞的分子数增加
B. B→C过程中，气体放出热量
C. C→A过程中，气体分子的平均动能保持不变
D. C→D→A过程中，气体吸收热量
【答案】BC
【解析】
【详解】A．A→B过程中，压强不变，体积变大，分子数密度减小，温度升高，分子平均速率变大，则单位时间内、单位面积上与器壁碰撞的分子数减小，选项A错误；
B．B→C过程中，气体体积不变W=0，温度降低内能减小∆U<0，根据∆U=W+Q可知，气体放出热量，选项B正确；
C．C→A过程中，气体温度不变，则分子的平均动能保持不变，选项C正确；
D．C→D→A过程中，气体温度不变，内能不变，即∆U=0；气体体积减小，外界对气体做功，即W>0，则根据∆U=W+Q可知，气体放出热量，选项D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷
二、实验题（每空2分，共16分）
13. 某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小和弹簧长度的关系如图1所示，则由图线可知：

(1)弹簧的劲度系数为_______。
(2)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数，两同学分别设计了如图2所示的甲、乙两种方案。
①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案_______更合理。
②甲方案中，若A和B的重力分别为和。当A被拉动时，弹簧测力计的示数为，的示数为，则A和B间的动摩擦因数为_______。

【答案】 (1). (2). 甲 (3). 0.3
【解析】
【详解】（1）[1] 由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为L0=20cm，即弹簧的原长为20cm，由图读出弹力为F=60N，弹簧的长度为L=40cm，弹簧形变的量

由胡克定律得弹簧的劲度系数为
。
（2）[2] 甲乙两种方案，乙在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计必须要求其做匀速直线运动，比较困难，读数不是很准，甲中弹簧测力计a是不动的，指针稳定，便于读数，故甲方案更合理。
[3] 由于弹簧测力计a示数为6.0N，压力大小等于B木块的重力大小，所以A、B间的动摩擦因数

解得
。
14. “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示，已知打点计时器所用电源频率为50Hz，试回答下列问题。

(1)实验中在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G这些点的间距如图中标示，其中每相邻两点间还有4个计时点未画出。根据测量结果计算：打C点时小车的速度大小为________m/s；小车运动的加速度大小为________m/s2。(结果保留三位有效数字)
(2)平衡好摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上，挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。根据小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据作出的a­F图线如图丙所示，此图线不通过原点的主要原因是_____________。

(3)某次在利用上述已调整好的装置进行实验时，保持砝码盘中砝码个数不变，小车自身的质量保持不变(已知小车的质量远大于砝码盘和盘中砝码的质量)，在小车上加一个砝码，并测出此时小车的加速度a，调整小车上的砝码数量，进行多次实验，得到多组数据，以小车上砝码的质量m为横坐标，相应加速度的倒数为纵坐标，在坐标纸上作出如图丁所示的-m关系图线，实验结果验证了牛顿第二定律。如果图中纵轴上的截距为b，图线的斜率为k，则小车受到的拉力大小为________，小车的质量为________。
【答案】 (1). 1.18 (2). 1.50 (3). 未计入砝码盘的重力 (4). (5).
【解析】
【详解】(1) [1]由图可得相邻计数点间时间间隔

打C点时小车的速度大小

[2]小车运动的加速度

(2)[3]平衡摩擦力后，F=0 时就产生了加速度，说明未计入砝码盘的重力。
(3) [4][5]根据题意，由牛顿第二定律得

则

则图象的纵轴上的截距和斜率

解得小车受到的拉力大小

小车的质量

三、计算题（共计44分）解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位
15. 如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg.(g取10m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：
(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况；
(2)悬线对球的拉力．

【答案】（1）车厢运动的加速度大小为7.5m/s2，方向水平向右，车厢可能向右做匀加速运动，也可能向左做匀减速运动．
（2）悬线对球的拉力为12.5N．
【解析】
【详解】（1）车厢的加速度与小球加速度相同，对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律得：

所以车厢的加速度大小为7.5m/s2，方向水平向右，所以车厢可能向右做匀加速运动，也可能向左做匀减速运动．

（2）由图可知：

16. 如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A和B分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点．现将A无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动．已知圆弧轨道光滑，半径R=0.2m，A与B的质量相等，A与B整体与桌面之间的动摩擦因数=0.2．取重力加速度g=10m/s2，求：

（1）碰撞前瞬间A的速率v．
（2）碰撞后瞬间A与B整体的速度．
（3）A与B整体在桌面上滑动的距离L．
【答案】（1）2m/s （2）1m/s （3）0.25m
【解析】
【详解】（1）对A从圆弧最高点到最低点的过程应用机械能守恒定律有：

可得
（2）A在圆弧轨道底部和B相撞，满足动量守恒，有：，可得
（3）对AB一起滑动过程，由动能定理得：，可得L=0.25m
17. 卡帕多西亚是著名的热气球旅游圣地，乘坐热气球，山峦起伏，沟壑纵横，一片又一片的“石柱森林”可以尽收眼底。如图所示，总质量为820 kg的热气球正在空中以0.5 m/s的速度匀速竖直上升，某时刻在不改变空气对气球作用力的前提下扔掉一些压舱物，使气球竖直向上做匀加速直线运动，在4 s的时间内上升了4 m。
（1）求匀加速过程的加速度大小和4 s末的速度大小；
（2）求压舱物的总质量；
（3）在4 s末立即完成操作，减小空气作用力并保持气球总质量不再改变，使气球做匀减速直线运动，又上升9 m后速度减为零。求匀减速阶段的空气作用力大小。（重力加速度g＝10 m/s2）

【答案】（1）0.25 m/s2　1.5 m/s　（2）20 kg　（3）7 900 N
【解析】
【详解】(1)气球匀加速过程：

代入数据得：

气球匀加速过程的末速度：

(2)匀速上升时：
空
匀加速上升过程的合外力：
空
联立解得：

代入数据得：

(3)气球匀减速过程：

代入数据得：

减速过程：
空
代入数据得：
空
18. 如图甲所示，长木板B固定在光滑水平面上，可看做质点的物体A静止叠放在B的最左端。现用F=6N的水平力向右拉物体A，经过5s物体A运动到B的最右端，其v－t图象如图乙所示。已知A、B的质量分别为1kg、4kg，A、B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2。
（1）求物体A、B间的动摩擦因数；
（2）若B不固定，求A运动到B的最右端所用的时间。

【答案】（1）μ=0.4；（2）
【解析】
【详解】（1）根据v-t图象可知，物体A的加速度为

以A研究对象，根据牛顿第二定律可得

代入数据得μ=0.4
（2）由图象知，木板B的长度为

若B不固定，B的加速度为

设A运动到B的最右端所用的时间为t，根据题意可得

代入数据解得