2021-2022学年江苏省扬州市高邮市第一中学高三上学期期中模拟测试物理试题含解析

  高邮市第一中学高三物理期中模拟考试（11.13）

一、单选题

1. 下列说法不正确的是（　　）

A. 伽利略首先将实验事实和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来

B. 英国科学家法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在由它产生的电场

C. 做匀速圆周运动物体合外力是恒定不变的

D. 物体的动量变化越快受到的合外力越大

【答案】C

【解析】

【详解】A．伽利略首先将实验事实和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，所以A正确，不符合题意；

B．英国科学家法拉第提出一种观点，认为在电荷的周围存在由它产生的电场，所以B正确，不符合题意；

C．做匀速圆周运动物体合外力提供向心力，是大小恒定但是方向时刻变化，所以C错误，符合题意；

D．根据动量定理有

则物体的动量变化越快受到的合外力越大，所以D正确，不符合题意；

故选C。

2. 如图所示，一个轻弹簧的两端与质量分别为和的两物体甲、乙连接，静止在光滑的水平面上。现在使甲瞬间获得水平向右的速度，当甲物体的速度减小到1 m/s方向向右时，弹簧最短，不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　）

A. 此时乙物体的速度为3 m/s

B. 紧接着甲物体将开始做加速运动

C. 甲、乙两物体的质量之比

D. 当弹簧恢复原长时，甲物体的速度为2 m/s，方向向右

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据运动情况和题意结合分析可知当甲物体的速度减小到1m/s时，弹簧最短，此时甲乙共速，故

故A错误；

C．把甲、乙看成一个系统满足动量守恒，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得

解得

故C正确；

B．弹簧被压缩短后，弹簧逐渐恢复原长，乙依然加速，甲继续减速，故B错误；

D．当弹簧恢复原长时，根据动量守恒定律得

由机械能守恒定律得

解得当弹簧恢复原长时，甲物体的速度大小

所以当弹簧恢复原长时，甲物体的速度为2 m/s，方向向左，故D错误。

故选C。

3. 如图所示，一个小球仅在重力和绳子拉力的作用下，在竖直面内做圆周运动。其轨迹上有a、b、c三个位置，其中a点在轨迹最高点，b点与圆轨迹圆心O等高。若某一瞬间切断绳子，则下列说法正确的是（　　）

A. 在a点切断绳子，小球将继续沿着圆轨迹运动一段再脱离圆轨道

B. 在b点切断绳子，小球上升的最高点可能与a点等高

C. 在c点切断绳子，小球运动到最高点可能与b点等高

D. 在a点切断绳子，小球将做竖直上抛运动

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】AD．在a点，小球的速度沿着水平方向，在a点切断绳子，小球只受重力，做平抛运动，所以小球将立即脱离圆轨道，故AD错误；

B．小球做圆周运动过程，只有重力做功，机械能守恒，则小球在a、b、c三点机械能相等，若取b点为零势能，则小球的机械能为

由牛顿第二定律知，在a点最小速度满足

解得

则a点处速度不为零，当在b点切断绳子，速度向上，小球做竖直上抛运动，在最高点速度为0，由机械能守恒定律得

可得

联立可得

所以小球上升的最高点比a点高，故B错误；

C．在c点切断绳子，速度方向斜向上，小球做斜抛运动，竖直方向分运单时竖直上抛运动，由机械能守恒定律可知：若小球在c点的水平方向分速度与小球做圆周运动在b点的速度相等，则小球运动的最高点与b点等高，故C正确。

故选C。

4. 水平面上有质量相等的a、b两个物体，水平推力F1、F2分别作用在a、b上。一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下。两物体的v-t图线如图所示，图中AB//CD。则整个过程中（　　）

A. F1的冲量等于F2的冲量

B. F1冲量小于F2的冲量

C. 摩擦力对a物体的冲量等于摩擦力对b物体的冲量

D. 合外力对a物体的冲量小于合外力对b物体的冲量

【答案】B

【解析】

【详解】AB．由图可知，推力的作用时间，又因为AB//CD，所以a、b两个物体所受的的摩擦力相等，由动量定理得

解得

所以F1的冲量小于F2的冲量，A错误，B正确；

C．由图可知，运动的时间，摩擦力对a物体的冲量小于摩擦力对b物体的冲量，C错误；

D．全程动量变化为0，所以合外力的冲量为0，D错误。

故选B。

5. 如图所示，竖直平面内有水平向左的匀强电场E，M点与N点在同一电场线上。两个质量相等的带正电荷的粒子，以相同的速度分别从M点和N点同时垂直进入电场，不计两粒子的重力和粒子间的库仑力。已知两粒子都能经过P点，下列说法正确的是（　　）

A. 从N点进入的粒子先到达P点

B. 从M点进入的粒子先到达P点

C. 从M点进入的粒子的电荷量大于从N点进入的粒子的电荷量

D. 两粒子在到达P点的过程中电势能都减小

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】AB．因两粒子在垂直于电场方向上做匀速直线运动，垂直于电场方向上的速度v0相同，位移相等，则时间相等，AB错误；

C．粒子在平行于电场方向上，做初速度为零的匀加速直线运动，加速度

平行于电场方向上的位移

因为

则从M点进入的粒子电荷量较小，C错误；

D．从MN两点进入的粒子，电场力均做正功，则粒子电势能均减小，D正确。

故选D。

6. 如图所示，一篮球以水平初速度碰撞篮板后水平弹回，速率变为原来的k倍，碰撞时间忽略不计（碰撞过程重力对篮球的冲量可忽略不计），弹回后篮球的中心恰好经过篮框的中心。已知篮球的质量为m，不计摩擦和空气阻力，则（　　）

A. 碰撞过程中，篮球的机械能守恒

B. 篮板对篮球的冲量大小为

C. 碰撞过程中篮球动量改变量大小为

D. 若篮球气压不足，导致k减小，在不变的情况下，要使篮球中心经过篮框中心，应使碰撞点更低

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．由题意可知，在碰撞运动中，篮球的速度减小，篮球的动能减小，机械能减小，A错误；

BC．以篮球弹回的方向为正方向，由动量定理可得

I=mkv0−（−mv0）=（1+k）mv0

碰撞过程中篮球的动量改变量大小为（1+k）mv0，B正确，C错误；

D．若篮球气压不足，导致k减小，在不变的情况下，kv0减小，要使篮球中心经过篮框中心，即篮球弹回后水平位移不变，时间t要增大，应使碰撞点更高，D错误。

故选B。

7. 2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进入天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间站。对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于半径为r3的圆轨道Ⅲ；神舟十二号飞船处于半径为r1的圆轨道Ⅰ，运行周期为T1，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与天和核心舱对接。则神舟十二号飞船（　　）

A. 在轨道I和轨道Ⅱ运动经过A点时速度大小相同

B. 沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，速度不断增大

C. 沿轨道Ⅱ运行的周期为

D. 沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．飞船从轨道I变轨到轨道Ⅱ需要加速，所以经过A点时速度大小不相同。故A错误；

B．沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，万有引力做负功，速度不断减小。故B错误；

C．根据开普勒第三定律，有

解得

故C正确；

D．飞船绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有

解得

所以沿轨道Ⅰ运行的周期小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期。故D错误。

故选C。

8. 滑雪是一项危险性高而技巧性强的运动，某次滑雪过程可近似模拟为两个圆形轨道的对接，如图所示。质量为m的运动员在轨道最低点A的速度为v，且刚好到达最高点B，两圆形轨道的半径相等，均为R，滑雪板与雪面间的摩擦不可忽略，下列说法正确的（　　）

A. 运动员在最高点B时，对轨道的压力为零

B. 由A到B过程中增加的重力势能为

C. 由A到B过程中阻力做功为

D. 由A到B过程中损失的机械能为

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．刚好到达最高点B，即运动员到达B点的速度为零，所以在B点对轨道的压力大小等于自身的重力，A错误；

B．由A到B过程中重力所做的功

则

B错误；

C．对运动员在由A到B的过程由动能定理得

即

C正确；

D．由功能关系知，机械能的变化量等于除重力外其他力所做的功，即损失的机械能为

D错误。

故选C。

9. 如图甲所示，在某星球上，一轻质弹簧下端固定在倾角为θ=30°的固定光滑斜面底部且弹簧处于原长。现将一质量为1.0kg的小物块放在弹簧的上端，由静止开始释放，小物块的加速度a与其位移x间的关系如图乙所示。则（　　）

A. 小物块运动过程中机械能守恒

B. 该星球重力加速度大小为5m/s2

C. 弹簧劲度系数为25N/m

D. 小物块的最大动能为1.0J

【答案】C

【解析】

【详解】A．小物块运动过程中机械能不守恒，小物块与弹簧组成的系统机械能守恒，A错误；

B．由静止开始释放时，根据牛顿第二定律，可得小物块的加速度为

由图像可知，开始时小物块的加速度为

联立解得

所以该星球重力加速度大小为10m/s2，B错误；

C．由图像可得弹簧压缩量为20cm时，小物块的加速度为0，则有

解得

C正确；

D．根据动能定理可得

根据加速度a与其位移x图像的面积与质量的乘积表示动能的变化量，则有

D错误

故选C。

10. 如图所示的装置中，绳子与滑轮的质量、绳子与滑轮间的摩擦不计。A、B两物体的质量分别为m1和m2，处于静止状态。则以下说法正确的是（　　）

A. 若A、B质量均不变，将悬点P移动少许，再次达到平衡时，则绳子间的张角θ1与θ2之和增大

B. 若A、B质量均不变，将悬点P移动少许，再次达到平衡时，则绳子间的张角θ1与θ2之和减小

C. 若A质量减小，B质量不变，将悬点P移动少许，再次达到平衡时，则绳子间的张角θ1与θ2之和增大

D. 若A质量减小，B质量不变，将悬点P移动少许，再次达到平衡时，则绳子间的张角θ1与θ2之和减小

【答案】C

【解析】

【详解】AB．绳子上的拉力始终等于B的重力，由对称性可知θ1=θ2，若A、B质量均不变，对动滑轮受力分析可知，受到向下的拉力（等于A的重力）、两侧绳上的拉力（等于B的重力）均不变，由平衡条件可知，将悬点P移动少许，绳子间的张角θ1与θ2之和不变，AB错误；

CD．若A质量减小，B质量不变，对动滑轮受力分析可知，受到向下的拉力减小，而两侧绳上的拉力不变，将悬点P移动少许，由平衡条件可知，两拉力的合力应减小，故绳子间的张角θ1与θ2之和增大，C正确，D错误。

故选C。

二、实验题

11. 某同学利用如图甲所示的实验装置，运用牛顿第二定律测量滑块的质量M，设计了如下实验方案：

A．悬挂一质量为的钩码，调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；

B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示（已知打点计时器接频率为50Hz的交流电源）。

请回答下列问题：（计算结果均保留2位有效数字）

（1）按上述方法做实验，是否要求钩码质量远小于滑块的质量？___________（填“是”或“否”）

（2）打点计时器在打下D点时滑块的速度_________m/s；滑块做匀加速直线运动的加速度_________m/s2；

（3）根据牛顿第二定律，滑块质量的表达式应为M=_________（用字母a、m以及当地的重力加速度g表示）。

【答案】    ①. 否    ②. 1.7    ③. 3.9    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]当滑块匀速下滑时，滑块所受绳子拉力等于钩码的重量，取下细绳和钩码，滑块加速下滑，所受合外力仍等于钩码的重量，因此不必要求钩码质量远小于滑块的质量。

（2）[2]打D点的速度等于CE段的平均速度

[3]根据

可得

（3）[4]根据牛顿第二定律

因此

三、解答题

12. 如图所示，质量为的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量为的小球相连，并且轻绳与水平成角。今用跟水平方向成角的恒力拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中和的相对位置保持不变，在运动过程中，求

（1）小球的质量；

（2）与水平杆间的动摩擦因数。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】(1)对受力分析如图

因为匀速直线运动，所以水平方向上有

竖直方向上有

联立解得

所以木块的质量是；

(2)对受力分析如图

因为匀速直线运动，水平方向上有

竖直方向上有

又

联立解得

所以与水平杆间的动摩擦因素。

13. 在时刻将质量的小球从距地面一定高度处以初速度竖直向上抛出，在第3s末落地。已知小球在空中运动的v-t图像如图所示，小球所受空气阻力的大小恒定，重力加速度，求：

（1）小球所受空气阻力的大小；

（2）的大小；

（3）小球从抛出到返回至抛出点的过程中所受空气阻力的冲量大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由v-t图象可知，小球在下落阶段的加速度大小为

设小球所受空气阻力大小为f，在下落阶段，根据牛顿第二定律有

解得

（2）设小球在上升阶段的加速度大小为，根据牛顿第二定律有

解得

根据匀变速直线运动的规律可得

（3）在小球上升阶段，空气阻力的冲量大小为

方向竖直向下。

小球上升的高度为

设小球从最高点返回至抛出点的过程经历时间为t2，则

解得

在小球下落阶段，空气阻力的冲量大小为

方向竖直向上

所以小球从抛出到返回至抛出点的过程中，空气阻力的冲量大小为

14. 如图所示，竖直平面内有一倾角的轨道AB，与半径均为R的光滑细软管轨道BCD和DE构成一游戏装置，DE为四分之一圆弧，该置固定在水平地面上，保持O1DO2水平，O1和B点连线与水平线间的夹角为θ=30°，且B、D两处轨道平滑连接。现将质量为m的小球从轨道上A点由静止释放，已知AB间距离L=2R小球与轨道AB间的动摩擦因数μ=，重力加速度大小为g，求：

（1）小球运动到B点时速度大小；

（2）判断小球能否通过圆管轨道E点。若不能通过，说明原因；若能通过，求小球从E点抛出后的水平位移。

【答案】（1）；（2）能，

【解析】

【详解】（1）A到B过程，由动能定理得

代入数据解得

（2）假设能到E点，设B点所在平面为零势能面，由机械能守恒定律得

解得

则假设成立，小球能过E点，小球从E点飞出后做平抛运动，由

解得运动时间为

则小球从E点抛出后的水平位移

15. 如图所示，静止于A处的带电离子，经电压为U的加速电场加速后，进入静电分析器，静电分析器中有会聚电场，即与圆心O等距各点的电场强度大小相同，方向均沿半径方向指向圆心O。离子在静电分析器中沿半径为R的四分之一圆弧轨道做匀速圆周运动，从P点垂直于边界CN进入矩形有界匀强偏转电场，电场方向水平向左，离子恰好能打在Q点。已知NP间的距离是NQ间距离的2倍，粒子重力不计。

求：

（1）离子的电性

（2）静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小；

（3）P、Q两点间的电压。

【答案】（1）正电；（2）；（3）16U

【解析】

【详解】（1）离子在加速电场中加速，进入静电分析器中受到的电场力提供向心力，所以由图可知离子受到的电场力的方向指向圆心，所以离子带正电。

（2）离子在加速电场中加速，设进入静电分析器的速度为v

qU=mv2

在分析器中，匀速圆周运动，半径为R

解得

（3）设NQ 为d，PQ间离2d，偏转电场E0，PQ电压UPQ，则

d=vt

联立以上各式，并代入数据得

UPQ=16U

【点睛】此题是力电综合题目，考查的知识点较多；解题时了解研究对象的运动过程是解决问题的前提，根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题。找出圆周运动所需的向心力，列出等式解决问题；此题有一定难度，考查学生综合分析问题的能力。