四川省成都石室中学2021届高三上学期开学考试 物理（含答案）

成都石室中学2020-2021学年度上期高2021届入学考试

物理试卷

本试卷分选择题和非选择题两部分。第I卷（选择题），第Ⅱ卷（非选择题），满分110分，考试时间100分钟。

注意事项：

1．答题前，务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。

2．答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。

    3．答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。

    4．所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。

    5．考试结束后，只将答题卡交回。

第I卷（选择题，共40分）

一、单项选择题（本大题共8个小题，每个小题3分，共24分，在每个小题的四个选项中，只有一项是符合题意的，选对的得3分，错选的得零分。）

1．一个做自由落体运动的小球，通过某一段距离所用的时间是，则小球在此前下落的时间是（　　）

A． B． C． D．

2．如图所示，在粗糙水平面上放置A、B、C、D四个小物块，各小物块之间由四根完全相同的轻弹簧相互连接，正好组成一个菱形，∠BAD=120°，整个系统保持静止状态．已知A物块所受的摩擦力大小为Ff，则D物块所受的摩擦力大小为（   　 ）

A． B．

C． D．

3．如图所示，两个质量相等的物体A、B从同一高度沿倾角不同的两光滑斜面由静止自由滑下，在物体下滑到斜面底端的过程中，下列说法中正确的是（   ）

A. 两物体所受重力的冲量相同         

B．两物体所受合力的冲量相同

C．两物体到达斜面底端时的动量不同      

D．两物体到达斜面底端时的动量水平分量相同

4．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能EP随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是（   ）

A．x1处电场强度最小，但不为零

B．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动

C．x2～x3段的电场强度大小方向均不变

D．在0、x1、x2、x3 处电势φ0、φ1、φ2、φ3的关系为：φ3>φ2=φ0>φ1

5．如图所示，赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B、地球同步卫星C，它们的运动都可视为匀速圆周运动，比较A、B、C三个物体的运动情况，以下判断正确的是（　　）

A．三者的周期关系为TA＜TB＜TC           

B．三者向心加速度大小关系为aB＞aA＞aC

C．三者线速度的大小关系为vA=vC<vB 

D．三者角速度的大小关系为ωA＝ωC＜ωB

6．甲、乙两车在同一水平路面上做直线运动，某时刻乙车在前、甲车在后，相距x=6m，从此刻开始计时，乙做匀减速运动，两车运动的v-t图象如图所示．则在0~12s内关于两车位置关系的判断，下列说法正确的是（    ）

A．t=4s时两车相遇

B．t=4s时两车间的距离为4m

C．0~12s内两车有两次相遇

D．0~12s内两车有三次相遇

7．如图所示，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点。另一细绳跨过滑轮，左端悬挂物块a，右端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态。若保持F的方向不变，逐渐增大F的大小，物块b仍保持静止状态，则下列说法中正确的是（　　）

A．悬挂于O点的细绳OO'中的张力保持不变

B．连接a、b的绳子张力逐渐减小

C．物块b与桌面间的摩擦力一定逐渐增大 

D．桌面受到的压力逐渐增大

8．如图所示，水平粗糙滑道AB与竖直面内的光滑半圆形导轨BC在B处平滑相接，导轨半径为R。一轻弹簧的一端固定在水平滑道左侧的固定挡板M上，弹簧自然伸长时另一端N与B点的距离为L。质量为m的小物块在外力作用下向左压缩弹簧（不拴接）到某一位置P处，此时弹簧的压缩量为d。由静止释放小物块，小物块沿滑道AB运动后进入半圆形轨道BC，且刚好能到达半圆形轨道的顶端C点处，已知小物块与水平滑道间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，小物块可视为质点，则（　　）

A．小物块在C点处的速度刚好为零

B．当弹簧的压缩量为时，小物块速度达到最大

C．小物块刚离开弹簧时的速度大小为

D．  刚开始释放物块时，弹簧的弹性势能为

二、多项选择题（本大题共4个小题，每个小题4分，共16分，在每个小题的四个选项中，有多个选项是符合题意的，都选对的得4分，选不全的得2分，错选的得0分。）

9．在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、微元法、建立物理模型法等等．以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（     ）

A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法

B．在用打点计时器研究自由落体运动时，把重物在空气中的落体运动近似看做自由落体运动，这里采用了控制变量法

C．根据平均速度定义式，当时间间隔非常非常小时，就可以用这一间隔内的平均速度表示间隔内某一时刻的瞬时速度，这应用了极限思想法

D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法

10．2020年5月12日9时16分，我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭，以“一箭双星”方式，成功将行云二号01/02星发射升空，卫星进入预定轨道，发射取得圆满成功，此次发射的“行云二号”01星被命名为“行云·武汉号”，箭体涂刷“英雄武汉伟大中国”八个大字，画上了“致敬医护工作者群像”，致敬英雄的城市、英雄的人民和广大医护工作者。如图所示，设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g0，“行云·武汉号”在半径为R的近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为4R的圆形轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，设“行云·武汉号”质量保持不变。则（　　）

A．“行云·武汉号”在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的周期之比为1:8

B．“行云·武汉号”在轨道Ⅲ的运行速率大于

C．飞船在轨道Ⅰ上经过A处点火前的加速度大小等于地球赤道上静止物体的加速度大小

D．“行云·武汉号”在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅲ上的机械能

11.如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷A、B，AB连线中点为O。在A、B所形成的电场中，以O点为圆心的圆面垂直AB连线，e、d是圆上的两点，c是AO间的一点，则下列说法正确的是（　　）

A．e、d两点场强相同，但电势不同

B．将一电荷由e点沿圆弧移到d点电场力始终不做功

C．沿线段eOd移动一电荷，它所受的电场力先减小后增大

D．将一电荷由c点移到圆面内任意一点时，电势能的变化量相同

12．如图甲所示，倾角为θ的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t=0时，将质量m=1kg的炭块(可视为质点)轻放在传送带上，炭块相对地面的v-t图象如图乙所示，整个过程炭块未滑离传送带。设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g=10m/s2。则（　　）

A．炭块与传送带间的动摩擦因数为0.4

B．0~2.0s内摩擦力对炭块做功-24J

C．0~2.0s内炭块与传送带摩擦产生的热量为24J

D．炭块在传送带上的痕迹长度为4m

第Ⅱ卷（非选择题，共70分）

三、实验题(本大题共2小题，共14分)

13.（6分）为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙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（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a为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为

A．     B．      C．       D．

14.（8分）待测电阻Rx的阻值约为100Ω，现要测量其阻值，实验室提供器材如下：

A. 电流表A1（量程40mA，内阻r1约为10Ω）；

B. 电流表A2（量程20mA，内阻r2=30Ω）；

C. 电压表V（量程15V，内阻约为3000Ω）；

D. 定值电阻R0=120Ω；

E. 滑动变阻器R（阻值范围0-5Ω，允许最大电流1.0A）；

F. 电源（电动势E=3V，内阻不计）；

G. 开关S及导线若干。

（1）为了使测量结果准确，以上器材不合适的是          。（用器材前对应的序号字母填写）

（2）利用其余的实验器材，设计测量Rx的最佳实验电路，将电路图画在实线框内并标明元件符号。

（3）实验中需要测量的物理量有          ，待测电阻的表达式Rx=         。

四、计算题与选修部分(本题共4小题，共56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。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。)

15．（10分）如图所示，在倾角为θ的斜面上某点A，以水平速度v0抛出一物体，最后物体落在斜面上的B点，求从A到B的过程中：             

（1）物体离开斜面运动的时间；

（2）物体离开斜面的最大距离；

16.（14分）如图所示，半径R=0.8m的光滑绝缘导轨固定于竖直面内，加上某一方向的匀强电场后，带电小球沿轨道内侧做圆周运动，小球动能最大的位置在A点，AB为过圆心O的直径，圆心O与A点的连线与竖直方向的夹角为θ。在A点时小球对轨道的压力FN=120N，若小球的最大动能比最小动能多32J，且小球能够做完整圆周运动（不计空气阻力）.求：

（1）小球最小动能等于多少？

（2）若在A点给小球EkA=36J的初动能，使小球沿圆轨道逆时针方向运动，判断小球能否做完整的圆周运动？若能，请说明理由，若不能，请求出小球脱轨的位置与圆心O的连线和半径OB夹角的余弦值。

17.（17分）如图所示，质量m＝1 kg的物块A放在质量M＝4 kg的木板B的左端，起初A、B静止在水平地面上．现用一水平向左的力F作用在木板B上，已知A、B之间的动摩擦因数为μ1＝0.4，地面与B之间的动摩擦因数为μ2＝0.1，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2.

(1)求能使A、B发生相对滑动的F的最小值；

(2)若F＝30 N，作用1 s后撤去F，要使A不从B上滑落，则木板至少为多长？从开始到A、B均静止，A的总位移是多少？

18. （1）（5分）一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2 cm，周期为T，已知在t＝0时刻波上相距40 cm的两质点a、b的位移都是1 cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动．如图所示，下列说法正确的是_________。

A．该列简谐横波波长可能为150cm

B．该列简谐横波波长可能为12 cm

C．当质点b的位移为＋2 cm时，质点a的位移为负

D．在t=5T/12时刻，质点b速度最大

E．质点a、质点b的速度始终大小相等，方向相反

（2）（10分）如图所示,为某种透明材料制成的一柱形棱镜的横截面图，CD是半径的四分之一圆，圆心为O；光线从AB面上的M点入射，入射角θ=30°，光进入棱镜后恰好在BC面上的O点发生全反射，然后由CD面射出。已知OB段的长度L=0.6m，真空中的光速c=3×108m/s。求：

①透明材料的折射率；

②该光在透明材料内传播的时间

一、单项选择题

二、多项选择题

13. 答案（1）BC（2）2．00（3）C （每空2分）

14. 答案（1）C………(1分)

         （2）实验电路图如图所示  

………(3分)

（3）电流表A1的示数I1，电流表A2的示数I2   ………(2分)

  ………(2分)

15. 解析：（1）…………(2分)

推出 t=2v0tanθ/ g…………(2分)

（2）如图所示，速度方向平行斜面时，离斜面最远

    …………(2分)

    运动时间为

    此时横坐标为。…………(2分)

    设此时速度方向反向延长线交横轴于处

…………(2分)

16.（1）依题意：我们将带电小球受到的重力和电场力的等效为一个力F（F即为重力和电场力的合力），设小球动能最小位置在B处（该点必在A点的对称位置），此时，由牛顿第二定律和圆周运动向心力公式可得：，…………(2分)

从A到B，由动能定理得：，…………(2分)

可解得：，，，………(2分)

（2）小球不能做完整圆周运动，设脱轨位置为C点，CO连线与BO夹角设为，在C点仅由等效重力的径向分力提供向心力，………(2分)

从A点到C点由能量守恒可知==36J，………(4分)

联立解得. ………(2分)

17. (1)对于A，其最大加速度由A、B间的最大静摩擦力决定，由牛顿第二定律得

μ1mg＝mam

解得am＝4 m/s2………(2分)

对A、B整体，恰好无相对运动时，A、B具有共同加速度，且大小为am，则

Fmin－μ2(M＋m)g＝(M＋m)am………(2分)

解得Fmin＝25 N………(1分)

(2)设F作用在B上时A、B的加速度分别为a1、a2，经t1＝1 s，撤掉F时A、B的速度分别为v1、v2，加速度分别为a′1、a′2，A、B共同运动时速度为v3，加速度为a3.

对于A，有μ1mg＝ma1，故a1＝4 m/s2，v1＝a1t1＝4 m/s………(1分)

对于B，有F－μ1mg－μ2(M＋m)g＝Ma2，………(2分)

故a2＝5.25 m/s2，v2＝a2t1＝5.25 m/s………(1分)

撤去F后，有a′1＝a1＝4 m/s2，a′2＝＝2.25 m/s2………(2分)

经过t2时间后A、B速度相等，有v1＋a′1t2＝v2－a′2t2，解得t2＝0.2 s………(1分)

共同速度v3＝v1＋a′1t2＝4.8 m/s

从开始到A、B相对静止，A、B的相对位移应不大于木板的长度L，即

L≥xB－xA＝＋－a1(t1＋t2)2＝0.75 m………(2分)

A、B速度相等后共同在水平面上做匀减速运动，加速度a3＝μ2g＝1 m/s2………(1分)

从A、B速度相等至最终静止，位移为x＝＝11.52 m………(1分)

所以A的总位移为xA总＝xA＋x＝14.4 m. ………(1分)

18. (1)BCD   (2)①   ②

【解析】①设光线在AB面的折射角为r，光路如图所示。

根据折射定律得：n＝.………(2分)

设棱镜的全反射临界角为θC，由题意，光线在BC面恰好发生全反射，

得到sin θC＝ ………(2分)

由几何知识可知，r＋θC＝90°.

联立以上各式解得:n＝.………(1分)

②光在棱镜中的传播速度v＝………(2分)

由几何知识得，MO＝ ………(2分)

该光在透明材料内传播的时间………(1分)