2021届四川省内江市高三上学期理综物理第一次模拟考试试卷含答案

 高三上学期理综物理第一次模拟考试试卷

一、单项选择题

1.如下列图，是某游乐园的标志性设施一一摩天轮。某同学乘坐该摩天轮随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，那么以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 当摩天轮运动到最低点时，该同学处于完全失重状态
B. 由最高点到最低点的过程中，该同学受到的合外力做功为0
C. 由最高点到最低点的过程中，该同学受到的重力的功率一直为0
D. 由最高点到最低点的过程中，该同学受到的合外力的冲量为0

2.一个做匀加速直线运动的质点，先后经过 两个位置时的速度分别为 和 ，从a到b的时间为 ，那么以下判断中正确的选项是〔   〕           

A. 经过 中点的速度为
B. 质点的加速度为
C. 前 时间内通过的位移比后 时间内通过的位移少
D. 通过前 位移所需的时间是后 位移所需时间的2倍

3.如图，是石拱桥的简化示意图。它是用四块相同的稳固石块垒成圆弧形的石拱，其中，第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°。石块间的摩擦力忽略不计，那么第1、3石块间的作用力和第1、2石块间的作用力大小之比为〔   〕 

A.                                        B.                                        C.                                        D. 

4.一质量为M的烟花斜飞到空中，到达最高点时的速度为 ，此时烟花炸裂成沿 直线上的两块(损失的炸药质量不计) ，两块的速度沿水平相反方向，落地时水平位移大小相等，不计空气阻力。向前一块的质量为m，向前一块的速度大小为〔   〕           

A.                            B.                            C.                            D. 

5.2021年6月23日9时43分，“北斗三号〞系统最后一颗全球组网卫星发射成功.所有30颗“北斗三号〞卫星已全部转人长期管理模式，标志着我国“北斗卫星〞导航系统向全球组网又迈出重要一步。如图，“北斗三号〞系统包括中圆卫星c(周期约为 )、同步卫星a(周期约为 )和倾斜卫星b(周期约为 )。以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 中圆卫星的动能等于同步卫星的动能
B. 中圆卫星的线速度小于同步卫星的线速度
C. 中圆卫星和同步卫星的轨道半径之比约为
D. 中圆卫星的重力势能与倾斜卫星的重力势能之比大于1

二、多项选择题

6.如下列图，质量为 的木块放在平台的右端，该平台到地面的高度为 ，木块与平台间的动摩擦因数为 。现有质量为 的小松鼠，从地面上离平台水平距离为 处跳上平台，恰好沿水平方向抱住木块并与木块一起向左滑行。小松鼠抱住木块的时间极短，小松鼠与木块均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度 。那么以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 在小松鼠起跳后，空中运动的时间为
B. 木块在水平台上向左滑行的距离为
C. 在小松鼠抱住木块的极短时间内，它损失的机械能为
D. 在小松鼠抱住木块的极短时间内，小松鼠与木块组成的系统机械能守恒

7.如图为一可视为质点的运发动进行3米板跳水训练的场景图在某次跳水过程中运发动的 图象如右图所示，在 时是其向上起跳的瞬间，此时跳板回到平衡位置， ，不计空气阻力，重力加速度 。那么以下判断正确的选项是〔   〕 

A. 运发动离开跳板后，在空中运动的总路程为      B. 运发动入水时的速度大小为
C. 运发动在空中向下运动的时间为                       D. 运发动入水的深度为

8.如下列图，一弹性轻绳〔绳的弹力与其伸长量成正比〕左端固定在A点，自然长度等于AB。弹性绳跨过由固定轻杆OB固定的定滑轮连接一个质量为m的小球，小球穿过竖直固定的杆，初始时弹性绳ABC在一条水平线上，小球从C点由静止释放，当滑到E点时速度恰好为零，C、E两点间距离为h，D为CE的中点，小球在C点时弹性绳的拉力为 ，小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内，重力加速度为g。以下说法正确的选项是〔  〕 

A. 对于由弹性绳和小球组成的系统，在CD阶段损失的机械能小于在DE阶段损失的机械能
B. 小球从C到E克服弹性绳弹力做功
C. 在E点给小球一个竖直向上的速度 小球恰好能回到C点
D. 假设只把小球质量变为2m，那么小球从C点由静止开始运动，到达E点时的速度大小为

9.以下说法正确的选项是〔   〕           

A. 对气体做功可以改变其内能
B. 所有晶体都有固定的熔点，且都表现为各向异性
C. 布朗运动是由液体分子对悬浮固体颗粒的碰撞作用不平衡造成的
D. 荷叶面上的小露珠呈球形是由于液体外表张力的作用
E. 在分子间作用力减小的过程中，其分子势能一定越来越大

10.一列简谐横波沿直线传播，在传播方向上相距 的a、b两处的质点振动图像如图中a、b所示。假设波从a向b传播，那么以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 该波与一列频率为 的波相遇时，可能会形成稳定的干预图样
B. 该波中各质点振动的振幅均为
C. 该波的波长可能是
D. 该波由a传播到b一定历时
E. 该波的波速可能是

三、实验题

11.某同学采用如图甲所示的竖直实验装置图，来探究共点力的平衡条件。其中，弹簧测力计A固定于P点，下端用细线悬挂一个重物M，用一端固定于细线上O点的弹簧测力计B水平向左拉细线，使结点O静止于图中位置，那么： 

〔1〕以下实验操作中，属于必要的实验操作是______；           

D.改变弹簧测力计B拉力的大小，进行屡次实验，每次都要使结点O静止在同一位置

〔2〕在实验中，弹簧测力计B的示数为 ，弹簧测力计A的示数如图乙所示，在图丙的坐标纸上，已画出了两个分力 的方向。请选用适宜的标度，作出两个分力 的合力________，并用刻度尺测出两个分力的合力大小约为________N。然后，将分力 的合力与重物的重力进行比较，屡次实验即可得出共点力的平衡条件。   

12.如图甲所示，是“探究加速度与物体受力和质量的关系〞的实验装置。局部实验步骤如下： 

⑴将一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，有定滑轮的一端伸出桌面，并将电火花计时器固定在木板的另一端，并接好电源；

⑵将力传感器固定在木板上的小车前端，然后，通过--轻细线跨过定滑轮与砂桶连接在一起，并在小车另一端固定一条光滑的纸带，同时将纸带穿过电火花计时器的限位孔；

⑶保证小车的质量不变，先往砂桶中添上适当的砂后接通电源，将小车由靠近电火花计时器处由静止释放，打出一条纸带，并记下此时力传感器的示数F，通过打出的纸带计算出小车运动的加速度a；

⑷再在砂桶中添加适当的砂，换用新的纸带，重复步骤(3)，得到多组 数据，并作出小车运动的 图像。那么：

①实验中，假设F要作为小车受到的合外力，那么，缺少了一个重要的步骤是________；

②为了使实验结果更加准确或合理，以下说法中正确或必须的是________；(填正确答案标号)

A．实验中必须满足砂和砂桶的总质量m远小于小车的总质量M

B．实验前可将小车由木板上任意位置释放，然后再接通电源

C．实验中应通过调节定滑轮的高度使细线与木板平面平行

D．实验中为了测出小车所受的合力应测出砂和砂桶的总质量m

③如图乙所示，为某次实验得到的一纸带，打出的每5个点作为一个计数点，其中，  为计数点，只测出了计数点 和 间的距离，所用电源的频率为 ，那么由纸带数据测得小车运动的加速度大小为________ (保存两位有效数字)；

④如图丙所示，是根据实验测得的多组 数据做出的 图像，由图可知，小车和力传感器的总质量m为________kg，小车与木板间的滑动摩擦力为________N。

四、解答题

13.如下列图，质量为m的物块P和质量为2m的物块Q均静止在光滑的水平面上，物块Q的左侧与一轻弹簧连接。现给物块P一个水平向右的冲量I，经过一段时间后物块P与弹簧发生相互作用，且物块P与弹簧最终别离。整个过程中无机械能损失且弹簧始终在弹性限度以内。求： 

〔1〕弹簧的最大弹性势能；   

〔2〕物块P的最小速度和物块Q的最大速度。   

14.如下列图，质量为 的长木板静止在水平地面上，与地面间的动摩擦因数为 ，其右端有一固定的、光滑的半径 的四分之一圆弧轨道(接触但无黏连)，长木板上外表与圆弧面的最低点等高，长木板的左侧有一个同样的固定的圆弧轨道，长木板左端与左侧圆弧轨道的右端相距 。现有质量为 的小滑块从距长木板右端 处，以 的初速度开始向右运动，小滑块与长木板间的动摩擦因数为 ，重力加速度取 。求： 

〔1〕小滑块 第一次离开右侧圆弧轨道后还能上升的最大高度；   

〔2〕为了使 不从 上滑下， 的最短长；   

〔3〕假设长木板长度取第(2)问中的最短长度，在整个运动过程中，小滑块 与长木板m1之间所产生的摩擦热。   

15.如下列图，一根两端开口、粗细均匀且导热性良好的长玻璃管，竖直插入足够大的水银槽中并固定，管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭一段长 的气体，气体的热力学温度 。现在活塞上缓慢加人细沙，直到活塞下降 为止，外界大气压强 ，重力加速度 。求： 

 (i)活塞下降10cm时，封闭气体的压强；

(ii)保持参加的细沙的质量不变，对封闭气体缓慢加热，当活塞回到原来位置时，封闭气体的热力学温度。

16.如下列图，三角形 是横截面为直角三角形的三棱镜，其中 长度为 。一束单色光从 边上的D点射入棱镜，入射角为 ，进入棱镜后折射到 边的中点，D、C两点间距离为 。光在真空中的速度 。求：

 (i)三棱镜材料对这束单色光的折射率；

(ii)光线从AC边射入到第一次从三棱镜射出所经历的时间。

答案解析局部

一、单项选择题

1.【解析】【解答】A．当摩天轮运动到最低点时，设摩天轮的半径为r，该同学的质量为m，线速度为v，摩天轮对该同学的作用力为N，据向心力公式有N-mg=

可知N>mg，该同学处于超重状态，A不符合题意；

B．由最高点到最低点的过程中，该同学度速度大小不变，根据动能定理可知，合外力做功为零，B符合题意；

C．重力功率为

其中 为重力与速度的夹角，由于 不总90°，故该同学受到的重力的功率不会一直为零，C不符合题意；

D．由最高点到最低点，该同学速度大小恒定，但方向反向，由

可知，该同学受到的合外力的冲量不为零，D不符合题意。

故答案为：B。

 
【分析】利用加速度的方向可以判别超重和失重；利用动能定理结合速度不变化可以判别合力做功等于0；利用重力和竖直方向的速率可以判别重力功率的大小；利用合力乘以时间可以判别合力冲量不等于0.

2.【解析】【解答】A．质点经过a、b中点的速度大小为

A符合题意；

B．质点的加速度为

B不符合题意；

C．中间时刻的速度为

前 时间内通过的位移比后 时间内通过的位移少

C不符合题意；

D．设通过前 位移所需的时间是后 位移所需时间的n倍，并设一半位移为s，那么

D不符合题意。

故答案为：A。

 
【分析】利用中点速度的表达式可以求出中间位置速率的大小；利用加速度的表达式可以求出加速度的大小；利用中间时刻的速度结合位移公式可以求出前一半时间比后一半时间运动的位移大小；利用平均速度公式可以比较运动的时间。

3.【解析】【解答】如以下列图所示

对第一个石块进行受力分析，由几何关系知θ=60°，所以有

故答案为：D。

 
【分析】利用第一个石块的平衡方程可以求出两个作用力的大小比值。

4.【解析】【解答】令向前一块的速度大小为v，由于爆炸后两块均在空中做平抛运动，根据落地时水平位移大小相等可知，爆炸后两块的速度大小相等方向相反，而爆炸过程系统动量守恒，令爆炸前的速度方向为正方向，那么有
解得

故答案为：C。

 
【分析】利用爆炸过程的动量守恒定律可以求出爆炸后其速度的大小。

5.【解析】【解答】A．根据的计算公式 可知，卫星的质量大小未知，所以卫星的动能大小不能比较，A不符合题意；

C．根据开普勒第三定律可得

那么中圆卫星和同步卫星轨道半径之比为

解得
C符合题意；

B．根据 可知，轨道半径越大，线速度越小，故中圆卫星的线速度大小比同步卫星大，B不符合题意；

D．根据的计算公式 可知，卫星的质量大小未知，所以卫星的重力势能大小不能比较，D不符合题意；

故答案为：C。

 
【分析】利用卫星质量未知所以不能比较动能的大小；利用开普勒第三定律可以求出半径的比值；利用轨道半径的大小可以比较线速度的大小；利用质量未知不能比较重力势能的大小。

二、多项选择题

6.【解析】【解答】A. 在小松鼠起跳后，空中运动的时间为

A符合题意；

B. 松鼠刚上到平台上时的初速度

由动量守恒定律

可得

由动能定理

得木块在水平台上向左滑行的距离为

B不符合题意；

C. 在小松鼠抱住木块的极短时间内，它损失的机械能为

C符合题意；

D. 在小松鼠抱住木块的极短时间内，小松鼠与木块组成的系统机械能损失

D不符合题意。

故答案为：AC。

 
【分析】利用平抛运动的位移公式可以求出运动的时间；利用平抛运动的位移可以求出松鼠的初速度大小；结合动量守恒定律可以求出木块碰后速度的大小，结合动能定理可以求出木块在平台上运动的距离；利用碰撞前后的动能可以求出损失的机械能大小。

7.【解析】【解答】A．设运发动离开跳板后向上运动的位移大小为x，由 图象可知，运发动入水前向下运动的位移是向上运动位移的9倍，即

可解得x= ，运发动离开跳板后，在空中运动的总路程l=2x+3m=3.75m，A符合题意；

B．运发动自由下落的位移h=x+3m=

由自由落体公式可得运发动入水时的速度 = m/s

B不符合题意；

C．运发动在空中向下运动的时间

C不符合题意；

D．由题意知自由下落时间与入水时间之比

自由下落位移

入水位移

联立三式并结合A选项中结论可解得运发动入水的深度 ，D符合题意。

故答案为：AD。

 
【分析】利用图像面积结合跳台的高度可以求出运发动运动的总路程大小；利用速度位移公式可以求出落水的速度大小；利用速度公式看求出落水的时间；利用运动时间可以求出入水的深度。

8.【解析】【解答】A．当小球运动到某点P点，弹性绳的伸长量是xBP  ， 小球受到如下列图的四个力作用，其中FT = kxBP

将FT正交分解，那么FT的水平分量为FN = FTsinθ = kxBPsinθ = kxBC = ，f = μFN = mg

FT的竖直分量为FTy = FTcosθ = kxBPcosθ = kxCP

由以上推导可知小球受到的摩擦力为恒力，那么CD段与DE段摩擦力所做的功相同，那么在DE段弹性绳和小球组成的系统机械能的减小量等于CD段弹性绳和小球组成的系统的系统机械能的减小量，A不符合题意；

B．根据动能定理有mgh - mgh - W弹 = 0

根据计算有W弹 = mgh

B符合题意；

C．对小球从C运动到E过程，应用动能定理得mgh - mgh - W弹 = 0

假设小球恰能从E点回到C点，应用动能定理得 - mgh + W弹 - mgh = 0 - mv2

联立求解得v =

C项正确；

D．假设只把小球质量变为2m，小球从C点由静止开始运动，到达E点时根据动能定理有2mgh - W弹 - mgh = ×2mv12 - 0

解得小球到达E点时的速度大小v =

D不符合题意。

故答案为：BC。

 
【分析】利用拉力的水平分力及竖直方向的分量可以判别摩擦力的大小不变所以在两端距离中其机械能的损失相同；利用动能定理可以求出弹力做功的大小；利用动能定理可以求出小球恰好能回到C点的速度大小；利用动能定理可以求出小球质量改变后回到E点的速度大小。

9.【解析】【解答】A．改变内能的方式有两种：做功和热传递，可知，对气体做功可以改变其内能，A符合题意；

B．所有晶体都有固定的熔点，单晶体为各向异性，多晶体表现为各向同性，B不符合题意；

C．布朗运动是液体分子对悬浮固体颗粒的碰撞作用不平衡造成的，反映了液体分子的无规那么运动，C符合题意；

D．液体外表张力产生的原因是：液体跟气体接触的外表存在一个薄层，叫做外表层。外表层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用力表现为引力，即外表张力，叶面上的小露珠呈球形就是由于液体外表张力的作用，D符合题意；

E．分子间作用力减小过程，当分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增大，E不符合题意；

故答案为：ACD。

 
【分析】多晶体其物理性质表现为各向同性；在分子作用力减小过程中，分子力做正功时分子势能减小。

10.【解析】【解答】A．由振动图象可知，该波的周期T=4s，频率f=0.25Hz，故与一列频率为 的波相遇时，不会形成稳定的干预图样，A不符合题意；

B．由振动图象可看出a、b质点的振幅为10cm，故该波中各质点振动的振幅均为 ，B符合题意；

C．由相距2.1m的a、b两质点的振动图象可得

由波的多解性可解得 ，1.2m…，该波的波长可能是 ，C符合题意；

D．波匀速传播，从a传到b的时间

由波的多解性可解得 ，7s，11s，15s…，该波由a传播到b可能历时 ，D不符合题意；

E．由波速公式 ，代入数据可解得v=0.7m/s，0.3m/s…，该波的波速可能是 ，E符合题意。

故答案为：BCE。

 
【分析】利用波的周期可以求出波的频率进而判别发生波干预的条件；利用两质点的距离可以求出波长的大小；利用波长和周期可以求出波速的大小；结合传播的距离可以求出传播的时间。

三、实验题

11.【解析】【解答】(1)A．因为需要在板面所在的平面对力进行矢量合成，故手拉弹簧测力计B的方向必须与板面平行，A不符合题意；

B．弹簧测力计使用前需要调零，B符合题意；

C．用弹簧测力计测量出重物的重力，即可得出竖直方向力的大小和方向，C符合题意；

D．改变弹簧测力计B拉力的大小，进行屡次实验，不需要结点O静止在同一位置，只要满足平衡状态就可以，D不符合题意。

故答案为：BC。(2)图乙的读数为3.6N，在丙图中做出F1、F2的图示，并应用平行四边形法那么进行合成，测出两个合力F的大小约为2.5N〔2.30~2.70均可〕；

 
【分析】〔1〕手拉弹簧测力计需要与板面平行；本次实验不需要把结点静止在同一位置；
〔2〕利用平行四边形定那么可以作出合力；利用力的标度可以求出合力的大小。

12.【解析】【解答】(4) ①假设F要作为小车受到的合外力，在悬挂砂桶之前，应该平衡摩擦力，步骤中缺少了这一项；②A D.实验中是用力传感器直接读出小车的合力，所以不必满足砂和砂桶的总质量m远小于小车的总质量M条件，AD不符合题意；

B.为了充分利用纸带，实验前可将小车由靠近打点计时器的位置释放，然后再接通电源，B不符合题意；

C.实验中应通过调节定滑轮的高度使细线与木板平面平行，这样小车的合力才不变，C符合题意；

故答案为：C。③小车运动的加速度大小为 ④a－F图像的斜率表示小车和传感器质量的倒数，由图像可算出，质量为总质量 由图像可以看出，当拉力等于2N时，加速度等于零，拉力大于2N时才有加速度，故可判断出小车与木板间的滑动摩擦力为2N。

 
【分析】〔4〕实验要使拉力作为合力需要平衡摩擦力；由于有力传感器所以不能用满足质量要求；实验应该先接通电源后释放小车；利用逐差法可以求出加速度的表达式；利用图像截距可以求出滑动摩擦力的大小。

四、解答题

13.【解析】【分析】〔1〕当两个物块速度相等时；利用动量守恒定律结合机械能守恒定律可以求出弹簧的最大弹性势能；
〔2〕当两个物块别离时；利用动量守恒定律及能量守恒定律可以求出物块P的最小速度及物块Q的最大速度。

14.【解析】【分析】〔1〕滑块到达长木板过程中，利用摩擦力做功及动能定理可以求出滑块到达圆弧轨道后上升的最大高度；
〔2〕滑块上升和下落过程机械能守恒，利用机械能守恒定律可以求出滑块回到木板的速度大小，结合牛顿第二定律可以求出滑块和木板的加速度大小，利用滑块做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动；利用共速可以求出共速的时间；结合位移公式可以求出木板的最短长度；
〔3〕滑块与木板共速后，上升到左侧圆弧轨道后再次返回木板，利用动能定理可以求出刚开始产生的热量；利用再次返回到木板后再次到达共速，共速后一起运动一段距离后静止，利用动能定理可以求出小滑块与木板之间产生的热量。

15.【解析】【分析】〔1〕活塞下降过程，气体发生等温变化，利用理想气体的状态方程可以求出气体的压强；
〔2〕对气体进行加热，利用气体的等压变化可以求出气体末状态的温度。

16.【解析】【分析】〔1〕画出光线在三棱镜中折射的光线；利用几何关系可以求出折射角的大小；利用入射角和折射角可以求出折射率的大小；
〔2〕利用折射定律可以求出临界角的大小；进入判别光线在E点发生全反射；利用几何关系可以求出光线传播的路程，结合传播的速度可以求出传播的时间。