1、山东省济南市第一中学2021届高三物理上学期期中试题（含解析）说明:本试卷满分100分，时间90分钟。分为第I卷（选择题）和第II卷（综合题）两部分，请将答案按要求写在答题纸指定位置。第I卷（选择题，共40分注意事项:1.答卷前，考生务必将自已的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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. 在城
2、市车流量大、多路口交汇的地方常设置环岛交通设施，需要通过路口的车辆都按照逆时针方向行进，有效减少了交通事故的发生。假设环岛路为圆形，车道的最大转弯半径为72m；汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.8倍。g取10m/s2，当汽车匀速率通过环形路段时，则汽车的运动（）A. 最大速度不能超过24m/sB. 所受的合力为零C. 一定受到恒定的合外力作用D. 受重力、弹力、摩擦力和向心力的作用【答案】A【解析】【详解】A对汽车，静摩擦力提供向心力，故当摩擦力最大时，速度最大解得故A正确；BCD汽车做圆周运动，受到重力，支持力和摩擦力，合力提供向心力，故所受的合力一定不为0，故B、C、D错误；故选A。2.
3、 如图所示，用甲、乙两根筷子夹一个小球，甲倾斜，乙始终竖直。在竖直平面内，甲与竖直方向的夹角为，筷子与小球间的摩擦很小，可以忽略不计。小球质量一定，随着缓慢减小，小球始终保持静止，则下列说法正确的是（）A. 筷子甲对小球的弹力变小B. 筷子乙对小球的弹力不变C. 两根筷子对小球的弹力均增大D. 两根筷子对小球的合力将增大【答案】C【解析】【详解】ABC对小球受力分析如图根据平衡条件可知，解得，随着减小，F1，F2都在增大，故AB错误，C正确；D由于小球处于静止状态，两只筷子对小球的合力等于小球的重力，故一直不变，故D错误。故选C。3. A、B两小车在同一直线上运动，它们运动的位移s随时间t变化
4、的关系如图所示，已知A车的s-t图象为抛物线的一部分，第7s末图象处于最高点，B车的图象为直线，则下列说法正确的是（ ）A. A车的初速度为7m/sB. A车的加速度大小为2m/s2C. A车减速过程运动的位移大小为50mD. 10s末两车相遇时，B车速度较大【答案】B【解析】【详解】ABA车做匀变速直线运动，设A车的初速度为，加速度大小为，由图可知时，速度为零，由运动学公式可得：根据图象和运动学公式可知时的位移为：联立解得，故选项B正确，A错误；CA车减速过程运动的位移大小为，故选项C错误；D位移时间图象的斜率等于速度，10s末两车相遇时B车的速度大小为：A车的速度为：两车的速度大小相等，故
5、选项D错误。故选B。4. 图甲是某人站在接有传感器的力板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心。图乙是力板所受压力随时间变化的图象，取重力加速度g10m/s2。根据图象分析可知（）A. 人的重力可由b点读出，约为300NB. b到c的过程中，人先处于超重状态再处于失重状态C. 人在双脚离开力板的过程中，处于完全失重状态D. 人在b点对应时刻的加速度大于在c点对应时刻的加速度【答案】C【解析】【详解】A开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力约为900N，人的重力也约为900N，故A错误；B当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；当物
6、体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度；b到c的过程中，人先处于失重状态再处于超重状态，故B错误；C双脚离开力板的过程中只受重力的作用，处于完全失重状态，故C正确；Db点弹力与重力的差值要小于c点弹力与重力的差值，则人在b点的加速度要小于在c点的加速度，故D错误；故选C。5. 如图所示，在某次排球比赛中，一运动员将排球从A点水平击出，排球击中D点：另一运动员将该排球从位于A点正下方且与D点等高的B点斜向上击出，最高点为C，排球也击中D点，A、C高度相同。不计空气阻力下列说法正确的有（）A. 两个过程中，排球的飞行时间相等B. 后一个过程中，排球击中D点时
7、速度较大C. 两个过程中，运动员对排球所做功可能相等D. 后一个过程中，排球击中D点时重力做功的瞬时功率较大【答案】C【解析】【详解】AB由于从AB两点发出的球都能到达D点，B球从C到地面竖直方向做自由落体运动，根据竖直方向的运动可知tB=2tAvyA=vyB由于水平方向的位移相同，根据可知vA水vB水根据速度的合成可知，A抛出时的速度vA0=vA水，A落到D点时的速度B落到D点时的速度故两过程中，后一个过程中，排球击中D点时速度较小，故AB错误；C第一个过程中对排球做功第二个过程中对排球做功 因为vA水vB水，可知W1可能等于W2，选项C正确；D由于竖直方向做的是自由落体运动，下落的高度相同
8、，故落地时竖直方向的速度相同，vyA=vyB则重力的瞬时功率P=mgvy相同，故D错误；故选C。6. 如图所示为一种修正带，其核心结构包括大小两个齿轮、压嘴座等部件，大小两个齿轮是分别嵌合于大小轴孔中的并且齿轮相互吻合良好，a、b点分别位于大小齿轮的边缘且Ra：Rb3：2，c点位于大齿轮的半径中点，当纸带以速度v匀速走动时b、c点的向心加速度之比是（）A. 1：3B. 2：3C. 3：1D. 3：2【答案】C【解析】【详解】a、b属于齿轮传动，有线速度相等，即va=vb，因为Ra：Rb3：2，由可知又因为a、c属于同轴传动，它们具有共同的角速度，故，当纸带以速度v匀速走动时b、c点的向心加速度
9、之比故选C。7. 如图所示，A、B两个圆环套在粗细均匀的光滑水平直杆上，用绕过固定在竖直杆上光滑定滑轮的细线连接，现让水平杆随竖直杆匀速转动，稳定时，连接A、B的细线与竖直方向的夹角分别为和，已知A和B的质量分别为m1和m2，则的值是（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】设细线的拉力为F，滑轮到水平杆的距离为h，对A根据牛顿第二定律有对于B根据牛顿第二定律有解得故A正确，BCD错误。故选A。8. 如图所示，带电小球A用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，电场的电场强度为E，将带电小球B固定在匀强电场中，A、B间的距离为r，连线与水平方向的夹角为37，悬挂小球A的悬线刚好竖直，
10、不计小球的大小，静电力常量为k，sin 37=0.6，cos 370. 8，则下列说法正确的是A. 小球A一定带正电B. 小球A和B一定带异种电荷C. 小球A的带电量为D. 小球B的带电量为【答案】D【解析】【详解】AB.根据平衡可知，若A带正电，则B球带负电.若A球带负电，则B球也带负电，因此小球A和B带电电性不确定，故AB错误;CD由题意知，则因此A的带电量无法确定，故C错误D正确.二、多项选择题:本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9. 2020年7月23日，中国“天问一号”探测器发射升空，成功进入预定轨道
11、，开启了火星探测之旅，迈出了我国自主开展行星探测的第一步。如图所示，“天问一号”被火星捕获之后，需要在近火星点P变速，进入环绕火星的椭圆轨道。则关于“天问一号”，下列说法中正确的是（） A. 由轨道进入轨道需要在P点加速B. 在轨道上经过P点时的加速度大于在轨道上经过P点时的加速度C. 在轨道上运行周期大于在轨道上运行周期D. 在轨道上运行时的机械能大于在轨道上运行时的机械能【答案】CD【解析】【详解】A由轨道进入轨道需要在P点减速，故A错误；B在轨道上经过P点时的加速度等于在轨道上经过P点时的加速度，都是由万有引力提供向心力，故B错误；C根据万有引力提供向心力，有解得因为轨道的半径大于轨道的
12、半径，所以在轨道上运行周期大于在轨道上运行周期，故C正确；D从轨道变到轨道需要减速，所以在轨道上运行时的机械能大于在轨道上运行时的机械能，故D正确。故选CD。10. 如图所示，右端带有固定挡板的小车静止在光滑水平面上，物块放在车上，用轻弹簧与挡板相连，弹簧处干原长，给小车施加向右的拉力F，使拉力F从零开始不断增大，则弹簧的弹力大小和平板车对物块的摩擦力f大小随F变化图像，正确的是（ ）A. B. C D. 【答案】AD【解析】【详解】AB设物块的质量为m，车的质量为M，物块没有发生滑动时，对于整体，根据牛顿第二定律得此时弹簧的弹力为0，摩擦力发生滑动后，摩擦力等于滑动摩擦，大小不变，故B错误，
13、A正确；CD物块没有发生滑动时，弹簧的弹力为0，当物块滑动后，摩擦力大小不变，对于物块m，根据牛顿第二定律解得故C错误，D正确。故选AD。11. 某静电场在x轴正半轴上的电势随x变化的关系如图所示，则（）A. x1处跟x2处的电场强度方向相同B. x1处跟x2处的电场强度大小相等C. 若把带正电的粒子从x1处移到x2处，电场力先做正功再做负功D. 同一个带正电的粒子在R处具有的电势能小于x2在处的电势能【答案】A【解析】【详解】Ax1和x2处的斜率都是负值，说明场强方向相同，故A正确；Bx1处的斜率大于x2处的斜率，说明x1处的电场强度大于x2处的电场强度，故B错误；C从x1处到x2处，电势逐
14、渐降低，则移动正电荷，电场力一直做正功，电势能一直减小，故C错误；D根据Ep=q可知，正电荷在R处具有的电势能为零，在x2处的电势小于零，所以正电荷在此具有的电势能小于零，电势能为标量，正负号表示大小，所以同一个带正电荷的粒子在R处具有的电势能大于在x2处的电势能，故D错误。故选A。12. 如图所示，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有质量为的物块，系统处于静止状态，此时弹簧的压缩量为。现用一竖直向上的力使物块向上运动，表示物块离开初始位置的位移，拉力随变化图像如图所示，其斜率为弹簧的劲度系数，则下列说法正确的是（）A. 物块向上做匀加速直线运动B. 物块刚开始运动的瞬间加速度为C. 物块向
15、上运动的过程中，弹簧与物块整体机械能守恒D. 当弹簧恢复原长的瞬间，物块的速度【答案】AD【解析】【详解】B最开始处于平衡状态施加向上拉力，物块刚开始运动的瞬间解得故B错误A物块向上运动的过程中即由图可知解得，加速度为加速度为定值，即向上做匀加速直线运动，故A正确；C物块向上运动的过程中，将物块与弹簧看成整体，拉力对物体做正功，整体机械能增加，故C错误；D由题意可知，弹力做功图像如图所示，弹簧弹力做的功即为所围成图形的面积以物块为研究对象，拉力做的功即为围成图形的面积，由动能定理可知又因为解得故D正确。故选AD。第II卷（综合题，共60分）三、非选择题:本题共6小题，共60分。13. 某同学利
16、用打点计时器研究小车做变速直线运动的实验，得到如图所示的一条纸带，在纸带上依次取了A、B、C、D、E、F、G七个计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，从每一个计数点处将纸带剪开分成六条，分别为a、b、c、d、e、f，将这六条纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中，得到如图所示的直方图，最后将各纸带上端中心连起来，得到表示v-t关系的图象。已知打点计时器的工作频率为50Hz，为表示关系，图中x轴对应物理量是时间t，y轴对应物理量是速度v。(1)图中各纸带上端中心连线是一条倾斜的直线，由此可以判断小车做的是_运动。(2)如图所示，图中t4为_s。(3)在纸带未剪断时，量出相邻的计数点
17、之间的距离分别为xAB=2.12cm、xBC=2.51cm、xCD=2.91cm、xDE=3.31cm、xEF=3.70cm、xFG=4.11cm，则小车的加速度大小a=_m/s2（计算结果保留两位有效数字）。【答案】 (1). 匀加速直线 (2). 0.35 (3). 0.40【解析】【详解】(1) 1纸带上端中心连线是一条倾斜的直线，说明相邻相等时间内的位移差相等，由此可以判断小车做的是匀加速直线运动。(2) 2图中(3)3根据逐差法可求出加速度为14. 某同学为测定当地重力加速度，设计如图中所示实验。(1)将宽度为的遮光条固定在小车上，测得小车和遮光条的总质量为，将右端固定有定滑轮的长木
18、板左端垫高。使小车能够在长木板上匀速滑下；(2)细线平行于木板平而且跨过滑轮，一端与小车相连，另一端挂上6个钩码，已知每个钩码的质量为，且恰好有；(3)将小车从距离光电门为处由静止释放，读出遮光条通过光电门的挡光时间，则遮光条通过光电门时小车的速度_，小车的加速度_；(4)接着每次实验时取下一个悬挂的钩码放到小车里，再从同一位置由静止释放小车，记录悬挂钩码的个数，测得每次遮光片通过光电门的挡光时间为，测出多组数据，并绘出图象如图乙所示，已知图线斜率为，则当地重力加速度_（用字母、表示）。【答案】 (1). (2). (3). 【解析】【详解】(3)1遮光条通过光电门时小车的速度2由速度位移公式
19、得，小车的加速度为(4)3小车通过光电门的速度根据v2=2ax得由牛顿第二定律有解得则有得15. 热气球为了便于调节运动状态，需要携带压舱物，某热气球科学考察结束后正以大小为的速度匀速下降，热气球的总质量为M，当热气球离地某一高度时，释放质量为M的压舱物，结果热气球到达地面时的速度恰好为零，整个过程中空气对热气球作用力不变，忽略空气对压舱物的阻力，重力加速度为g，求:（1）释放压舱物时气球离地的高度h;（2）热气球与压舱物到达地面的时间差.【答案】（1） （2）【解析】【详解】(1)由题意知F浮=Mg 释放压舱物后： 即热气球向下做匀减运动的加速度大小为：由于热气球到地面时速度刚好为零，则(2
20、)设压舱物落地所用时间为t1，根据运动学公式有： 解得：设热气球匀减速到地面所用时间为t2 ，则 解得：因此两者到达地面所用时间差为：16. 如图所示，一质量为m的小物块，以v015m/s的速度向右沿水平面运动12.5m后，冲上倾斜角为37o的斜面，若物块与水平面及斜面的动摩擦因数均为0.5，斜面足够长，物块从水平面到斜面的连接处无能量损失求（1）物块在斜面上能达到的最大高度；（2）物块在斜面上运动所需的时间（g=10 m/s2，sin37o=0.6，cos37o =0.8）【答案】（1）3m（2）3.2s【解析】【分析】（1）物体在水平面上做匀减速运动，然后滑上斜面做减速运动，根据牛顿第二定
21、律求解在水平面和斜面上的加速度，根据运动公式求解物块在斜面上能达到的最大高度；（2）物块滑上斜面最高点后继续向下滑动，根据牛顿第二定律结合运动公式求解物块在斜面上运动所需的时间.【详解】（1）小物块在水平面上： 解得：小物块在斜面上向上运动： 可解得： 所以： 小物块在斜面上向上运动时间：小物块在最高点时： 所以物块会匀加速下滑 加速度向下匀加速运动时间： 解得：小物块在斜面上运动所需时间为：【点睛】此题是典型的牛顿第二定律应用问题，关键是求解在每个阶段的物块的加速度，联系运动公式求解.17. 如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，小车的左端为半径R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道AB，AB
22、的最低点B与小车的上表面相切。现小车的左侧靠在竖直墙壁上，可视为质点的物块从A点正上方H=0.25m处无初速度下落，恰好落入小车圆弧轨道，并沿圆弧轨道滑下最终小车与物块一起运动。已知小车的质量为M=5kg，物块的质量为m=1kg，物块与小车水平部分间的动摩擦因数= 0.5，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失，重力加速度g=10m/s2。求：（1）物块到达圆弧轨道最低点B点时的速度vB的大小及轨道对它支持力FN的大小；（2）物块和小车最终速度v的大小及此过程产生的热量Q；（3）物块最终距离B点的距离x。【答案】(1)3m/s，55N(2)0.5m/s，3.75J(3)0.75m【解析】
23、【详解】(1)从物块开始下落到物块到达B点过程，由机械能守恒定律得mg（H+R）=代入数据解得vB=3m/s在B点，由牛顿第二定律得FN-mg =m得FN=55N(2)小车离开墙壁后小车与物块组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得mvB=（M+m）v解得v=0.5m/s由能量守恒定律得- =Q得Q=3.75J(3)系统产生的热量Q=fx=mgx得x=0.75m18. 如图所示，长为3L的轻杆左端套在固定的水平转轴O上，右端连接有质量为M的小球A，绕过两个光滑定滑轮C、D的细线一端连接A球，另一端连接B球，开始时轻杆水平，C、A间的细线竖直且长度为L，由静止释放A球，当A球运动到最
24、低点时，速度刚好为零，重力加速度为g，BD段细线足够长。轻杆与水平转轴间无摩擦，求：(1) B球的质量：(2)释放A球的瞬间，A球的加速度大小；(3)若改变B球的质量，使A球由静止释放时的加速度大小为g，则A球运动到最低点时速度多大？【答案】(1)M；(2)g；(3)5【解析】【详解】（1）当A球运动到最低点时，由几何关系可知，B球上升的高度设小球B的质量为m，根据机械能守恒定律有解得（2）设刚释放A球时的加速度a，对A研究对B研究解得（3）设改变后B球的质量为，根据题意有解得设A球运动到最低点时细线与水平方向的夹角为，根据几何关系设A球运动到最低点时的速度大小为，B球的速度大小为，则根据机械能守恒解得