1、山东省济南市章丘一中2021届高三物理上学期期中试题（含解析）第卷（选择题）一、单项选择题：每小题只有一个选项符合题目要求1. 如图所示，相同的两辆汽车在相同的牵引力作用下以相同的速度做匀速直线运动，两车装载的货物质量相同，装载方式不同根据图中所给信息和所学知识判断，下列得出的结论正确的是（）A. 力是维持物体运动的原因B. 物体只有一点受到重力作用C. 重力的方向总是垂直接触面向下的D. 物体重心的位置与物体的形状和质量分布有关【答案】D【解析】【分析】正确解答本题需要掌握：重力的产生，重心的物理意义，重心位置与质量分布和物体的形状有关，知道重力的方向是竖直向下的或者说与当地的水平面垂直。详
2、解】A使汽车前进的牵引力用来克服摩擦力，但力不是维持物体运动的原因，故A错误；B物体各部分都受重力作用，但可以认为物体各部分所受重力等效集中于一点，这点叫做重心，故B错误；C重力的方向是竖直向下的，不一定与接触面垂直，故C错误；D重心位置与质量分布和物体的形状有关，故D正确；故选D。【点睛】2. 四个质点做直线运动，运动图像如图所示（选项D中图像对应质点在时刻的速度为零），其对应的质点不能在末回到初位置的是（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】ABA、B是x-t图像，由图像可知，质点在0s、4s时位置坐标都是4m，故质点在4s末回到了初位置，故AB错误；Cv-t图像中图线与t轴
3、围成图形的面积表示位移，由图可知，04s位移为零，故质点4s末回到了初位置，故C错误；D是a-t图像，由图可知质点在02s沿负方向做加速度减小的变加速直线运动，24s沿负方向做加速度增大的变减速直线运动，4s末速度为零，离初位置最远，故质点在4s末不能回到初位置，故D正确。故选D。3. 电荷均匀分布的带电球体在球体外部产生的电场强度与位于球心处等电荷量的点电荷产生的电场强度相等已知地球所带的电荷量约为，地球的半径约为，静电力常量，若将地球视为一个均匀带电球体，则地球表面附近的电场强度大小约为（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】将地球产生的电场强度等效的看做地球球心处的一个带电
4、量为Q的点电荷在地面产生的电场强度，根据点电荷电场强度的表达式可知故B正确，ACD错误。故选B。4. 如图所示，有一个很大的圆形餐桌，水平桌面中间嵌着一个可绕中心轴O转动的圆盘，圆盘上A处放一质量为m的菜盘，B处放一个质量为的菜盘，圆盘正常运转，两菜盘均视为质点且不打滑下列说法正确的是（）A. 、两处菜盘的周期之比为2:1B. 、两处菜盘的向心加速度大小之比为4:1C. 、两处菜盘的线速度大小之比为2:1D. 、两处菜盘受到的静摩擦力大小之比为3:2【答案】C【解析】【详解】A. 、两处菜盘的周期之比为1:1，A错误；B. 、两处菜盘的向心加速度大小之比为B错误；C. 、两处菜盘的线速度大小之
5、比为C正确；D. 、两处菜盘受到的静摩擦力大小之比为D错误故选C。5. 以大小为的速度水平抛出一物体，不计空气阻力，在物体落地前，当物体到抛出点的水平距离为其到抛出点的竖直距离的两倍时，物体的速度大小为（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】平抛运动的水平位移竖直方向的位移竖直方向速度由题意所以故A正确,BCD错误。故选A。6. 火星是地球的近邻，曾经有过和地球相似的环境，即使是现在，火星的地表下也有可能存在生命。为了揭开谜团，人类对火星进行了一次又一次的探索。若火星的密度为半径为，引力常量为，则在火星表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的线速度大小为（）A B. C. D. 【答案】
6、D【解析】【详解】因万有引力充当向心力，有得火星表面附近沿圆轨道绕其运动得卫星的线速度大小为故ABC错误，D正确。故选D。7. 如图所示，用两根绝缘细线将两个小球悬挂在天花板下方，甲球带正电，乙球带负电。且两球的电荷量相同。若两球间的库仑力远小于乙球受到的重力，且两根线都处于绷紧状态，现在天花板下方足够大的范围内加一水平向左的匀强电场，则在下列四幅图中，能表示系统平衡状态的是（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】小球乙只受重力，绳子拉力和电场力作用；重力方向竖直向下，乙球带负电，故受到的电场力水平向右，那么由受力平衡可得：绳子对球乙的拉力斜向左上方，故球乙在球甲右下侧；将球甲，
7、球乙及两球之间的绳子当成一个整体，那么整体只受重力、电场力和上面一段绳子的拉力作用；又有两球所带电荷量之和为零，故电场力为零，又有重力方向竖直向下；那么由受力平衡可得：上面一段绳子对球甲的拉力竖直向上，故绳子处于竖直状态。故B正确，ACD错误；故选B。8. 光滑绝缘的水平桌面上有一个正方形区域abcd，e点是ab边的中点。在顶点b处固定一个电荷量为Q的点电荷，一质量为m、电荷量为q的带电小球（视为点电荷），从c点沿cd边以速度v0开始运动，恰好沿圆周通过a点。下列说法正确的是（）A. 小球运动过程中，其机械能增大B. 若小球从a点沿ad方向以速度v0开始运动，则小球能到达c点C. 若小球从c点
8、沿cd边以速度2v0开始运动，则小球在正方形区域内运动过程中电势能减小D. 若仅使小球的电性变得和原来相反，且从c点沿cd边以速度v0开始运动，则小球可能从e点离开正方形区域【答案】B【解析】【详解】A根据题意可知支持力和电场力做功都为零，所以小球运动过程中，其机械能守恒，故A错误；B从c到a做圆周运动，库仑力提供向心力，若从a点仍以v0入射，向心力与库仑力不变，所以仍可以做圆周运动到c点，故B正确；C若小球从c点沿cd边以速度2v0开始运动，所需的向心力增大，小球将做离心运动，电场力做负功，电势能将增加，故C错误；D若仅使小球的电性变得和原来相反，小球受到排斥力，将会向cd上方偏转，故D错误
9、。故选B。二、多项选择题：每小题有多个选项符合题目要求9. 一潜水器潜水过程中水平方向的速度（）竖直方向的速度（）与时间的关系图像如图所示下列说法正确的是（）A. 在时间内，潜水器做曲线运动B. 在时刻，潜水器下潜的深度最大C. 在时间内，潜水器做匀变速运动D. 在时间内，潜水器受到的合力沿水平方向【答案】AC【解析】【详解】A由图可知在时间内，潜水器初速度为水平正方向，加速度情况：水平方向分加速度水平负方向，竖直方向分加速度竖直正方向，合加速度与初速度不共线，则潜水器做曲线运动。故A正确；B由第二幅图可知，时刻竖直方向速度的方向没有改变，之后继续下潜，此时不是最大深度。故B错误；C由图可知，
10、在时间内，潜水器加速度为定值，所以做匀变速运动。故C正确；D在时间内，潜水器加速度沿竖直负方向，所以受到的合力不沿水平方向。故D错误。故选AC。10. 如图所示，一长薄木板（厚度不计）静置于足够大的光滑水平面上，一滑块（视为质点）以某一初速度从长木板的一端开始沿长木板运动已知长木板的质量大于滑块的质量，则从滑块滑上长木板开始计时，滑块与长木板运动的速度-时间图像（图像）可能为（）A. B. C. D. 【答案】AC【解析】【详解】在图像中，斜率的绝对值表示加速度的大小，由于长木板的质量大于滑块的质量，两个物体所受的合力就是他们之间的摩擦力，根据牛顿第二定律可知长木板的加速度小于滑块的加速度，即
11、在图像中，长木板的斜率较小。若滑块最终没有离开木板，最终两者速度相等，A正确，B错误；若滑块最终滑离长木板，最终滑块的速度大于长木板的速度，C正确，D错误。故选AC。11. 如图所示，在倾角为的足够大的固定斜面上，一长度为的轻杆一端可绕斜面上的点自由转动，另一端连着一质量为的小球（视为质点）。现使小球从最低点以速率开始在斜面上做圆周运动，通过最高点。重力加速度大小为，轻杆与斜面平行，不计一切摩擦下列说法正确的是（）A. 小球通过点时的最小速度为B. 小球通过点时所受轻杆的作用力大小为C. 小球通过点时的速度越大，此时斜面对小球的支持力越大D. 若小球以的速率通过点时突然脱落而离开轻杆，则小球到
12、达与点等高处时与点间的距离为【答案】BD【解析】【分析】小球能在斜面上做完整的圆周运动，结合向心力分析运动的可能；小球运动到B点时突然脱落而离开轻杆后，做类似平抛运动。【详解】A杆可以为小球提供支持力，所以小球经过最高点B时的速度只需要大于零即可，故A错误；B小球在A点速度重力、斜面的支持力以及杆的拉力，沿斜面得方向可得故B正确；C斜面对小球的支持力始终等于重力沿垂直于斜面方向的分量，与小球的速度无关，故C错误；D若小球以的速率通过B点时突然脱落而离开轻杆，则小球在斜面上作类平抛运动，在平行于底边方向做匀速运动，在垂直于底边方向做初速为零的匀加速度运动，故沿斜面方向其中联立解得即到达与A点等高
13、处时与A点间距离为2L，故D正确；故选BD。12. 如图所示，固定粗糙斜面的长度为、倾角为，顶端处有一轻小定滑轮。跨过滑轮的轻绳一端与质量为的小物块相连，另一端与水平面上的小车相连；滑轮右侧轻绳与斜面平行，左侧竖直轻绳的长度为。小车水平向左运动，使物块在轻绳的牵引下沿斜面向上由静止开始做匀加速直线运动，从底端到达处所用的时间为。下列说法正确的是（）A. 在该过程中，合力对物块做的功等于物块重力势能的增加量与动能的增加量之和B. 在该过程中，轻绳对物块做的功大于物块机械能的增加量C. 物块到达斜面中点时的速度大小为D. 物块刚到达处时，小车的速度大小为【答案】BC【解析】【详解】A根据动能定理可
14、知，在该过程中，合力对物块做的功等于物块动能的增加量之和故A错误；B根据功能关系，可知式中摩擦力做负功，所以轻绳对物块做的功大于物块机械能的增加量，故B正确；C物块由静止开始做匀加速直线运动，则联立求解故C正确；D物块刚到达处时，由速度时间关系可知代入数据，可得故D错误。故选BC。第卷（非选择题）三、非选择题13. 某同学利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，图中斜面光滑，在斜面上处装有图乙所示的光电门，从斜面上到光电门的高度为处的点将装有挡光条（宽度为，已经标出，不需测量）的滑块由静止释放；读出挡光条通过光电门的时间为；改变滑块释放的位置（、），重复步骤和步骤。(1)实验中，除已提及的器材外，
15、还需要的器材是_（选填器材前的字母）。A天平 B毫米刻度尺 C秒表 D打点计时器(2)已知当地的重力加速度大小为，若滑块沿斜面下滑的过程中满足_，则该过程中滑块的机械能守恒。(3)若滑块与斜面间的摩擦不可忽略，则滑块沿斜面下滑的过程中重力势能的减少量_（选填“大于”、“小于”或“等于”）滑块动能的增加量。【答案】 (1). B (2). 或 (3). 大于【解析】【详解】(1)1因本实验需要验证其中即验证故还需要毫米刻度尺测量释放点与光电门的高度差，不需要测量质量，故不需要天平，不需要记录滑块运动过程的时间，故不需要打点计时器，滑块通过光电门的时间直接由光电门测量，故也不需要秒表，故选B。(2
16、)2由(1)可知，需验证(3)3因滑块与斜面间的摩擦不可忽略，有机械能损失，故滑块沿斜面下滑的过程中重力势能的减少量大于滑块动能的增加量。14. 某实验小组利用如图所示装置探究加速度与力的关系，打点计时器接频率为的交流电源他们正确安装实验装置并平衡摩擦力后，通过在小车上增加砝码改变小车的质量进行了多次实验，并用计算机软件拟合出多条图线。（1）某次实验打出了如图所示的纸带（部分）相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出在、六个点中，打点计时器最先打出的是_点；当打点计时器打点时，小车的速度大小为_（结果保留三位有效数字）；小车的加速度大小为_（结果保留三位有效数字）；（2）实验中发现用计算机生成的
17、每条图线与纵轴的交点均在坐标原点的上方，图线的截距均不为零的原因是_。【答案】 (1). F (2). 0.708 (3). 1.65 (4). 平衡摩擦力过度（或木板的倾角过大）【解析】【详解】(1)1由于物体做加速运动，相同时间内走过的距离会越来越大，因此打点计时器最先打出的点是F。2由于相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出，因此计数点之间的时间间隔为跟据平均速度等于该时间段中间时刻的瞬时速度，得3由逐差法，得(2)4实验中发现用计算机生成的每条图线与纵轴的交点均在坐标原点的上方，图线的截距均不为零的原因是平衡摩擦力过度（或木板的倾角过大）。15. 某极限运动员乘气球升至距地面的高空后由
18、静止跳下，到达距地面的高度处时，运动员打开降落伞并成功落地，取重力加速度大小。（1）若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落至距地面的高度处所需的时间；（2）实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，物体高速运动时所受阻力的大小可近似表示为，其中为速率，为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关已知该运动员在某段时间内高速下落的图像如图所示，该运动员和所带装备的总质量，求该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数（结果保留一位有效数字）【答案】(1)80s；(2)0.01kg/m【解析】【详解】(1)根据匀变速直线运动的规律有解得(2)该运动员达到最大速度时，加速度为零，根据物体
19、的平衡条件有由所给的图像可知解得16. 汽车行业正在飞速发展，同时违章行驶也给社会带来不利影响一辆值勤的警车停在平直的公路边，当警员发现从他旁边以大小的速度匀速行驶的货车有违章行为时，决定前去追赶，经时间后警车发动起来，并以加速度大小的加速度做匀加速直线运动已知警车能达到的最大速度，达到最大速度后以该速度做匀速直线运动，求从警车发动到警车追上货车所用的时间【答案】32.5s【解析】【详解】警车发动后做匀加速直线运动的时间为从警员发现货车至警车达到最大速度的过程中，货车和警车的位移大小分别为故警车达到最大速度时尚未追上货车，且此时两车的距离为设警车达到最大速度后再用时间追上货车，有解得17. 如
20、图所示，在方向水平向左的匀强电场中，有一内表面绝缘粗糙且内径很小的固定圆弧管道BC,其圆心O在水平地面上，竖直半径OC=R，地面上A点与B点的连线与地面的夹角=37一质量为m、电荷量为q的小球(可视为质点)从地面上的A点以大小 (g为重力加速度大小)的速度沿AB方向运动，并恰好无碰撞地从管口B进入管道BC,到达管口C时恰好与管道间无作用力取sin37=0.6,cos370=0.8求：(1)该匀强电场的电场强度大小E以及小球到达管口 B时的速度大小v2;(2)小球通过管道的过程中克服摩擦力做的功W克f(3)小球从管口 C飞出后落到地面前向右的最大位移xm【答案】(1) (2) (3)【解析】（1
21、）由于小球做直线运动.经分析可知小球带正电，且，解得： 由于小球恰好无碰撞地从管口B迸人管道所以AB丄OB.对小球从A点运动到B点的过程，由动能定理，得 （2）小球到达管C时，重力提供向心力，设此时小球的速度大小为：对小球在管道BC中运动的过程，根据动能定理，解得：（3）小球从管口C飞出后，在水平方向上做类竖直上抛运动，竖直方向上做自由落体运动， 且水平方向上的加速度大小为设小球沿水平方向的速度为零时尚未落地.小球从管口C飞出到水平速度为零的过程中运动的水平距离为，所用时间为，则：设小球在空中运动的总时间为t，有，解得由于，说明小球从管口C飞出后经时间尚未落地.故：18. 如图所示，在水平直轨
22、道上竖直放置一半径的圆形光滑轨道和细管弯成两个半圆组成的反“S”形光滑轨道，其半径两轨道最低点B、D相距间铺设特殊材料，其动摩擦因数（表示DB上一点到B的距离）一个质量为可视为质点的小球P从倾角动摩擦因数的斜面上静止滑下，经A点无能量损失进入长度、动摩擦因数也为的AB直轨道，然后冲上圆形轨道表示小球P到水平轨道的高度，圆形轨道最低点B处人、出口靠近且相互错开，不计空气阻力提示：可以用图像下的“面积”代表力F做的功（1）若小球P恰好通过圆形轨道最高点C，求小球在B点对轨道的压力大小；（2）调整释放高度，使小球P以速度通过C点，求小球P离开反“S”形轨道最高点E后第一次落到水平直轨道上离E点水平位
23、移大小；（3）要使小球P能进入圆形轨道而不脱离，且停在水平轨道AD段上，求与的关系（为小球停在AD水平轨道上到B的距离）【答案】（1）；（2）；（3）停AB上时，停BD上时【解析】【详解】（1）小球P恰好通过圆形轨道最高点C点，则有解得根据机械能守恒解得在B点根据解得 根据牛顿第三定律，小球在B点对轨道的压力大小（2）小球在BD轨道上受到的摩擦力的取值范围为，则摩擦力的范围是，和的关系图像如图则小球在BD上摩擦力做的功为小球从C点到E点的过程解得根据解得做平抛运动的时间第一次落到水平直轨道上离E点的水平位移解得（3）小球运动到圆的左侧和圆心同一高度时滑下，然后进入AB轨道上停止解得小球做了一个完整的圆周运动最后进入到BD上最后停止解得
