1、天津市和平区第一中学2021届高三物理上学期摸底考试题（含解析）本试卷分为第I卷（选择题）、第II卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。第I卷1至4页，第II卷 1页。考生务必将答案涂写规定的位置上，答在试卷上的无效。祝各位考生考试顺利!第I卷一、单项选择题1. 甲、乙两质点在一直线上做匀加速直线运动vt图象如图所示，在3s末两质点在途中相遇，两质点出发点间的距离是（ ）A. 甲在乙之前2mB. 乙在甲之前2mC. 乙在甲之前4mD. 甲在乙之前4m【答案】D【解析】【详解】根据速度图象与坐标轴所围“面积”大小等于位移，得3s内甲的位移为m乙的位移为m由于3s末两质点在途中相遇，
2、则两质点出发点间的距离是m即甲在乙之前4m，D正确，ABC错误。故选D。【点睛】本题一要掌握速度图象与坐标轴所围“面积”大小等于位移，二是抓住两质点出发点的距离与两位移的关系，即可求解2. 如图所示，两个相同的固定斜面上分別放有一个处于静止的三角形木块A、B，它们的质量相等。A木块左侧面沿竖直方向，B木块左侧面垂直于斜面，在两斜面上分别放上一个相同的光滑球后，木块仍保持静止，则放上球后（）A. A木块受到的摩擦力等于B木块受到的摩擦力B. A木块受到的摩擦力小于B木块受到的摩擦力C. A木块对斜面的压力等于B木块对斜面的压力D. A木块对斜面的压力大于B木块对斜面的压力【答案】A【解析】【详解
3、】设小球的质量为m，A、B的质量为M，斜面的倾角为以小球与A整体为研究对象，由平衡条件可得：A木块受到的摩擦力 fA=（M+m）gsin；同理，以小球与B整体为研究对象，得到B木块受到的摩擦力 fB=（M+m）gsin，则fA=fB故A正确，B错误以A为研究对象，分析受力，如图所示，由平衡条件得：斜面对A的支持力 NA=Mgcos-N1sin；以B为研究对象，分析受力，由平衡条件得：斜面对B的支持力 NB=Mgcos，则得 NANB由牛顿第三定律可知，A木块对斜面的压力小于B木块对斜面的压力故CD错误故选A点睛：本题一要灵活选择研究对象，二要灵活选择研究方法，本题采用整体法和隔离法相结合研究，
4、比较简便3. 甲、乙两人用绳aO和bO通过装在P楼和Q楼楼顶的定滑轮，将质量为m的物块由O点沿Oa直线缓慢地向上提升，如图所示aOb为锐角。则在物块由O点沿Oa直线缓慢上升过程中，以下判断正确的是（）A. aO绳和bO绳中的弹力逐渐减小B. aO绳和bO绳中的弹力逐渐增大C. aO绳中的弹力一直增大，bO绳中的弹力先减小后增大D. aO绳中的弹力先减小后增大，bO绳中的弹力一直增大【答案】C【解析】【详解】以物块为研究对象，分析受力情况：重力G、bO的拉力F和绳子aO的拉力T，由平衡条件得知，F和T的合力与G大小相等、方向相反，当将物体点向上缓慢移动，aO绳方向不变则T方向不变，bO绳绕O点逆
5、时针转动，作出三个转动过程三个位置力的合成图如图所示：由3到2到1的过程，由图可以看出aO绳拉力T一直变大，bO绳弹力F先减小后变大。故选C。4. 如图，公共汽车沿水平面向右做匀变速直线运动，小球A用细线悬挂车顶上，质量为m的一位中学生手握固定于车厢顶部的扶杆，始终相对于汽车静止地站在车箱底板上，学生鞋底与公共汽车间的动摩擦因数为，若某时刻观察到细线偏离竖直方向角（取=60），则此刻公共汽车对学生产生的作用力的大小和方向为（）A. 大小等于mg，方向水平向左B. 大小等于mg，方向竖直向上C. 大小大于，方向水平向左D. 大小大于，方向斜向左上方【答案】D【解析】【详解】分别对小球由牛顿第二定
6、律得解得对学生水平方向和竖直方向解得方向斜向左上方 所以D正确，ABC错误。故选D。5. 沿直线做匀变速运动的一列火车和一辆汽车的速度分别为v1和v2，v1、v2在各个时刻的大小如表所示，从表中数据可以看出（）t/s01234v1/(ms-1)18.017.517.016.5160v2/(ms-1)9.811.012.213.414.6A. 火车的速度变化较慢B. 汽车的加速度较小C. 火车的位移在减小D. 汽车的速度增加得越来越慢【答案】A【解析】【详解】AB火车的加速度为汽车的加速度为汽车的加速度较大，火车的加速度较小，可知火车速度变化较慢，故A正确，B错误；C因为火车的速度一直为正值，速
7、度方向不变，则位移在增加，故C错误；D因为汽车做匀加速直线运动，加速度不变，单位时间内速度增加量相同，故D 错误。故选A。6. 如图，A、B、C三个小球质量均为m，A、B之间用一根没有弹性的轻质细绳连在一起，B、C之间用轻弹簧拴接，整个系统用细线悬挂在天花板上并且处于静止状态现将A上面的细线剪断，使A的上端失去拉力，则在剪断细线的瞬间，A、B、C三个小球的加速度分别是()A. 1.5g，1.5g，0B. g，2g，0C. g，g，gD. g，g,0【答案】A【解析】【详解】剪断细线前，由平衡条件可知上端的细线的拉力为，、之间细绳的拉力为，轻弹簧的拉力为，在剪断细线的瞬间，轻弹簧中拉力不变，小球
8、所受合外力为零，所以的加速度为零；、小球用一根没有弹性的轻质细绳连在一起，即将一起向下运动，整体受到二者重力和轻弹簧向下的拉力，由牛顿第二定律可得，解得，故选项A正确，B、C、D错误7. 2020年7月31日上午10时30分，北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式在人民大会堂举行，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通。北斗三号全球卫星导航系统组网的最后一颗卫星属于地球静止轨道卫星，即始终与地面上某位置保持相对静止，则可以判断该卫星入轨后（）A. 运行过程中可能经过北京正上方B. 运行速度不可能大于第一宇宙速度C. 距地面的高度跟卫星的质量有关D. 向
9、心加速度一定大于地面重力加速度【答案】B【解析】【详解】A地球静止轨道卫星即为地球同步卫星，其轨道位于赤道上方，不会经过北京上方，故A错误；B卫星运行速度不可能大于第一宇宙速度，故B正确；C距地面的高度跟卫星的质量无关，故C错误；D根据得可知，该卫星轨道大于地球半径，则该卫星加速度小于地球表面的向心加速度，即小于重力加速度，故D错误。故选B。8. 一列简谐横波在某均匀介质中沿x轴传播，从处的质点a开始振动时计时，图甲为时刻的波形图且质点a正沿y轴正方向运动，图乙为质点a的振动图象，则下列说法正确的是（）A. 该波的频率为2.5HzB. 该波的传播速度为200m/sC. 该波是沿x轴负方向传播的
10、D. 从时刻起，a、b、c三质点中c最先回到平衡位置【答案】B【解析】【详解】A由题图可知该波的周期为0.04s，频率故A错误；B该波的传播速度故B正确；Ca点在t0时刻速度方向沿y轴正方向，故波向x轴正方向传播，故C错误；D从t0时刻起，质点a沿y轴正方向运动，质点b沿y轴正方向运动，质点c沿y轴负方向运动，故质点b最先回到平衡位置，故D错误。故选B。二、多项选择题9. 小球a、b质量分别为m和2m，a从倾角的光滑斜面的顶端无初速度滑下，b从斜面等高初以v0平抛，比较a、b落地的运动过程，则（）A. 所用的时间相等B. 落地时速度相等C. b比a先落到地面D. a、b都做匀变速运动【答案】C
11、D【解析】【详解】ACD由题意可得a球做沿斜面向下的匀加速直线运动，加速度为设斜面高度为h，则a球下滑的位移为故有解之得，a球下滑的时间为而b球做平抛运动，加速度不变，即做匀变速曲线运动，且下落时间为故A错误，CD正确；B对a球，由动能定律得对b球，由动能定律得比较两式，可得，故B错误；故选CD。10. 2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭托举着中国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场点火升空。靠近火星时需要通过变轨过程逐渐靠近火星。已知引力常量为G，则下列说法正确的是（）A. “天问一号”的发射速度必须大于第二宇宙速度B. “天问一号”在轨道上的机械能大
12、于在轨道上的机械能C. “天问一号”在P点从轨道变轨到轨道，需要在P点朝速度方向喷气D. 若轨道贴近火星表面，已知“天问一号”在轨道上运动角速度，可以推知火星的密度【答案】ACD【解析】【详解】A“天问一号”要脱离地球的束缚，成为绕火星的卫星，则发射速度必须大于第二宇宙速度，故A正确；B“天问一号”从轨道I上P点变轨到轨道上的P点需要点火向后喷气加速，由于引力势能相等，则卫星在轨道上的机械能大于轨道上的机械能，故B错误；C“天问一号”在P点从轨道变轨到轨道，即从高轨道变轨到低轨道，需要向前喷气减速，故C正确；D轨道贴近火星表面，根据万有引力提供向心力，有根据密度公式联立可以求得火星的密度为故D
13、正确。故选ACD。11. 某娱乐项目中，参与者抛出一小球去撞击触发器，从而进入下一关现在将这个娱乐项目进行简化，假设参与者从触发器的正下方以速率v竖直上抛一小球，小球恰好击中触发器若参与者仍在刚才的抛出点，沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以速率v抛出小球，如图所示则小球能够击中触发器的可能是 )A. B. C. D. 【答案】CD【解析】【详解】竖直上抛时小球恰好击中触发器，则到达最高点的速度为零；A沿图A中轨道以速率v抛出小球，小球沿光滑圆弧内表面做圆周运动，到达最高点的速率应大于或等于，所以不能到达圆弧最高点，即不能击中触发器，选项A错误B沿图B中轨道以速率v抛出小球，小球沿光滑斜面
14、上滑一段后做斜抛运动，最高点具有水平方向的速度，所以也不能到达触发器的高度，即不能击中触发器，选项B错误CD图C及图D中小球在轨道最高点速度均可以为零，由机械能守恒定律可知小球能够击中触发器，选项CD正确12. 一单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则下列说法正确的是（）A. 此单摆的周期约为0.5sB. 此单摆的摆长约为1mC. 若摆长增加，共振曲线的峰将向左移动D. 若把该单摆从福建移到北京，要使其固有频率不变，应增加摆长【答案】BCD【解析】【详解】A单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等；当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，由题图知固有频率为0
15、.5Hz，周期为2s，故A错误；B由公可得故B正确；C若摆长增加，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动，故C正确；D该单摆从福建移到北京，重力加速度变大，要使其固有频率不变，需增加摆长，故D正确。故选BCD。第II卷三、填空实验题13. 如图所示，斜面倾角为45，从斜面上方A点处由静止释放一个质量为m=1kg的弹性小球，在B点处和斜面碰撞，碰撞后速度大小不变，方向变为水平，经过一段时间在C点再次与斜面碰撞。已知AB两点的高度差为h=3.2m，重力加速度为g，取g=10m/s2，不考虑空气阻力。小球在AB段运动过程中重力做功的平均功率P=_小球落到C点时速度的大小为_。【答案】 (1).
16、40W (2). 【解析】【详解】（1）小球下降过程中，做自由落体运动，落到斜面B点的速度为v，满足解得所以小球在AB段重力的平均功率（2）小球从B到C做平抛运动，设B到C的时间为t，竖直方向水平方向解得带入数据得C点的速度为。14. 用如图所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系。实验中，将一端带滑轮的长木板放在水平实验台上，实验小车通过轻细线跨过定滑轮与钩码相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为50Hz。在保持实验小车质量不变的情况下，放开钩码，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度a，改变钩码的个数，重复实验。（1）实验时，要求钩码的质量远小于小车的质量，这样做的目的是
17、_。A避免在小车运动过程中发生抖动B使小车获得较大的加速度C使细线的拉力等于小车受到的合外力D使小车最终能匀速运动E使纸带上点迹清晰，便于进行测量F使钩码重力近似等于细线的拉力（2）实验过程中打出的一条纸带如图，在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这个点上标明A，第六个点上标明B，第十一个点上标明C，第十六个点上标明D，第二十一个点上标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是测得AC的长度为12.26cm，CD的长度为6.60cm，DE的长度为6.90cm，则应用所有测得的数据，可计算得出小车运动的加速度a=_m/s2（结果保留两位有效数字）（3）根据实验测得的数据，以小车运动的加速度a为纵
18、轴，钩码的质量m为横轴，得到如图所示的a-m图像如图中图线A所示，现仅增大木板与水平方向夹角，得到的图像可能是图中的_（图中所示的A、B、D、E图线相互平行）【答案】 (1). F (2). 0.31 (3). DE【解析】【详解】(1)1设绳的拉力为T，对钩码有对小车有联立有用钩码的重力代替细绳的拉力，则要求钩码的质量远小于小车的质量，故F正确。(2)2 根据匀变速直线运动的推论公式x=aT2可以求出加速度的大小(3)3根据题意可知，绳拉力近似等于钩码重力可得故图像斜率为，现仅增大木板与水平方向夹角，图像的斜率不变，且倾角变大，则图像与纵轴交点变大，故得到的图像可能是图中的DE。四、计算题1
19、5. 如图所示为一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用。现进行试验，无人机的质量为，设运动过程中所受空气阻力大小恒为，当无人机在地面上从静止开始以最大升力竖直向上起飞，经时间时离地面的高度为，取。求:(1)其动力系统所能提供的最大升力F；(2)无人机通过调整升力继续上升，恰能悬停在距离地面高度为处，求无人机从h上升到H的过程中，动力系统所做的功W；(3)无人机从H=36m处，由于动力设备故障，突然失去升力而坠落至地面，求无人机所受落至地面时的速度。【答案】(1)28N；(2)416J；(3)24m/s【解析】【详解】(1)根据题意可知根据牛顿第二
20、定律可知代入数据解得最大升力(2)飞机在16m时的速度根据动能定理可知解得(3) 根据牛顿第二定律可得根据速度位移公式可得联立并带入数据解得16. 有一质量为M、长度为l的矩形绝缘板放在光滑的水平面上，另一质量为m、电荷量为-q的物块(视为质点)，以初速度v0从绝缘板的上表面的左端沿水平方向滑入，绝缘板所在空间有范围足够大的匀强电场，其电场强度大小E，方向竖直向下，如图所示。已知物块与绝缘板间的动摩擦因数恒定，物块运动到绝缘板的右端时恰好相对于绝缘板静止；若将匀强电场的方向改变为竖直向上，电场强度大小不变，且物块仍以原初速度从绝缘板左端的上表面滑入，结果两者相对静止时，物块未到达绝缘板的右端。
21、求：(1)电场强度方向竖直向下时，物块在绝缘板上滑动的过程中，系统产生的热量；(2)电场强度方向竖直向下时与竖直向上时，物块受到的支持力之比；(3)电场强度方向竖直向上时，物块相对于绝缘板滑行的距离。【答案】(1)；(2)1：4；(3)【解析】详解】(1)电场强度方向向下时，根据动量守恒定律得由能量守恒，有解得(2)电场强度向下时电场强度向上时有联立解得(3)两次产生的热量相等，即有，联立解得17. 如图甲所示，长为L的轻细绳一端固定在水平天花板上的O点，另一端拴着一个质量为m的小球（可视为质点）。现把小球拉至A点，使绳水平伸直，由静止释放小球，绳在竖直平面内转过90后，球经过最低点B，再转过
22、角后，绳碰到固定在C点的光滑长钉（钉子的直径及空气阻力均忽略不计）。(1)求小球经过B点时，绳对小球的拉力大小(2)当=60时，绳碰钉后，小球恰能沿圆轨道通过C点的正上方，求C点到O点的距离d(3)在保持钉子和O点的距离恒为d的情况下，改变钉子的位置，但该位置不能在O、B连线的右侧，且小球均能沿圆轨道通过钉子的正上方，在图乙中画出小球经过钉子正上方时对绳子拉力大小F与cos的关系图线（只画图线并标出关键点的坐标值，不要求书写过程）【答案】(1)3mg；(2)；(3)见解析【解析】【详解】(1)设小球在B点速度大小为，小球由A到B的过程中机械能守恒，则设在B点时绳对小球的拉力大小为T，对小球应用牛顿第二定律，得由式得(2)设以钉为圆心的圆周运动最高点为D，圆周半径为r，如图所示设在最高点小球的速度大小为，根据牛顿第二定律，得从A点到D点小球的机械能守恒，设B点所在平面为参考平面，则由代入得(3)小球经过钉子正上方时对绳子拉力大小F与的关系图线如图
