1、天津市河西区2021届高三物理上学期期中质量调查试题（含解析）一、单项选择题（共6小题，每题3分，共18分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1. 下列叙述中符合物理史实的是（）A. 汤姆生发现电子，从而提出了原子核式结构学说B. 爱因斯坦提出的光子说圆满的解释了光电效应现象C. 贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子核中含有质子D. 麦克斯韦提出了电磁场理论，并用实验证实了电磁波的存在【答案】B【解析】【详解】A卢瑟福提出了原子的核式结构学说，A错误；B爱因斯坦提出的光子说圆满的解释了光电效应现象，B正确；C卢瑟福第一次发现了原子核中含有质子，错误；D赫兹证实了电磁波的存在
2、，D错误。故选B。2. 关于质能方程E=mc2，下列说法正确的是（）A. 质量和能量可以相互变化B. 当物体向外释放能量E时，其质量必定增加m，满足E=mc2C. 物体的核能可以用mc2表示D. mc2是物体所蕴藏能量的总和【答案】D【解析】【详解】A质量和能量不能相互转化，A错误；B当物体向外释放能量E时，其质量必定减少，B错误；CD mc2是物体所蕴藏能量的总和，不表示核能，D正确，C错误。故选D。3. 历史上，为了研究放射粒子的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中所表示的实验中是研究发射源产生不同射线的特性的是（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】A粒子散射
3、实验，A错误；B是双缝干涉实验，B错误；C是光电效应实验，C错误；D是研究发射源产生不同射线的特性的实验，D正确。故选D。4. 放射性元素的半衰期是指（）A. 原子核由半数发生衰变所用的时间B. 原子核由半数发生衰变所需的时间的一半C. 原子核的核子数减少一半所需的时间D. 原子核的中子数减少一半所需的时间【答案】A【解析】【详解】AB. 原子核由半数发生衰变所用的时间，叫做半衰期，A正确，B错误；C. 原子核的核子数不减少，C错误；D. 原子核的中子数不减少，D错误。故选A。5. 下列说法正确的是A. 物体吸收热量，其温度一定升高B. 热量只能从高温物体向低温物体传递C. 遵守热力学第一定律
4、的过程一定能实现D. 做功和热传递是改变物体内能的两种方式【答案】D【解析】【详解】A物体吸收热量,如果对外做功,温度可能降低,故A错;B热量可以从低温物体向高温物体传递,但要引起其他变化,故B错;C根据热力学第二定律,凡是与热现象有关宏观过程都具有方向性,故C错;D改变内能的方式有做功与热传递,两者效果相同,但本质不同,故D正确。故选D。6. 已知理想气体的内能与温度成正比如图所示的实线汽缸内一定质量的理想气体由状态1到状态2的变化曲线，则在整个过程中汽缸内气体的内能A. 先增大后减小B. 先减小后增大C. 单调变化D. 保持不变【答案】B【解析】【详解】试题分析：由为恒量，由图象与坐标轴围
5、成的面积表达乘积，从实线与虚线等温线比较可得出，该面积先减小后增大，说明温度T先减小后增大，而理想气体的内能完全由温度决定，所以内能先将小后增大故选B二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每个小题有两个以上选项是正确，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。）7. 如图所示，质量为4 kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上，质量为1 kg的物体B用细线悬挂在天花板上，B与A刚好接触但不挤压，现将细线剪断，则剪断后瞬间，下列结果正确的是（g取10 m/s2）A. A加速度的大小为2.5 m/s2B. B加速度的大小为2 m/s2C. 弹簧的弹力大小为50 ND. A、B间
6、相互作用力的大小为8 N【答案】BD【解析】A、物体A、B接触但不挤压，剪断细线前，对A由平衡条件得，弹簧的弹力：，由于弹簧的弹力不能突变，剪断细线瞬间弹力大小仍为；剪断细线后，A、B一起向下加速运动，对系统，由牛顿第二定律得：，解得：，故A错误，BC正确；D、对B，由牛顿第二定律得：，解得：，则A、B间的作用力为，故D正确点睛：弹簧的弹力不能突变，以A、B系统为研究对象，由牛顿第二定律求出系统的加速度，然后以B为研究对象，由牛顿第二定律求出A、B间的作用力8. 如图所示是某质点做直线运动的vt图象，由图可知这个质点的运动情况是（）A. 前5 s做的是匀速运动B. 515 s内做匀加速运动，加
7、速度大小为1 m/s2C. 1520 s内做匀减速运动，加速度大小为3.2 m/s2D. 质点15 s末离出发点最远，20 s末回到出发点【答案】AC【解析】【详解】A由vt图象可知，在前5s内为水平直线，表示速度不变，因此质点做匀速运动，A正确；B5s15s内做匀加速运动，加速度大小B错误； C15s20s内做匀减速运动，加速度加速度大小为3.2m/s2，C正确；D由vt图象可知，20s内质点一直沿正方向运动，质点的位移一直在增大，在20s末离出发点最远，D错误。故选AC。9. 如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱，中间封有一段空气，则( )A. 弯管左管内外
8、水银面的高度差为hB. 若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大C. 若把弯管向下移动少许，则右管内的水银柱沿管壁下降D. 若环境温度升高，则右管内的水银柱沿管壁上升【答案】AD【解析】【详解】A.封闭气体的压强等于大气压与水银柱产生压强之差，故左管内外水银面高度差也为h，故A正确；B.弯管向上移动少许，封闭气体温度和压强不变，体积不变，故B错误；C. 弯管向下移动少许，封闭气体温度和压强不变，体积不变，右管内的水银柱沿管壁上升，故C错误；D.环境温度升高，封闭气体体积增大，则右管内的水银柱沿管壁上升，故D正确10. 作用于O点的三力平衡，设其中的一个力为F1，沿y轴负方向。大小未知的力F2与
9、x轴正方向夹角为，如图所示。下列关于第三个力F3判断中正确的是（）A. 力F3只可能在第二象限B. 力F2与力F3夹角越小，则F2和力F3合力越小C. F3的最小值为F1cosD. 力F3只能在第三象限【答案】C【解析】【详解】AD若，F3在第三象限；若，F3在第二象限，AD错误；BF2和F3的合力等于F1，不变，B错误；C三力平衡时，任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，由下图可以看出，当F1、F2的合力F与F2垂直时合力F最小，即F3最小，其最小值为，C正确。故选C。三、实验题（2小题，共12分）11. 某同学用图示的实验装置探究加速度与力的关系他在气垫导轨旁安装了一个光电门B，滑块
10、上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器可直接测出绳中拉力大小，传感器下方悬挂钩码改变钩码数量，每次都从A处由静止释放滑块已知滑块（含遮光条）总质量为M，导轨上遮光条位置到光电门位置的距离为L请回答下面相关问题(1)如图，实验时用游标卡尺测得遮光条的宽度为_ 某次实验中，由数字毫秒计记录遮光条通过光电门的时间为t，由力传感器记录对应的细线拉力大小为F，则滑块运动的加速度大小应表示为_（用题干已知物理量和测得物理量字母表示）(2)下列实验要求中不必要的是（ ）A应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B应使遮光条位置与光电门间的距离适当大些C应将气垫导轨调节至水
11、平D应使细线与气垫导轨平行【答案】 (1). 0.96cm (2). (3). A【解析】【详解】(1)1游标卡尺的主尺读数为9mm，游标尺上第12个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为120.05mm=0.60mm，所以最终读数为：2已知初速度为零，位移为，要计算加速度，需要知道末速度，故需要由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间，末速度：由得：(2)3A.拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，不必要使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量，故A符合题意；B.应使位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B不符合题意；C.应将气垫导轨调节水平，使拉力才等于合
12、力，故C不符合题意；D.要保持拉线方向与气垫导轨平行，拉力才等于合力，故D不符合题意12. “探究力的平行四边形定则”的实验，如图甲先将橡皮条的一端固定在水平木板上A点，另一端系上带有线套的两根细线实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细线用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细线拉橡皮条实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的（ ）A将橡皮条拉伸相同长度即可B将橡皮条沿相同方向拉伸即可 C将橡皮条沿相同方向拉到相同长度D将橡皮条和线的结点拉到相同位置图乙中的F与F 两力中，方向一定沿着AO方向的力是_， F1、F2合力的理论值是_完成该实验的下列措施中说法正确的
13、是（ ）A两细线必须等长，这样方便操作，测量结果会更准确B两细线要长些，标记同一细线方向的两点要适当远些C拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细线应贴近木板且与木板面平行DF1和F2的夹角越大越好，以便观察，误差会更小【答案】 (1). CD (2). F (3). F (4). BC【解析】【分析】该实验采用了“等效替代”的原理，即合力与分力的关系是等效的，要求两次拉橡皮筋时的形变量和方向是等效的，注意所有要求都要便于操作，有利于减小误差进行，所有操作步骤的设计都是以实验原理和实验目的为中心展开，据此可正确解答本题【详解】(1) 本实验的目的是为了验证力的平行四边形定则，即研究合力与分力的关系根据合
14、力与分力是等效的，本实验橡皮条两次沿相同方向拉伸的长度要相同，在白纸上标下第一次橡皮条和绳的结点的位置，第二次将橡皮条和绳的结点拉到相同位置，表明两次效果相同，故选CD(2)由于误差的存在用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮条拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力即F与橡皮条拉力一定在同一直线上，所以方向一定沿着AO方向的力是，F1和F2的合力理论值一定在平行四边形的对角线上即F；(3) A项：具体实验中，两细绳长度不需要相同，故A错误；B项：在记录力的方向时，同一细绳方向的两点要远些，作图时产生的角度误差会减小，故B正确；C项：、本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则，为
15、了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，否则，作出的是拉力在纸面上的分力，误差较大，故C正确；D项：F1和F2的夹角不是越大越好，两分力的夹角应适当，故D错误故选BC【点睛】本题考查了“互成角度的两个力的合成”实验中的基本操作以及理论值和实验值的区别，是一道考查基本实验操作的好题四、计算题（本题共3小题，共46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。）13. 如图所示，质量为的木箱放在水平地板上，在的水平拉力作用下由静止开始沿直线运动，经时间撤掉拉力。已知木箱与地板之间的动摩擦因数。（取）求：(1)
16、撤掉拉力时木箱的速度大小。(2)撤掉拉力后木箱运动的时间。(3)木箱在地板上的总位移。【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)设在拉动过程中木箱的加速度为。根据牛顿第二定律木箱的加速度撤去拉力时木箱的速度(2)撤去拉力后，木箱做匀减速直线运动，加速度大小滑行时间(3)木箱加速运动过程的位移木箱做匀减速运动位移木箱运动的总位移14. 如图所示，在建筑装修中，工人用质量为5.0kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨，已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数均相同（g取10m/s2且sin37=0.6，cos37=0.8）（1）当A受到与水平方向成=37斜向下的推力F1=50N打磨地面时，A恰好
17、在水平地面上做匀速直线运动，求A与地面间的动摩擦因数（2）若用A对倾角=37的斜壁进行打磨，当对A加竖直向上推力F2=60N时，则磨石A从静止开始沿斜壁向上运动2m（斜壁长2m）时的速度为多少？【答案】（1）0.5（2）2 m/s【解析】试题分析：（1）当磨石在水平方向上做匀速直线运动时，得 （2）设磨石沿斜壁向上运动2米， 根据动能定理，得 根据牛顿定理：加速度为a，则得 考点：动能定理、牛顿第二定律点评：此类题型考察了通过牛顿第二定律分析问题的基本功，并且通过动能定理列式求解15. 我国高速铁路使用的和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车某列动车组
18、由8节车厢组成，其中车头第1节、车中第5节为动车，其余为拖车，假设每节动车和拖车的质量均为m=2104kg，每节动车提供的最大功率P=600kW（1）假设行驶过程中每节车厢所受阻力f大小均为车厢重力的0.01倍，若该动车组从静止以加速度a=0.5m/s2加速行驶a求此过程中，第5节和第6节车厢间作用力大小；b以此加速度行驶时所能持续的时间（2）若行驶过程中动车组所受阻力与速度成正比，两节动车带6节拖车的动车组所能达到的最大速度为v1为提高动车组速度，现将动车组改为4节动车带4节拖车，则动车组所能达到的最大速度为v2，求v1与v2的比值【答案】（1）a F=3.6104N b. （2）【解析】（1）a以第6、7、8三节车厢为整体分析，总质量为3m，所受拉力为F，据牛顿第二定律有 f=0.01mg代入数据解得F=3.6104N b. 设每个动车提供最大功率为p，提供的牵引力为F，动车匀加速行驶能达到的最大速度为vm，对整个动车组进行分析，据牛顿第二定律，有2F-8f=8ma2P=2Fvm 代入数据解得vm=12.5m/s 持续时间 （2）动车组以最大速度行驶时有F牵=f阻=kv，依据公式 两式相比得