1、山东省章丘四中2021届高三物理上学期第一次教学质量检测试题（含解析）一、单选题（本大题共10小题，共30.0分）1. 质点沿x轴做直线运动的位置坐标x与时间t的关系为x2+4t-t2（各物理量均采用国际单位制单位），则该质点（）A. 第1s内的位移大小是5mB. 前2s内的平均速度是3m/sC. 2s末质点速度减为0D. 4s末质点位于坐标原点处【答案】C【解析】【详解】A. 第1s内的位移x1=(2+411)2=3m，故A错误；B. 前2s内的位移x2=(2+424)2m=4m，则平均速度，故B错误；C. 根据x=v0t+知，质点的初速度为4m/s，加速度为2m/s2，速度减为零的时间为2
2、s，故C正确；D.4s末物体所处的位置坐标x=2+4416=2m，故D错误故选C.【点睛】根据位置坐标与时间t的关系式得出得出初始时刻和1s末的位置坐标，从而得出第1s内的位移，结合2s末位置坐标和初始时刻的位置坐标求出前2s内的位移，从而求出平均速度根据表达式得出初速度和加速度，从而确定其运动规律2. 甲车和乙车从同一位置出发沿平直公路行驶，它们运动的速度一时间图像分别为如图所示的直线甲和曲线乙，t=3s时，直线甲和曲线乙刚好相切。有关两车在05s内的运动，下列说法正确的是（）A. 甲车做匀加速运动且其加速度为m/s2B. 乙车一直做加速运动，加速度先增大后减小C. t=1s时两车间隔距离为
3、3mD. t=3s时甲车和乙车相距最远，最远距离大于7m【答案】C【解析】【详解】A甲图线是一条倾斜的直线，速度随时间均匀增大，故做匀加速直线运动，加速度大小为A错误；B速度时间图像的斜率表示加速度大小，乙图线中，速度随时间增大，即做加速运动，图像的斜率逐渐减小，故加速度一直减小，B错误；C1s时，乙才开始运动，所以1s时甲乙之间的距离等于甲的位移，甲在1s末的速度为故甲的位移，即两者之间的距离为C正确；D3s前甲的速度大于乙的速度，两者之间的距离增大，3s后甲的速度仍大于乙的速度，所以两者之间的距离继续增大，所以3s时两者之间的距离不是最远，图像与坐标轴围成的面积表示位移，若乙做匀加速直线运
4、动，则13s内的位移为而实际上乙做变加速运动，位移大于8m，甲在该时间内的位移为所以在3s时两者之间的间距D错误。故选C。3. 甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动，它们的位移时间（xt）图象如图所示，由图象可以得出在04 s内（ ）A. 甲、乙两物体始终同向运动B. 4 s时甲、乙两物体间的距离最大C. 甲的平均速度等于乙的平均速度D. 甲、乙两物体间的最大距离为6 m【答案】C【解析】【详解】A图像的斜率等于速度，可知在内甲、乙都沿正向运动，运动方向相同。内甲沿负向运动，乙仍沿正向运动，运动方向相反，故A错误。BD内甲乙同向运动，甲的速度较大，两者距离不断增大。后甲反向运动，乙仍沿
5、原方向运动，两者距离减小，则时甲、乙两物体间的距离最大，最大距离为 ，故BD错误。C由图知，在内甲、乙的位移都是，平均速度相等，故C正确。4. 如图所示，某次足球训练，守门员将静止的足球从M点踢出，球斜抛后落在60m外地面上的P点发球的同时，前锋从距P点11.5m的N点向P点做匀加速直线运动，其初速度为2m/s，加速度为4m/s2，当其速度达到8m/s后保持匀速运动。若前锋恰好在P点追上足球，球员和球均可视为质点，忽略球在空中运动时的阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（）A. 前锋加速的距离为7mB. 足球在空中运动的时间为2.3sC. 足球运动过程中的最小速度为30m/sD.
6、 足球上升的最大高度为10m【答案】C【解析】【详解】A前锋做匀加速直线运动，初速度为2 m/s，加速度为4 m/s2，末速度为8 m/s，根据速度与位移的关系式可知v2v022ax1代入数据解得：x17.5 m故A错误；B前锋和足球运动时间相等，前锋加速运动时间t加1.5 s匀速运动时间t匀0.5 s故足球在空中运动的时间为2 s，故B错误；C足球水平方向上做匀速直线运动，位移为60 m，时间为2 s，故运动过程中的最小速度为30 m/s，故C正确；D足球竖直方向上做竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，上升时间为1 s，最大高度hmgt25 mD错误。故选：C。5. 如图所示，将一劲度系数为
7、k的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器最底部O处(O为球心)，弹簧另一端与质量为m的小球相连，小球静止于P点。已知容器半径为R，与水平地面之间的动摩擦因数为，OP与水平方向的夹角为=。下列说法正确的是（）A. 容器对小球的作用力大小为B. 容器受到水平向左的摩擦力C. 弹簧原长为D. 轻弹簧对小球的作用力大小为0【答案】C【解析】【详解】ACD对小球受力分析，如图所示，小球受到重力G、弹簧的弹力F和容器的支持力T，根据平衡条件得知，容器和弹簧对小球的作用力的合力与重力大小相等，方向相反，所以此合力竖直向上，由几何关系可得，轻弹簧对小球的作用力大小容器对小球的作用力大小为由胡克定律得：弹簧的压
8、缩量为则弹簧的原长为故AD错误，C正确；B以容器和小球整体为研究对象，分析受力可知：竖直方向有：总重力、地面的支持力，根据平衡条件可知容器不受水平面的静摩擦力，故B错误。故选C6. 如图所示，质量为的物体置于倾角为 的固定斜面上，物体与斜面之间的动摩擦因数 ，先用平行于斜面向下的推力 作用于物体上使其能沿斜面匀速下滑；若改用水平向右的推力 作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑则两次推力的比值 为（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【分析】由题中“质量为的物体置于倾角为 的固定斜面上”可知，本题考查物体受力分析和力的平衡，根据对斜面物体受力分析结合平衡条件可解答本题【详解】对物体分别受力
9、分析并建立平面直角坐标系如图合力为零，则有故A正确，B、C、D错误7. 如图所示，整个系统处于静止状态，在竖直方向上，质量均为的物体A、B通过轻质弹簧相连，A放在水平地面上，B、C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连，物体C放在倾角的光滑斜面D上，物体C和斜面D的质量均为 。已知ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行，细线与滑轮之间的摩擦不计，重力加速度取，则（）A. 物体A、B均受3个力的作用B. 物体C、D均受4个力的作用C. 弹簧的弹力大小为D. 地面对斜面D的摩擦力大小为【答案】C【解析】【详解】AC设细线的拉力为F，对C物体沿斜面方向根据平衡条件可得F=m2gsin=510sin37N
10、=30N由于物体A和B的重力均为G1=m1g=1.510N=15N30N所以弹簧的弹力T=30N-15N=15N对物体A，由于弹簧的弹力等于物体A的重力，所以物体A与地面之间没有弹力，物体A受到重力和弹簧的弹力；物体B受到重力、细线的拉力和弹簧的弹力，故A错误、C正确；B物体C受到重力、支持力和细线拉力3个力；物体D受到重力、物体C对它的压力、地面的支持力和摩擦力，共4个力，故B错误；D以物体C和D整体为研究对象，水平方向根据平衡条件可得地面对斜面D的摩擦力大小为f=Fcos=300.8N=24N故D错误。故选C。8. 如图所示，M是一个截面为四分之一圆的柱体，小球m处于竖直墙面和柱体的弧面之
11、间，整个系统在水平力F的作用下处于静止状态，所有接触面均光滑。若系统发生轻微扰动，此后发现F增大且系统仍保持静止状态，则（）A. 柱体对小球的支持力减小B. 小球的位置降低C. 地面对柱体的支持力增大D. 竖直墙对小球的支持力减小【答案】B【解析】【详解】以整体为研究对象，水平方向根据平衡条件可得推力F的大小等于墙面对小球的支持力，即N=F；以小球为研究对象，受到重力、墙面对它的支持力和柱体对它的支持力，如图所示，作出三个力所在的三角形，开始推力为F，后来发现F增大且系统仍保持静止状态，即后来力F变为F，如图。A根据图象可知，柱体对小球的支持力增大，故A错误；B由于柱体对小球的支持力方向与水平
12、方向的夹角减小，所以小球的位置降低，故B正确；CD以整体为研究对象，竖直方向根据平衡条件可得地面对柱体的支持力等于小球和柱体的总重力，保持不变；水平方向根据平衡条件可得推力F的大小等于墙面对小球的支持力，则竖直墙对小球的支持力增大，故CD错误。故选B。9. 如图所示，光滑斜面体固定在水平面上，倾角为30，轻弹簧下端固定A物体，A物体质量为m，上表面水平且粗糙，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，初始时A保持静止状态，在A的上表面轻轻放一个与A质量相等的B物体，随后两物体一起运动，则（ ）A. 当B放在A上的瞬间，A的加速度仍为零B. 当B放在A上的瞬间，A对B的摩擦力为零C. 当B放在A上的瞬间
13、，A对B的支持力大于mgD. A和B一起下滑距离时，A和B的速度达到最大【答案】D【解析】【详解】A.将B放在A上前，以A为研究对象受力分析，开始时，根据平衡可知弹簧的弹力F=mgsin30=当B放在A上瞬间时，以AB整体为研究对象受力分析，根据牛顿第二定律2mgsin30-F=2ma可得整体的加速度，故A错误；BC.当B放在A上瞬间时，B具有沿斜面向下的加速度，将B的加速度沿水平方向的竖直方向分解如图：B的加速度有水平方向的分量，重力与支持力在竖直方向，故可知此加速度分量由A对B的摩擦力提供；B的加速度有竖直方向的分量，故可知，A对B的支持力与B的重力的合力竖直向下，故A对B的支持力小于B的
14、重力，故BC错误；D.A、B一起下滑时，弹簧弹力增加，共同下滑的加速度减小，故当加速度减小至0时，A、B具有最大速度，此时有2mgsin30-F=0可得弹簧弹力F=mg，所以共同下滑的距离即此时A、B具有最大速度，故D正确10. 雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即FfkSv2，则比例系数k的单位是 ()A. kg/m4B. kg/m3C. kg/m2D. kg/m【答案】B【解析】表达式Ff=kSv2中：Ff、S、v的单位分别为N，m2、m/s，又1N=1kgm/s2，则得：1kgm/s2=1km2m2/s2，所以k的单位为 k
15、g/m3，故B正确，ACD错误故选B.点睛：本题是信息题，根据力学单位制求出比例系数的单位，关键要掌握各个物理量的单位，知道1N=1kgm/s2二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）11. 一物体自某高度静止释放，忽略空气阻力，落地之前瞬间的速度为v。在运动过程中（）A. 物体在前一半时间和后一半时间发生位移之比为B. 物体在位移中点的速度等于C. 物体通过前一半位移和后一半位移所用时间之比为D. 物体在中间时刻的速度等于【答案】AC【解析】【详解】A根据知，物体在前一半时间内的位移与整个位移为，则物体在前一半时间和后一半时间发生位移之比为，故A正确；B有运动学公式可得联立求解所以B错误；
16、C根据初速度为零的匀加速直线运动的推论，通过相等位移时间之比为，则物体通过前一半位移和后一半位移所用时间之比为，故C正确；D根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则中间时刻的速度等于，所以D错误。故选AC。12. A、B、C、D四个物体在同一条直线上做直线运动，A物体的xt、B物体的vt、C物体和D物体的at图象依次如图所示，规定水平向右为正，已知物体在t0时的速度均为零，且此时C物体在D物体的左边175m处，则（ ）A. 其中04s内物体运动位移最大的是B物体B. 其中04s内物体运动位移最大的是C物体C. t25s时C物体追上D物体D. t35s时C物体追上D物体【答案】BD【解析
17、】【详解】由A图的位移-时间图象可知，4s末到达初始位置，总位移为零；由B图的速度-时间图象可知，速度2s内沿正方向运动，2-4s沿负方向运动，方向改变，4s内总位移为零；由C图象可知：物体在第1s内做匀加速运动，第2s内做匀减速运动，2s末速度减为0，然后重复前面的过程，是单向直线运动，位移一直增大；由D图象可知：物体在第1s内做匀加速运动，第2-3s内做匀减速运动，2s末速度减为0，第3s内沿负方向运动，不是单向直线运动则其中0-4 s内物体运动位移最大的是C物体，选项AB错误；根据前面的分析，画出两个物体的速度图象如图：v-t图象图线与时间轴围成的面积表示位移，由图可知 在前2s内两个物
18、体的位移大小相等，所以前2s内两个物体不可能相遇；第3s内二者的位移大小是相等的，都是：xt10.5m，此时二者之间的距离：L=L0+（-x）-x=1.75m-0.5m-0.5m=0.75m，3s末二者之间的距离仍然是0.75m，此时二者的速度大小相等，方向相反，所以相遇的时间大于3s设再经过t时间二者相遇，则：L2(vmtat2)，代入数据可得：t=0.5s，所以相遇的时刻在t=3.5s故C错误，D正确，故选D.13. 如图所示，倾角为的斜面体c置于水平地面上，滑块b置于光滑斜面上，通过细绳跨过定滑轮与物体a连接连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a下端连接在竖直固定在地面的轻
19、弹簧上，整个系统保持静止。已知物块a、b、c的质量分别为5m、2m、M，重力加速度为g，不计滑轮的质量和摩擦。下列说法中正确的是（）A. 弹簧弹力大小为5mgB. 地面对c的摩擦力为mgC. c对地面的压力为D. 剪断轻绳的瞬间，a的加速度大小为【答案】CD【解析】【详解】A以滑块b为研究对象，绳子拉力大小为以物体a为研究对象，根据平衡条件可得解得所以A错误；B以滑块b和斜面体c为研究对象，水平方向有故B错误；C以滑块b和斜面体c为研究对象，竖直方向有根据牛顿第三定律可知，c对地面的压力为，所以C正确；D剪断轻绳的瞬间，物体a的加速度为故D正确。故选CD。14. 如图所示，斜面体固定在水平面上
20、，一轻质细线绕过滑轮1和滑轮2，两端分别与物体和轻环连接，轻环穿在水平横杆上，滑轮2下吊一物体。物体和滑轮1间的细线平行于斜面，系统静止。现将向右移动少许，物体始终静止，系统再次静止，不计滑轮质量和滑轮与绳间的摩擦。则（） A. 细线拉力将变大B. 地面对斜面体的支持力将变大C. 横杆对轻环的摩擦力将变大D. 斜面体对物体的摩擦力将变小【答案】AC【解析】【详解】A以滑轮2为研究的对象，受力如图若将向右移动少许，两个绳子之间的夹角增大，由于对滑轮的拉力不变，两个绳子之间的夹角变大，根据 绳子的拉力F一定变大，A正确；B对斜面体、物体、物体整体受力分析，受重力、支持力、细线的拉力和地面的静摩擦力
21、，如图所示根据平衡条件，有与角度无关，恒定不变，B错误；C以为研究的对象水平方向向右移动少许，F变大，变大，变大，横杆对轻环的摩擦力将变大，C正确；D若原来物块有下降趋势，绳子拉力增大，可能有上升趋势，因摩擦力大小和方向都不能确定，D错误。故选AC15. 如图甲所示，一质量为1kg的物体在水平拉力F的作用下沿水平面做匀速直线运动，从t=1s时刻开始，拉力F随时间均匀减小，物体受到的摩擦力Ff随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（）A. t=3s时物体刚好停止B. 1-3s内，物体开始做匀减速运动C. t=2s时，物体的加速度大小为1m/s2D. 3s-5s内，摩擦力对物体做负功【答案
22、】AC【解析】【详解】A3s后，摩擦力随F的减小而减小，可知物体在t=3s时刚好停止，然后静摩擦力的大小等于拉力的大小，故A正确；B物体在开始在F作用下做匀速直线运动，由图可知，滑动摩擦力的大小为4N，拉力随时间均匀减小后，物体开始做减速运动，即在1s时物体开始做减速运动，故B错误；Ct=2s时，拉力大小为3N，则加速度大小故C正确；D由图可知，从3s开始，物体处于静止，故t=3s至t=5s时间内中，摩擦力对物体不做功，故D错误。故选AC。三、实验题（本大题共2小题，共7.0分）16. 在研究匀变速直线运动的实验中，如图为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E、F、G为相邻的计数点
23、，在相邻计数点之间还有4个点未画出，若电源频率为50Hz，则相邻计数点之间的时间间隔为_，根据纸带可以求出打C点时的瞬时速度为 vC =_m/s，小车运动的加速度a =_m/s2 (v和a均保留两位有效数字) 若交流电的频率变为51Hz而未被发觉，则测得的小车的速度值与真实值比较将偏_(选填“大”或“小”)【答案】 (1). (2). (3). (4). 小【解析】【详解】电磁打点计时器当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点因为每相邻两计数点间还有4个打点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s；据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得C点速度为：匀变速直线运动中连续相
24、等时间内的位移差为常数即x=aT2，则有：若交流电的频率变大，即真实打点周期比使用的值要小，由公式x=aT2，计算时使用的T偏大，a偏小【点睛】本题关键在于纸带问题的基本处理方法，用某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求速度，用在相邻的相等时间内的位移差是恒量，即x=aT2求加速度等误差分析时要明确真实值与计算所用值的对应关系17. 某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示，则由图线可知：（1）弹簧的劲度系数为_（2）为了用弹簧测定两木块A、B间的动摩擦因数，两同学分别设计了如图2所示的甲、乙两种方案为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑
25、动摩擦力的大小，你认为方案_（填“甲”或“乙”）更合理甲方案中，若A和B的重力分别为10.0 N和20.0 N当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0 N，b的示数为11.0 N，则A、B间的动摩擦因数为_【答案】 (1). ； (2). 甲； (3). 0.3；【解析】【分析】（1）由弹簧的长度L和弹力F大小的关系图象，读出弹力为零时弹簧的长度，即为弹簧的原长；由图读出弹力为F=60N，弹簧的形变量，由胡克定律求出弹簧的劲度系数；（2）根据作用力与反作用力的关系，摩擦力的大小与弹簧的示数相等，求摩擦力也就是看弹簧的读数，然后根据求得动摩擦因数；【详解】（1）由图读出，弹簧的弹力时，弹簧的长度
26、为，即弹簧的原长为，由图读出弹力为，弹簧的长度为，弹簧的伸长量为：；由胡克定律得弹簧的劲度系数为；（2）甲乙两种方案，在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计必须要求其做匀速直线运动，比较困难，读数不是很准，由于弹簧测力计a是不动的，指针稳定，便于读数，故甲方案更合理；由于弹簧测力计a示数为，所以A、B间的动摩擦因数【点睛】胡克定律公式中，x是弹簧的形变量，不是弹簧的长度，同时要明确实验原理，根据平衡条件和滑动摩擦定律列式求解动摩擦因数四、计算题（本大题共4小题，共43.0分）18. 一辆汽车以速率在某市郊区超速行驶。当这辆违章车驶过某一警车时，警车立即从静止开始以的加速度追击。假如两车都做
27、直线运动，警车的最高限速为。问(1)警车在追击过程中，离违章车的最远距离是多少？(2)判定警车在加速阶段能够截获这辆违章车？(3)警车发动后要多长时间才能截获违章车？【答案】(1)80m；(2)不能；(3)18s【解析】【详解】(1)(2)(3)作出两车的速度图像如图所示设加速时间为，经t时间警车可以追上违章车。则有加速位移为此段时间内汽车位移为加故在加速阶段没追上汽车；在运动t追上汽车，则有代入数据解得警车追上违章车时间为当警车速度和违章车速度相等时距离最大，时两车运动时间为警车离违章车的最远距离等于图中阴影部分的面积为19. 足够长光滑固定斜面BC倾角53，小物块与水平面间的动摩擦因数为0
28、.5，水平面与斜面之间B点有一小段弧形连接(未画出)，一质量m2 kg的小物块静止于A点现在AB段对小物块施加与水平方向成53的恒力F作用，如图甲所示小物块在AB段运动的速度时间图象如图乙所示，到达B点迅速撤去恒力F(已知sin 530.8，cos 530.6，g取10 m/s2)求：(1)小物块所受到的恒力F的大小；(2)小物块从B点沿斜面向上运动，到返回B点所用的时间；(3)小物块最终离A点的距离【答案】（1）11N（2）0.5s（3）3.6m【解析】【详解】(1)由图乙可知，AB段加速度，根据牛顿第二定律，有Fcos（mgFsin）=ma ，得(2)在BC段mgsin=ma2 解得小物块
29、从B到C所用时间与从C到B所用时间相等，所以小物块从B点沿斜面向上运动，到返回B点所用的时间为(3)小物块从B向A运动过程中，有mg=ma3 ，滑块的位移点睛：本题是已知运动情况确定受力情况和一直受力情况确定运动情况的问题，关键求解出加速度，然后根据运动学公式列式求解20. 如图所示，放在粗糙固定斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态。轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点，轻弹簧中轴线沿水平方向，且弹簧伸长量为。轻绳的OC段与竖直方向的夹角，斜面倾角，且物块A和斜面间的动摩擦因数，物块A的质量，弹簧的劲度系数。重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(1)求物
30、块B的质量；(2)求物块A受到的摩擦力f的大小；(3)若给物块A施加一沿斜面向下的力，要求物块A仍能保持静止，求的最大值。【答案】(1)2kg；(2)15N；(3)40N【解析】【详解】(1)对O点受力分析，如图所示，并正交分解，据平衡条件有x方向 y方向 解得(2)假设摩擦力沿斜面向下，则对物块A受力分析如图所示并正交分解，据平衡条件有x方向解得方向沿斜面向下。(3)当物体受到静摩擦力方向向上且达到最大静摩擦力时，达到最大值。 对于A有 解得21. 如图所示，一块质量为kg，长为m的均质薄木板静止在足够长的水平桌面上，在木板的左端静止摆放着质量为kg的小木块（可视为质点），薄木板和小木块之间
31、的动摩擦因数为，薄木板与地面之间的动摩擦因数为在时刻，在木板左端施加一水平向左恒定的拉力N，取m/s2则：（1）拉力刚作用在木板上时，木板的加速度大小是多少？（2）如果一直作用在上，那么经多少时间将离开？（3）若在时间s末撤去，再经过多少时间和第一次速度相同？在此情况下，最终在上留下的痕迹的长度是多少？【答案】（1）1m/s2；2.5m/s2；（2）2s；（3）s；1m。【解析】【详解】（1）F刚作用在木板上时，由牛顿第二定律，对m有：1mg=ma1代入数据得 a1=1m/s2对M有：F-1mg-2（M+m）g=Ma2代入数据解得：a2=2.5m/s2（2）设m离开M的时间为t1，则对m有：对M有：又有L=x2-x1联立解得：t1=2s（3）t=1s时m的速度v1=a1t1=11m/s=1m/sM速度为：v2=a2t1=251m/s=2.5m/s此过程中m相对M的位移1s后m仍以a1的加速度作匀加速运动，M将以a3的加速度匀减速运动，且有：1mg+2（M+m）g=Ma3解得：m/s2设再经t2后二者速度相等，有：2解得此时两者的共同速度为v=m/s此过程中m相对M的位移 则在此情况下，最终m在M上留下痕迹的长度：
