1、山东省潍坊高密市等三县市2021届高三物理上学期10月过程性检测试题（含解析）注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写。字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。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. 伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法图1、图2分别表
2、示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（ ）A. 图1中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成B. 图1的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持C. 图2通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动D. 图2中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易【答案】D【解析】【详解】A. 完全没有摩擦阻力的斜面是实际不存在的，故实验不可能实际完成，故A错误；B. 图2的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持，故B错误；CD. 伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物
3、体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力得作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推故C错误，D正确；2. 将两个质量均为小球、用细线相连后，再用细线悬挂于点，如图所示。用力拉小球，使两个小球都处于静止状态，且细线与竖直方向的夹角始终保持60，当最小时，细线的拉力大小为（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】以两个小球
4、组成的整体为研究对象，分析受力，如图所示根据平衡条件得知，F与T的合力与重力2mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子Oa垂直时，F有最小值，即图中c位置，根据平衡条件得Oa绳上的拉力故选C。3. 一质量为的物体在水平恒力的作用下，由静止开始在粗糙的水平桌面上运动，经时间速度增大到。如果要使物体的速度由零增大到，下列办法正确的是（）A. 水平恒力和作用时间都增加到原来的2倍，物体的质量不变B. 将作用时间增加到原来的2倍，其他条件不变C. 将物体的质量减为原来的一半，其他条件不变D. 将水平恒力增加到原来的2倍，其他条件不变【答案】B【解析】【详解】物体在水平恒力F的作用下做匀
5、加速直线运动，根据牛顿第二定律得所以有 A水平恒力和作用时间都增加到原来的2倍，物体的质量不变，则 故A错误；B将作用时间增加到原来的2倍，其他条件不变，则有故B正确；C将物体的质量减为原来的一半，其他条件不变时，有 故C错误；D将水平恒力增加到2F，其他条件不变时，有故D错误。故选B。4. 如图所示，为用传感器和计算机描出的物体平抛运动的轨迹。物体自坐标原点开始做平抛运动，图为在某次实验中的有关数据，计算机屏幕左边记录了抛体运动过程中的水平、竖直位移，右边显示“加速度”等。点击“加速度”，计算机显示运动中在竖直方向上的加速度为。已知某点坐标，由此可得本实验中物体做平抛运动的初速度最接近的值是
6、（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】根据平抛运动的规律，可知物体在竖直方向上做自由落体运动，则有代入、，解得物体在水平方向做匀速直线运动，则有代入、，得，故选A。5. 某测试员在平直公路上测试汽车启动、加速、正常行驶及刹车时的性能。前逐渐加大油门，使汽车做匀加速直线运动，保持油门位置不变（可视为发动机保持恒定功率运动），达到最大速度后保持匀速，时松开油门并同时踩刹车，汽车减速运动至停止。已知汽车的质量为，在加速及匀速过程中汽车所受阻力恒为，刹车过程汽车所受阻力为，根据测试数据描绘图像如图所示，下列说法正确的是（）A. 末汽车所受牵引力为B. C. 末汽车功率为D. 内汽车位移
7、为【答案】C【解析】【详解】AB减速阶段的加速度为由牛顿第二定律可得解得0-4s内的加速度为由牛顿第二定律可知代入数值可得末汽车所受牵引力为，故A错误，B正确；C10s汽车的功率与时的功率相等故C正确；D前时的位移在415s内由动能定律可得解得内的位移内汽车总的位移故D错误。故选C。6. 如图所示，在粗糙水平木板上放一物块，拖动木板，使木板和物体一起在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，为水平直径，为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块始终相对木板静止，则（）A. 物块在点可能只受重力作用B. 只有在、四点，物块受到合外力才指向圆心C. 从到，物块所受的摩擦力先增大后减小D. 从到，
8、物块处于失重状态【答案】D【解析】【详解】A假设物块在点只受重力作用，则有解得当物块达到a点或c点时，竖直方向上支持力与重力平衡，则有水平方向由静摩擦力提供向心力，则有解得根据可得，不符合要求，所以物块在点受重力和支持力作用，故A错误；B物块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，所以合外力始终指向圆心，故B错误；C从a运动到c，物块加速度的方向始终指向圆心，水平方向的加速度先减小后反向增大，根据牛顿第二定律可得，物块所受木板的摩擦力先减小后增大，故C错误；D从c运动到a，向心加速度有向下的分量，所以物块处于失重状态，故D正确。故选D。7. 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
9、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点的向心加速度之比故选C。8. 如图所示，在点正对竖直墙面抛出一个板球，要使板球垂直打在竖直墙面上，不计空气阻力，球抛出的初速度大小、初速度与水平方向的夹角的关系正确的是（）A
10、. 与成反比B. 与成正比C. 与成反比D. 与成正比【答案】C【解析】【详解】设P点到墙壁的距离为d，将运动分解到水平方向和竖直方向，在水平方向做匀速直线运动在竖直方向上，做竖直上抛运动两式联立消去时间因此与成反比C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. 如图所示，杂技运动员进行杆上表演，他在竖直金属杆高处双腿夹紧金属杆倒立，头顶离地面，运动员可以通过双腿对金属杆施加不同的压力来调节自身的运动性质。现运动员保持如图所示姿势，从静止开始先匀加速下滑，速度达到时开始匀减速下滑，至运动员头顶刚
11、要接触地面时，速度恰好减为零，设运动员质量为（重力加速度）。以下说法正确的是（）A. 运动员匀加速下滑时的加速度大小B. 运动员匀减速下滑时的加速度大小C. 末重力的功率为D. 运动员匀减速下滑时所受摩擦力的大小为【答案】AD【解析】【详解】A由速度位移关系可知，运动员匀加速下滑时的加速度大小为故A正确；B由速度位移关系可知，运动员匀减速下滑时的加速度大小为故B错误；C运动员匀加速下滑时间所以末时运动员的速度末重力的功率为故C错误；D由牛顿第二定律可知，运动员匀减速下滑时解得运动员匀减速下滑时所受摩擦力的大小为故D正确；故选AD。10. 、两质点在同一直线上运动，它们运动的位移随时间变化的关系
12、如图所示，其中质点的图像为抛物线的一部分，第末图像处于最高点；质点的图像为直线。下列说法正确的是（）A. 质点的初速度大小为B. 质点的加速度大小为C. 质点减速过程运动的位移大小为D. 两质点相遇时，质点的速度小于质点的速度【答案】BD【解析】【详解】Aa质点st图象为抛物线的一部分，说明a质点做匀减速直线运动，7s末速度为零，则有即为010s内，a质点的位移为s=40m，则有，即联立解得，所以，a质点的初速度大小为14m/s，a质点的加速度大小为2m/s2，故A错误，B正确；Ca质点在07s内做匀减速运动，通过的位移为故C错误；D根据st图象的斜率表示速度，知10s末两质点相遇时，a质点的
13、速度较大，故D正确。故选BD。11. 2020年7月23日，“天问一号”探测器在中国文昌航天发射场发射升空，经过一段时间飞行路程达1.37亿千米，距离地球约1530万千米，探测器运行稳定。如图为规划中探测器经过多次变轨后登陆火星的轨道示意图，轨道上的、三点与火星中心在同一直线上，、两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，已知轨道为圆轨道。下列说法正确的是（）A. 探测器在点由轨道进入轨道需要点火加速B. 探测器在轨道上点的动能大于在轨道上点的动能C. 探测器在轨道上点与在轨道上点的加速度大小相等D. 探测器在轨道上的机械能大于轨道上的机械能【答案】CD【解析】【详解】A探测器在点由轨道进入轨道
14、做向心运动，需要点火减速，A错误；B做出Q点的圆轨道，卫星在轨道上，万有引力提供向心力，则有解得：，由于轨道半径大于轨道半径，因此；而探测器从轨道上点进入轨道，需要减速，因此，因此故探测器在轨道上点的速度小于在轨道上点的速度，即故探测器在轨道上点的动能小于在轨道上点的动能，B错误；C探测器在轨道上点和在轨道上点均只受万有引力作用，由牛顿第二定律可得解得由于中心大天体的质量、两位置到中心天体的距离相等，故加速度大小相等，C正确；D探测器从轨道减速进入轨道，故除万有引力外，外力对探测器做负功，机械能减小，探测器在轨道上的机械能大于轨道上的机械能，D正确；故选CD。12. 如图所示，在倾角斜坡的底端
15、固定一挡板，一轻弹簧下端固定在挡板上，弹簧自然伸长时其上端位于斜坡上的点处。质量分别为、的物块和用轻绳连接，轻绳跨过斜坡顶端的定滑轮，开始时让静止在斜坡上的点处，悬空。现将由静止释放，沿斜面下滑，当将弹簧压缩到点时，的速度减为零。已知，与斜坡之间的动摩擦因数，整个过程细绳始终没有松弛。则下列说法正确的是（）A. 在与弹簧接触前的加速度大小为B. 在与弹簧接触前，轻绳上的拉力为C. 位于点时，弹簧所储存的弹性势能为D. 第一次被弹回到点时的速度为【答案】BCD【解析】【详解】AB物块a在与弹簧接触前，根据牛顿第二定律对于a有magsin-magcos-T=maa对于b有T-mbg=mba联立解得
16、 a=2m/s2T=12N故A错误，B正确；C物块a位于Q点时，由能量守恒可知，弹簧所储存的弹性势能的最大值为Epm=magsin（PO+OQ）-magcos（PO+OQ）-mBg（PO+OQ）=21J故C正确，D第一次被弹回到点时由能量关系 解得选项D正确；故选BCD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13. 某同学设计了如图甲所示装置用来验证向心力表达式。轻绳一端固定在点，在点处安装的拉力传感器可测出轻绳上的拉力，轻绳另一端栓接一个小球。将轻绳伸直拉到某一高度后，由静止释放。在最低点处放置一个速度传感器，测出小球运动到最低点时的速度。已知重力加速度为。(1)实验中需要测出细线的长度，为
17、了实验结果更精确，还需要用游标卡尺测出小球直径，如图乙所示，则_；(2)用拉力传感器读出运动中细线上力的最大值，若要验证向心力表达式，还需要测得的物理量是_（填物理量名称并写出符号），需要用到的测量仪器是_（选填“秒表”、“天平”）。(3)若等式_成立（用物理量符号表示），则可以验证向心力表达式。【答案】 (1). 1.64 (2). 质量 (3). 天平 (4). （或者）【解析】【详解】(1)1用游标卡尺测出小球直径1.6cm+0.1mm4=1.64cm；(2)23根据向心力公式，则若要验证向心力表达式，还需要测得的物理量是质量m，需要用到的测量仪器是天平。(3) 4小球在最低点受到的合力
18、为F-mg，若等式成立，则可以验证向心力表达式。14. 一探究小组设计了如图所示实验装置验证多物体组成的系统机械能守恒。气垫导轨下方有位置标尺，位置标尺的0刻线在左侧。调整气垫导轨使之水平，在导轨左侧某位置固定一光电门，记录下光电门的位置。把轻绳一端固定在点，另一端与滑块相连，钩码通过动滑轮挂在定滑轮与点之间。将滑块放在导轨右侧某位置，记下滑块上遮光条所在的初位置。开通气源，由静止释放滑块，滑块向左运动。已知钩码质量为，滑块连同遮光条总质量为，遮光条的宽度为，遮光条通过光电门的时间，重力加速度为。(1)当遮光条到达光电门时，钩码的速度_；(2)要想验证这一过程中系统机械能守恒，需满足表达式_；
19、(3)甲同学通过调节滑块由静止释放的位置，记录遮光条每次所在位置和遮光条每次通过光电门的时间，进行了多次测量，甲同学想用图像法处理数据，因此他应该作出_图像（选填、），通过图像中直线的斜率，满足斜率_，则可验证该过程中系统机械能守恒。【答案】 (1). (2). （化简后：或者） (3). (4). 【解析】【详解】(1)1当遮光条到达光电门时，滑块的速度钩码的速度(2)2由能量关系可知，系统重力势能减小量为 系统动能增加量 要验证的关系是或者(3)3由表达式可得因此他应该作出图像；4通过图像中直线的斜率，满足斜率则可验证该过程中系统机械能守恒。15. 人饮酒后，对光、声刺激反应时间延长，本能
20、反射动作的时间也相应延长，无法正确判断距离、速度，大大降低了判断能力和操控能力。我国出台了各项法律法规，均对酒后驾驶行为实行严厉惩处。若某司机在一平直公路上正常驾车反应时间是，他驾车速度为，途中发现前方处有一人正骑电动自行车以的速度匀速行驶，司机经过反应时间后立即采取制动措施，刹车时汽车的加速度大小。求：(1)汽车制动后，距离电动自行车最小距离为多少？(2)若饮酒后驾驶机动车，反应时间是正常反应时间的3倍，通过计算说明，在上述条件下，能否发生碰撞事故？【答案】(1)；(2)能发生碰撞事故。【解析】【详解】(1)汽车在司机反应时间内走过的距离为然后汽车做匀减速直线运动，到速度减到时，汽车与电动车
21、之间的距离最小汽车从开始减速到减为的过程中，历时，走过的距离为，则有电动自行车的运动距离是最小距离为联立得：(2)司机醉酒后反应时间为，则在反应时间内汽车走过的距离为电动自行车的运动距离为则汽车从司机看到自行车到速度减为时运动总位移计算可知因此能发生碰撞事故。16. 水平地面上，固定一个倾角为30的斜面。斜面上有一个质量为的箱子，一轻绳上端固定在箱子的上顶面点，另一端连接一个质量为的小球。某时刻起，箱子在沿斜面向下的力作用下，沿斜面向下运动，稳定后，小球相对箱子静止且细绳与竖直方向成60。已知箱子与斜面的动摩擦因数为，重力加速度为。求：(1)稳定时，细绳上的拉力的大小和小球的加速度；(2)作用
22、在箱子上的力的大小。【答案】(1)；，沿斜面向下；(2)【解析】【详解】(1)对小球进行受力分析，并沿斜面和垂直于斜面建立坐标系，如图所示。在垂直于斜面方向上，合力为0，可得得在沿斜面向下的方向上，由牛顿第二定律得得沿斜面向下(2)箱子和小球相对静止，可以将箱子和小球看做一个整体，对整体进行受力分析，并沿斜面和垂直于斜面建立坐标系，如图所示。整体加速度摩擦力在垂直于斜面方向上合力为0，可得在沿斜面向下的方向上，由牛顿第二定律得联立得17. 拉格朗日点指在两个大天体引力作用下，能使小物体稳定的点（小物体质量相对两大天体可忽略不计）。这些点的存在由法国数学家拉格朗日于1772年推导证明的，1906
23、年首次发现运动于木星轨道上的小行星（见脱罗央群小行星）在木星和太阳的作用下处于拉格朗日点上。在每个由两大天体构成的系统中，按推论有5个拉格朗日点，其中连线上有三个拉格朗日点，分别是、，如图所示。我国发射的“鹊桥”卫星就在地月系统平衡点点做周期运动，通过定期轨控保持轨道的稳定性，可实现对着陆器和巡视器的中继通信覆盖，首次实现地月点周期轨道的长期稳定运行。设某两个天体系统的中心天体质量为，环绕天体质量为，两天体间距离为，万有引力常量为，点到中心天体的距离为；点到中心天体的距离为；求：(1)处于点小物体的向心加速度；(2)处于点小物体运行的线速度；(3)若，试求的值（保留3位有效数字）。【答案】(1
24、)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)设处于点的小物体质量为，则小物体所受向心力由两天体的万有引力合力来提供，可得解得(2)设处于点的小物体质量为，则小物体所受向心力由两天体的万有引力合力来提供，可得解得(3)设处于点的小物体质量为，设运动中的角速度为，则小物体所受向心力由两天体的万有引力合力来提供，可得对环绕天体，其向心力由两天体间万有引力提供，可得由于联立可得18. 如图所示，质量为的物块在水平力作用下，沿水平桌面运动，一段时间后撤去外力，物块继续运动至点后水平抛出，恰好自点沿切线进入光滑圆轨道，其中点为圆轨道最低点，点为与圆轨道切向连接的斜面的最低端。物块沿圆轨道运动后滑上斜面，第一次
25、从斜面返回刚好能到达点。已知间距离为，物块与轨道的动摩擦因数为，间竖直距离为，圆弧的半径为，物体与斜面间的动摩擦因数为，斜面的的倾角为37，重力加速度为。求：(1)间的水平距离；(2)物块在上运动所受拉力做的功；(3)物块运动到点时对轨道的最小压力；(4)物块在斜面上通过的总路程。【答案】(1)；(2)；(3)，竖直向下；(4)（或）【解析】【详解】(1)由几何关系知，设间距为，设在点速度为，从到历时，由平抛运动知识可得：小物块在点时竖直速度为，在点进行速度分解，可得：联立可得：(2)设在上拉力做的功为，由(1)可得从到，由动能定理可得：联立得：(2)小物体在圆轨道和斜面上做往返运动，最后在点速度为0，然后继续在圆弧面上做往返运动，再经过点时，对点的压力最小。设小物体所受支持力为，在点，由牛顿第二定律得：从到，由动能定理得：，联立得：由牛顿第三定律得：对点的最小压力大小为，竖直向下(4)从点进入轨道，到最后在点以下做往返运动，在点进行速度分解，可得：对从到最后的点全程由动能定理可得：（或）