1、河北省保定市2021届高三物理上学期10月摸底考试试题（含解析）一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第710题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。1. 质量为的小球，以的速度在光滑水平面上向右运动，如图所示。小球与竖直墙壁碰撞后反弹的速度大小为，以水平向右为正方向，则（）A. 碰撞前后小球动量变化量为B. 碰撞前后小球动量变化量为C. 墙壁给小球的冲量大小为D. 墙壁给小球的冲量大小为【答案】D【解析】【详解】AB以水平向右为正方向，动量变化量为故AB错误；CD根据动量定理则墙壁给小球的
2、冲量大小为，故C错误，D正确。故选D。2. 物体以某一初速度冲上固定的粗糙斜面并沿斜面向上滑行，到最高点后又返回斜面底端，以下关于物体运动的说法中正确的是（）A. 物体上滑过程和下滑过程的位移相同B. 物体上滑过程和下滑过程的路程相同C. 物体上滑过程和下滑过程的平均速度相同D. 物体上滑过程和下滑过程的平均速率相同【答案】B【解析】【详解】A. 物体上滑过程和下滑过程的位移大小相同，方向相反，则位移不同，A错误；B. 物体上滑过程和下滑过程的路程相同，B正确；C. 由于斜面粗糙，则物体下滑到底端时的速度小于上滑的初速度，则由可知，物体上滑过程的平均速度大于下滑过程的平均速度，C错误；D. 根
3、据可知，上滑的时间小于下滑的时间，则物体上滑过程和下滑过程的路程相等，则平均速率不相同，D错误。故选B。3. 关于牛顿运动定律，下列说法中正确的是（）A. 汽车刹车，最终停下来时汽车的惯性消失B. 汽车速度越大，刹车距离越大，说明物体的惯性跟速度的大小有关C. 物体受到多个力作用，其运动状态可能不变D. 物体间的相互作用力等大反向，所以相互作用力的合力为零【答案】C【解析】【详解】AB惯性是物体的固有属性，物体惯性的大小只与物体的质量有关，与物体是否运动，运动速度的大小无关，故AB错误；C若物体受到多个力的作用且它们的合力为零，则其运动状态将保持不变，故C正确；D虽然物体间的相互作用力等大反向
4、，但是它们不能相互抵消，故D错误。故选C。4. 如图所示，半径为的光滑圆形管道固定在竖直平面内，质量为直径略小于管径的小球在管道内做圆周运动，小球通过最高点时对管道内壁的压力大小等于。增大小球的机械能，当它再次通过点时对管道外壁的压力大小也等于，已知重力加速度为，则（）A. 小球两次经过点的速率之比是1：3B. 小球两次经过点的速率之比是1：2C. 增加的机械能为D. 增加的机械能为【答案】D【解析】【详解】AB小球第一次通过最高点时设速度为 则 解得小球第二次通过最高点时设速度为 ，则解得速度之比为AB错误；CD增加的机械能C错误，D正确。故选D。5. 一质量为的小球，从地面附近的某高度处以
5、初速度水平抛出，除重力外小球还受一水平恒力作用，经过一段时间，小球的速度大小变为，方向竖直向下，小球还未到达地面。在此过程中（）A. 小球的动能增加了B. 小球的重力势能减少了C. 小球的机械能增加了D. 水平恒力做功的大小大于重力做功的大小【答案】B【解析】【详解】A小球的动能增加了故A错误；B小球在竖直方向做自由落体运动，且水平恒力作用一段时间后，小球运动速度竖直向下，说明水平方向的速度恰好减为零，小球的重力势能减少了又联立得故B正确；C D下落过程根据动能定理得即解得水平恒力做功为，小球的机械能减小；重力做功等于重力势能的减少量即为，故CD错误。故选B。6. 一辆汽车在平直公路上行驶，司
6、机突然发现正前方有一辆同向骑行的自行车，司机当即采取措施制动。以此时汽车所在位置为坐标原点、汽车行进方向为正方向建立坐标系，此后汽车和自行车速度的平方与它们位置坐标的关系如图所示。下列说法中正确的是（）A. 汽车开始减速时与自行车相距B. 司机和汽车系统的反应时间总和为C. 汽车没有和自行车相撞D. 汽车和自行车在图线相交的位置坐标处发生碰撞【答案】B【解析】【详解】A由题可知汽车的初速度为v0=10m/s，自行车的速度炎v=4m/s。汽车开始减速时，汽车已经向前前进了5m，运动时间为则此时自行车向前运动40.5m=2m，此时汽车与自行车相距4m，A错误； B由上述分析可知，司机和汽车系统的反
7、应时间总和为0.5s，B正确；CD汽车减速的加速度当汽车速度减到与自行车共速时的时间 此时汽车的总位移自行车的位移因为可知汽车已经和自行车相撞，即当两车速度共速时已经相撞，汽车和自行车在图线相交的位置坐标处不是发生碰撞的位置，CD错误。故选B。7. 如图所示，倾角为30的斜面固定在水平地面上，轻弹簧一端固定在垂直斜面的挡板上。现将一质量为的物块（可视为质点）从斜面上的点由静止释放，物块下滑过程中压缩弹簧到达最低点后，被弹簧弹回并沿斜面上滑到距点处速度减为零。已知，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为。下列说法中正确的是（）A. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.1B. 物块与斜面间的动摩擦因数为C.
8、 物块压缩弹簧到最低点的过程中弹簧弹力对物块做功为D. 物块压缩弹簧到最低点的过程中弹簧弹力对物块做功为【答案】BC【解析】【详解】AB在整个运动过程中，根据能量守恒定律整理的A错误，B正确；CD从A到B的过程中，根据动能定理代入数据整理的C正确，D错误故选BC。8. 如图为裝卸货物的带式输送机，输送带与水平方向夹角为37，货物以的初速度从底端滑上输送带，已知输送带速度为，货物与输送带间的动摩擦因数为0.8，输送机底端到顶端的距离为，已知，下列说法正确的是（）A. 货物到达顶端用时B. 货物到达顶端用时C. 货物在输送带上一直做匀加速运动D. 货物在输送带上先加速运动后做匀速运动【答案】BD【
9、解析】【详解】货物加速上升的加速度解得货物加速到和传送带一样速度的时间解得货物加速位移解得没有到达传送带的顶端，则货物和传送带一起匀速上升，匀速运动的时间货物到达顶端故选BD。9. 如图所示，某运动员拖动汽车轮胎进行体能训练，受训者通过绳子对静止在水平地面上的轮胎施加作用力，斜向上并与水平方向成37角，大小由零逐渐增大。已知轮胎质量为，与地面间的动摩擦因数为0.4，且轮胎受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为。则（）A. 轮胎与地面间的摩擦力逐渐减小B. 轮胎与地面间的摩擦力先逐渐增大后逐渐减小C. 轮胎与地面间的的摩擦力最大值为D. 轮胎与地面间的的摩擦力最大值为【答案】BC【解
10、析】【详解】AB当力F较小时，轮胎处于静止状态，此时轮胎与地面间的静摩擦力大小为Ff=Fcos37摩擦力随F增大而增大；当力F较大时，轮胎做加速运动，此时轮胎与地面间的滑动摩擦力的大小为Ff=（mgFsin37）摩擦力随F增大而减小，因此，轮胎与地面间的摩擦力先逐渐增大后逐渐减小，A错误，B正确；CD当轮胎刚要滑动时，轮胎与地面间的静摩擦力最大，此时，对轮胎，由平衡条件得Fcos37=Ffm=（mgFsin37）解得最大静摩擦力Ffm=80NC正确，D错误。故选BC。10. 如图所示，半径分别为和的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面内，两轨道由一条水平轨道连通，可视为质点的小滑块以一定
11、的初速度先滑上甲轨道，然后通过滑上乙轨道，最后离开。若小滑块与轨道的动摩擦因数为，通过两个圆形轨道的最高点时对轨道压力都恰好为零，下列说法正确的是（）A. 滑块在两轨道最低点对两轨道的压力相等B. 若增大滑块的初速度，小球在两轨道最高点对轨道的压力仍相等C. 水平轨道的长度为D. 水平轨道的长度为【答案】AC【解析】【详解】A设小滑块通过甲圆形轨道最低点C时，速度为，最高点速度为。小滑块通过圆形轨道的最高点时对轨道压力恰好为零，由圆周运动知识可得求得小滑块在最高的速度为小滑块从最低点到最高点，由机械能守恒定律理有联立解得在甲圆形轨道最低点，轨道对小滑块的支持力为N，则有联立解得由牛顿第三定律可
12、得，小滑块对圆形轨道的压力大小为同理，也可求得小滑块在乙圆形轨道最低点时对轨道的压力大小也为，故A正确。B若增大滑块的初速度，由机械能守恒定律可得在甲轨道最高点轨道对小滑块的压力有联立两式解得同理，可求得在乙轨道最高点轨道对小滑块的压力有若，则需要满足显然，由题目提供的条件不能判断二者的大小关系，即小球在乙轨道最高点对轨道的压力与在甲轨道最高点对轨道的压力大小无法确定，故B错误；CD小滑块从C点沿水平轨道运动到D点，由动能定理有分别把，代入上式，求得故C正确，D错误。故选AC。二、非选择题：本题共6小题，共60分。11. 如图所示装置可用来验证摆锤A的机械能守恒。摆锤A系在长为的轻绳一端，另一
13、端固定在点，在A右边缘上放一个小铁片，现将摆锤拉起，当绳与竖直方向成角时由静止开始释放摆锤，当其到达最低位置时，受到竖直挡板阻挡而停止运动，之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动。(1)了验证摆锤在运动中机械能守恒，除了偏角和绳长之外，实验中还需要测量下列哪些物理量_A小铁片质量B摆锤的质量C释放摆锤到停止运动的时间D小铁片飞离摆锤时离地面的高度E小铁片平抛运动过程中在水平方向的距离(2)根据已知的和测得的物理量，写出能验证摆锤在运动中机械能守恒的表达式_。【答案】 (1). DE (2). 【解析】【详解】(1)1为了验证摆锤在运动中机械能守恒，必须求出摆锤在最低点的速度。铁片在最低点飞出时做平抛运
14、动，铁片平抛的初速度即为摆锤在最低点的速度，根据平抛运动规律可得联立求得因此要想求出平抛运动的初速度，应该测量遇到挡板后铁片的水平位移x和竖直下落的高度h。故选DE。(2)2重锤下落过程中机械能守恒，则有又因为，联立解得12. 某次探究小车运动规律的实验中，小车从斜面上滑下，车尾系上纸带，通过打点计时器（打点频率为）记录小车的运动情况。如图所示，选取一条点迹清晰的纸带，每隔三个点记一个计数点，依次为、。(1)用半米尺进行测量，读取数据：，_，_，。(2)计算各点的瞬时速度：，_，_，。(3)以点为计时起点，在下面坐标图中做出小车的图像_，根据图像得出小车运动的加速度_（保留两位小数）【答案】
15、(1). 12.4812.50 (2). 17.8517.87 (3). 0.56 (4). 0.64 (5). 见解析所示 (6). 1.00【解析】【详解】(1)12由刻度尺可得AD=12.48cm，AE=17.85cm(2) 34每隔三个点记一个计数点，则T=0.08s；计算各点的瞬时速度(3) 5做出小车的图像如图6由图像可知三、应用解答题13. 已知地球的半径为，自转周期为，其第一宇宙速度为，求地球同步轨道卫星距离地面的高度。（引力常量为）【答案】【解析】【详解】设地球质量为M，对于以第一宇宙速度运行的卫星（质量为）对于地球同步轨道卫星（质量为）解得14. 一辆货车在平直公路上以的速
16、度向右匀速行驶，车上有一倾角为的固定斜面和竖直固定挡板，之间放有一段的光滑圆柱状建筑材料。路遇突发情况，货车紧急刹车做匀减速直线运动直至停止，此过程中竖直挡板恰好对建筑材料没有作用力。已知，。求：(1)货车匀速行驶时竖直挡板对建筑材料的支持力大小；(2)货车刹车内的位移。（保留一位小数）【答案】(1)3750N；(2)【解析】【详解】(1)以圆柱形建筑材料研究对象，匀速时受力分析如图所示 水平方向上 竖直方向上 解得F=3750N(2)以圆柱形建筑材料为研究对象，减速时受力分析如图所示，设加速度为a水平方向上 竖直方向上 解得a=7.5m/s2设货车减速到零需要时间t0解得货车在3s之前已经减
17、速到零，设刹车位移为x15. 如图所示，暗室中一水平转台上，距离转轴长为的位置嵌入一物块（可视为质点）。在常亮光源照射下从上往下看，转台逆时针匀速转动，如果用频闪光源照射转台，发现物块做顺时针匀速转动。已知物块质量为，频闪光源闪光频率为，观察到物块做顺时针圆周运动的周期为，当地重力加速度的大小为。求：(1)水平转台的最小转速；(2)转台以最小转速转动时给物块的作用力大小。【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)水平转台的角速度 频闪光源闪光一次的时间间隔里转台逆时针转过的角度观察到物块顺时针转过的角度由角速度的定义有解得k=1时，转速最小 (2)物块做圆周运动所需向心力为Fn转台给物块的作
18、用力为F解得 16. 竖直放置的轻质弹簧原长为，在其上端由静止释放一质量为的物体，如图甲所示，弹簧被压缩到最短时其长度为。把该弹簧水平放置在水平轨道上，一端固定在点，另一端与质量为的物块在位置接触不连接，如图乙所示。质量为的物块以某速度向着运动，与碰撞后以碰前三分之一的速率弹回，物块在向左运动速度减为零时弹簧长度恰好为，、与水平轨道的动摩擦因数均为，它们的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短，重力加速度大小为。(1)求与碰前的速度；(2)被弹簧弹回并与已经静止的发生碰撞，求它们最终静止时相距多远。【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)Q与P碰撞后，P获得速度v1P压缩弹簧到最短时弹簧的弹性势能为EP3m的物体压缩弹簧到最短的过程解得(2)Q反弹后静止在距离碰撞点x1的位置P从弹簧的最短位置弹回并运动到Q的位置时速度为v2P与Q的在碰撞后，P的速度为v3，Q的速度为v4之后P滑行的距离为x2，Q滑行的距离为x3最终静止时P与Q相距为解得
