1、天津市静海区第一中学2021届高三物理上学期12月试题（含解析）考生注意：本试卷分第卷基础题（77分）和第卷提高题（23分）两部分，共100分。第卷基础题（共77分）一、选择题（共30分）1. 如图所示是原子核的平均核子质量A与原子序数Z的关系图象，下列说法正确的是()A. 若D、E能结合成F，结合过程一定要释放能量B. 若D、E能结合成F，结合过程一定要吸收能量C. 若C、B能结合成A，结合过程一定要释放能量D. 若F、C能结合成B，结合过程一定要释放能量【答案】A【解析】【分析】【详解】由平均核子质量A与原子序数Z的关系图象可知，D与E的平均质量大于F的平均质量，所以DE结合成F，平均质量
2、减小，有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放故A正确，B错误由平均核子质量A与原子序数Z的关系图象可知，B与C的平均质量小于A的平均质量，所以若CB能结合成A，则质量增加，根据爱因斯坦质能方程，要吸收能量故C错误；由平均核子质量A与原子序数Z的关系图象可知，F与C的平均质量小于B的平均质量，所以若CF能结合成B，则质量增加，根据爱因斯坦质能方程，要吸收能量故D错误2. 卢瑟福的原子核式结构学说可以解决的问题是（）A. 结合经典电磁理论，解释原子的稳定性B. 用粒子散射的实验数据估算原子核的大小C. 卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子D. 卢瑟福通过粒子散射实验证明了原子核是
3、由质子和中子组成的【答案】B【解析】【分析】【详解】A卢瑟福的模型在经典电磁理论下完全是不稳定的，电子绕核运转会辐射电磁波损失能量，A错误；B影响粒子运动的主要是带正电的原子核。而绝大多数的粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有极少数粒子可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转，根据粒子散射实验，可以估算出原子核的直径约为10-15米10-14米，B正确；CD粒子散射实验不能证实在原子核内部存在质子，也不会证实原子核由质子与中子组成，CD错误。故选B。3. 质点做直线运动的v-t图像如图所示，该质点（）A. 在第1s末速度方向发生了改变B. 在
4、第2s末加速度方向发生了改变C. 在第3s末和第5s末的位置相同D. 在前3s内发生的路程为1m【答案】C【解析】【分析】【详解】A根据速度正负表示速度方向，知在第末速度方向没有改变，故A错误；B根据速度时间图象的斜率表示加速度，知在第2s末加速度方向没有改变，故B错误；C根据速度时间图象与轴包围的面积表示位移，知内质点通过的位移为0，则第3s末和第5s末的位置相同，故C正确；D根据速度时间图象与轴包围的面积表示位移，知在前3s内发生的路程为故D错误。故选C。4. 某消防员在一次执行任务时，需从半球形的屋顶向上缓慢爬行（如图所示），则在这个过程中,下列选项分析不正确的是（ ）A. 他对屋顶的压
5、力不变B. 屋顶对他的作用力不变C. 屋顶对他的摩擦力减小D. 屋顶对他的支持力变大【答案】A【解析】以消防员为研究对象，作出受力分析图： 设此人的重力为G，根据平衡条件得：屋顶对他的摩擦力：f=Gsin，屋顶对他的支持力：N=Gcos；C、D、消防员在半球形屋顶上向上缓慢爬行的过程中，坡角减小，则f减小，N增大即屋顶对他的摩擦力减小，屋顶对他的支持力增大，则C、D均正确A、屋顶的压力和人所受的支持力是作用力与反作用力，满足牛三相等，故压力变大，A错误.B、根据平衡条件和合成法可知支持力与摩擦力的合力始终与重力等大反向，则屋顶对人的支持力不变，D正确.本题选不正确的故选A【点评】本题是简单的三
6、力力平衡问题，分析受力，作出力图是关键，注意此类问题中的缓慢爬行所隐含的爬行过程中人始终处于平衡状态5. 将两个质量均为 m 的小球 a、b 用细线相连后，再用细线悬挂于 O 点，如图所示。用力 F 拉小球 b，使两个小球都处于静止状态，且细线 Oa 与竖直方向的夹角保持30，则 F 的最小值为（）A. mgB. C. D. 【答案】A【解析】【分析】【详解】将两小球视为整体受力分析，并合成矢量三角形：可知当与绳子拉力垂直时，有最小值A正确，BCD错误。故选A6. 如图所示,在倾角为的斜面上,质量均为m的物体A、B叠放在一起,轻绳通过定滑轮分别与A、B连接(绳与斜面平行),A与B、B与斜面间的
7、动摩擦因数均为,轻绳与滑轮间的摩擦不计,若要用沿斜面向下的力F将物体B匀速拉出,则F的大小为( )A. B. C. D. 【答案】D【解析】试题分析：先以A为研究对象，当B匀速下行时，A匀速上行，A受力如图1所示根据平衡条件得：T1=f1+mgsin；FN=mgcos又 f1=FN联立以上三式得：T1=mgcos+mgsin再以B为研究对象受力分析，如图2所示：根据平衡条件：F+mgsin=2mgcos+mgcos+T1；得：F=4mgcos；故选D.考点：共点力的物体的平衡.【名师点睛】本题是平衡条件的应用，分别对AB受力分析应用平衡条件求解即可，关键点是根据同一根绳子上的力大小相等，把作用
8、在A上的力和作用在B上的力建立联系要注意B受两个摩擦力7. 目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些材料都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性元素的说法中正确的是（ ）A. 射线与射线一样都是电磁波，但穿透本领远比射线弱B. 氡的半衰期为天，4个氡原子核经过天后就一定只剩下1个氡原子核C. 衰变成要经过4次衰变和7次衰变D. 放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的【答案】CD【解析】试题分析：射线的实质是电子流，射线的实质是电磁波，射线的穿透本领比较强，故A错误；半衰期对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故B错误；因为衰变的质量数不变，所以
9、衰变的次数，在衰变的过程中电荷数总共少16，则衰变的次数，故C正确； 衰变时，原子核中的一个中子，转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故D正确考点：原子核衰变及半衰期、衰变速度【名师点睛】解决本题的关键知道衰变的实质，注意衰变与衰变的区别，并知道在衰变的过程中电荷数守恒、质量数守恒，同时掌握衰变中电子的由来8. 如图为玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能及示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有（ ）A. 电子轨道半径减小，动能也要增大B. 氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线C. 由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小D. 金属钾的逸出
10、功为2.21 eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有4条【答案】AD【解析】【分析】详解】A：跃迁到较低能级，据可得电子轨道半径减小，据可知电子速度增大，动能增大故A项正确B：氢原子跃迁时，发出不连续的光谱线故B项错误C：由n=4跃迁到n=1时发出光子的能量最大，频率最高故C项错误D：一群氢原子处于n=4的激发态，共能发出6种频率的光其中n=4跃迁到n=3的光子能量为不能使金属钾发生光电效应；n=3跃迁到n=3的光子能量为不能使金属钾发生光电效应；其余4种光子的能量大于2.21 eV，能使金属钾发生光电效应故D项正确9. 运动学中有人认为引入“加速度的变化率”没有必要，然而现在有人指出“加速度
11、的变化率”能引起人的心理效应，车辆的平稳加速（即加速度基本不变）使人感到舒服，否则人会感到不舒服，关于“加速度的变化率”，下列说法正确的是（）A. 从运动学角度的定义，“加速度的变化率”的单位应是m/s3B. 加速度的变化率为0的运动是匀速直线运动C. 若加速度与速度同方向，如图所示的a-t图象，表示的是物体的速度在减小D. 若加速度与速度同方向，如图所示的a-t图象，已知物体在t0时速度为5m/s，则2s末的速度大小为8m/s【答案】AD【解析】【分析】【详解】A“加速度的变化率”是指加速度的变化与所用时间的比值，即，a的单位是m/s2，t的单位是s，则的单位为m/s3，故A正确；B加速度的
12、变化率为0是指加速度保持不变，如果加速度为0，则物体做匀速直线运动，如果加速度不为0，则物体做匀变速直线运动，故B错误；C若加速度与速度同方向，则物体做加速运动，如题图所示，加速度减小，则物体速度增加得慢了，但仍在加速，故C错误；D在a-t图像中图像与时间轴所围图形的面积表示物体速度的变化量，则得23m/s3m/s由于加速度与速度同方向，故物体做变加速直线运动，已知初速度为5m/s，则物体在2s末的速度为8m/s，故D正确。故选AD。10. 如图所示，水平线OO在某竖直平面内，距地面高度为h，一条长为l(lh)的轻绳两端分别系小球A和B，小球A在水平线OO上，竖直向上的外力作用在A上，A和B都
13、处于静止状态现从OO上另一点静止释放小球1，当小球1下落至与小球B等高位置时，从OO上静止释放小球A和小球2，小球2在小球1的正上方( )A. 小球1将与小球B同时落地B. h越大，小球A与小球B的落地时间差越小C. 在小球B下落过程中，轻绳对B的拉力竖直向上D. 在小球1落地前，小球1与2之间的距离越来越大【答案】BD【解析】【分析】【详解】A.设小球1下落到与B等高的位置时的速度为v，设小球1还需要经过时间t1落地，则：，设B运动的时间为t2，则：，比较以上两个式子可知，故A错误；B.设A运动时间为t3，则：可得：可知l是一个定值时，h越大，则小球A与小球B的落地时间差越小故B正确；C.小
14、球A与B都做自由落体运动，所以二者之间的轻绳没有作用力故C错误；D.1与2两球的距离：，可见，两球间的距离随时间的推移，越来越大；故D错误；二、填空题（共27分）11. 某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5 N的弹簧测力计两个，橡皮条(带两个较长的细绳套)，刻度尺，图钉(若干个)(1)具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的有_A橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上B重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同C使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度D用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须
15、都小于只用一个测力计时的拉力(2)该小组的同学用同一套器材做了四次实验，白纸上留下的标注信息有结点位置O、力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点，如下图所示其中对于提高实验精度最有利的是_ (3) 合力与F大小相等，方向略有偏差，如果此偏差仅由F1引起，则原因是F1的大小比真实值偏_、F1与F2的夹角比真实夹角偏_.(填“大”或“小”)【答案】 (1). BC (2). B (3). 大 (4). 大【解析】【分析】【详解】(1)1.A.F1、F2方向间夹角大小适当即可，不一定要橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上，故A错误；B.合力与分力的关系为等效替代的关系，效果是相同的，所
16、以在同一次实验时，需要让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，则必定结点O的位置要相同；而在重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同故B正确；C.使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线，可以减小因摩擦产生的误差；读数时视线应正对测力计刻度，可以减小偶然误差故C正确；D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时拉力不一定必须都小于只用一个测力计时的拉力，故D错误；(2)2.A、为了便于确定拉力的方向，拉橡皮条的细绳要稍长一些，同时在纸上描点时，所描的点不要太靠近结点，该图中所描的点太靠近结点故A错误；B.该图中所描的点到结点的距离适中，力的大小适中，而且两个力的角度的大小也适中故B正
17、确；C.实验要方便、准确，两分力适当大点，读数时相对误差小，但不宜太大，该图中的读数都太小，故C错误；D.该图中两个分力之间的夹角太小，这样误差容易大，故D错误；(3)34.据F1和F2的大小和方向做出的平行四边形可知：原因是F1的大小比真实值偏大；F1与F2的夹角比真实夹角偏大12. 在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出。打点计时器接频率为f=50Hz的交流电源。(1)每两个相邻的计数点的时间间隔为_s，打点计时器使用的是_(选填“交流”或“直流”)电源
18、；(2)打下E点时纸带的速度vE=_（用题中给定字母表示）；(3)若测得d6=65.00cm，d3=19.00cm，物体的加速度a=_m/s2（保留两位有效数字）；(4)如果当时电网中交变电流的频率f50Hz，但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值比真实值_（选填“偏大”或“偏小”）。【答案】 (1). 0.1 (2). 交流 (3). f (4). 3.0 (5). 偏小【解析】【分析】【详解】(1)1每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，所以计数点之间的时间间隔：；2打点计时器需要接交流电源；(2)3匀变速直线运动的某段时间内，平均速度等于中间时刻速度：；(3)4根据逐差法求解
19、加速度：；(4)5频率增大，周期变小，而该同学不知道，计算所用周期大于现在的周期，所以测得的加速度值偏小。三、解答题（共10分）13. 一辆汽车以54km/h的速度在平直公路上行驶，现因故紧急刹车，已知汽车刹车过程中加速度的大小始终为5m/s2，求(1)汽车通过停止运动前最后2.5m所需要的时间；(2)汽车从开始刹车到6s末所通过的位移；(3)总结处理刹车问题的关键。【答案】(1)1s；(2)22.5m；(3)遇到刹车问题先判断刹车时间，在进行解答【解析】【分析】【详解】(1)根据逆向法，可得解得1s(2)设汽车减速时间，则解得可知，汽车6s末前已经停止，实际运动时间为3s，则减速位移为(3)
20、遇到刹车问题先判断刹车时间，在进行解答。14. 在离地面上高h处质点A做自由落体运动，与此同时，在A的正下方的地面上有质点B以初速度v0竖直上抛。(1)若B在上升阶段能与A相遇，求出v0的取值范围；（本题不用具体解答只要求写出满足方程（组）即可）(2)若B在下降阶段与A相遇，求出v0的取值范围。（本题不用具体解答只要求写出满足方程（组）即可）【答案】(1) ；(2) 【解析】【分析】【详解】(1)若B在上升阶段能与A相遇，求出v0的取值范围；可见A、B相遇的时间 而B上升到最高点的时间 若要使B在上升时与A相遇，必须满足t1t即 即(2)若B在下降阶段与A相遇，求出v0的取值范围。若B在下降过
21、程中与A相遇，必须满足但又要在B落地以前相遇，B落地的时间 必须满足t2t0即即第卷提高题（共23分）15. 如图所示，物体的质量为2 kg，两根轻绳和AC的一端连接于竖直墙上，另一端系于物体上，在物体上另施加一个方向与水平方向成的拉力F，若要使两绳都能伸直，求拉力F的大小范围（g取）。【答案】【解析】分析】【详解】分析物体的受力情况，并建立坐标系如图：由平衡条件得在轴方向： 在x轴方向：由上述两式得令，得F最大值令，得F最小值综合得F的取值范围为16. A、B两辆玩具小汽车在相互靠近的两条平直的轨道上同向匀速行驶，初速度分别为vA=6m/s、vB=2m/s，当A车在B车后面x=3.5m时开始
22、以恒定的加速度aA=1m/s2大小刹车并停止运动，求：（1）A车超过B车后，保持在B车前方的时间；（2）A车超过B车后领先B车的最大距离；（3）若A车刹车时B车同时开始加速，加速度aB=2m/s2，但B车的最大速度只有vm=4m/s，通过计算说明A车能否追上B车？【答案】（1）6.25s （2）4.5m （3）A车不能追上B车【解析】试题分析：（1）设A车用时t追上B车，对A车，对B车，相遇时有解得显然为A车追上B车，由于，故为A车停下后被B车追上设从开始到A车被B车追上用时为，则得所以，解得（2）设当A车与B车速度相等用时为t4，则则此过程中A车位移，B车位移故A、B最大间距为，解得（3）设从A车刹车开始用时两车速度相等，B车加速至最大用时，匀速时间为，从开始刹车至速度相等过程中，且，解得，对A车，对B车，此时有，A车不能追上B车考点：考查了运动学公式的综合应用【名师点睛】两物体在同一直线上运动，往往涉及到追击、相遇或避免碰撞等问题，解答此类问题的关键条件是：分别对两个物体进行研究；画出运动过程示意图；列出位移方程；找出时间关系、速度关系、位移关系；解出结果，必要时要进行讨论这是一道典型的追击问题要抓住速度、时间、位移之间的关系，必要时可以作出速度时间图象帮助解题
