1、宁夏固原市五原中学2021届高三物理上学期期中试题（含解析）一、选择题:本题共17小题。1-11题只有一个选项正确，在12-17题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。共51分。1. “物理思维”在学习中具有重要作用，下列关于“物理思维”描述不合理的是A. “质点” 模型的建立是一种“抽象思维”过程B. 处理“连接体”问题时，常采用“整体法”和“隔离法”C. “力的合成与分解”采用“等效替代”的思维方法D. “牛顿第一定律”是牛顿根据大量实验验证基础上提出的【答案】D【解析】 “质点” 模型的建立是一种“抽象思维”过程，选项A正确；处理“连接体
2、”问题时，常采用“整体法”和“隔离法”相结合，选项B正确；“力的合成与分解”采用“等效替代”的思维方法，选项C正确；“牛顿第一定律”不能通过实验来验证，选项D错误；此题选择不合理的选项，故选D.2. 如图所示，一对父子掰手腕，父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为，儿子对父亲的力记为，则（ ）A. B. 和大小相等C. 先于产生D. 后于产生【答案】B【解析】【详解】父亲对儿子的力和儿子对父亲的力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知这两个力等大反向，同生同灭，故B正确，ACD错误。故选B3. 我国首台新型墙壁清洁机器人“蜘蛛侠”是由青岛大学学生自主研制开发的，“蜘蛛侠”利用8只“爪子”上的吸盘
3、吸附在接触面上，通过“爪子”交替伸缩，就能在墙壁或玻璃上自由移动。如图所示，假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀加速“爬行”到右上方B点，在这一过程中，关于“蜘蛛侠”在竖直面内的受力分析正确的是（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】根据牛顿第二定律可知，在竖直平面内蜘蛛侠所受合力方向应该从A指向B，故C正确，ABD错误。故选C。4. 如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力A 方向向左，大小不变B. 方向向左，逐渐减小C. 方向向右，大小不变D. 方向向右，逐渐减小【答案】A【解析】试题分析: A、B
4、两物块叠放在一起共同向右做匀减速直线运动，对A和B整体根据牛顿第二定律有，然后隔离B，根据牛顿第二定律有：，大小不变；物体B做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左，摩擦力向左；故选A考点：本题考查牛顿第二定律、整体法与隔离法【名师点睛】1、整体法：整体法是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法在力学中，就是把几个物体视为一个整体，作为研究对象，受力分析时，只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力（外力），不考虑整体内部之间的相互作用力（内力）整体法的优点：通过整体法分析物理问题，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的本质和变体规律，从而避开了
5、中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题通常在分析外力对系统的作用时，用整体法2、隔离法：隔离法是指对物理问题中的单个物体或单个过程进行分析、研究的方法在力学中，就是把要分析的物体从相关的物体体系中隔离出来，作为研究对象，只分析该研究对象以外的物体对该对象的作用力，不考虑研究对象对其他物体的作用力隔离法的优点：容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单，便于初学者使用在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分）间的相互作用时用隔离法5. 如图所示，将质量为10kg的小球用轻绳挂在倾角=的光滑斜面上，斜面向右加速运动，小球相对斜面静止，g=10m/s2，当加速度a=时
6、，绳对小球的拉力大小为（）A. NB. NC. ND. 200N【答案】B【解析】【详解】当小球对斜面的压力为零时，小球受拉力和重力两个力作用，根据牛顿第二定律得方向水平向右，当加速度a=时，小球已脱离斜面，根据平行四边形定则知故选B。6. 如图所示，质量为m的光滑小球A被一轻质弹簧系住，弹簧另一端固定于水平天花板上，小球下方被一梯形斜面B托起保持静止不动，弹簧恰好与梯形斜面平行，已知弹簧与天花板夹角为，重力加速度为，若突然向下撤去梯形斜面，则小球的瞬时加速度为A. 0B. 大小为，方向竖直向下C. 大小，方向斜向右下方D. 大小，方向斜向右下方【答案】C【解析】小球原来受到重力、弹簧的弹力和
7、斜面的支持力，斜面的支持力大小为： 突然向下撤去梯形斜面，弹簧的弹力来不及变化，重力也不变，支持力消失，所以此瞬间小球的合力与原来的支持力N大小相等、方向相反由牛顿第二定律得：，得：，方向斜向右下方故选C7. 如图所示，在离地面一定高度处把4个水果以不同的初速度竖直上抛，不计空气阻力，若1s后4个水果均未着地，则1s后速率最大的是（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】根据代入解得同理解得由于故A正确，BCD错误。故选A。8. 在奥运会的精彩开幕式中，表演者手持各国国旗从体育场的圆周顶棚飞天而降，动感壮观。他们静止站在圆周顶棚的不同点A、B、C、D、E、F沿光滑钢索滑到场地的P区
8、表演，如图所示，设顶棚的圆周平面与地面平行，下列关于各处表演者滑到P区所用时间的说法中正确的是（）A. A处表演者滑到P区所用的时间小于C处B. F处表演者滑到P区所用的时间大于E处C. 所有表演者滑到P区所用的时间相等D. 所有表演者滑到P所用的时间一定不相等【答案】A【解析】【详解】每个表演者所经过的路径可以看成一个斜面，斜面的高度都相同，只是倾角不同，类似的模型如图所示设其中某一光滑斜面的倾角为，高为h，根据牛顿第二定律可得加速度斜面长根据运动学公式可得联立可得见，倾角越大，时间越短，越小，经过的时间越长。A、A处表演者滑到P区所用的时间小于C处，故A正确；B、F处表演者滑到P区所用的时
9、间小于于E处，故B错误；CD、倾角越大，时间越短，越小，经过的时间越长，所有表演者滑到P区所用的时间不一定相等，但倾角相同的表演者达到底部的时间相等，故CD错误。故选A。9. “礼让行人”是城市文明交通的体现。小王驾驶汽车匀速行驶，发现前方50m处的斑马线上有行人通过，立即刹车使车做匀减速直线运动，直至停止，减速的加速度大小为5m/s2，若小王的反应时间为0.5s，为确保安全，汽车刹车前匀速行驶的最大速度为（）A. 18km/hB. 30km/hC. 36km/hD. 72km/h【答案】D【解析】【详解】设汽车刹车前匀速行驶的最大速度为v，则 解得v=20m/s=72km/h故选D。10.
10、甲、乙两人用两绳aO和bO通过装在P楼和Q楼楼顶的定滑轮，将质量为m的物块由O点沿Oa直线缓慢向上提升，如图所示则在物块由O点沿直线Oa缓慢上升过程中，以下判断正确的是()A. aO绳和bO绳中的弹力都逐渐减小B. aO绳和bO绳中的弹力都逐渐增大C. aO绳中的弹力先减小后增大，bO绳中的弹力一直在增大D. aO绳中的弹力一直在增大，bO绳中的弹力先减小后增大【答案】D【解析】【详解】以物块为研究对象，分析受力情况：重力G、bo的拉力F和绳子ao的拉力T，由平衡条件得知，F和T的合力与G大小相等、方向相反，当将物体点向上缓慢移动，ao绳方向不变则T方向不变，bO绳绕O点逆时针转动，作出三个转
11、动过程三个位置力的合成图;如图中由3到2到1的过程，由图可以看出ao绳拉力T一直变大，bo绳弹力F先减小后变大故D正确故选D11. 中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为（）A. FB. C. D. 【答案】C【解析】【详解】根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F，因为每节车厢质量相等，阻力相同，故第2节对第3节车厢根据牛顿第二定律有设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢
12、的牵引力为F1，则根据牛顿第二定律有联立解得。故选C。12. 如图所示，在光滑斜面上，有一轻质弹簧的一端固定在斜面上，有一物体A沿着斜面下滑，当物体A刚接触弹簧的一瞬间到弹簧压缩到最低点的过程中，下列说法中正确的是A. 物体的加速度将先增大，后减小B. 物体的加速度将先减小，后增大C. 物体的速度将先增大，后减小D. 物体的速度将先减小，后增大【答案】BC【解析】小球接触弹簧后，弹簧的弹力先小于重力沿斜面向下的分力，小球的合力沿斜面向下，加速度也沿斜面向下，与速度方向相同，故小球做加速运动，因弹力逐渐增大，合力减小，加速度减小；随着小球向下运动，弹簧的弹力增大，当弹簧的弹力大于重力沿斜面向下的
13、分力后，小球的合力沿斜面向上，加速度沿斜面向上，与速度方向相反，小球做减速运动，弹力增大，合力增大，加速度也增大；综上可知，加速度先减小后反向增大；小球速度先增大后减小，故BC正确，AD错误；故选BC.点睛：解决本题的关键是分析小球的受力情况，再判断其运动情况；压缩弹簧运动的分析是中学阶段的一个难点要注意分析弹簧的弹力随形变量的变化而变化； 从而引起合力和加速度的变化过程13. 一人乘电梯上楼，在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示，以竖直向上为a的正方向，则人对地板的压力（ ）A. t=2s时最大B. t=2s时最小C. t=8.5s时最大D. t=8.5s时最小【答案】AD【解
14、析】【详解】由于t=2s时物体向上的加速度最大，故此时人对地板的压力最大，因为地板此时对人的支持力最大；而t=85s时物体向下的加速度最大，故地板对的支持力最小，即人对地板的最小，故选项AD正确，选项BC错误14. 如图所示，水平传送带长为L=10m，运行速率v=2m/s，在其左端无初速度放上一物块，若物块与传送带间的动摩擦因数=0.2，则物块从左到右的运动过程中（）A. 刚放上时物块受到的是滑动摩擦力B. 物块一直做匀加速直线运动C. 物块在传送带上的运动时间为5sD. 物块在传送带上留下的划痕长度为1m【答案】AD【解析】【详解】A物块刚放上时传送带时，物块与传送带间有相对运动，故物块受到
15、是滑动摩擦力，选项A正确；B物块刚放上时传送带时，物块做匀加速直线运动，当与传送带速度相等后，与传送带一起做匀速运动，选项B错误；C物块在传送带上匀加速运动的加速度匀加速运动的时间为匀加速运动的位移为则物块在水平传送带上匀速运动的时间所以物块在传送带上的运动时间为5.5s，选项C错误；D匀加速运动的位移为此时传送带的位移所以物块在传送带上留下的划痕长度为1m，选项D正确。故选AD。15. 质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=5tt2（各物理量均采用国际单位制单位），下列说法正确的是（）A. 该质点的加速度大小为2m/s2B. 该质点在1s末的速度大小为6m/sC. 该质点第2s内的平均速
16、度为8m/sD. 前2s内的位移为14m【答案】ACD【解析】【详解】A根据得，质点的初速度加速度故A正确；B质点在1s末的速度故B错误；C质点在2s末的速度则该质点第2s内的平均速度为故C正确；D前2s内的位移为故D正确。故选ACD。16. 如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上，A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，现对A施加一水平拉力，则（ ）A. 当2时，A、B都相对地面静止B. 当时，A的加速度为C. 当F3mg时，A相对B滑动D. B的加速度可能为【答案】BC【解析】【详解】A设B对A的摩擦力为f1，A
17、对B的摩擦力为f2，地面对B的摩擦力为f3，由牛顿第三定律可知f1与f2大小相等，方向相反，f1和f2的最大值均为2mg，f3的最大值为mg，故当0Fmg时，A、B均保持静止；继续增大F，在一定范围内A、B将相对静止以共同的加速度开始运动，故A错误；BC设当A、B恰好相对地面发生相对滑动时的拉力为F，加速度为a，则对A，有F-2mg=2ma，对A、B整体，有F-mg3ma，解得F=3mg，故当mgF3mg时，A相对于B静止，二者以共同的加速度开始运动；当F3mg时，A相对于B滑动当F=mg时，A、B以共同的加速度开始运动，将A、B看作整体，由牛顿第二定律有F-mg=3ma，解得a=g，故BC正
18、确D对B来说，其所受合力的最大值Fm=2mg-mgmg，即B的加速度不会超过g，故D错误17. 如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A，B（B物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物体的图象如图乙所示（重力加速度为g），则（ ）A. 施加外力前，弹簧的形变量为B. 外力施加的瞬间，A，B间的弹力大小为C. A，B在时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零D. 弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值【答案】AB【解析】【详解】A施加外力前，物体AB整体平衡，根据
19、平衡条件，有：解得：A正确；B施加外力F的瞬间，对B物体，根据牛顿第二定律，有：其中：F弹=2Mg解得：B正确；C物体A、B在时刻分离，此时A、B具有共同的速度与加速度，且：对B：解得：C错误；DB受重力、弹力及压力的作用，当合力为零时，速度最大，而弹簧恢复到原长时，B受到的合力为重力，已经减速一段时间，速度不是最大值。D错误。故选AB。二、实验题（共2小题，每空2分，共14分）18. 两位同学在探究“两个互成角度的力的合成”的实验中，利用图钉、木板、橡皮条、细绳套、弹簧测力计、白纸、刻度尺等器材进行有关实验。（1）其主要实验步骤如下：将图钉、白纸固定在木板上，把系好细绳套的橡皮筋挂在图钉上用
20、两个弹簧测力计互成角度的拉伸橡皮筋，记录此时两个测力计的读数F1、F2及其方向用一个弹簧测力计拉伸橡皮筋，并记录此测力计的读数F及其方向在白纸上作出三个力的图示，并探究它们的关系以上步骤中，存在问题的步骤是_。（填写步骤前的序号）（2）如图甲、乙所示是这两名同学探究得到的结果，则可判定其中_（填“甲”或“乙”）实验结果是尊重实验事实的。（3）两弹簧测力计拉力的图示已在图丙中作出，方格每边的长度表示1.0N，按照作图法可得合力的大小为_N。（结果保留两位有效数字）【答案】 (1). (2). 甲 (3). 7.0（6.97.2）【解析】【详解】（1）1 将图钉、白纸固定在木板上，应该是：用图钉把
21、橡皮条的一端固定在木板上，而不是把系好细绳套的橡皮筋挂在图钉上，故步骤有问题；用两个弹簧测力计互成角度的拉伸橡皮筋，记录此时两个测力计的读数F1、F2及其方向，还要记录结点O点的位置，故步骤有问题；用一个弹簧测力计拉伸橡皮筋，把橡皮条与细绳的结点拉到位置O，并记录此测力计的读数F及其方向，故步骤有问题；在白纸上作出三个力的图示，并探究它们的关系，故步骤没有问题。故存在问题的步骤是（2）2 实验测的弹力方向沿绳子方向，由于误差的存在，作图法得到的合力与实验值有一定的差别，故甲更符合实验事实.（3）3 已知分力求合力，根据平行四边形定则作图，如图：故合力为7.0N。19. (1)甲、乙、丙三个实验
22、小组分别采用如图（甲）、（乙）、（丙）所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题：甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是_。A甲、乙、丙B甲、乙C甲、丙实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是_。实验时，甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的a-F图线如图（丁）中A、B、C所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是_。(2)小明同学采用（乙）图实验装置探究质量一定时加速度与力的关系的实验时，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出
23、的a-F图像是图线如图（丁）中A为一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_。A B C Dk【答案】 (1). A (2). 甲 (3). CAB (4). C【解析】【详解】(1)1甲、乙、丙都是小车在木板上运动，都有摩擦力，都需要平衡摩擦力，A正确，BC错误。故选A。2乙有弹簧测力计测量绳的拉力，丙有力的传感器测量绳的拉力，甲没有测量绳的拉力的装置，必须用重物的重力替代绳的拉力，所以甲必须满足M远大于m的条件。3由牛顿第二定律，三个小车的加速度分别为解得则乙对应图线A； 由于甲图不能直接测量绳的拉力，所以图像必然弯曲，则甲对应图线C，乙能直接测量拉力，对应图线B
24、。即甲乙丙对应CAB。(2)4对乙由牛顿第二定律依题意得解得ABD错误，C正确。故选C。三、计算题（本大题共5小题，共33分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）20. 磁悬浮飞机的运行速度可达v=150m/s，假设“飞机”的总质量m=5000kg，沿水平直轨道以a=1m/s2的加速度从静止匀加速至最大速度，忽略一切阻力的影响，求：(1) “飞机”所需的动力F；(2) “飞机”由起动至最大速度所需的时间t。【答案】(1)5000N；(2) 150s【解析】【详解】(1)由牛顿第二定律得(2) “飞机”由起动至最大速度所需的时间t21. 如图甲所示，质量为m=1kg的物体置于倾
25、角为=的固定斜面上（斜面足够长），对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间t1=1s时撤去拉力，物体运动的部分vt图象如图乙所示，g取10m/s2，试求：(1)物体与斜面间的动摩擦因数；(2)拉力F的大小。【答案】(1)0.5；(2)30N【解析】【详解】(1)(2)根据速度时间图线知，匀加速直线运动的加速度根据牛顿第二定律得匀减速直线运动的加速度根据牛顿第二定律得解得F=30N，=0.522. 所受重力G18 N的物块悬挂在绳PA和PB的结点上。PA偏离竖直方向37角，PB在水平方向，且连在所受重力为G2100 N的木块上，木块静止于倾角为37的斜面上，如图所示，试求：（sin 370.6
26、，cos 370.8，重力加速度g取10 m/s2）(1)木块与斜面间的摩擦力大小；(2)木块所受斜面的弹力大小。【答案】(1)64.8N；(2)76.4N【解析】【详解】解：(1)(2)如图甲所示分析P点受力，由平衡条件可得可解得：FB=6N。再分析G2的受力情况如图乙所示，由物体的平衡条件可得又，可求得答：(1)木块与斜面间的摩擦力为64.8N；(2)木块所受斜面的弹力为76.4N。23. 一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示设运动员的质量为75kg，吊椅的质量为25kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/
27、s2上升时，重力加速度取g=10m/s2，试求：（1）运动员加速上升时绳的拉力的大小？（2）运动员加速上升时对吊椅的压力大小？【答案】（1）550N；（2）275N【解析】详解】（1）对运动员和吊椅整体受力分析，受重力和两个拉力，根据牛顿第二定律，有解得T=550N（2）再对吊椅受力分析，受重力、压力和拉力，再次根据牛顿第二定律，有解得N= 275N24. 下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为=37（sin37=）的山坡C，上面有一质量为m的石板B，其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆A（含有大量泥土），A和B均处于静止状态，如图所示。假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质
28、量也为m（可视为质量不变的滑块），在极短时间内，A、B间的动摩擦因数1减小为，B、C间的动摩擦因数2减小为0.5，A、B开始运动，此时刻为计时起点；在第3s末，C的上表面突然变为光滑，1保持不变。已知A开始运动时，A离B下边缘的距离l=27m，C足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小g=10m/s2。求：(1)在第3s末时A和B的速度大小；(2)判断A能否滑离石板B？若能请求出A在B上运动的总时间；若不能请求出A距B上端的最大距离。【答案】(1)9m/s；3m/s(2)12m【解析】【详解】(1)在03s时间内，A和B的受力如图所示，其中f1、N1是A与B之间的摩擦力和正压力的
29、大小，f2、N2是B与C之间的摩擦力和正压力的大小，方向如图所示。由滑动摩擦力公式和力的平衡条件f1 =1N1N1=mgcos F2 =2N2 N2=N1+mgcos 规定沿斜面向下为正。设A和B的加速度分别为a1和a2，由牛顿第二定律得mgsin-f1=ma1mgsin-f2+f1=ma2 联立并代入题给条件得a1=3m/s2a2=1m/s2 在t1=3s时，设A和B速度分别为v1和v2，则v1=a1t1=9m/s v2=a2t2=3m/s (2)3s后，设A和B的加速度分别为a1和a2。此时B与C之间摩擦力为零，同理可得a1=3m/s2a2=9m/s2即A、B分别做加速运动。设经过时间t2，A、B的共同速度为v，则有v1+a1t2= v2+a2t2联立各式得 t2=1s在t1+t2时间内，A相对于B运动的距离为=12m27m此后A、B相对静止一起做匀加速直线运动，A不会滑离石板B，A距石板B上端最大距离为12m。
