1、甘肃省兰州市第一中学2021届高三物理上学期期中试题（含解析）二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1418题只有一项符合题目要求，第1921题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1. 下列说法正确的是（）A. 牛顿运动定律都可以通过实验室实验来验证B. 伽利略通过理想斜面实验指出力不是维持物体运动的原因C. 开普勒通过研究行星的运动，提出了万有引力定律D. 卢瑟福通过粒子散射实验，发现了原子核由质子和中子构成【答案】B【解析】【详解】A不受力的实验只能是理想实验，是无任何实验误差的思维实验，严格来说“不受力”的条件真实实验不能
2、满足，只能靠思维的逻辑推理去把握，故牛顿第一定律是不可以通过实验直接得以验证的，而牛顿第二定律、牛顿第三定律均是实验定律，故A错误；B根据物理学史可知，伽利略通过理想斜面实验指出力不是维持物体运动的原因，故B正确；C开普勒通过对行星运动规律的研究，总结出了行星运动的规律，牛顿总结出了万有引力定律，故C错误；D卢瑟福通过粒子散射实验，提出来原子的核式结构理论，故D错误。故选B。2. 2019年7月9日，在沈阳进行的全国田径锦标赛上，来自上海的王雪毅以1米86的成绩获得女子跳高冠军。若不计空气阻力，对于跳高过程的分析，下列说法正确的是（ ）A. 王雪毅起跳时地面对她的弹力大于她对地面的压力B. 王
3、雪毅起跳后在空中上升过程中处于失重状态C. 王雪毅跃杆后在空中下降过程中处于超重状态D. 王雪毅落到软垫后一直做减速运动【答案】B【解析】【详解】A王雪毅起跳时地面对她的弹力与她对地面的压力是作用力与反作用力，大小相等，故A项错误；B王雪毅起跳后在空中上升过程中，加速度的方向向下，处于失重状态，B项正确；C王雪毅越杆后在空中下降过程中，她只受到重力的作用，加速度的方向向下，处于失重状态，C项错误；D王雪毅落到软垫后，软垫对她的作用力先是小于重力，所以她仍然要做短暂的加速运动，之后才会减速，D项错误。故选B。3. 将重为4mg均匀长方体物块切成相等的A、B两部分，切面与边面夹角为45，如图所示叠
4、放并置于水平地面上，现用弹簧秤竖直向上拉物块A的上端，弹簧秤示数为mg，整个装置保持静止。则（）A. 地面与物块B之间可能存在静摩擦力B. 物块对地面的压力小于3mgC. A对B的压力大小为mgD. A、B之间静摩擦力大小为mg【答案】D【解析】【详解】A对AB整体受力分析，水平方向不受地面的摩擦力，否则不能平衡，选项A错误；B对AB整体受力分析，竖直方向受力平衡，则有N+F=4mg解得N=3mg则物块对地面的压力等于3mg，选项B错误；CD对A受力分析，受到重力、弹簧的拉力、B对A的支持力以及B对A的静摩擦力，根据平衡条件得FN=（2mg-mg）cos45f=（2mg-mg）sin45解得F
5、Nfmg选项C错误，D正确。故选D。4. 如图所示，水平桌面上，质量为m的物块放在质量为2m的长木板的左端，物块和木板间的动摩擦因数为，木板和桌面间的动摩擦因数为，开始时物块和木板均静止，若在物块上施加一个水平向右的恒力F，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）A. 当F mg时，物块和木板一定发生相对滑动B. 当F = mg时，物块的加速度大小为C. 当F = 2mg时，木板的加速度大小为D. 不管力F多大，木板的加速度始终为0【答案】B【解析】【详解】A当物块相对于木板刚要发生相对滑动时，物块和长木板间的静摩擦力达到最大值，对整体隔离木板得得只有物块和木板才一定发生相对滑动，选项A错误；
6、B当F=mg时，物块和长木板相对静止，对整体有得选项B正确；CD当F=2mg时，物块和木板发生相对滑动，隔离木板得得选项CD错误。故选B。5. 用如图甲所示的装置研究光电效应现象。用频率为的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系图像，图线与横轴的交点坐标为（a，0），与纵轴的交点坐标为（0，-b），下列说法中正确的是（）A. 普朗克常量为B. 仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大C. 仅提高照射光频率，金属的逸出功增大D. 保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数增大【答案】A【解析】【详解】A根据可得，纵轴截距的
7、绝对值等于金属的逸出功等于b，当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为那么普朗克常量为选项A正确；B根据光电效应方程可以知道，入射光的频率与最大初动能有关，与光的强度无关，选项B错误；C金属的逸出功不会随着入射光的频率变化而变化，选项C错误；D若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减小，那么电流表G的示数会减小，选项D错误。故选A。6. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A. 如图甲，汽车通过凹形桥的最低点处于失重状态B. 如图乙，小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，小球的过最高点的速度至少等于C. 如图丙，用相同材料做成的A、
8、B两个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做匀速圆周运动，mB=2mA，rA=2rB，转台转速缓慢加快时，物体A最先开始滑动D. 如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用【答案】CD【解析】【详解】A汽车过凹桥最低点时，加速度的方向向上，处于超重状态，故A错误；B小球在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，杆不仅提供拉力也可以提供支持力，所以小球的过最高点的速度只要大于零即可，故B错误；C物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做圆周运动，摩擦力充当向心力，最大角速度对应最大静摩擦力即A最先开始滑动，故C正确；D火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨对
9、外轮缘会有向内侧的挤压作用，故D正确。故选CD。7. 个子高高的小头爸爸带着个子矮矮的大头儿子站在斜坡底端做掷小石子的小游戏，如图所示。他们将小石子水平掷出的初速度v0相同，小头爸爸掷出的小石子1触到斜面时的速度恰与斜面垂直。忽略空气阻力，不考虑小石子接触斜面以后的运动。则大头儿子抛出的小石子2（）A. 触到斜面时速度方向也可能跟斜面垂直B. 触到斜面时的速度方向不可能跟斜面垂直C. 从抛出到接触斜面过程的位移有可能跟斜面垂直D. 从抛出到接触斜面过程的位移不可能跟斜面垂直【答案】BD【解析】【详解】AB如图所示，由图可知，儿子抛出的小石子2比爸爸抛出的小石子1运动时间更小，对爸爸抛出的小石子
10、1可得由于小头爸爸掷出的小石子1触到斜面时的速度恰与斜面垂直，则儿子抛出的小石子2，触到斜面时的速度方向不可能跟斜面垂直，故A错误，B正确；CD若小石子的位移方向与斜面垂直，设位移方向与水平方向的夹角为，由几何关系可知，与互余，对小头爸爸掷出的小石子1触到斜面时的速度恰与斜面垂直，此时小头爸爸掷出的小石子1的速度方向与水平方同的夹角也为，根据平抛运动的推论，速度方向与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角正切值的2倍，说明小石子1的位移与斜面不垂直，由于小石子2落斜面上时速度方向与水平方向的夹角比小石子1的更小，则从抛出到接触斜面过程的位移不可能跟斜面垂直，故C错误，D正确。故选BD。8.
11、 如图所示，倾角为 = 30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弹簧上，整个系统保持静止。已知物块a、b、c的质量分別为m、4m、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. 地面对c的摩擦力为零B. 剪断轻绳的瞬间，c对地面的压力为（3m+M）gC. 剪断轻绳的瞬间，a的加速度大小为2gD. 弹簧弹力大小为mg【答案】BCD【解析】【详解】A对bc组成的系统受力分析可知，竖直向下的重力G，竖直向上的支持力F，细线斜向上的拉力T，根据平衡条件可知还要
12、受地面的摩擦力f，选项A错误；B剪断轻绳的瞬间，b沿斜面加速下滑，加速度为对bc组成的系统竖直方向上根据牛顿定律有解得地面对c的支持力根据牛顿第三定律可得c对地面的压力为（3m+M）g，选项B正确；C剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律得：a的加速度大小选项C正确；D以b为对象，沿斜面方向得以a为对象解得选项D正确。故选BCD。第卷三、非选择题： 共174分。第2232题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3338题为选考题，考生根据要求做题。（一）必考题：共129分9. 某小组同学用DIS研究加速度与力的关系的实验装置如图（a）所示。实验中通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运
13、动的加速度a和所受拉力F的关系图象，他在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图（b）所示。(1)图线_（选填“”或“”）是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；(2)在轨道水平时小车运动的阻力f_；(3)图（b）中，拉力F较大时，aF图线明显弯曲，产生误差。为消除此误差可采取的措施是_。A调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动B在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车的总质量C在钩码与细绳之间接入一力传感器，用力传感器读数代替钩码重力D更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验【答案】 (1). (2). 0.5N
14、(3). C【解析】【详解】（1）1由图像可知，当F0时，a0，也就是说当绳子上没有拉力时小车有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高，所以图线是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的。（2）2图线是在轨道水平时做实验得到的，由图像可知当拉力等于0.5 N时，加速度恰好为零，即刚好拉动小车，此时。（3）3造成此误差主要原因是所挂钩码的总质量太大，而我们用钩码的重力作为小车所受的拉力，所以消除此误差可采取的简便且有效的措施是测量出小车所受的拉力，即在钩码与细绳之间放置一力传感器，得到力F的数值，再做出小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图像。C正确。1
15、0. 某同学在探究力的合成的平行四边形法则的实验中，利用图钉、平板、橡皮条、弹簧秤及铅笔刻度尺进行有关实验(1)图示实验中B测力计的示数为_N。（弹簧测力计示数的单位N）(2)某同学在做实验时，完成了以下三个实验步骤：在水平放置的木板上固定白纸，橡皮条一端固定在板上，另一端拴两根细绳，通过细绳同时用两个测力计互成角度地拉橡皮条，使它与细绳的结点到达某一位置O，在白纸上记下O点和两测力计的读数F1和F2。只用一只测力计通过细绳拉橡皮条使其伸长，记下此时测力计的读数F和细绳的方向。在纸上根据F1和F2的大小和方向，应用平行四边形法则作图求出合力F，并与图中的F进行比较研究。请指出以上步骤中有错误或
16、疏漏的地方：a._；b. _。(3)为了使实验能够顺利进行，且尽可能减小误差，正确的做法是_。A 用弹簧测力计拉细绳时，两细绳的夹角要尽量小B. 用弹簧测力计拉细绳时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行C. 确定力的方向时，用铅笔沿着细绳划直线D. 细绳的长度越短越好(4)若保持O点位置和A弹簧秤拉力的方向不变，缓慢地调节B弹簧秤，使两细线之间的夹角增大一些，则_。A合力可能增大 B.合力可能减小C. A弹簧测力计的示数可能减小 D. B弹簧测力计的示数可能减小【答案】 (1). 3.6N (2). 应记下两细绳的方向 (3). 应将结点拉到同一位置O (4). B (5). D【解析】【详
17、解】(1)1由图示弹簧测力计可知，其分度值为0.2N，示数为3.6N。(2)2 3实验时需要记录拉力的大小与方向，为使拉力作用效果相同，橡皮条结点位置应保持不变，因此实验步骤存在的问题是：应记下两细绳的方向和应将细绳的结点拉到同一位置O。(3)4 A用弹簧测力计拉细绳时，为减小实验误差，两细绳的夹角要适当大些，故A错误；B用弹簧测力计拉细绳时，为使测力计示数等于细绳的拉力，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行，故B正确；C确定力的方向时，用铅笔沿着细绳方向确定两点，然后确定拉力方向，故C错误；D为方便实验操作减小实验误差，细绳的长度应适当长些，故D错误。故选B。(4)5 AB保持O点位置不变，
18、橡皮条的伸长量不变，两拉力的合力不变，故AB错误；CDA弹簧秤拉力的方向不变，两细线之间的夹角增大过程，合力如图所示；由图示可知，A弹簧测力计的示数增大，B弹簧测力计的示数可能减小，可能先减小后增大，故C错误，D正确。故选D。11. 如图所示，有一水平传送带以6 m/s的速度按顺时针方向匀速转动，传送带右端连着一段光滑水平面BC，紧挨着BC的水平地面DE上放置一个质量M = 1 kg的木板，木板上表面刚好与BC面等高。现将质量m = 1 kg的滑块轻轻放到传送带的左端A处，当滑块滑到传送带右端B时刚好与传送带的速度相同，之后滑块又通过光滑水平面BC滑上木板。滑块与传送带间的动摩擦因数1 = 0
19、.45，滑块与木板间的动摩擦因数2 = 0.2，木板与地面间的动摩擦因数3 = 0.05，设木板受到的最大静摩擦力跟滑动摩擦力相等，取g = 10m/s2。求：(1)滑块从传送带A端运动到B端，滑块相对传送带走过的路程；(2)木板至少多长才能使滑块不从木板上掉下来。【答案】(1)4m；(2)6m【解析】【详解】(1)滑块在传送带上受到向右的摩擦力，到达传送带右端时速度为6m/s，则有a=1g=4.5m/s2s传送带位移则滑块相对传送带走过的路程(2)滑块以6m/s的速度滑上木板，对滑块和木板受力分析：滑块受到木板对其向左的摩擦力，则a滑=2m/s2木板受到滑块对其向右的摩擦力和地面对其向左的摩
20、擦力，有Ma木=2mg-3（M+m）g解得a木=1m/s2假设滑块在木板上经过时间t，木板和滑块达到共同速度v共对滑块有对木板有则木板长度L=x滑-x木代入数据解得L=6m即木板至少6m长才能使物块不从木板上掉下来。12. 如图所示，一个可视为质点的小球从A点静止摆下，摆到最低点B点摆线刚好被拉断，小球在B点恰好未与地面接触，小球进入粗糙的水平面后向右运动到C点进入一竖直放置的光滑圆弧形轨道。已知摆线长L = 1 m，小球在A点时摆线与竖直方向的夹角 = 60，小球质量m = 1 kg，B点到C点的距离s = 2 m，小球与水平面间动摩擦因数 = 0.2，取g = 10 m/s2。(1)求摆线
21、所能承受的最大拉力；(2)要使小球上升过程中不脱离圆弧形轨道，求圆弧形轨道半径R的取值范围。(3)其他条件不变，仅在光滑圆弧轨道所处空间内加一个水平向右的匀强电场，若电场强度E = 5.0105 V/m，小球电荷量q = +1.510-5 C，要使小球能够做完整的圆周运动，求圆弧轨道半径R的取值范围。【答案】(1)20N；(2)见解析；(3)【解析】【详解】(1)小球从A点到B点的过程，由动能定理得mgL（1-cos）=解得在B点，由牛顿第二定律得解得(2)从B点到C点的过程中摩擦力做功，由动能定理得解得小球进入圆弧形轨道后，设小球到达圆弧形轨道最高点的速度为v，要使小球不脱离圆弧形轨道应满足
22、小球从C点运动到圆弧形轨道最高点的过程，由动能定理得联立解得小球进入圆弧形轨道后，上升的最大高度满足，小球可沿轨道返回小球从C点运动到最高点的过程有解得所以要使小球不脱离圆弧形轨道，圆弧形轨道半径R的取值范围是或。(3)小球在匀强电场中受到的电场力F=Eq=7.5N则小球在该复合场中的等效重力G等效=12.5Ng等效=12.5m/s2方向与竖直方向呈37向左下。小球在该等效重力场中，要完成完整的圆周运动，到达等效最高点的速度至少等于v，即小球从C点进入的速度不变，则运动到最高点由动能定理得联立可得（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则
23、按所做的第一题计分。13. 以下说法正确的是_。A. 液体表面张力有使液面收缩到最小的趋势B. 晶体中沿不同方向上物质微粒的排列情况有所不同，因此晶体在宏观上表现出各向异性C. 当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大D. 花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动E. 恒温水池中，小气泡由底部缓慢上升过程中，气泡中的理想气体内能不变，对外做功，吸收热量【答案】ABE【解析】【详解】A液体表面张力有使液面收缩到最小的趋势，选项A正确；B晶体中沿不同方向上物质微粒的排列情况有所不同，因此晶体在宏观上表现出各向异性，选项B正确；C当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，但绝对湿
24、度不一定大，选项C错误；D花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了液体分子在不停地做无规则运动，选项D错误；E恒温水池中，小气泡由底部缓慢上升过程中，气泡中的理想气体的温度不变，内能不变，由于压强减小，体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，选项E正确。故选ABE。14. 如图所示，U形管右管截面积为左管截面积的2倍，管内水银在左管内封闭了一段长为、温度为300K的空气柱，左右两管水银面高度差为，大气压为76cmHg。(1)给左管的气体加热，则当U形管两边水银面等高时，左管内气体的温度为多少？（结果保留1位小数）(2)在(1)问的条件下，保持温度不变，往右管缓慢加入水银直到左管气柱恢
25、复原长，问此时两管水银面的高度差h2。【答案】(1)342.9K；(2)4cm【解析】【详解】(1)初态管内气体压强p1=p0- ph1=（76-6）cmHg=70cmHg当左右两管内水银面相等时，末态气体压强：p2=76cmHg由于右管截面积是左管的两倍，所以左管水银面将下降4cm，右管中水银面将上升2cm，末态管内气柱长度l2=80cm初态：p1=70cmHg，V1=76S，T1=300K，末态：p2=76cmHg，V2=80S，T2，根据理想气体的状态方程可得可得T2=342.9K(2)设气柱恢复原长时压强为p3，初态：压强p2=76cmHg，体积V2=80S，末态：压强p3，体积V3=
26、V1=76S，根据玻意耳定律可得p2V2=p3V3解得p3=80cmHg76cmHg故右侧水银柱比左侧高，以cmHg为单位，根据平衡可得p3=ph2+p2解得ph2=4cmHg所以高度差为4cm。15. 如图所示，O为半圆形玻璃砖的圆心，P为平行于直径MN的光屏。一细束白光从Q点垂直于MN射入玻璃砖，从玻璃砖的圆弧面射出后，打到P上，得到由红到紫的彩色光带。已知玻璃砖的半径为R，QM =，保持入射光和P的位置不变。下列判断正确的是_。A. 光屏上彩色光带的右端为紫色B. 光屏上彩色光带的左端为红色C. 若只使玻璃砖沿直径方向向右移动移动的距离小于），在移动过程中，屏上紫光最先消失D. 若只使玻
27、璃砖沿直径方向向左移动移动的距离小于），在移动过程中，屏上紫光最先消失E. 若光从O点入射，最先到达P的是紫光【答案】ABC【解析】【详解】AB光线垂直MN入射，射到曲面上，各种色光的入射角相等，由于紫光的折射率最大，通过玻璃砖后偏折程度最大，则光屏上彩色光带的左端为红色，右端为紫色，选项AB正确；C使玻璃砖沿直径方向向右移动的过程中，入射角增大，因为紫光的折射率最大，则临界角最小，所以紫光最先发生全反射，光屏上紫光最先消失，选项C正确；D与上相反，使玻璃砖沿直径方向向左移动时，入射角减小，因为当入射角大于等于临界角，才会发生全反射，所以各种色光都不会发生全反射，选项D错误；E若光从O点垂直入
28、射，当经过第二个折射面时，正好与该入射点处的切线垂直，因此第二次折射光线的传播方向不变，各种色光将到达O点正对的点，选项E错误。故选ABC。16. 如图所示，一列简谐横波在均匀介质中沿水平x轴正方向传播，O、P、Q为x轴上的三个质点，质点O与P平衡位置间的距离小于一倍波长，质点P与Q平衡位置间的距离为1 m。质点O是振源，由平衡位置开始向上振动，周期是4 s，振幅是10 cm，当波传到P时，质点O在波谷，再经过10 s，波传到Q点。求：(1)质点O与P平衡位置间的距离；(2)从质点O开始振动到质点Q第一次在波峰，质点O通过的路程。【答案】(1)；(2)140cm【解析】【详解】(1)设波的周期为T=4s，波长为，质点O与P平衡位置间的距离为，波从O传到P的时间为，由于质点O与P平衡位置间的距离小于一倍波长，且当波传到P时质点O在波谷，所以有，设质点P与Q平衡位置间的距离为，P传到Q的时间为，传播速度为v，则有 解得又有解得，(2)设波的振幅为A，从质点O开始振动到质点Q第一次在波峰经过的时间为，质点O通过的路程为L，则有解得波传到质点Q后，再经四分之一个周期即，第一次振动到波峰则有解得故有解得