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1、河北省张家口市宣化一中2021届高三物理上学期期中试题（含解析）1. 如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力大小为F、方向水平向右细绳与竖直方向的夹角为，气球受到的重力为G，则细绳对气球作用力的大小为A. B. C. D. 【答案】A【解析】【分析】由题中“一只气球在风中处于静止状态”可知，本题考查共点力平衡和受力分析，根据平衡条件和受力分析可解答本题【详解】设绳子的拉力为T，对物体受力分析可知，在水平方向平衡有因此故A正确2. 如图所示，足够长的固定光滑斜面倾角为，质量为m的物体以大小为v0的速度从斜面底端冲上斜面，到达最高点后又滑回原处重力加速度为g该过程中A. 物体运动的
2、总时间为B. 物体所受支持力的冲量大小为C. 物体所受重力的冲量为0D. 物体所受合力的冲量大小为mv0【答案】B【解析】【详解】A.物体在斜面上向上和向下运动的时间相等，由运动学公式得v0=gtsin所以物体运动的总时间为，选项A错误；B.支持力的冲量大小为mgcos2t=选项B正确；C.物体所受的重力的冲量为mg2t=选项C错误；D.物体所受合力的冲量大小等于动量改变量即：2mv0，选项D错误3. 金秋时节，又是一年枣熟时，一同学用竹竿打树上的红枣，红枣离开枝头后做平抛运动现测得红枣从离开枝头到落地的水平位移为10 m，红枣在枝头时离地面的高度为5 m，取g=10 m/s2，不计空气阻力，
3、则红枣离开枝头时的速度大小为A. 5 m/sB. 10 m/sC. 15 m/sD. 20 m/s【答案】B【解析】详解】小球竖直方向都做自由落体运动，则解得:t=1s；水平方向做匀速运动，则：解得:v0=10m/s；故B正确； ACD错误4. 伽利略在研究自由落体运动时用到了“冲淡”重力的方法：在倾角较小的光滑斜面上，小球运动的加速度比自由落体运动的加速度小得多如图所示，小球在倾角较小的斜面上从O点由静止释放，依次经过A、B、C三点，OA=AB=BC，则小球经过OA与BC段的时间之比约为（）A. 1B. 2C. 3D. 5【答案】C【解析】【详解】小球在斜面上做初速度为零的匀变速直线运动，则
4、经过OA、AB、BC段的时间之比故小球经过OA与BC段的时间之比为 3：1A1与分析不符，故A错误；B2与分析不符，故B错误；C3与分析相符，故C正确；D5与分析不符，故D错误5. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，波速。已知坐标原点处质点的振动图像如图所示，在选项的四幅图中，能够正确表示时波形的是（）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【分析】根据振动图像判定出时坐标原点处质点的位置和振动方向，选取正确的选项。“排除法”是作图像选择题常用的方法。本题要注意振动图像和波动图像的区别，并能把握它们之间的联系。【详解】分析各个选项的图像可知，A选项中，坐标原点处的质点处在y轴上方且向上振动；B选
5、项中，质点处在y轴上方，正向下振动；C选项中，质点处在y轴下方，正向下振动；D选项中，质点处在y轴下方，正向上振动；根据坐标原点处质点的振动图像可知：时该点在y轴下方且向上振动。根据波动规律可知，D正确，ABC错误；故选D。6. 如图所示，a、b两物块放在水平转盘中，与转盘保持相对静止地一起绕转盘中轴线做匀速度圆周运动。已知物块a的质量是b的2倍，物块a与转盘面间的动摩擦因数是b的2倍，物块a离中轴线的距离是b的2倍，物块a、b与转盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若逐渐增大转盘的角速度，则下列判断正确的是（）A. 物块a先相对转盘发生运动B. 两物块同时相对转盘发生运动C. 物块b相对转盘发
6、生运动时，其运动轨道沿半径向外D. 物块a相对转盘发生运动时，其受到的摩擦力方向仍然指向圆心【答案】B【解析】【分析】根据牛顿第二定律，结合最大静摩擦力，求出发生滑动的临界角速度，通过半径的大小确定哪个物块先滑动；发生滑动时速度沿切线方向，滑动摩擦力与相对运动方向相反。详解】AB根据牛顿第二定律得解得发生滑动的临界角速度为与质量无关，与成正比，可知a、b的临界角速度相等，两物块同时相对转盘发生运动，故A错误，B正确；C物块b相对转盘发生运动时，其运动轨道沿切线方向向外运动，故C错误；D物块a相对转盘发生运动时，其受到的摩擦力方向与相对运动方向相反，故D错误；故选B。【点睛】解决本题的关键知道物
7、块做圆周运动向心力的来源，抓住临界状态，结合牛顿第二定律进行求解。7. 在某星球表面（没有空气)以大小为v0的初速度竖直上抛一物体，经过t0时间落回抛出点，若物体只受该星球引力作用，不考虑星球的自转，已知该星球的直径为d则该星球的第一宇宙速度可表示为A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】物体竖直上抛过程有v0=g由万有引力定律，结合圆周运动的规律，可知，GM=gR2，R=解得该星球的第一宇宙速度v1=A. 与计算结果相符，故A正确B. 与计算结果不符，故B错误C. 与计算结果不符，故C错误D. 与计算结果不符，故D错误8. 图示为位于坐标原点的波源O振动2s时沿波的传播方向上的部分
8、波形，已知波源O在时开始沿y轴负方向振动，时它正好第3次到达波谷。质点a、b、c的平衡位置的横坐标分别为。则下列说法正确的是（）A. 波源O的振动频率为B. 该波的传播速度大小为C. 内质点a通过的路程为D. 时质点b的加速度为零【答案】BC【解析】【详解】A根据题意可知，波源O振动2s时沿波的传播方向上的部分波形，则，周期，频率，故A错误；B，根据波长、波速和周期的关系可知故B正确；C内质点a只振动了2个周期，则通过的路程故C正确；D时，质点b在波峰，其加速度最大，故D错误；故选BC。9. 质量为m的球从离地面H高处以初速度v0水平抛出，下列图象分别描述了球在空中运动的速率v、重力的瞬时功率
9、P随时间t的变化关系和动能Ek、机械能E随小球距地面高度h的变化关系，选地面重力势能为零且不计空气阻力，其中可能正确的有（ ）A. B. C. D. 【答案】BD【解析】【详解】A小球做平抛运动，小球在空中运动的速率为，v-t图象不是一条倾斜的直线，故A错误；B重力的瞬时功率为P=mgvy=mggt，P与t成正比，P-t图象是一条过原点的倾斜的直线，故B正确；C小球在高度H处做平抛运动，下落过程中，则y轴上的截距不为零，且动能越来越大，故C错误；D小球做平抛运动，只受重力作用，机械能守恒，故D正确。故选BD。10. 图甲为一运动员(可视为质点)进行三米板跳水训练的场景，某次跳水过程中运动员的速
10、度v时间t图象如图乙所示，t0是其向上起跳的瞬间，此时跳板回到平衡位置t35.5t1，不计空气阻力，重力加速度g10m/s2则下列判断正确的是A. 运动员入水时的速度大小为2m/sB. 运动员离开跳板后向上运动的位移大小为mC. 运动员在水中向下运动的加速度大小为20m/s2D. 运动员入水的深度为1.5m【答案】BC【解析】【详解】AB.由图乙知运动员入水前向上运动的位移大小为向下运动位移大小的，即可得x=m所以运动员入水前向下运动的位移大小h1=3m+m由公式v2=2gh1可得v=m/s选项A错误B正确；C.由图乙知，斜率代表加速度，运动员在水中运动的加速度大小是空中的2倍，即a= 20m
11、/s2，选项C正确；D.运动员的人水深度h2=m选项D错误11. 某同学利用图甲所示的装置测量轻弹簧的劲度系数。光滑的细杆（图中未画出）和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂钩码(实验中，每个钩码的质量均为m=20.0g)。弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出。实验步骤如下：在绳下端挂上一个钩码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；系统静止后，记录钩码的个数及指针的位置；逐次增加钩码个数，并重复步骤(保持弹簧在弹性限度内)；用n表示钩码的个数，l表示相应的指针位置，作出l-n图像如图丙所示。回答下
12、列问题：（1）某次挂上钩码后，指针指到的位置如图乙所示，则此时的示数为_cm。（2）若当地的重力加速度g=9.8m/s2，则本实验中弹簧的劲度系数为_N/m(结果保留三位有效数字)。【答案】 (1). 10. 95(10. 9310.97均可) (2). 39.2【解析】【详解】（1）1毫米刻度尺的最小刻度为1mm，需估读到0.1mm，示数为10.95cm(10. 9310.97均可)；（2）2将图丙中的长度单位由cm换算为m，将钩码的质量单位由g换算为kg，钩码的个数为n，设弹簧原长为l0，根据平衡关系可知，弹簧的弹力为F=nmg，弹簧的伸长量为l-l0，由胡克定律可知：nmg=k（l-l0
13、），解得，图象斜率，解得劲度系数k=39.2N/m。12. 某同学利用如图甲所示的装置来验证“机械能守恒定律”将宽度为d的挡光片（质量不计）水平固定在物体A上，将物体由静止释放，让质量较大的物体B通过细线和滑轮带着A起运动，两光电门间的高度差为h，挡光片通过光电门1、光电门 2的时间分别为t1、t2，A、B两物体的质量分别为mA、mB，已知当地的重力加速度为g回答下列问题（1）该同学用游标卡尺测挡光片的宽度时，测量情况如图乙所示，则挡光片的宽度d=_mm(2)由于没有天平，不能直接测出两物体的质量，该同学找来了一个质量为m0的标准砝码和一根弹簧，将标准砝码、物体A和物体B分别静止悬挂在弹簧下端
14、，用刻度尺测出弹簧的伸长量分别为x0、xA、xB，则A、B两物体的质量分别为mA=_，mB=_(3)若系统的机械能守恒，则应满足关系式=_(4)若保持物体A的质量mA不变，不断增大物体B的质量mB，则物体A的加速度大小a的值会趋向于_【答案】 (1). 22 (2). (3). (4). (5). g【解析】【详解】(1) 1挡光片的宽度:(2)23由胡克定律可得：；,联立可得：，(3)4物体B质量较大，B带动A一起运动，若系统机械能守恒则有：由于挡光片的宽度较小，则可得，物体通过挡光片时的速度大小为：，代入可得：化简可得：(4)4 物体B质量较大，B带动A一起运动，对于A、B系统有： 则加速
15、度：保持物体A的质量mA不变，不断增大物体B的质量mB，当mB远大于mA时，则加速度a的值会趋向于g13. 如图甲所示，小球（视为质点）穿在竖直平面内光滑的固定圆环上，绕圆心O点做半径 为R的圆周运动小球运动到最髙点时，圆环对小球的弹力大小为F，小球在最高点的速度 大小为v，其Fv2图象如图乙所示取重力加速度大小g=10 m/s2，不计空气阻力求：（1）小球的质量和圆环的半径；（2）小球在最高点受到向上的弹力大小为15N时的速度大小（结果可保留根式）【答案】（1）0. 8m（2）m/s【解析】【分析】由题中“小球（视为质点）穿在竖直平面内光滑的固定圆环上”可知，本题考查圆周运动向心力的问题，根
16、据向心力公式可解答本题【详解】（1）由图可知，当速度为零时，小球所受的弹力等于小球的重力，因此可得小球的质量为当时，小球恰好不受弹力，故其重力提供向心力，因此可得解得（2）小球在最高点受到向上的弹力大小为15N时，小球所受合力为5N，方向指向圆心，可得解得14. 如图所示，一列简谐横波沿轴正方向以的速度传播，当波传播到坐标原点时开始计时，点处质点的振动方程为，轴上的点横坐标，求：(1)点处的质点第二次到达波谷的时刻；(2)当点处的质点运动的路程为1m时，点处的质点运动的路程。【答案】(1)；(2)0.8m【解析】【详解】(1)由题意可知该波的周期则波长从开始，波传到点的时间质点从开始振动到第二
17、次到达波谷的时间则点处的质点第二次到达波谷的时刻。(2)当点处质点运动路程为时，其运动时间为而、两点间的距离恰好等于半个波长，即点比点先振动半个周期，所以点振动了2个周期，则点运动的路程为15. 如图所示，一水平浅色传送带以v0=5m/s向右匀速运动，左侧一煤块以v1=2m/s的水平速度冲上传送带，煤块与传送带间的动摩擦因数=0.3已知传送带足够长，重力加速度g=10m/s2，求：(1)煤块在传送带上加速的时间t；(2)煤块在传送带上留下的黑色痕迹的长度x【答案】(1)1s(2)1.5m【解析】【详解】(1)以煤块为研究对象，由牛顿第二定律得：mg=ma解得煤块的加速度为：a=g=3m/s2煤
18、块加速的时间为：t=1s(2)在煤块与传送带达到共同速度的过程中，传送带运动的距离为：x1=v0t=5m煤块运动的距离为：x2=3.5m此过程中划出的痕迹长度为：x=x1-x2=1.5m16. 如图所示，倾角=37的足够长斜面上有一长为L、质量为2m的木板B，木板B上端有一质量为m的滑块A（视为质点），木板下端3L处有一质量为m的足够长木板C锁定在斜面上，滑块A与木板B、C间的动摩擦因数均为1=0.25，木板C与斜面间无摩擦，木板B、C的厚度相同现同时由静止释放A、B，在B与C碰撞前瞬间，解除对C的锁定，此时A恰好滑离B而滑上C，已知B、C碰撞为弹性碰撞，重力加速度为g，sin 37 = 0.
19、6， cos 37=0.8，求：（1）木板B与斜面间的动摩擦因数2；（2）B、C发生碰撞后瞬间，木板C的速度大小vC；（3）B、C发生碰撞后2s时，滑块A到木板C上端的距离x【答案】（1）；（2）；（3）0【解析】【详解】(1)当滑块A在木板B上滑动时，对A受力分析有即aA=04g在B与C碰撞前瞬间,滑块A做匀变速直线运动有对木板B受力分析有即aB=(0.7-1.22)g在B与C碰撞前瞬间,木板B做匀变速直线运动有解得(2)设B、C发生弹性碰撞前瞬间木板B的速度大小为vB，有解得B、C发生弹性碰撞时动量守恒:由弹性碰撞可知碰撞前后动能之和相等:解得B、C发生碰撞后木板C的速度大小(3)B、C发生弹性碰撞前瞬间，滑块A的速度由于C碰撞后速度与A相同且C与斜面间无摩擦，所以A、C不发生相对滑动，以相同加速度沿斜面向下运动，滑块A到木板C上端的距离始终为x=0