2021届高三（上）第一次阶段测试物理试题 含答案

2021 届高三上学期第一次阶段测试 物理科试题 命题人：高三物理组 校对人：高三物理组 一、单项选择题：共 8 道小题，每题 4 分，共计 32 分，每题只有一个选项符合题目要求. 1.自动驾驶汽车依靠人工智能、雷达，监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人操作的 情况下，自动安全地操作机动车辆.某平直公路上一辆自动驾驶汽车正以 的速度匀速行驶，某 时刻其右前方一小狗以 的速度垂直车道方向匀速跑入公路，当汽车传感器探测到小狗时，小狗 到汽车右侧所在直线的距离 ，到汽车前沿所在直线的距离 .已知汽车的车长 、车 宽 ，汽车加速时的加速度大小 ，刹车时的加速度大小 .为了避免与小狗发 生碰撞，汽车的自动驾驶系统该作出的正确判断是（ ） A.汽车应保持原速通过 B.汽车应刹车减速 C.汽车应加速通过 D.不论汽车是加速还是刹车均不能避免与小狗发生碰撞 2.如图，质量为 M、长度为 L 的小车静止在光滑水平面上，质量为 m 的小物块（可视为质点）放在小车的 最左端.现用一水平恒力 F 作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动.小物块和小车之间的摩 擦力为 ，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为 x.此过程中，下列结论不正确的是（ ） A.小物块到达小车最右端时具有的动能 B.小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为 C.小物块克服摩擦力所做的功为 D.小物块和小车增加的机械能为 1 40km / hv = 2 5m / sv = 1 5mL = 2 8mL = 1 5md = 2 2md = 2 1 4m / sa = 2 2 5m / sa = fF ( )( )fF F L x− + fF x ( )fF L x+ Fx3.如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮.一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块 N.另一 端与斜面上的物块 M 相连，系统处于静止状态.现用水平向左的拉力缓慢拉动 N，直至悬挂 N 的细绳与竖直 方向成 45°.已知 M 始终保持静止，则在此过程中（ ） A.水平拉力的大小可能保持不变 B.M 所受细绳的拉力大小一定一直增加 C.M 所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D.M 所受斜面的摩擦力大小一定一直减小 4.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 节车的牵引力为 F.若每 节车所受摩擦力、空气力均相等，则倒数第 3 节对倒数第 2 节车厢的牵引力为（ ） A.F B. C. D. 5.如图所示，A、B 两点相距 ，处于同一高度，在 A 点固定一个大小可忽略的定滑轮，细线的一端系 有一个质量为 M 的小球甲，另一端绕过定滑轮固定于 B 点，质量为 m 的小球乙固定在细线上的 C 点， 间的细线长度为 ，用力 F 竖直向下拉住小球乙，使系统处于静止状态，此时 间的细线与水平方向 的夹角为 53°，撤去拉力 F，小球乙运动到与 B 相同的高度时，速度恰好变为 0，然后又向下运动，忽路 一切摩擦，重力加速度为 g， ，下列说法中正确的是（ ） A.F 的大小为 B. C.小球乙向下运动到最低点时细线对小球甲的拉力等于 D.小球甲运动到最低点时处于超重状态 6.如图所示，两个 圆形轨道竖直固定，相切于最低点 P，大圆弧 的半径是小圆弧 的半径 R 的两倍， 圆心 、圆心 与 P 点在同一竖直线上.现将 a、b 两个小球（均视为质点）分别以速率 ， 水平抛出， 19 / 20F /19F / 20F 0.5m AC 0.3m AC sin53 0.8° = 5 / 3Mg : 2 :1M m = Mg 1 / 4 2O 1O 2O 1O 1v 2v两球恰好在 P 点相遇.若 a、b 球落在 P 点时速度与竖直方向的夹角分别为 、 ，重力加速度为 g，则下 列判断正确的是（ ） A. B. C.b 球比 a 球先池出时间为 D.b 球刚落在 P 点的速率 是 a 球刚落在 P 点的速率 的 2 倍 7.在航天领域中，悬绳卫星是一种新兴技术，它要求两颗卫星都在圆周轨道上运动，且两颗卫星与地心连线 始终在一条直线上，如图所示.已知悬绳的长度为 L，其重力不计，卫星 A、B 的线速度分别 、 ,则下列 说法正确的是（ ） A.两颗卫星的角速度不相同 B.两颗卫星的线速度满足 C.两颗卫星之间的悬绳一定受到拉力的作用 D.假设在 B 卫星轨道上还有一颗卫星 C（图中没有画出），它们在同一平面内同向运动，运动一段时间后 B、C 一定不会相碰 8.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为 m 的圆环相连，圆环套在倾斜的粗糙固定杆上，杆与水 平面之间的夹角为 ，圆环在 A 处时弹簧竖直且处于原长.将圆环从 A 处静止释放，到达 C 处时速度为零. 若圆环在 C 处获得沿杆向上的速度 v，恰好能回到 A.已知 ，B 是 的中点，弹簧始终在弹性限度 之内，重力加速度为 g，则下列说法正确的是（ ） α β 2 12v v= tan 2tanα β= (2 2) / gR− bv av 1v 2v 1 2v v> α AC L= ACA.下滑过程中，环受到的合力不断减小 B.下滑过程中，环与杆摩擦产生的热量为 C.从 C 到 A 过程，弹簧对环做功为 D.环经过 B 时，上滑的速度等于下滑的速度 二、多项选择题：共计 4 道小题，每题 4 分，共计 16 分.每小题有多个选项符合题目要求.全部选对得 4 分， 选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分. 9.如图甲所示，质量分别为 m、M 的物体 A、B 静止在劲度系数 k 的轻质弹簧上，A 与 B 不粘连.现对物体 A 施加竖直向上的力 F，A、B 一起上升，若以两物体静止时的位置为坐标原点，两物体的加速度随位移的变 化关系如图乙所示，重力加速度为 g，则（ ） A.在图乙中 段表示拉力 F 逐渐减小 B.在图乙中 段表示物体减速上升 C.位移为 时，A、B 之间弹力大小为 D.位移为 时，A、B 一起运动的速度大小为 10.如图所示，两块竖直木板夹着一物块，物块在木板内静止，两板因弹簧作用对物块有一恒定压力并保持 两板之间的距离不变（图中未画出弹簧）.让木板从离地高度 h 位置自由下落，落地后木板静止，物块在木 板中下滑了 L 长度.已知物块与木板间的动摩擦因数不变，以下说法正确的是（ ）（以下各选项中物块均 末触地）（ ） 2 / 2mv 2sin / 4mgL mvα − PQ QS 1x 1 0mg kx Ma− − 3x ( )0 2 3a x x+A.如果仅改变木板下落的高度，使其从 高度落下，物块下滑的长度将为 B.如果仅改变木板对物块的压力，使其变为原来一半，物块下滑的长度将大于 C.如果仅改变物块的质量，使其变与原来 2 倍，物块下滑的距离将为 D.如果仅改变木板的质量，使其变为原来一半，物块下滑距离将大于 11.如图所示为倾角 的粗糙斜面，质量为 的小球用长为 的细绳系于斜面上的悬 点 O 处，小球与斜面间动摩擦因数 ，在最低点 B 小球获得切向初速度 ，此后小球绕悬 点 O 做圆周运动，重力加速度取 ， ， ， 取 3.17，m 取 3.14，则 （ ） A.小球在 B 点获得初速度 后瞬间绳上拉力大小为 B.小球经过最高点 A 的速度大小至少为 C.小球每做一次完整的圆周运动克服摩擦力做功为 D.全过程小球能通过 A 点 7 次 12.如图所示，浅色传送带 A、B 两端距离 ，以速度 逆时针匀速转动，并且传送带与水 平面的夹角为 ，现将一质量为 的煤块轻放在传送带的 A 端，煤块与传送带间动摩擦因数 ，g 取 ，则下列叙述正确的是（ ） 2h 2L 2L 2L 2L 37α °= 0.5kgm = 0.5mL = 0.5µ = 0 14m / sv = 210m / sg = sin37 0.6= cos37 0.8= π 0v 196N 3m / s 3.14J 24mL = 0 8m / sv = 30θ =  2kgm = 3 / 5µ = 210m / sA.煤块从 A 端运动到 B 端所经历时间为 B.煤块从 A 端运动到 B 端重力的瞬时功率为 C.煤块从 A 端运动到 B 端留下的黑色痕迹为 D.煤块从 A 端运动到 B 端因摩擦产生的热量为 三、非选择题：本题共 5 道小题，共 52 分. 13.（6 分）某实验小组在测木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图所示的装置，图中长木板水平固 定，调整定滑轮高度，使细线与长木板平行. （1）实验过程中，电火花打点计时器应接在___________（选填“直流”或“交流”）电源上. （2）已知重力加速度为 g，测得木块的质量为 M，砝码盘和砝码的总质量为 m，木块的加速度为 a，则木 块与长木板间的动摩擦因数 __________． （3）图为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6 为计数点，相 邻 两 计 数 点 间 还 有 4 个 打 点 未 画 出 . 从 纸 带 上 测 出 ， ， ， .则木块加速度大小 _______ （保留两位有效数字） 14.（6 分）如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度关系的 实验装置.圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动.力传感器测量向心力 F，速度传感器测量圆柱体的 线速度 v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力 F 与线速度 v 的关系： 3s 240W 4m 24J µ = 1 2.10cmx = 2 3.62cmx = 5 8.12cmx = 6 9.60cmx = a = 2m / s（1）该同学采用的实验方法为____________. A.等效替代法 B.控制变量法 C.理想化模型法 D.微小量放大法 （2）改变线速度 v，多次测量，该同学测出了五组 F、v 数据，如下表所示： 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 1.0 2.25 4.0 6.25 9.0 0.88 2.00 3.50 5.50 7.90 ①请在图乙中作出 图线________； ②若圆柱体运动半径 ，由作出的 的图线可得圆柱体的质量 _______ （结果保留两位 有效数字） 15.（10 分）在某行星表面进行了实验，一小物块从倾角为 37°的斜面顶端滑到底端所用时间为 t，已知斜 面长度为 L，物块与斜面间的动摩擦因数为 0.5，该行星的半径为 R，引力常量为 G， ， . 求：（1）该行星的密度. （2）该行星的第一宇宙速度. 16.（15 分）如图甲.水平桌面上固定一光滑曲面、曲面下端 A 切线水平，并与半径为 的竖直光滑 圆轨道平滑连接.质量为 的小物块从曲面上距桌面高度 h 处无初速释放，先通过圆轨道后进入桌 面 部分.在圆轨道的最高点 B 有一压力传感器，可测出物块经过 B 时对轨道的压力 F，取不同高度得到 相应的压力，做出 关系如图乙所示.已知桌面 长度 ，与小物块间的动摩擦因数 ， 1/m sv −⋅ 2 2 2/m sv −⋅ /NF 2F v− 0.3mr = 2F v− m = kg sin37 0.6° = cos37 0.8° = 0.08mr = 0.1kgm = AC F h− AC 0.6mL = 0.5µ =桌面离地面的高度 ，空气阻力不计，取重力加速度 . （1）若小物块恰能滑到 C 端，求小物块释放时离桌面的高度 ； （2）求 关系图的交点坐标值 a、b； （3）若将桌面右端截去长为 的一段，滑块仍从 位置无初速释放后将滑离桌面落在水平地面上的 P 点， 要使 的水平距离最大， 应为多大？ 17.（15 分）如图甲所示，质量为 的木板静止在光滑水平面上，质量为 的物块以初速度 滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为 ，在物块滑上木板的同时，给木板施 加一个水平向右的恒力 F.当恒力 F 取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为 s，给木板施加不同 大小的恒力 F，得到 的关系如图乙所示，其中 与横轴平行，且 段的纵坐标为 .将物块 视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 . （1）若恒力 ，则物块会从木板的右端滑下，求物块在木板上滑行的时间是多少. （2）图乙中 为直线段，求该段恒力 F 的取值范围及 函数关系式.. 2021 届高三上学期第一次阶段测试物理参考答案 一、单项选择题 1.C 2.D 3.B 4.C 5.D 6.C 7.C 8.C 二、多项选择题 0.45mH = 210m / sg = 1h F h− L∆ 1h AP L∆ 0.5kgM = 1kgm = 0 4m / sv = 0.2µ = 1/ s F− AB AB 11m− 210m / sg = 0F = BC 1/ s F−9.CD 10.AB 11.BD 12.AC 三、非选择题 13.（1）交流 （2） （3）1.5 14.（1）B （2）略 （3）0.23-0.27 15.（1） （2） 16.（1） ；（2）0.2， ；（3） 解（1）根据动能定理有 （2）设物块过 B 点时速度为 ，由动能定理有 在 B 点根据牛顿第二定律有 解得 结合数学知识可得，当 时 .当 时 （3）截去 后，设物块滑离桌面时速度为 v，根据动能定理有 物块落点到 O 点的距离 又 联立可得 对即得 17.（1） （2） 段恒力 F 的取值范围是 ，函数关系式是 【解】：（1）从图中可以看出当 F 较小时，物块将从木板右端滑下，当 F 增大到某一值时物块恰好到达木 板的右端，且两者具有共同速度，所以 以初速度 为正方向，物块的加速度大小： 木板的加速度大小： 设经历时间 t 后两者共速， 由图乙知，长 ，滑块相对木板的路程： 可以得出 当 F 继续增大时，物块减速、木板加速，两者在木板上某一位置具有共同速度：当两者共速后能保持相对 静止（静摩擦力作用）一起以相同加速度 a 做匀加速运动；当 F 再继续增大到 时两物体达到共速后，将 不能一起运动，物体将会从木板的左端滑出. ，而 ，可以求得 所以当 时，物块从 经过 t 后与木板的速度相等 [mg ( ) ] /M m a Mg− + 2 15 2 L Gt Rπ 2 10LR t 0.3m 5− 0.225m 1 10 0.3mmgh mgL hµ− = =得 nv 21( 2 ) 2 Bmg h r mv− = 2 BvF mg m r + = 25 5F h= − 0F = 0.2a = 0h = 5b = − L∆ 2 1 1( ) 2mgh mg L L mvµ− − ∆ = s L L vt= − ∆ + 21 2H gt= 0.6 0.9s L L= + ∆ − ∆ 0.225mL∆ = S最大 1/ 3s BC 1N 3NF≤ ≤ 1 3 4 F S += 1 1 0.5m2a s = = = 0v 22m / sma gµ= = 1 M F mga M µ+= 0 m Mv a t a t− = 2mL = 2 2 0 1 1 2 2m ML v t a t a t= − − 1 4NF = 2F 2Fa m M = + f mg maµ= = 2 8NF = 2 8NF = 0v 0 m Mv a t a t− = 22m/sm mga gm µ µ= = =而此时的相对位移 可以求得 由于物体将会从滑板左侧滑出即 ，所以 可得坐标： （2）当 时，最终两物体达到共速，并最后一起相对静止加速远动，当两者具有共同速度 v，历 时 ，则： 根据速度时间关系可得： 根据位移关系可得： 联立 函数关系式解得： 22 10 m/s3M F mga M µ+= = 2 2 0 1 1 2 2m Mx v t a t a t= − − 3 m2x = 22 2 33S x m m= = × = 1 3b = 1 ,42B    1,83D    1 2F F F≤ ≤ 1t 2 3M F mg Fa M µ+ += = 22m/sm mga gm µ µ= = = 0 m Mv a t a t− = 2 2 0 1 1 2 2m Ms v t a t a t= − − 1 Fs − 1 1 24 3 F s = +