山西省太原市第二十一中学2025届物理高三第一学期期中检测试题含解析

山西省太原市第二十一中学2025届物理高三第一学期期中检测试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化。电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列选项正确的是（）A．I变大，U1减小B．ΔU2比ΔU3小C．变大，不变D．变大，变大2、如图所示，单摆摆球的质量为m，做简谐振动的周期为T，摆球从最大位移A处由静止开始释放，运动到最低点B时的速度大小为v。则摆球从A运动到B的过程中，下列说法正确的是A．摆球重力做功为1B．摆球受到的合力的平均功率为mC．摆球运动到B点时重力的瞬时功率为mgvD．摆球受到的合力提供圆周运动的向心力3、粗糙的水平地面上放着一个木块，一颗子弹水平地射进木块后停留在木块中，带动木块一起滑行一段距离，在这个过程中，子弹和木块组成的系统()A．动量和机械能都守恒 B．动量和机械能都不守恒C．动量守恒，机械能不守恒 D．动量不守恒，机械能守恒4、雨滴在空中下落的过程中，空气对它的阻力随其下落速度的增大而增大。若雨滴下落过程中其质量的变化及初速度的大小均可忽略不计，以地面为重力势能的零参考面。从雨滴开始下落时计时，关于雨滴下落过程中其加速度的大小a、动能Ek、机械能E以及距地面的高度h随时间变化的情况，如图所示的图像中可能正确的是（）A． B． C． D． E.5、质点做直线运动的速度﹣时间图象如图所示，该质点（）A．在第1秒末速度方向发生了改变B．在第2秒末加速度方向发生了改变C．在前2秒内发生的位移为零D．第2秒末和第6秒末的位置相同6、如图所示，平行板电容器两极板M、N间距为d，两极板分别与电压为U的恒定电源两极相连，则下列能使电容器的电容减小的措施是A．减小dB．增大UC．将M板向左平移D．在板间插入介质二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，A、B、C、D四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度h处由静止释放小球，使之进入右侧不同的轨道：除去底部一小段圆弧，A图中的轨道是一段斜面，高度大于h；B图中的轨道与A图中的轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；C图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连，管的高度大于h；D图中是个半圆形轨道，其直径等于h，如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h高度的是（）A． B．C． D．8、如图所示，足够长的光滑水平轨道与竖直固定的光滑半圆形勃道相切于a点，一质量为m的物块可视为质点，以大小为的速度水平向右运动，重力加速度为g，不计空气阻力．当半圆形轨道半径取适当值R时，物块从半圆形轨道最高点b飞出后，在水平轨道的落点与a点间距离最大，最大距离为d．则A． B． C． D．9、如图所示，质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R，现将质量也为m的小球从距A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为3h0A．小球和小车组成的系统动量守恒B．小球离开小车后做竖直上抛运动C．小车向左运动的最大距离为RD．小球第二次在空中能上升到距B点所在水平线的最大高度为h10、如图所示，不带电物体A和带电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，A、B的质量分别是2m和m．劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在水平面上，另一端与物体A相连，倾角为θ的绝缘斜面处于沿斜面向上的匀强电场中．开始时，物体B受到沿斜面向上的外力F=3mgsinθ的作用而保持静止，且轻绳恰好伸直．现撤去外力F，直到物体B获得最大速度，且弹簧未超过弹性限度，不计一切摩擦．则在此过程中（）A．物体B所受电场力大小为B．B的速度最大时，弹簧的伸长量为C．撤去外力F的瞬间，物体B的加速度为D．物体A、弹簧和地球组成的系统机械能增加量等于物体B和地球组成的系统机械能的减少量三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）一同学为了研究光滑斜面上的物体静止和加速下滑时传感器对斜面支持力的差值与物体质量之间的关系，该同学用上表面光滑的楔形木块A固定在水平放置的压力传感器上，做了如下实验：（1）如图甲，该同学将质量m不同的小钢球从斜面顶端由静止释放(每次只有一个小球)，记录小钢球在斜面上运动时压力传感器的示数F，并根据实验数据做出F-m图线．重力加速度g取10m/s2，若斜面倾角为θ，由图象可知，cos2θ=_____(保留2位有效数字)，由图象知，木块A的质量M=_______kg(保留2（2）该同学先把物体m用绳子系在斜面挡板上(如图乙所示)，测得此时传感器示数，再剪断绳子，测得此时传感器示数，从而得到两种情况下传感器对斜面支持力的差值△F的函数表达式△F=_____(用已知字母表示的表达式)．更换不同质量的物体m，多做几次实验得到数据，根据数据得到△F-m图象，该图象的斜率k=__________(保留2位有效数字)．12．（12分）甲、乙两位同学在“验证牛顿第二定律”实验中，使用了如图1所示的实验装置．（1）实验时他们先调整垫木的位置，使小车不挂配重时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动，这样做的目的是_______．（2）此后，甲同学把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂若干配重片．在小车质量一定的情况下，多次改变配重片数量，每改变一次就释放一次小车，利用打点计时器打出记录小车运动情况的多条纸带．图2是其中一条纸带的一部分，O、A、B、C为4个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出．打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上．通过对纸带的测量，可知小车运动过程中的加速度大小为_______m/s2（保留2位有效数字）．（3）乙同学在实验时，因配重片数量不足改用5个质量为20g的钩码进行实验．他首先将钩码全部挂上，用打点计时器打出记录小车运动情况的纸带，并计算出小车运动的加速度；之后每次将悬挂的钩码取下一个并固定在小车上，重复多次实验，且每次实验前均调整垫木的位置，使小车不挂配重时能在倾斜的长木板上做匀速直线运动．根据测得的数据，绘制出小车加速度与悬挂的钩码所受重力的关系图线．关于这一图线下列说法错误的是_______．（选填选项前的字母）A．可由该图线计算出小车和5个钩码质量之和B．只有当小车质量远大于悬挂钩码的质量时，该图线才是一条直线C．无论小车质量是否远大于悬挂钩码的质量，该图线都是一条直线．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图，固定在水平地面上的斜面倾角为，现在斜面上放个质量为2kg的滑块。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，,）（1）当对滑块施加一个平行于斜面向上的的推力时（如图1），滑块刚好可以沿斜面向下做匀速直线运动，求滑块与斜面间的动摩擦因数。（2）保持斜面与滑块的接触面不变，对滑块施加一个水平向右的推力F2（如图2），为保证滑块沿斜面匀速上滑，求F2的大小。（3）保持斜面与滑块的接触面不变，对滑块施加一个水平向右的推力F3（如图2），为保证滑块在斜面上静止，求F3的大小范围。14．（16分）如图所示，可视为质点的物块、、放在倾角为、长的固定斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数，与紧靠在一起，紧靠在固定挡板上，物块的质量分别为、，其中不带电，、的带电量分别为、，且保持不变．开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用．如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为，则相距为时，两点电荷具有的电势能可表示为．现给施加一平行于斜面向上的力，使在斜面上作加速度大小为的匀加速直线运动，经过时间物体、分离并且力变为恒力．当运动到斜面顶端时撤去力．已知静电力常量，，，．求：（1）未施加力时物块、间的距离．（2）时间内库仑力（电场力）做的功．（3）力对物块做的总功．15．（12分）如图甲所示，下表面光滑的长木板B静止放在水平面上，质量为m3＝1.0kg的物块C放在长木板的最右端，质量为m1＝0.5kg的物块A从距长木板B左侧s0＝9.5m处以某一初速度向长木板运动。一段时间后物块A与长木板B发生弹性碰撞（碰撞时间极短），以长木板B开始运动作为计时起点，长木板B和物块C运动的v－t图象如图乙所示，已知物块A与地面间的动摩擦因数为μ1＝0.1，物块C与长木板B间的动摩擦因数为μ2＝0.2，重力加速度g＝10m/s2，求：(1)长木板B的质量m2；(2)物块A的初速度v0；(3)A静止时，系统A、B、C由于摩擦产生的热量Q。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解析】

AB．通过分析电路图可知，r、R1、R2串联，R1为定值电阻；当滑动变阻器触头P向下滑动时，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，根据公式，可知电路中总电流I变小，外电压U3增大，R1两端的电压U1变小；再根据串联电路中总电压等于各分电压之和，滑动变阻器两端的电压U2变大，所以ΔU2比ΔU3大。故AB错误。C．R2两端的电压为U2，电流为I，则，其比值变大；而U2=E-I（R1+r），可得：，是个定值不变。故C正确。D．电压U3为路端电压，有：U3=E-Ir，可得：是个定值不变，从外电路来看，U3=I（R1+R2），可得：是增加的。故D错误。2、A【解析】

重力做功与路径无关只与高度差有关，也可以运动动能定理求解；根据公式P=Fvcosθ来判断瞬时功率；

小球不是做匀速圆周运动，不是合力提供向心力；【详解】A、摆球从最大位移A处由静止开始释放，摆球运动到最低点B，根据动能定理得：WGB、整个过程中只有重力做功，则合力做功的平均功率为：P=C、根据瞬时功率的公式P=Fvcosθ，摆球运动到B时的速度方向是水平的，即θ=900，所以重力的瞬时功率是0，故D、对小球进行受力分析，将重力分解如图所示：可知由拉力T和重力分力mgcosθ的合力提供向心力，故选项D错误。【点睛】本题需要区分平均功率和瞬时功率的求解方法，同时注意小球做单摆运动，不是匀速圆周运动，沿圆心方向的合力提供向心力。3、B【解析】子弹射入木块过程中，系统所受合外力为零，动量守恒，在一起滑动过程中，受到地面的摩擦力，合外力不为零，动量不守恒，根据能量守恒定律，子弹打入木块和在地面上滑行过程系统要克服阻力做功，部分机械能转化为内能，机械能不守恒，故B正确，ACD错误．4、B【解析】

AB．根据牛顿第二定律得，，速度增大，阻力增大，加速度减小，雨滴做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，雨滴做匀速直线运动，故A错误，B正确；C．雨滴的动能从零开始逐渐变大，最后阶段保持不变，选项C错误；D．雨滴下落时，由于阻力作用，则机械能一直减小，不会趋近某一定值，选项D错误；E．雨滴下落时不是匀加速运动，则h-t关系不是直线，选项E错误；故选B.5、D【解析】0—2s内速度图象在时间轴的上方，都为正，速度方向没有改变．A错误；速度时间图象的斜率表示加速度，由图可知1—3s图象斜率不变，加速度不变，方向没有发生改变，B错误；根据“面积”表示位移可知，前3秒内发生的位移为，C错误；根据“面积”表示位移可知，前2秒与前6秒的位移相同，所以2秒末和第6秒末的位置相同，D正确．选D．【点睛】速度图象与时间轴围成的面积等于物体在该段时间内通过的位移，速度的正负表示速度的方向，只要图象在时间轴同一侧物体运动的方向就没有改变；只要总面积仍大于0，位移方向就仍沿正方向．6、C【解析】根据可知，减小d，则C变大，选项A错误；增大U，电容器的电容不变，选项B错误；将M板向左平移，则S减小，C减小，选项C正确；在板间插入介质，则C变大，选项D错误；故选C.二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AC【解析】

A．小球到达右侧斜面上最高点时的速度为零，根据机械能守恒定律得mgh+0=mgh′+0则h′=h故A正确；B．小球离开轨道后做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，运动到最高点时在水平方向上有速度，即在最高点的速度不为零，根据机械能守恒定律得则h′＜h故B错误.C．小球离开轨道做竖直上抛运动，运动到最高点速度为零，根据机械能守恒定律得mgh+0=mgh′+0则h′=h故C正确；D．小球在内轨道运动，通过最高点最小的速度为故在最高点的速度不为零，根据机械能守恒定律得则h′＜h即不能过最高点；故D错误。故选AC。8、AC【解析】

绳—球模型构成的圆周运动满足机械能守恒，平抛运动有分运动公式，建立水平距离d关于R的函数求出最大值.【详解】设小球经过a点的速度为，小球沿着光滑的轨道从b到a的过程只有重力做功，由机械能守恒定律：；而小球从a点做平抛运动，，；联立各式可得：，可知根号下的表达式为R作自变量的二次函数，则当时，即，水平距离有最大值；故选AC.【点睛】本题考查机械能守恒定律与平抛运动规律的应用，要注意明确物理过程，正确选择物理规律结合数学函数求极值的方法准确求解．9、BC【解析】A、小球与小车组成的系统在水平方向不受外力,所以系统水平方向动量守恒,故A错误；

B、小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒,小球由A点离开小车时系统水平方向动量为零,小球与小车水平方向速度为零,小球离开小车后做竖直上抛运动，故B正确；C、设小车向左运动的最大距离为x.系统水平方向动量守恒,以向右为正方向,在水平方向,由动量守恒定律得:mv-mv即有：m2R-xt-m'xt=0

计算得出小车的位移为:x=R，故C正确；

D、小球第一次车中运动过程中,由动能定理得：mg(h0-34h0)-Wf=0，Wf为小球克服摩擦力做功大小,计算得出Wf=14mgh0,即小球第一次在车中滚动损失的机械能为14mg综上所述本题答案是：BC10、BC【解析】撤去外力F前，对B分析可知，解得，A错误；撤去外力后，在沿斜面方向上B受到电场力，重力沿斜面方向的分力以及弹簧的弹力，当B受到的合力为零时，加速度为零，速度最大，由，解得，B正确；当撤去外力瞬间，弹簧弹力还来不及改变，即弹簧的弹力仍为零，此时B受到的合外力为，解得，C正确；假如没有电场力，物体A、弹簧和地球组成的系统机械能增加量等于物体B和地球组成的系统机械能的减少量，而现在电场力对B做正功，减小的电势能转化为B和地球组成的系统机械能，物体A、弹簧和地球组成的系统机械能增加量不等于物体B和地球组成的系统机械能的减少量，D错误．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、0.33（0.32~0.35）0.20kgmgsin2θ【解析】试题分析：分别对小球和A受力分析，求出传感器的示数F与m的表达式，再结合图象求解；当m=0时，传感器的示数即为木块A的重力，从而求出A的质量；根据静止和下滑两种情况下对压力传感器的作用力表达式求解ΔF-m的表达式，根据表达式计算图像的斜率．（1）对小球受力分析，根据平衡条件可知，A对小球的支持力N=mgcosθ，根据牛顿第三定律可知，小球对A的压力为mgcosθ，对A受力分析可知，传感器对A的支持力F=Mg+mgcosθcosθ，则传感器的示数为F=Mg+mgcos2当m=0时，传感器的示数即为木块A的重力，则有Mg=1.96N，解得M=1.96（2）当静止时，将斜面和小球看做一个整体，则整体在竖直方向上只受重力和传感器的支持力，故此时传感器的示数为F'=(M+m)g，当加速下滑时传感器的示数为F=Mg+mgcos2θ，故ΔF=F'-F=mg(1-cos212、为了平衡小车运动过程中所受摩擦力；0.50；B【解析】（1）为了克服摩擦力的影响，在实验中应垫高一侧，从而使重力的分力与摩擦力相互平衡；从而使小车受到的拉力为合外力；（2）由可得：；③对钩码和小车整体分析可知，整体受到的拉力为钩码的重力，质量是整体的质量；由F=ma可知，作出的图像一定为直线；且图像的斜率一定为整体的质量；故AC正确，B错误；本题选错误的；故选B．综上所述本题答案是：B四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、（1）0.5（2）40N（3）3.6N≤F3≤40N【解析】

(1)对物体进行受分析如图所示：

根据平衡条件有：

在y轴上：FN-Gcosθ=0

在x轴上：F1+f-Gsinθ=0

滑动摩擦力f=μFN

代入数据解得：

μ=0.5(2)对物体进行受力分析有：

根据平衡条件有：

在x轴上：F2cosθ-f-mgsinθ=0

在y轴上：FN-mgcosθ-F2sinθ=0

滑动摩擦力f=μFN

代入数据可解得：F2=40N(3)当F3最大时，物块将要沿斜面向上运动，故此时有沿斜面向下的最大静摩擦力；当F3最小时，物块将要沿斜面向下运动，此时有沿斜面向上