甘肃省张掖市山丹县一中2027届高三上物理期中考试试题含解析

甘肃省张掖市山丹县一中2027届高三上物理期中考试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、从塔顶自由下落一石块，它在着地前的最后1s内的位移是30m，取g＝10m/s2，下列说法中正确的是()A．石块落地时速度是30m/s B．石块落地时速度是35m/sC．石块落地所用的时间是2.5s D．石块下落全程平均速度是15m/s2、如图所示，a为放在地球赤道上随地球表面一起转动的物体，b为处于地面附近近地轨道上的卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，若a、b、c、d的质量相同,地球表面附近的重力加速度为g。则下列说法正确的是()A．d是三颗卫星中动能最小，机械能最大的B．c距离地面的高度不是一确定值C．a和b的向心加速度都等于重力加速度gD．a的角速度最大3、如图所示虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷，一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，三点是实线与虚线的交点，则该粒子（）A．带负电B．在点受力最大C．在点的电势能小于在点的电势能D．由点到点的动能变化大于由点到点的动能变化4、真空中有一半径为r0的带电金属球壳，若取无穷远处为零电势，通过其球心的一直线上各点的电势φ分布规律可用图中曲线表示，r表示该直线上某点到球心的距离，r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离。下列说法中正确的是A．该球壳带负电B．A点的电场强度大于B点的电场强度C．若r2-r1=r1-r0，则φA-φB=φ0-φAD．将电子从么点移到B点，电场力做正功5、假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常数为G，则地球的密度为：A． B． C． D．6、在物理学的发展过程中，物理学家们提出了许多物理学的研究方法，以下关于物理学的研究方法的叙述中，正确的是（）A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点来代替物体的方法叫微元法B．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，用的是假设法C．加速度的定义采用的都是比值定义法D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想模型法二、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，光滑的轻滑轮通过支架固定在天花板上，一足够长的细绳跨过滑轮，一端悬挂小球b，另一端与套在水平细杆上的小球a连接。在水平拉力F作用下小球a从图示虚线位置开始缓慢向右移动(细绳中张力大小视为不变)。已知小球b的质量是小球a的2倍，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小球a与细杆间的动摩擦因数为33，则下列说法正确的是A．拉力F的大小一直增大B．拉力F的大小先减小后增大C．支架对轻滑轮的作用力大小逐渐增大D．当细绳与细杆的夹角为60°时，拉力F的大小为(2-33)8、已知人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动，经过时间t(t小于航天器的绕行周期)，航天器运动的弧长为s，航天器与月球的中心连线扫过角度为θ，万有引力常量为G，则()A．航天器的轨道半径为B．航天器的环绕周期为C．月球的质量为D．月球的密度为9、地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面．某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等．不考虑摩擦阻力和空气阻力．对于第①次和第②次提升过程，A．矿车上升所用的时间之比为4:5B．电机的最大牵引力之比为2:1C．电机输出的最大功率之比为2:1D．电机所做的功之比为4:510、如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。先水平敲击A，A立即获得水平向右的初速度vA，在B上滑动距离L后停下。接着水平敲击B，B立即获得水平向右的初速度vB，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，相对静止前B的加速度大小为a1，相对静止后B的加速度大小为a2，此后两者一起运动至停下。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．B．vA=C．D．从左边缘再次对齐到A、B停止运动的过程中，A和B之间没有摩擦力三、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）探究“互成角度的两个力的合成”实验情况如图所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．第一次用两只弹簧秤同时拉OB和OC，第二次只用一只弹簧秤拉OB．①下列说法正确的是________A．必须将弹簧秤都拉伸到相同刻度B．需要及时记录下拉力的大小和方向C．只要将橡皮条拉伸相同长度即可D．必须将橡皮条和绳的结点O拉到相同位置②完成该实验的下列措施中，能够减小实验误差的是________A．拉橡皮条的绳细一些并且长一些B．标记同一细绳方向的两点尽量近一些C．使拉力F1和F2的夹角尽量等于90oD．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板面平行③甲、乙两图分别是某两位同学在做以上实验时得到的结果，其中符合实验事实的是________(填“甲”或“乙”，其中力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示)12．（12分）用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒定律，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，毎相邻两计数点间还有4个点（图中未标出）．计数点间的距离如图所示．已知m1＝50g、m2＝l50g（g取9.8m/s2，交流电的频率为50Hz，所有结果均保留三位有效数字）(1)在纸带上打下记数点1时的速度v1＝_______m/s．(2)在打点0－4过程中系统动能的增量Ek＝_____J，系统势能的减少量EP＝______J．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）如图所示，质量均为m的物体B、C分别与轻质弹簧的两端相栓接，将它们放在倾角为的光滑斜面上，静止时弹簧的形变量为．斜面底端有固定挡板D，物体C靠在挡板D上．将质量也为m的物体A从斜面上的某点由静止释放，A与B相碰．已知重力加速度为，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力．求：（1）弹簧的劲度系数；（2）若A与B相碰后粘连在一起开始做简谐运动，当A与B第一次运动到最高点时，C对挡板D的压力恰好为零，求C对挡板D压力的最大值．（3）若将A从另一位置由静止释放，A与B相碰后不粘连，但仍立即一起运动，且当B第一次运动到最高点时，C对挡板D的压力也恰好为零．已知A与B相碰后弹簧第一次恢复原长时B的速度大小为，求相碰后A第一次运动达到的最高点与开始静止释放点之间的距离．14．（16分）某兴趣小组设计了一个轨道，依次由光滑曲面、粗粗水平面、光滑竖直圆轨道及足够长的倾斜传送带组成，如图所示。滑块从曲面上某位置下滑，沿水平面从点左侧进入圆轨道再从点右侧离开继续向前运动，经过连接点时没有机械能损失。已知圆轨道半径，，，滑块质量，滑块与水平轨道、传送带间动摩擦因数均为0.5，传送带与水平面间的夹角，以的速度做逆时针运动。（）求：（1）要使滑块恰好经过圆轨道的最高点，静止释放滑块的高度为多大；（2）滑块从（1）问中释放位置以初动能滑下，滑块在传动带上向上运动的时间；（3）满足（2）问的条件下，滑块最终停在什么位置？15．（12分）在如图所示的装置中，离子源A可提供速度很小的正离子（其速度可视为零），经加速电压加速后从S点进入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，虚线框为磁场区域的边界线，在磁场作用下，离子沿半个圆周运动后射出磁场，射出点P到S的距离用x表示．（1）当离子源提供的是单一种类的第一种离子时，P到S的距离为x1，当离子源提供的是单一种类的第二种离子时，P到S的距离为x2，已知x1/x2=a．试求这两种离子在磁场中运动的时间之比．（2）若离子源A提供的是由H+、D+、4He+、H2+混合而成的多种离子，又通过速度选择器使各种离子的速度的速率都为v，当这些离子从S点进入匀强磁场后，从磁场射出时可分离出哪几种离子束？若v=2.0×106m/s,B=0.50T,元电荷e=1.60×10-19C，质子质量mP=1.68×10-27kg,试求各种离子出点P到S的距离．

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、B【解析】

设石块下落时间为t，石块下落时的高度为x，最后1s前下落的高度为x′；则有：x=gt2；x′=g（t-1）2；且x-x′=30m；联立以上解得：t=3.5s，石块落地时速度v=gt=35m/s，故B正确，ACD错误．故选B．最后1s的石块不是自由落体，故无法直线由自由落体规律列式；但是可以由落点开始，分别对全程及最后1s之外的过程列自由落体规律，联立求解．【考点】自由落体2、A【解析】

A．卫星做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：卫星的动能：三颗卫星中d的轨道半径最大，则d的动能最小，以无穷远处为零势能面，机械能：d的轨道半径最大，d的机械能最大，故A正确；B．c是同步卫星，同步卫星相对地面静止，c的轨道半径是一定的，c距离地面的是一确定值，故B错误；C．同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，a的向心加速度小于c的向心加速度。由牛顿第二定律得：解得：卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故C错误；D．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：解得：由于rb＜rc＜rd，则ωb＞ωc＞ωd，a与c的角速度相等，则b的角速度最大，故D错误；3、D【解析】

A．根据轨迹弯曲方向判断出，粒子在a→b→c的过程中，一直受静电斥力作用，根据同性电荷相互排斥，故粒子带正电荷，A错误；B．点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，粒子在c点受到的电场力最小，故B错误；C．根据动能定理，粒子由b到c，电场力做正功，动能增加，故粒子在b点电势能一定大于在c点的电势能，故C错误；D．a点到b点和b点到c点相比，由于点电荷的电场强度的特点是离开场源电荷距离越大，场强越小，故a到b电场力做功较多，动能变化也大，故D正确。故选D。4、B【解析】A项：根据图象，从球向外电势降低；电场线从正电荷出发终止于负电荷，沿着电场线电势逐渐降低；故该球带正电；故A错误；B项：根据场强公式可知，图象斜率大小等于场强，则得A点的电场强度大于B点的电场强度，故B正确；C项：由于图象斜率大小等于场强，从O到A再到B，电场强度逐渐减小；故若r2-r1=r1-r0，则φA-φB＜φ0-φA，故C错误；D项：电子沿直线从A移到B的过程中，电场力方向由B指向A，所以电场力做负功，故D错误。5、B【解析】试题分析：由万有引力定律可知：，在地球的赤道上：，地球的质量：，联立三式可得:，选项B正确；考点：万有引力定律及牛顿定律的应用．6、C【解析】

质点采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法，故A错误；在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，用的是控制变量法，故B错误；在定义加速度时，，采用了比值定义法，故C正确；在探究匀变速运动的位移公式时，采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运动，即采用了微元法，故D错误．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、AD【解析】

AB、设a的质量为m，则b的质量为2m；以b为研究对象，竖直方向受力平衡，可得绳子拉力始终等于b的重力，即T=2mg，保持不变；以a为研究对象，受力如图所示，设绳子与水平方向夹角为θ，支持力FN=2mgsinθ-mg，向右缓慢拉动的过程中，θ角逐渐减小；θ≥300时，水平方向：F=2mgcosθ+f=2mgcosθ+μ(2mgsinθ-mg)=2mg(cosθ+μsinθ)-μmg，由于：cosθ+μsinθ=cosθ+33sinθ=23(sin60°cosθ+cos60°sinθ)=23sin(60°+θ)由于θ从90°开始逐渐减小300，可知水平拉力增大；θ<300时，水平方向：F=f+2mgcosθ=2mgcosθ+μ(mg-2mgsinθ)=2mg(cosθ-μsinθ)+μmg，C、向右缓慢拉动的过程中，两个绳子之间的夹角逐渐增大，绳子的拉力不变，所以绳子的合力减小，则绳子对滑轮的作用力逐渐减小，根据共点力平衡的条件可知，支架对轻滑轮的作用力大小逐渐减小，故C错误；D、当细绳与细杆的夹角为60°时，拉力F的大小为：F=2mg(cosθ+μsinθ)-μmg=2mg(cos60°+33sin60°)-3故选AD。以b为研究对象可得绳子拉力始终保持不变，再以a为研究对象，根据共点力的平衡条件列方程求解摩擦力和拉力F的变化情况；随着a的右移，分析绳子与竖直方向的夹角变化情况，再分析两段绳子合力变化情况即可。8、BC【解析】

根据弧长公式得，故A错误；经过时间，航天器与月球中心连线扫过的角度为，则，得，故B正确；对于航天器，由万有引力提供向心力有，可得，故C正确；月球的体积，月球的密度，故D错误.9、AC【解析】

A．由图可得，变速阶段的加速度，设第②次所用时间为t，根据速度-时间图象的面积等于位移（此题中为提升的高度）可知，，解得：，所以第①次和第②次提升过程所用时间之比为，选项A正确；B．由于两次提升变速阶段的加速度大小相同，在匀加速阶段，由牛顿第二定律，，可得提升的最大牵引力之比为1∶1，选项B错误；C．由功率公式，P=Fv，电机输出的最大功率之比等于最大速度之比，为2∶1，选项C正确；D．加速上升过程的加速度，加速上升过程的牵引力，减速上升过程的加速度，减速上升过程的牵引力，匀速运动过程的牵引力．第①次提升过程做功；第②次提升过程做功；两次做功相同，选项D错误．此题以速度图像给出解题信息．解答此题常见错误主要有四方面：一是对速度图像面积表示位移掌握不到位；二是运用牛顿运动定律求解牵引力错误；三是不能找出最大功率；四是不能得出两次提升电机做功．实际上，可以根据两次提升的高度相同，提升的质量相同，利用功能关系得出两次做功相同．10、ABC【解析】

A．设A、B的质量均为m。A、B相对静止前，A相对于B向左运动，A对B的滑动摩擦力向左，地面对B的滑动摩擦力也向左，则B所受的合外力大小：FB=μ•2mg+μmg=3μmg。对B，由牛顿第二定律：FB=ma1解得：a1=3μg相对静止后，对A、B整体，由牛顿第二定律得2μmg=2ma2解得：a2=μg则a1=3a2故A正确。B．敲击A后，A获得速度后，向右做匀减速运动。对B来说，地面与B间的最大静摩擦力为fm=μ•2mg=2μmg．A对B的滑动摩擦力为f=μmg，则f＜fm，故B静止不动。对A，由牛顿第二定律知：由运动学公式有：2aAL=vA2解得：故B正确。

C．敲击B后，设经过时间t，A、B达到共同速度v，位移分别为xA，xB，A加速度的大小等于aA，则：v=aAtv=vB-a1t

xA=aAt2xB=vBt-aBt2且xB-xA=L联立解得：故C正确。D．从左边缘再次对齐到A、B停止运动的过程中，A、B一起做匀减速运动，A有向左的加速度，说明B对A有摩擦力，故D错误。故选ABC。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、CDAD甲【解析】

（1）本实验的目的是为了验证力的平行四边形定则，即研究合力与分力的关系．根据合力与分力是等效的，本实验橡皮条两次沿相同方向拉伸的长度要相同，即把结点拉到相同的位置，但是没必要必须将弹簧秤都拉伸到相同刻度．故AC错误，D正确．要作出力的图示，所以要记录力的大小和方向，故B正确；故选BD；

（2）两根细线应细一些适当长些，便于减小力的方向测量的误差，故A正确；为了更加准确的记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故B错误；两拉力F1、F2之间的夹角不宜过小以60°～100°为宜，不一定为900，故C错误；本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边定则，为了减小实验误差，弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，否则，作出的是拉力在纸面上的分力，误差较大．两细绳长度不需要相同．故D正确．故选AD.

（3）用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮条拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮条拉力一定在同一直线上，故甲符合实验事实．实验的核心是实验原理，根据原理选择器材，安排实验步骤，分析实验误差，进行数据处理等等，难度适中．12、0.4800.3690.384【解析】（1）毎相邻两计数点间还有4个点，因此相邻计数点的时间间隔为0.1s；根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第1个点时的速度为：v1==0.480m/s（2）同理，v4==1.92m/s系统的初速度为零，所以动能的增加量为：△Ek=（m1+m2）v42﹣0=0.369J；系统重力势能的减小量等于系统重力做功，即为：△EP=W=（m2﹣m1）gh=0.1×9.8×（2.4+7.2+12.01+16.79）×10﹣2=0.376J；点睛：此题关键能根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度求出打下记数点时的速度；根据系统的初末动能大小可以求出动能的增加量，根据系统重力做功和重力势能之间的关系求出系统重力势能的减小量．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）,（2）3mg,（3）.【解析】试题分析：（1）物体B静止时，弹簧形变量为x2，弹簧的弹力F=kx2物体B受力如图所示，根据物体平衡条件得kx2=mgsinθ解得弹簧的劲度系数k=（6分）（2）A与B碰后一起做简谐运动到最高点时，物体C对挡板D的压力最小为2则对C，弹簧弹力F弹=mgsinθ，对A、B，回复力最大，F回=3mgsinθ（3分）由简谐运动的对称性，可知A与B碰后一起做简谐运动到最低点时，回复力也最大，即F回=3mgsinθ，此时物体C对挡板D的压力最大对物体A、B有，F弹¢-2mgsinθ=3mgsinθ则弹簧弹力F弹¢=5mgsinθ对物体C，设挡板D对物体C的弹力为N，则N=5mgsinθ+mgsinθ=3mg依据牛顿第三定律，物体C对挡板D的压力N¢=N=3mg物体C对挡板D压力的最大值为3mg（3分）（3）设物体A释放时A与B之间距离为x，A与B相碰前物体A速度的大小为v1．对物体A，从开始下滑到A、B相碰前的过程，根据机械能守恒定律有(解得v1=)①（1分）设A与B相碰后两物体共同速度的大小为v2，对A与B发生碰撞的过程，根据动量守恒定律有mv1=（m+m）v2(解得v2=)②（1分）物体B静止时弹簧的形变量为x2，设弹性势能为EP，从A、B开始压缩弹簧到弹簧第一次恢复原长的过程，根据机械能守恒定律有③（2分）当弹簧第一次恢复原长时A、B恰好分离，设分离后物体A还能沿斜面上升的距离为x1．对物体A，从与B分离到最高点的过程，机械能守恒，则