2027届甘肃省兰州大学附中物理高三上期中统考试题含解析

2027届甘肃省兰州大学附中物理高三上期中统考试题注意事项: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、如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力，已知木块的质量为m，细绳与木板之间装有拉力传感器，木板质量为M（传感器的质量可忽略不计），通过手拉绳子将木板从木块下匀速抽出时，弹簧测力计的示数为f，传感器的示数为F，且在该过程中木块保持静止状态，由此可知（）A．木板与桌面间的滑动摩擦力大小等于FB．木块与木板间的滑动摩擦力大小等于F—fC．该实验可测出木板与木块之间的动摩擦因数D．该实验可测出木板与桌面之间的动摩擦因数2、如图所示，在M、N两点分别固定两个点电荷，电荷量分别为+Q和﹣Q，MN连线的中点为O．正方形ABCD以O点为中心，E、F、G、H分别是正方形四边的中点．则下列说法正确的是（）A．A点电势低于B点电势B．A点和B点的电场强度的大小相等C．O点的电场强度为零，电势也为零D．同一试探电荷沿路径A→C→D移动比沿路径A→B移动电场力做的功多3、某同学为了研究物体下落过程的特点，设计了如下实验：将两本书从高楼楼顶放手让其落下，两本书下落过程中没有翻转和分离，由于受到空气阻力的影响，其图像如图所示，虚线在P点与速度图线相切，已知，，。由图可知A．内的平均速度等于B．时受到空气阻力等于C．时对的压力等于D．下落过程中对的压力不变4、由离地足够高的相同高度处，使甲球与乙球同时自静止状态开始落下，两球在抵达地面前，除重力外，只受到来自空气阻力F的作用，且阻力与球的下落速度v成正比，即F=-kv（k＞0），且两球的比例常数k完全相同，如图所示为两球的速度-时间关系图，若甲球与乙球的质量分别为m1与m2，则下列叙述正确的是（）A．m2＜m1，且乙球先抵达地面B．m2＜m1，且甲球先抵达地面C．m2＞m1，且乙球先抵达地面D．m2＞m1，且甲球先抵达地面5、A、B两物体质量均为m，A置于光滑水平面上，B置于粗糙水平面上，用相同水平力F分别推A和B，使它们前进相同的位移。假设力F对物体A做的功为W1，对B做的功为W2，力F对物体A做功的平均功率为P1，对B做功的平均功率为P2。以下关系正确的是（）A．W1=W2，P1=P2 B．W1=W2，P1>P2C．W1>W2，P1>P2 D．W1>W2，P1=P26、2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器在月球背面成功软着陆。若将发射过程简化如下：“嫦娥四号”探测器从地球表面发射后,进入地月转移轨道,经过M点时变轨进入距离月球表面3R（R为月球的半径）的圆形轨道Ⅰ,在轨道Ⅰ上经过P点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ,之后又变轨进入近月轨道Ⅲ，最后择机在Q点着陆月球表面。下列说法正确的是A．“嫦娥四号”探测器在轨道Ⅰ、Ⅲ上的运行速度大小之比为2：1B．“嫦娥四号”探测器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运行经过P点时速度大小相同C．“嫦娥四号”探测器沿轨道Ⅱ、Ⅲ运行的周期之比为D．“嫦娥四号”探测器在地月转移轨道上经过M点的动能小于轨道Ⅰ上经过M点的动能二、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，有一光滑轨道ABC，AB部分为半径为R的圆弧，BC部分水平，质量均为m的小球a、b固定在各直轻杆的两端，轻杆长为R，小球可视为质点。开始时a球处于圆孤上端A点由静止开始释放小球和轻杆，使其沿光滑弧面下滑，下列说法正确的是A．a球下滑过程中机械能保持不变B．a.b两球速度大小始终相等C．a.b球滑到水平轨道上时速度大小均为D．从释放a.b球到a、b球都滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a球做的功为8、如图所示，水平放置的平行板电容器与直流电源连接，下极板接地．一带电质点恰好静止于电容器中的P点．现将平行板电容器的下极板向上移动一小段距离，则（）A．电容器的电容将减小，极板带电荷量将增大B．带电质点将沿竖直方向向上运动C．P点的电势将降低D．若将质点固定，则其电势能将减小9、如图所示.，粗糙斜面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点.现将物块拉到A点后由静止释放，物块运动到最低点B，图中B点未画出.下列说法中正确的是()A．B点一定在O点下方B．速度最大时，物块的位置可能在O点下方C．从A到B的过程中，物块和弹簧的总机械能一定减小D．从A到B的过程中，物块减小的机械能可能大于它克服摩擦力做的功10、如图所示，光滑地面上有P，Q两个固定挡板，A，B是两挡板连线的三等分点．A点有一质量为m2的静止小球，P挡板的右侧有一质量为m1的等大小球以速度v0向右运动．小球与小球、小球与挡板间的碰撞均没有机械能损失，两小球均可视为质点．已知两小球之间的第二次碰撞恰好发生在B点处，则两小球的质量之比m1：m2可能为（

）A．3：1 B．1：3 C．1：5 D．1：7三、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）某实验小组利用如图甲所示的实验装置，探究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系，光滑水平桌面距地面高为h，一轻质弹簧左端固定，右端与质量为m的小钢球接触，弹簧处于原长时，将小球向左推，压缩弹簧一段距离后由静止释放，在弹簧弹力的作用下，小球从桌子边缘水平飞出，小球落到位于水平地面的复写纸上，从而在复写纸下方的白纸P点留下痕迹．(已知重力加速度为g)(1)实验测得小球的落点P到O点的距离为l，那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能Ep与h、l、mg之间的关系式为________________；(2)改变弹簧压缩量进行多次实验，测量数据如下表所示，请在图乙坐标纸上作出x－l图象______.弹簧压缩量x/m0.0200.0400.0600.0800.1000.120小球飞行水平距离l/m0.51.01.52.42.63.0(3)由图象得出x与l的关系式为__________；由实验得到弹簧弹性势能Ep与弹簧压缩量x之间的关系式为________．12．（12分）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，实验装置如图所示。（1）部分实验步骤如下，请完成有关内容。①将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端拴上两根细绳；细绳的另一端系着绳套。②在其中一根细绳上挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图甲所示；记下橡皮筋的结点的位置O、细绳的方向和钩码个数。③将步骤②中的钩码取下，分别在两根细绳上挂上3个和4个与步骤②中同样的质量相等的钩码，用两光滑定滑轮B、C使两细绳互成角度，如图乙所示；调整B、C的位置，使___，记录________。（2）如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中cosα∶cosβ=________。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）人民网北京7月6日电据中国航天科技集团公司官网消息，6月19日，长征三号乙遥二十八火箭发射中星9A卫星过程中运载火箭出现异常，未能将卫星送入预定轨道．中航科技集团公司在西安卫星测控中心的密切配合下，通过准确实施10次轨道调整，卫星于7月5日成功定点于东经101.4°赤道上空的预定轨道．目前，卫星各系统工作正常，转发器已开通，后续将按计划开展在轨测试工作．如图所示，卫星圆轨道Ⅰ通过椭圆轨道Ⅱ调整至圆轨道Ⅲ，P点是圆轨道Ⅰ和椭圆轨道Ⅱ的切点，Q点椭圆轨道Ⅱ调和圆轨道Ⅲ的切点．已知中星9A卫星的质量为m=700kg，地球质量为M=5.98×1024kg，地球表面重力加速度g=9.80m/s2，地球半径为R0=6400km，圆轨道Ⅰ的轨道半径为1.5R0，圆轨道Ⅰ的轨道半径为2.5R0，地面附近物体所受重力等于万有引力，=1.41，=1.73，=2.34，地球同步卫星的轨道半径为6.6R0、环绕周期为T0=8.64×104s．求：(1)卫星在圆轨道I、Ⅲ上运行的速度v1、v4各是多大？(2)将卫星从圆轨道I送到圆轨道Ⅲ，至少要对卫星做多少功？(3)以距离地球无限远处为势能零点，质量为m卫星距离地心为R时，其引力势能为，且卫星在P点和Q点时，，则卫星在椭圆轨道P点、Q点的速度各是多大？14．（16分）如图1所示，升降机在电动机的拉力作用下，从静止开始沿竖直方向向上运动，升降机先做匀加速运动，5s末到达额定功率，之后保持额定功率运动。其运动情况如v-t图象2所示，已知电动机的牵引力的额定功率为36kW，重力加速度g取10m/s(1)升降机的总质量大小；(2)5s末时瞬时速度v的大小；(3)升降机在0～7s内上升的高度。15．（12分）如图所示，ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB段是水平的，BD段为半径R＝0.2m的半圆，两段轨道相切于B点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小E＝5.0×103V/m。一不带电的绝缘小球甲，以速度v0沿水平轨道向右运动，与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知乙球质量为m＝1.0×10－2kg，乙所带电荷量q＝2.0×10－5C，乙球质量是甲球质量的3倍。g取10m/s2。(水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点，整个运动过程无电荷转移)(1)甲、乙两球碰撞后，乙球通过轨道的最高点D时，对轨道的压力是自身重力的2.5倍，求乙在轨道上的首次落点到B点的距离；(2)在满足(1)的条件下，求甲球的初速度v0；

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】

B．木块在水平上受水平方向右的摩擦力和弹簧秤的拉力作用，由于木块静止，所受滑动摩擦力等于弹簧的弹力f，所以木块与木板间的滑动摩擦力大小f，B错误；A．手拉绳子将木板从木块下匀速抽出时，对于木板受到向右的拉力F，木块给木板的向左的摩擦力，大小等于f，桌面给木板向左的摩擦力，根据匀速，木板与桌面间的滑动摩擦力大小为，A错误；C．根据滑动摩擦力公式，由于木块与木板间的滑动摩擦力大小等于f，则木板与木块之间的动摩擦因数C正确；D．同理，由于木板与桌面间的滑动摩擦力大小为，则木板与桌面之间的动摩擦因数D错误。故选C。2、B【解析】

将该图与等量异种电荷产生的电场的电场线相结合，如图：根据电场线分布的对称性可知，结合沿电场线的方向电势降低可知，A点的电势比B点的电势高，故A错误。根据电场线分布的对称性可知，A点电场强度与B点电场强度大小相等，故B正确。由图可得O点的电场强度不等于0，故C错误由图可得，B点的电势与D点的电势相等，根据电场力做功的特点可知，同一试探电荷沿路径A→C→D移动与沿路径A→B移动电场力做的功一样多。故D错误。故选B。解决本题的关键要熟悉等量异种电荷电场线分布特点，利用对称性进行判断，利用推论：负电荷在电势高处电势能小，是判断电势能变化常用的方法．3、C【解析】

A．根据速度图象可知，2s时的速度为9m/s，根据图象与坐标轴围成的面积表示位移可知，2s内的位移小于9m，所以2s内的平均速度小于4.5m/s，故A错误；B．t=2s时AB的加速度大小为整体根据牛顿第二定律可得（mA+mB）g-f=（mA+mB）a解得t=2s时AB受到空气阻力f=32N，故B错误；C．t=2s时以A为研究对象，根据牛顿第二定律可得mAg-FN-=mAa解得FN=16N根据牛顿第三定律可得A对B的压力等于16N，故C正确；D．下落过程中加速度逐渐减小，A对B的压力=mAg-mAa逐渐增大，故D错误4、C【解析】

根据速度时间图线与时间轴围成的面积表示位移，抓住位移相等，比较运动的时间．根据最终做匀速直线运动重力和阻力相等，通过速度大小关系比较出重力的大小．由图可知最后两球做匀速运动，有，因为乙球做匀速运动的速度大，则乙球的质量大，所以有，甲乙两球下落的位移相等，即图线与时间轴围成的面积相等，则知甲球的运动时间长，乙球先抵达地面，故C正确．故选C。5、B【解析】试题解析：由于W=Fs，在用力推物体A与B时，用的力F是相等的，通过的距离也是相等的，故两个力做的功相等，即W1=W2，故C、D错误；由于物体A没有摩擦力，而B运动时要受到摩擦力的作用，故A的加速度大于B，所以A所用的时间小于B的时间，所以根据P=W/t可知，力对A的功率要大于力对B的功率，即P1>P2，故B正确。考点：功与功率大小的判断。6、C【解析】

A．探测器在轨道Ⅰ、Ⅲ上均做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有：可得：而Ⅰ轨道的轨道半径为，Ⅲ轨道的轨道半径为，故线速度比值为：故A项错误。B．根据探测器由轨道Ⅰ换到轨道II做向心运动，则需要探测器减速，故沿轨道Ⅰ过P点的速度大于轨道Ⅱ经过P点时速度，故B项错误；C．由几何关系可知，II轨道的半长轴为，Ⅲ轨道的半径为，根据开普勒第三定律：带入数据可得：故C正确.D．“嫦娥四号”探测器在地月转移轨道上经过M点若要进入轨道I需要减速，所以在地月转移轨道上经过M点的动能大于轨道Ⅰ上经过M点的动能，D项错误。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、CD【解析】

A.下滑过程中，对两个球组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，单个球机械能均不守恒，故A错误；B.杆不可伸长，两个球沿着杆方向的分速度大小时刻相等，两球速度大小有时不相等，故B错误；C.下滑的整个过程中，根据机械能守恒定律，有：，解得：，故C正确；D.对a球由动能定理可知：，解得：，故D正确。8、BC【解析】

A.根据电容决定式：下极板上移时，则d减小，可知C增大，因为电压不变，根据Q=UC可知，极板带电量增大，故A错误；B.将平行板电容器的下极板竖直向上移动一小段距离，由于电容器两板间电压不变，根据得知板间场强增大，油滴所受的电场力增大，则油滴将向上运动，故B正确；C.场强E增大，而P点与上极板间的距离不变，则由公式U=Ed分析可知，P点与上极板间电势差将增大，上极板的电势等于电源的电动势，保持不变，而P点的电势高于下极板的电势，则知P点的电势将降低，故C正确；D.由带电油滴原来处于平衡状态可知，油滴带负电，P点的电势降低且大于零，则油滴的电势能将增加，故D错误。故选BC。9、BCD【解析】

A．弹簧处于自然长度时物块处于O点，所以在O点，弹簧弹力为零，物体从A向B运动过程，受重力、支持力、弹簧的拉力和滑动摩擦力，当平衡时速度最大，由于不知道摩擦力与重力沿斜面向下的分力大小，所以无法判断B点在O点的上方还是下方，故A错误；B．物体从A向B运动过程，受重力、支持力、弹簧的拉力和滑动摩擦力，当平衡时速度最大，此时摩擦力平行斜面向上；若mgsinθ＜f，所以当弹力和重力沿斜面的分量等于摩擦力时，速度最大，此时弹簧处于伸长状态，所以速度最大时，物块的位置在O点上方；若mgsinθ＞f，所以当重力沿斜面的分量等于摩擦力和弹簧弹力时，速度最大，此时弹簧处于压缩状态，所以速度最大时，物块的位置在O点下方，若mgsinθ=f，当弹力为零时，速度最大，此时弹簧处于原长，所以速度最大时，物块的位置在O点，故B正确；C．从A到B的过程中，滑动摩擦力一直做负功，故物块和弹簧组成的系统机械能减小，故C正确；D．从A到B的过程中，根据能量守恒定律，物块减小的机械能等于弹性势能的减小量和克服摩擦力做的功之和，若弹簧的弹性势能增加时，则物块减小的机械能大于它克服摩擦力做的功，故D正确。10、ABD【解析】

若碰后球1的速度方向与原来的方向相同，可知1球的速度小于2球的速度，两球在B点相遇，是球2反弹后在B点相遇，有：v2t=3v1t，即：v2=3v1．根据动量守恒得，m1v0=m1v1+m2v2，根据机械能守恒得：联立解得m1=3m2若碰撞后球1的速度方向与原来的方向相反，与挡板碰后反弹在B点追上球2，

则有：v1t=3v2t，即：v1=3v2根据动量守恒得：m1v0=-m1v1+m2v2，根据机械能守恒得：联立解得：m2=7m1若碰撞后球1的速度方向与原来的方向相反，与挡板碰后反弹、球2与挡板碰后反弹在B点相遇，则有：v1t=v2t，即：v1=v2，

根据动量守恒得：m1v0=-m1v1+m2v2，

根据机械能守恒得联立解得：m2=3m1综上所述，故A、B、D正确．点晴：解决本题的关键知道弹性碰撞的特点，动量守恒，机械能守恒，结合两球碰后的速度大小的关系和方向，运用动量守恒和机械能守恒综合求解．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、【解析】（1）小球从桌子边缘水平飞出，做平抛运动，有，；压缩弹簧将小球向左推，由能量守恒可得，联立上述式子得；（2根据给出的数据利用描点法可得出对应的图像如图所示（3）由图象得出x与s的关系式为；实验得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式为12、橡皮筋的结点到达相同的位置O钩码的个数及对应的细线方向4∶1【解析】

（1）③该实验采用“等效代替”法，因此在用两个绳套拉橡皮筋时，要将橡皮筋与细线结点拉到与步骤②中结点位置重合，同时记录钩码个数和对应的细线方向．

（2）根据O点处于平衡状态，正交分解有：

竖直方向：1mgsinα+4mgsinβ=5mg…①

水平方向：1mgcosα=4mgcosβ…②

联立①②解得：cosα：cosβ=4：1．要围绕“验证力的平行四边形定则”的实验原理对实验步骤和实验中需要注意的问题进行理解，正确理解“等效代替”的含义．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