甘肃省天水市清水县第四中学2027届物理高三上期中统考试题含解析

甘肃省天水市清水县第四中学2027届物理高三上期中统考试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物块从静止释放到相对静止这一过程,下列说法正确的是()A．电动机做的功为B．摩擦力对物体做的功为C．传送带克服摩擦力做的功为D．小物块与传送带因摩擦产生的热量为2、带电金属棒周围电场线的分布如图所示，A、B是电场中的两点，OA>OB。下列说法正确的是A．A点的电势髙于B点的电势B．A点的电场强度大于B点的电场强度C．负电荷从A点至B点，电场力一直做正功D．负电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能3、如图所示，质量分别为m1=1kg、m2=2kg的滑块A和滑块B叠放在光滑水平地面上，A和B之间的动摩擦因数μ=0.5，拉力F作用在滑块A上，拉力F从0开始逐渐增大到7N的过程中，下列说法正确的是（）A．当F＞5N时，A、B发生了相对滑动B．始终保持相对静止C．从一开始就发生了相对滑动D．开始相对静止，后来发生相对滑动4、a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道在同一平面上．某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图所示．下列说法中正确的是()A．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度B．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度C．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度D．a、c存在P点相撞的危险5、美国著名的网球运动员罗迪克的发球时速最快可达60m／s，这也是最新的网球发球时速的世界纪录，可以看做罗迪克发球时使质量约为60g的网球从静止开始经0.02s后速度增加到60m／s，则在上述过程中，网球拍对网球的作用力大小约为（）A．180N B．90N C．360N D．1800N6、高空坠物极易对行人造成伤害．若一个50g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间约为2ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（）A．10N B．102N C．103N D．104N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，绝缘水平面上固定正点电荷Q，质量为m、电荷量为－q的滑块（可看作点电荷）从a点以初速度υ0沿水平面向Q运动，到达b点时速度为零．已知a、b间距离为s，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．以下判断正确的是（）A．滑块在运动过程中所受Q的静电引力有可能大于滑动摩擦力B．滑块在运动过程的中间时刻，瞬时速度大小小于C．此过程中产生的内能为D．Q产生的电场中，a、b两点间的电势差为8、A、B两物体同时同地同向出发，其运动的v–t图象和a–t图象如图甲、乙所示，已知在0~t0和t0~2t0两段时间内，A物体在v–t图象中的两段曲线形状相同，则有关A、B两物体的说法中，正确的是（）A．A物体先加速后减速B．a2=2a1C．t0时刻，A、B两物体间距最小D．2t0时刻，A、B两物体第一次相遇9、如图所示，M、N处各放置电荷量为q的正点电荷，O为正方形abcd的中心且与MN连线中点重合，对角线ac与MN垂直，取无穷远处电势为零，则（）A．b、d两点场强相同，电势相等B．O点电势不为零，场强为零C．将质子沿a→O→c移动，电势能先增加后减少D．将电子沿a→b→c移动，电场力先做负功，再做正功10、如图所示，平行板电容器与恒压电源连接，下极板接地，a、b是两极板中心，p是a、b连线的中点，有一带电油滴恰好悬停于p点．现让两极板分别绕着过a、b点并垂直于纸面的轴同时转过一小角度．不计转动时间，则从转动前到转动后的一小段时间内A．电容器的电容不变B．p点的电势不变C．带电油滴的电势能不变D．带电油滴的重力势能不变三、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）某物理研究小组利用图甲装置验证机械能守恒定律，在铁架台上安装有一电磁铁（固定不动）和一光电门（可上下移动），电磁铁通电后将钢球吸住，然后断电，钢球自由下落，并通过光电门，计时装置可测出钢球通过光电门的时间．（1）用10分度的游标卡尺测量钢球的直径，示数如图乙所示，可知钢球的直径D=___cm。（2）多次改变光电门的位置，测量出光电门到电磁铁下端O的距离为h（h》D），并计算出小球经过光电门时的速度v，若空气阻力可以忽略不计，则下列关于v2-h的图象正确的是______．（3）钢球通过光电门的平均速度______（选填“大于”或“小于”）钢球球心通过光电门的瞬时速度。12．（12分）某同学用图甲所示的装置完成了“验证机械能守恒定律”的实验.（1）首先利用20分度的游标卡尺测出了小球的直径，其示数如图乙所示，该示数为____cm；（2）将该小球由光电门1的正上方无初速度释放，先后通过光电门1、2,通过电脑显示的时间分别为、，若小球的直径为，该小组的同学测出两光电门之间的距离为，重力加速度大小用g表示，若小球的机械能守恒，则需要验证的关系式为_________.(用题中所给字母表示）（3）本题“用小球通过光电门的平均速度表示小球球心通过光电门的瞬时速度”，但从严格意义上讲是不准确的，小球通过光电门的平均速度____(选填“〉”或“<”）小球球心通过光电门的瞬时速度.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1所示，由细线相连质量为m的A物块和质量为2m的B物块跨过轻质定滑轮，在B物体的正下方有一个只能竖直方向上伸缩且固定在水平地面上的轻质弹簧，劲度系数为k，开始时A锁定在水平地面上，整个系统处于静止状态，B物块距离弹簧上端的高度为H，现在对A解除锁定，A、B物块开始运动，A物块上升的最大高度未超过定滑轮距地面的高度．（已知重力加速度为g，忽略滑轮与轮轴间的摩擦，弹簧一直处在弹性限度内，弹性能与形变量变化关系如图2所示）求：（1）B物块第一次刚与弹簧接触时的速度大小？（2）B物块运动过程中的最大速度；（3）A物块做竖直上抛运动中上升的距离.14．（16分）如图所示，AB段为一半径R＝0.2m的光滑圆弧轨道，EF是一倾角为30°的足够长的光滑固定斜面，斜面上有一质量为0.1kg的薄木板CD，开始时薄木板被锁定．一质量也为0.1kg的物块(图中未画出)从A点由静止开始下滑，通过B点后水平抛出，经过一段时间后恰好以平行于薄木板的方向滑上薄木板，在物块滑上薄木板的同时薄木板解除锁定，下滑过程中某时刻物块和薄木板能达到共同速度．已知物块与薄木板间的动摩擦因数为μ＝.(g＝10m/s2，结果可保留根号)求：(1)物块到达B点时对圆弧轨道的压力大小；(2)物块滑上薄木板时的速度大小；(3)达到共同速度前物块下滑的加速度大小及从物块滑上薄木板至达到共同速度所用的时间．15．（12分）一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为，开始时内部封闭气体的压强为．经过太阳曝晒，气体温度由升至．（1）求此时气体的压强．（2）保持不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到．求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值．判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热，并简述原因．

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】

由题中“质量为m的物体在水平传送带上由静止释放”可知，本题考查摩擦力做功和能量守恒，根据物体前后能量变化可以分析本题．【详解】A、电动机做功等于物体增加的动能与传送带与物体之间摩擦产生的热能之和，物体动能即为，因此电动机做功一定大于，故A错误；B、摩擦力做功等于物体动能的变化量，即为，故B错误；C、物块做匀加速运动，末速度为v，故此过程中的平均速度为，所以传送带的位移为物块位移的2倍，因为摩擦力对物块做功为，因此传送带克服摩擦力做的功为，故C正确；D、传送带克服摩擦力做功为，小物块获得的动能为，根据能量守恒知，小物块与传送带因摩擦产生的热量为，故D错误．2、D【解析】由电场线的特点可知，金属棒两侧的电场是对称的，由于OA＞OB，故OA之间的电势差大于OB之间的电势差，根据沿电场线的方向电势降低可知，A点的电势低于B点的电势，故A错误；根据电场线的疏密表示电场的强弱可知，B点的电场强度大．故B错误；负电荷在电势高位置的电势能小，所以负电荷在A点的电势能大于其在B点的电势能；由于不知道负电荷从A点至B点的运动的路径，所以不能判断出电场力是否一直做正功．故C错误，D正确，故选D.【点睛】根据电场线的疏密程度判断电场强度的大小；根据沿着电场线，电势逐渐降低来判断电势的高低；正电荷在电势高处电势能大，在电势低处电势能小，负电荷在电势高处电势能小，在电势低处电势能大．3、B【解析】

隔离对B分析，求出A、B发生相对滑动时的临界加速度，再对整体分析，运用牛顿第二定律求出刚好发生相对滑动时的拉力，从而判断出AB运动状态的关系．【详解】隔离对B分析，当A、B间静摩擦力达到最大值时，A、B刚要发生相对滑动，则：再对整体：F=（mA+mB）a=3×2.5N=7.5N．知当拉力达到7.5N时，A、B才发生相对滑动．所以拉力F从0开始逐渐增大到7N的过程中，A、B始终保持相对静止．故ACD错误，B正确．故应选B．本题主要考查牛顿第二定律的临界问题，关键找出临界状态，运用整体法和隔离法，根据牛顿第二定律进行求解．4、A【解析】

A、由牛顿第二定律得：Gma，解得：a，由题意可知：ra＝rc＜rb＝rd，则：aa＝ac＞ab＝ad，故A正确；B、由牛顿第二定律得：Gmω2r，解得：ω，由题意可知：ra＝rc＜rb＝rd，则：ωa＝ωc＞ωb＝ωd，故B错误；C、由牛顿第二定律得：Gm，解得：v，由题意可知：ra＝rc＜rb＝rd，则：va＝vc＞vb＝vd，故C错误；D、由以上分析可知，a、c的轨道半径相等，线速度v相等，a、c永远不会发生碰撞，故D错误故选A5、A【解析】根据a=得，a=3000m/s2，根据牛顿第二定律F=ma=0.06=180N.故A正确．B、C、D错误．故选A．6、C【解析】试题分析：本题是一道估算题，所以大致要知道一层楼的高度约为3m，可以利用动能定理或者机械能守恒求落地时的速度，并利用动量定理求力的大小．设鸡蛋落地瞬间的速度为v，每层楼的高度大约是3m，由动能定理可知：，解得：落地时受到自身的重力和地面的支持力，规定向上为正，由动量定理可知：，解得：，根据牛顿第三定律可知鸡蛋对地面产生的冲击力约为103N，故C正确故选C点睛：利用动能定理求出落地时的速度，然后借助于动量定理求出地面的接触力二、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、BD【解析】若滑块受到的库仑力某时刻大于摩擦力，则滑块即开始做加速运动，不会在b点停下，A错；水平方向上滑块受到恒定的摩擦力和逐渐变大的库仑力，且摩擦力大于库仑力，应做加速度逐渐减小的减速运动，前半段时间速度变化量较大，故中间时刻滑块速率小于，B正确；滑块从a运动到b的过程中，动能和电势能减小，转化为内能，故内能Q＝－qUab＝μmgx，显然Q≠，C错；由上式还可得：Uab＝，D正确．8、BD【解析】

由甲图可知，A物体先做加速度增大的加速运动，再做加速度减小的加速运动，速度一直增加，故A错误；由甲图可知，两物体的速度变化量相同，在乙图中a—t图线围成的面积表示速度的变化量，即0～t0时间内a—t图线围成的面积相等，则有a2=2a1，故B正确；由v－t图线可知，0～t0时间内A的速度一直小于B的速度，B在前，A在后，AB之间的距离不断增大，t0时刻以后A的速度大于B的速度，它们之间的距离开始减小，因此t0时刻两物体之间的距离最大，故C错误；由甲图可知，2t0时刻A、B两物体v－t图线围成的面积相等，表示位移相等，两物体第一次相遇，故D正确．9、BC【解析】

A．等量同种电荷等势面对称性可知，b点与d点的电势相等，电场强度大小相等，方向相反，故A错误；

B．根据对称性，O点场强为零，取无穷远处电势为零，O点的电势大于0，故B正确；

C．根据等量同种电荷电场线的分布，aOc上电场的方向是：O到a和O到c，所以质子从a到c，电场力先做负功，后做正功，则电势能先增大后减小，故C正确；

D．根据等量同种电荷电场线的分布与等势面分布情况，b点的电势高于ac两点的电势，所以电子沿路径a→b→c，电势能先减小后增加，电场力先做正功，后做负功，故D错误。

故选BC。10、BCD【解析】

A、根据电容器电容的决定式，板间距离变为,所以电容减小，A错误；B、因电容器与电源始终相接，故电压不变，由知，电容器极板旋转后，所以场强变为，又因电容器下极板接地且油滴在中间，故电势，电势不变，B正确；C、D、不计转动时间，带电油滴的位置不变，带电油滴的电势不变，电势能不变，重力势能也不变，CD正确；故选BCD．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、0.96，B，小于【解析】

(1)游标卡尺的主尺读数为：0.9cm，游标尺上第6个刻度和主尺上某一刻度对齐，游标读数为0.1×6mm=0.6mm，所以最终读数为：0.96cm；(2)利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：根据机械能守恒的表达式有：，那么关于v2-h的图象应该是一条过原点的倾斜直线，故B正确；(3)根据匀变速直线运动的规律得钢球通过光电门的平均速度等于这个过程中中间时刻速度,所以钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度.12、0.575<【解析】

（1）[1]小球的直径：mm+0.05mm×15=5.75mm=0.575cm；（2）[2]小球通过光电门1的速度为小球通过光电门2的速度为所以动能的增加量为小球通过两光电门过程中重力势能的减小量为若小球的机械能守恒，则有：化简得：（3）[3]小球通过光电门的平均速度等于该过程中间时刻的瞬时速度，因小球做加速运动，在中间时刻时小球球心还没到达光电门位置，所以小球通过光电门的平均速度小于小球球心通过光电门的瞬时速度。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)(3)【解析】

(1)解除A的锁定至B第一次刚与弹簧接触时，A、B组成的系统机械能守恒，由机械能守恒即可求出它们的速度；

(2)B受到的合力等于0时，A受到的合力也是0，此时A与B的速度最大，先对B进行受力分析，然后根据功能关系，结合图2中的数据即可解答；

(3)A、B速度达到最大后开始减速，当A、B的加速度等于g时，A物体开始做竖直上抛运动，然后由竖直上抛运动的规律，即可求出A物块做竖直上抛运动中上升的距离．【详解】(1)解除A的锁定至B第一次刚与弹簧接触时，A、B组成的系统机械能守恒，设A、B的速度是v1，则：解得：；(2)B受到的合力等于0时，A受到的合力也是0，此时A与B的速度最大，先对B进行受力分析：FT+k•△x1=2mg对A：FT′=mg同一根绳子上的张力处处相等，得：FT=FT′联立求得：解除A的锁定至B物块到达速度最大的过程中，A、B和弹簧组成的系统机械能守恒，设弹簧此时的弹性势能为EP1，由图象可得：由机械能守恒得：联立解得：；(3)A、B速度达到最大后开始减速，当A、B的加速度等于g时，A物体开始做竖直上抛运动，设竖直上抛的初速度为v3，上升过程运动距离为L对B分析得：k△x2-2mg=2mg解除A的锁定至A物块开始竖直上抛的过