2027届天津市南开区南开中学物理高三上期中学业质量监测模拟试题含解析

2027届天津市南开区南开中学物理高三上期中学业质量监测模拟试题考生请注意：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、两颗人造卫星绕地球运动周期相同，轨道如图所示，分别为圆轨道和椭圆轨道，AB为椭圆的长轴，C、D为两轨道交点。已知椭圆轨道上的卫星到C点时速度方向与AB平行，则下列说法中正确的是()A．卫星在圆轨道的速率为,卫星椭圆轨道A点的速率为,则B．卫星在圆轨道的速率为,,卫星在椭圆轨道B点的速率为,则C．两个轨道上的卫星运动到C点时的加速度相同D．两个轨道上的卫星运动到C点时的向心加速度大小相等2、如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示．不计空气阻力，g取10m/s1．对于这个单摆的振动过程，下列说法中不正确的是（）A．单摆的位移x随时间t变化的关系式为B．单摆的摆长约为1.0mC．从到的过程中，摆球的重力势能逐渐增大D．从到的过程中，摆球所受回复力逐渐减小3、将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ＝30°，则F达到最小值时Oa绳上的拉力为（）A． B．mg C． D．4、下列物理量中，属于矢量的是A．路程B．速率C．质量D．加速度5、随着太空技术的飞速发展，地球上的人们登陆其它星球成为可能，假设未来的某一天，宇航员登上某一星球后，测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，而该星球的平均密度与地球的差不多，则该星球质量大约是地球质量的（）A．0.5倍B．2倍C．4倍D．8倍6、如图所示，吊车下方吊着一个质量为500kg的重物，二者一起保持恒定的速度沿水平方向做匀速直线运动．某时刻开始，吊车以10kW的功率将重物向上吊起，经重物达到最大速度．忽略空气阻力，取．则在这段时间内（）A．重物的最大速度B．重物克服重力做功的平均功率为9.8kWC．重物做匀变速曲线运动D．重物处于失重状态二、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1所示，一个弹簧秤放在水平地面上（为与轻弹簧上端连在一起的秤盘），为一重物．在空间建立一个固定的坐标轴，为系统处于静止平衡状态时秤盘底部的位置，小计空气阻力．现使该系统振动起来，并且从某时刻开始计时后所形成的振动图象如图2所示．下列说法正确的是（）A．“”时刻，重物处于失重状态B．，重物的动能增加、重物和弹簧秤组成的系统的弹性势能减小、重力势能增加C．，重物和弹簧秤组成的系统的弹性势能增加、重力势能减小、机械能不变D．，回复力做正功，其功率先增后减8、如图所示为2017年我国自主研制的新一代喷气式大型客机C919在上海浦东机场起飞的照片，C919的成功首飞意味着经过近半个世纪的艰难探索，我国具备了研制一款现代干线飞机的核心能力。假设一架大型飞机的总质量为m，从静止开始保持额定功率滑跑，当速度达到最大速度v时起飞，在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的k倍（重力加速度为g），根据题目所给物理量可以求出的有（）A．飞机起飞时的动能Ek B．飞机滑跑过程所用的时间C．飞机滑跑过程中牵引力所做的功 D．飞机滑跑过程中某一速度（不为0）时的加速度9、如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为1:2，两端共接有4个电阻，其中R1=R0，R2=2R0，R3=R4=4R0，现将a、b两端接在交流电源上，则下列说法中正确的是（）A．R1消耗的电功率为R2消耗的电功率的2倍．B．流过R1的电流有效值等于流过R3的电流有效值．C．R2两端的电压有效值是R3两端电压有效值的2倍D．流过R2的电流有效值流过是R4电流有效值的2倍10、(多选)一根不可伸长的细线．上端悬挂在O点，下端系一个小球，如图(1)所示，某同学利用此装置来探究周期与摆长的关系．该同学用米尺测得细线两端的长度，用卡尺测量小球的直径，二者相加为l，通过改变细线的长度，测得对应的周期T，得到该装置的l－T2图像如图(2)所示．利用所学单摆相关知识，选择下列说法正确的选项(取π2＝9.86)()A．T＝2s时摆长为1mB．T＝2s时摆长为0.994mC．摆球半径为0.006mD．当地重力加速度为9.80m/s2三、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）现有一满偏电流为50、内阻约为800-850的小量程电流表G(表头),另外可供选择的器材有:A．电压表V(量程3V,内阻约为20KB．电流表A1(量程200.内阻约为500C．电流表A2(量程0.6A,内阻约为3)D．定值电阻R0(阻值10K)E.电阻箱(最大阻值9999)F.滑动变阻器R(最大阻值100)G.电源E(电动势3V).H.开关SI.测量小量程电流表G的内阻.(1)为了尽量减小误差,要求测量多组数据,所提供的电流表中,应选用______(填写字母代号)(2)请在图中的虚线框中画出符合要求的实验电路图(其中电源、开关及连线已画出)______.12．（12分）用如图1所示装置探究钩码和小车（含砝码）组成的系统的“功能关系”实验中，小车碰到制动挡板时，钩码尚未到达地面。（1）平衡摩擦力时，______（填“要”或“不要”）挂上钩码。（2）如图2是某次实验中打出纸带的一部分。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，所用交流电源的频率为50Hz．通过测量，可知打点计时器打B点时小车的速度大小为______m/s。（3）某同学经过认真、规范的操作，得到一条点迹淸晰的纸带。他把小车开始运动时打下的点记为O，再依次在纸带上取等时间间隔的1、2、3、4、5、6等多个计数点，可获得各计数点到O的距离s及打下各计数点时小车的瞬时速度v。如图3是根据这些实验数据绘出的v2-s图象。已知此次实验中钩码的总质量为0.015kg，小车中砝码的总质量为0.100kg，取重力加速度g=9.8m/s2，根据功能关系由图象可知小车的质量为______kg．（结果保留两位有效数字）（4）研究实验数据发现，钩码重力做的功总略大于系统总动能的增量，其原因可能是______。A.钩码的重力大于细线的拉力B.在接通电源的同时释放了小车C.未完全平衡摩擦力D.交流电源的实际频率大于50Hz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）如图甲所示，一轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学研究小球从开始下落到接触弹簧后继续向下运动到最低点的过程，以竖直向下为正方向，小球的加速度与位移之间的关系如图乙所示，不计空气阻力，质量、重力加速度、已知。（1）求小球刚接触弹簧时的速度v；（2）判断小球在图乙中A、B、C三个位置哪个位置速度最大，根据图像求弹簧的劲度系数；（3）求该过程中小球的最大速度。14．（16分）在长期的科学实践中，人类已经建立起各种形式的能量概念及其量度的方法，其中一种能量是势能。势能是由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能。如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等。（1）如图1所示，内壁光滑、半径为R的半圆形碗固定在水平面上，将一个质量为m的小球（可视为质点）放在碗底的中心位置C处。现给小球一个水平初速度v0（v0<），使小球在碗中一定范围内来回运动。已知重力加速度为g。a.若以AB为零势能参考平面，写出小球在最低位置C处的机械能E的表达式；b.求小球能到达的最大高度h；说明小球在碗中的运动范围，并在图1中标出。（2）如图2所示，a、b为某种物质的两个分子，以a为原点，沿两分子连线建立x轴。如果选取两个分子相距无穷远时的势能为零，则作出的两个分子之间的势能EP与它们之间距离x的EP-x关系图线如图3所示。假设分子a固定不动，分子b只在ab间分子力的作用下运动（在x轴上）。当两分子间距离为r0时，b分子的动能为EK0（EK0<EP0）。求a、b分子间的最大势能EPm；并利用图3，结合画图说明分子b在x轴上的运动范围。15．（12分）如图所示，光滑水平面MN左端有一固定弹性挡板P(物体与挡板碰撞时无能量损失)，右端N与处于同一高度的水平传送带之间的间隙可忽略，传送带以的速度逆时针匀速转动。MN上放置着三个可视为质点的物体A、B和C，质量分别为mA=4kg、mB=1kg、mC=1kg，开始时，A、B静止，AB间有一个锁定的被压缩的轻质弹簧，弹性势能EP=40J，物体C静止在N点。现解除锁定，A、B被弹开后迅速移走弹簧，B和C相碰后粘在一起。A、B、C三个物体与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.2，g=10m/s2。求：(1)物体A、B被弹开时各自速度的大小；(2)要使A与BC能在水平面MN上发生相向碰撞，则传送带NQ部分的长度L至少多长；(3)若传送带NQ部分长度等于(2)问中的最小值，物体A与BC碰撞后结合成整体，此整体从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中，系统有多少机械能转化成内能。

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】

A、椭圆轨道II上的A点为近地点到远地点B，引力做负功，故有，过A点和B点做两圆轨道，由可知，A点的圆变轨为过A点椭圆需要加速有，则有；B点的椭圆变轨为圆也需要加速，则，故有；则A，B均错误.C、两个轨道上的卫星运动到C点时，所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律知加速度相同；故C正确.D、因为两个轨道上的卫星在C点的万有引力加速度大小相等，而在轨道I上向心加速度与万有引力加速度大小相等，在轨道II上向心加速度等于于万有引力的切向分加速度，故可知在两个轨道上向心加速度大小不等；故D错误.故选C.本题考查万有引力定律、开普勒第三定律、牛顿第二定律等知识，知道卫星变轨的原理是解决本题的关键.2、C【解析】

A．由振动图象读出周期，振幅，由得到角频率，则单摆的位移x随时间t变化的关系式为A正确，不符合题意；B．由公式得，B正确，不符合题意；C．从到的过程中，摆球从最高点运动到最低点，重力势能减小，C错误，符合题意；D．从到的过程中，摆球的位移减小，回复力减小，D正确，不符合题意。故选C。3、A【解析】

将a、b两小球视为整体受力分析，根据力的合成：可知当外力垂直绳子时有最小值，则Oa绳子的拉力：A正确，BCD错误。故选A。4、D【解析】

矢量是既有大小又有方向的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量。【详解】A、B、C项：标量是只有大小没有方向的物理量，路程、速率和质量都是标量，故A、B、C错误；D项：矢量是既有大小又有方向的物理量，加速度为矢量，故D正确。故选：D。矢量与标量明显的区别是：矢量有方向，标量没有方向。5、D【解析】根据天体表面附近万有引力等于重力，列出等式：,解得，其中M是地球的质量，r应该是物体在某位置到球心的距离．根据根据密度与质量关系得：M=ρ•πr3，星球的密度跟地球密度相同，，星球的表面重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，所以星球的半径也是地球的2倍，所以再根据M=ρ•πr3得：星球质量是地球质量的8倍．故选D．6、B【解析】物体水平方向匀速运动，竖直方向做变加速运动，在竖直方向，当牵引力等于阻力时，竖直方向获得最大速度，则，故速度故A错误；在竖直方向，根据动能定理可知，解得，重物克服重力做功的平均功率为，故B正确；物体向上做变加速运动，水平方向匀速运动，根据运动的合成，可知，重物做变速曲线运动，故C错误；物体向上做变加速运动，故处于超重状态，故D错误；故选B.【点睛】重物在水平方向匀速运动，竖直方向做变加速运动，等拉力等于重力时，速度达到最大，根据速度的合成即可判断和速度合运动.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、ACD【解析】A．由于弹簧处于伸长状态，依据受力分析合力向下，加速度方向向下，重物处于失重状态故A正确；B．动能在减小，故B错误；C．的时间段内，重物和弹簧秤组成的系统，机械能守恒，弹性势能增加、重力势能减小，故C正确；D．依据机械运动可知，故D正确．故选ACD【点睛】重物和弹簧秤组成的系统，机械能守恒，下降过程弹性势能增加、重力势能减小。8、AD【解析】

A．飞机起飞时的动能，说明可求出飞机起飞时的动能，故A正确；B．该过程中飞机牵引力逐渐减小，因无法求出平均加速度，无法计算滑跑过程所用的时间，故B错误；C．飞机的额定功率飞机滑跑过程中牵引力所做的功因无法计算滑跑过程所用的时间，所以无法计算牵引力所做的功，故C错误；D．飞机滑跑过程中某一速度时的牵引力由牛顿第二定律可得联立可得故D正确。故选AD。9、AD【解析】A、根据变压器的规律有：，则：，，通过R1的电流为：，通过R3的电流和通过R4的电流相等，即，结合以上各式可得：，A正确；B、由A的分析可知，流过R1的电流有效值不等于流过R3的电流有效值，B错误；C、R2两端的电压等于变压器的输入电压，R3两端电压等于输出电压的一半，所以R2两端的电压有效值与R3两端电压有效值相等，C错误；D、流过R2的电流：，又流过R4电流：，所以流过R2的电流有效值流过是R4电流有效值的2倍，D正确；故选AD．10、BCD【解析】设摆长为l′，由单摆的周期公式T=2π（l′=l-0.006m）并结合图2推导得：l=0.006+T2，可知为l-T2图象的斜率，所以有：=，解得：g=0.980m/s2，故D正确．由单摆的周期公式有：l′=T2=×22=0.994m，故B正确，A错误；由图2可知，l-T2图象没有经过坐标原点，同时由l=0.006+T2可知，纵轴的截距为球的半径，故半径为r=0.006m，选项C正确，故选BCD．点睛：该题是一道非常新颖的题，通过单摆的周期公式较好的考查了学生的读图能力和推导能力，解答该题时学生比较易凭借思维定式错选A，同时不经过CD的解答直接把g当做已知量来解答AB．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、B【解析】

(1)[1]待测电流表满偏电流是50μA，因此电流表应选B。

(2)[2]应用半偏法测电流表内阻，为减小误差，实现测量多组数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示：12、不要0.360.18CD【解析】

（1）[1]小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，为了在实验中能够把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，所以在平衡摩擦力时，不挂钩码，但要连接纸带，（2）[2]相邻的两个计数点之间还有4个打出的点没有画出，计数点间的时间间隔为：t=0.02×5=0.1s打B点的速度为：vB===0.36m/s（3）[3]对系统，由动能定理得：mgx=（M+m+m′）v2整理得：v2=xv2-x图象的斜率：k===1解得：M=0.18kg（4）[4]A.钩码的重力大于拉力，钩码做匀加速运动，不影响拉力做功，故A错误；B.接通电源的同时释放了小车，只会使得纸带上一部分点不稳定，故B错误；C.长木板的右端垫起的高度过低，未完全平衡摩擦力时，则摩擦力做负功，会减小系统的机械能，故C正确；D.交流电源的实际频率大于50Hz，所用的时间为0.02s，比真实的时间间隔大，则代入速度公式中求出来的速度偏小，则动能偏小，故D正确。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)B点速度最大，(3)【解析】

(1)小球接触弹簧前做自由落体运动，由公式可得小球刚接触弹簧时的速度(2)当小球的加速为零时，速度最大，所以小球在B点速度最大，由图乙可知，在B点小球加速度为零，则有得(3)从小球下落到运动到B点由动能定理得其中联立解得14、（1）a.；b.（2）△x=x2-x1；【解析】

（1）a.小球的机械能b.以水平面为零势能参考平面根据机械能守恒定律解得小球在碗中的M与N之间来回运动，M与N等高，如图所示。（2）当b分子速度为零时，此时两分子间势能最大根据能量守恒，有由图线可知，当两分子间势能为时，b分子对应和两个位置