2027届河北省衡中清大教育集团物理高三上期中学业水平测试试题含解析

2027届河北省衡中清大教育集团物理高三上期中学业水平测试试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、下列说法中正确的是A．开普勒首先发现天体间的万有引力定律B．卡文迪许首先发现了电荷间相互作用力的规律C．牛顿首先提出力不是维持物体运动的原因D．伽利略利用逻辑推理推断出物体下落的快慢与物体的质量无关2、如图所示，一重为10N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5N，则AB杆对球的作用力()A．大小为7.5NB．大小为10NC．方向与水平方向成53°角斜向右下方D．方向与水平方向成53°角斜向左上方3、如图所示电容器充电结束后保持与电源连接，电源电压恒定，带电油滴在极板间静止，若将板间距变大些，则()A．电容器的电容增大B．电容器所带的电荷量减少C．两极板间的场强不变D．油滴将向上运动4、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5、两个物体A、B的质量之比mA:mB=1：2，二者初动量相同，它们与水平桌面间的动摩擦因数相同，则A、B在桌面上从开始滑行到停止所经过的距离之比为A．2：1B．1：2C．1:4D．4：16、如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为的小滑块，在水平力的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为，OP与水平方向的夹角为，重力加速度为g。下列关系正确的是A． B．C． D．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、2012年6月9日晚，受沿线焚烧秸秆产生的烟雾影响，宁洛高速安徽省蒙城段发生多起多点车辆追尾事故，假设高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶，甲车在前，乙车在后，速度均为v0＝30m/s，距离s0＝100m，t＝0时刻甲车遇紧急情况后，甲、乙两车的加速度随时间的变化如图甲、乙所示，取运动方向为正方向，下列说法正确的是（）A．t＝6s时两车速度相等 B．t＝6s时两车距离最近C．0～6s内两车位移之差为90m D．两车在0～9s内会相撞8、小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量等于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点

（）A．P球的动量一定等于Q球的动量B．P球的动能一定等于Q球的动能C．P球所受绳的拉力一定等于Q球所受绳的拉力D．P球的向心加速度一定等于Q球的向心加速度9、“儿童蹦极”中，拴在腰间左右两侧的是悬点等高、完全相同的两根橡皮绳．如图所示，质量为m的小明静止悬挂时，两橡皮绳的夹角为60°（已知重力加速度为g），则A．每根橡皮绳的拉力为mgB．若将悬点间距离变小，则每根橡皮绳所受拉力将变小C．若此时小明左侧橡皮绳在腰间断裂，则小明此时加速度a＝gD．若拴在腰间左右两侧的是悬点等高、完全相同的两根非弹性绳，则小明左侧非弹性绳在腰间断裂时，小明的加速度a＝10、如图所示，左右两侧水平面等高，A、B为光滑定滑轮，C为光滑动滑轮．足够长的轻绳跨过滑轮，右端与小车相连，左端固定在墙壁上，质量为m的物块悬挂在动滑轮上．从某时刻开始小车向右移动，使物块以速度v0匀速上升，小车在移动过程中所受阻力恒定不变．在物块上升的过程中（未到AB所在的水平面），下列说法正确的是A．轻绳对小车的拉力增大B．小车向右做加速运动C．小车阻力的功率可能不变D．小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和三、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）用如图甲所示的实验装置做探究加速度与力、质量关系的实验（1）某同学通过实验得到如图乙所示的a-F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角________（填“偏大”或“偏小”）．（2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力________砝码和盘的总重力（填“大于”、“小于”或“等于”），为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足________的条件．（3）某同学得到如图所示的纸带．已知打点计时器电源频率为50Hz．A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点．Δs＝sDG－sAD＝________cm．由此可算出小车的加速度a＝________m/s2（保留两位有效数字）．12．（12分）某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源一台，导线、复写纸、纸带、垫块、细沙若干．当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态．若你是小组中的一位成员，要验证滑块所受合外力做的功等于其动能的变化，则：(1)还需要补充的实验器材是__________________，_________________．(2)为了简化实验，使滑块所受合外力等于绳子的拉力，应采取的措施是：______；要使绳子拉力约等于沙和沙桶的重力，应满足的条件是：保持沙和沙桶的质量______滑块的质量．(3)若挑选的一条点迹清晰的纸带如图2所示，且已知滑块的质量为M，沙和沙桶的总质量为m，相邻两个点之间的时间间隔为T，从A点到B、C、D、E点的距离依次为S1、S2、S3、S4，则由此可求得纸带上由B点到D点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W=______；该滑块动能改变量的表达式为△EK=______．（结果用题中已知物理量的字母表示）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，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，甲乙两球碰撞后，乙恰能通过轨道的最高点D。已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×10-2kg，乙所带电荷量q=2.0×10-5C，g取10m/s2。（水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点，整个运动过程中甲不带电，乙电荷无转移）求：(1)乙在轨道上的首次落点到B点的距离；(2)碰撞前甲球的速度。15．（12分）如图所示，物体A放在足够长的木板B上，木板B静止于水平面上，已知A的质量和B的质量均为，A．B之间的动摩擦因数，B与水平面之间的动摩擦因数，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取，若从开始，木板B受到的水平恒力作用，时改为，方向不变，时撤去．（1）木板B受的水平恒力作用时，A．B的加速度、各为多少？（2）从开始，当A．B都静止，A在B上相对B滑行的时间为多少？（3）请以纵坐标表示A受到B的摩擦力，横坐标表示运动时间t（从开始，到A、B都静止），取运动方向为正方向，在图中画出的关系图线（以图线评分，不必写出分析和计算过程）．

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、D【解析】

A．牛顿首先发现天体间的万有引力定律，选项A错误；B．库伦首先发现了电荷间相互作用力的规律，选项B错误；C．伽利略首先提出力不是维持物体运动的原因，选项C错误；D．伽利略利用逻辑推理推断出物体下落的快慢与物体的质量无关，选项D正确；故选D.2、D【解析】

对小球进行受力分析可得，AB杆对球的作用力F和绳的拉力的合力与小球的重力等大反向，可得F方向斜向左上方，其大小，故B正确；令AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为α，可得：，α＝53°，故D正确，ABC错误．3、B【解析】

根据电容的决定式：C=εS4πkd可知将板间距变大些，电容减小，故A错误；根据电容定义式：C=QU可知极板间电压不变，电容器所带的电荷量减少，故B正确；电容器一直与电源相连，则极板两端的电压不变；当板间距变大时，由U=Ed可得，两板间电场强度减小，则电荷受到的电场力减小，故油滴将向下运动，故CD错误。所以4、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5、D【解析】

根据动能定理得：−μmgs＝0−12mv2；则得：s＝mv22μmg＝P22μm2g，P、μ相同，则得s∝1m2，则sA：sB=m根据动量定理求解时间之比，根据动能定理求解路程之比，是常用方法，也可以根据质量和速度之间的关系，由牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律列式求解．6、A【解析】

对小滑块受力分析，受水平推力F、重力G、支持力FN、根据三力平衡条件，将受水平推力F和重力G合成，如图所示，由几何关系可得故A正确。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、ABC【解析】

AB．由加速度图象可画出两车的速度图象，如图所示由图象可知，t=6s时两车等速，甲车在前，乙车在后，故速度相等时，两车相距最近，故AB项正确；C．图中阴影部分面积为0～6s内两车位移之差：故C项正确；D．6s时，甲乙两车的位移之差为90m，小于100m，没有相撞，9s时位移之差小于90m，则不会相撞，故D错误．8、CD【解析】AB.从静止释放至最低点，由机械能守恒得：mgR=解得：v=在最低点的动量I=mv=m2gR，半径不相等，动量不相等，A错误；B、由机械能守恒得：mgR=1C、在最低点，拉力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：F-mg=mv2D、根据a向=（F−mg）/m=2g，向心加速度相等。故D正确。故选：CD。点睛：从静止释放至最低点，由机械能守恒列式，可知最低点的速度、动能；在最低点由牛顿第二定律可得绳子的拉力和向心加速度．9、BD【解析】

由题意可知考查力的平衡问题，牛顿第二定律瞬时性，根据弹性绳、非弹性绳的特点结合牛顿第二定律分析计算可得。【详解】两根橡皮绳止的拉力大小相等，设每根橡皮绳的拉力为F，则2Fcos30°=mg，则:F=故A错误；B.当合力一定时，两分力夹角越小，分力越小，所以将悬点间距离变小，每根橡皮绳所受拉力将变小，故B正确；C.弹性绳上的弹力不会突变，小明左侧橡皮绳在腰间断裂，左侧绳子拉力该瞬间不变，重力不变，则小明此时所受的合力与原来左侧橡皮绳拉力等大反向，加速度，故C错误；D.若拴在腰间左右两侧的是悬点等高、完全相同的两根非弹性绳，则小明左侧非弹性绳在腰间断裂时，左侧绳子拉力瞬间变为零，右侧绳子的垃力发生突变，将重力沿绳垂直绳分解，沿绳方向该瞬间合力为零，垂直绳子方向合力为mgsin30°，由牛顿第二定律可知可得小明的加速度:a＝故D正确。当合力一定时，两分力夹角越小（越大），分力越小（越大），弹性绳子上的拉力不能突变，非弹性绳子上的拉力能突变。10、AD【解析】

A．物块以匀速上升时，两边绳子的夹角变大，可知绳子的拉力变大，即轻绳对小车的拉力变大，选项A正确；B．设绳子与竖直方向的夹角为θ，则由运动的合成知识可知，则随着物体的上升θ变大，车的速度减小，选项B错误；C．小车在移动过程中所受阻力恒定不变，根据P=fv车可知小车阻力的功率减小，选项C错误；D．由能量关系可知：，因小车动能减小，则，即小车牵引力做的功小于物块重力势能的增加量与小车克服阻力做功之和，选项D正确；故选AD.此题关键是对物体的速度进行如何分解，可参考斜牵引物体的运动分解问题，但是此题中物体两边都有绳子；注意搞清系统的能量转化情况.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、偏大小于M≫m1.805.0【解析】

（1）[1]当拉力F等于0时，小车已经产生力加速度，故原因是平衡摩擦力时平衡摩擦力过大，在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大．（2）[2]小车运动过程中，砝码和盘向下做加速运动处于失重状态，砝码和盘对细线的拉力小于其重力，小车在运动过程中受到的拉力小于砝码和盘的总重力；[3]对整体分析，根据牛顿第二定律得解得则绳子的拉力当，即砝码和盘的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量时，砝码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，所以为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足的条件（3）[4]刻度尺上读出A、D、E三点的位置，算出[5]计数点间的时间间隔为T，由匀变速直线运动的推论△x=aT2可知，加速度：12、天平毫米刻度尺平衡摩擦力远小于mg（S3-S1）M[【解析】（1）①由于实验需要测量纸带的长度，所以需要刻度尺，根据动能定理表达式可知，需要用天平测量物体的质量，所以缺少的器材是天平和毫米刻度尺．

②受力分析可知，使滑块所受合外力等于绳子的拉力，应采取的措施是平衡摩擦力平衡摩擦力：先将小沙桶和滑块的连线断开，用垫块将长木板的左端稍垫起，直至轻推滑块，滑块能在水平长木板上匀速滑行为止；

设滑块的质量为M，沙和沙桶的总质量为m，绳子上的拉力为F，则根据牛顿第二定律得：

对m有：mg-F=ma

对M有：F=Ma

联立解得：F=mg(1+mM)，

因此要使绳子拉力约等于沙和沙桶的重力，应满足的条件是：m＜＜M，即保持沙和沙桶的质量远小于滑块的质量。

③由点B到D点所对应的过程中，沙和沙桶的重力所做的功W=mg（s3-s1）

根据匀变速直线运动规律，得：

或ΔE点睛：注意动能定理中功是总功或合力做的功的含义，及平衡摩擦力的用意，本题考查了实验的基础操作，以及利用功能关系和匀变速直线运动规律来处理数据，较好的考查了学生对基础知识、基本规律的掌握情况。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