济南市历城第四中学2027届物理高三上期中考试模拟试题含解析

济南市历城第四中学2027届物理高三上期中考试模拟试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，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、一带负电粒子在电场中仅受静电力作用下沿x轴正向做直线运动v-t图象如图所示,起始点O为坐标原点,下列关于电势ϕ、粒子动能Ek、电场强度E、粒子加速度a与位移xA．B．C．D．2、如图所示，一根长为l的轻质软绳一端固定在O点，另一端与质量为m的小球连接，初始时将小球放在与O点等高的A点，OA=，现将小球由静止状态释放，则当小球运动到O点正下方时，绳对小球拉力为（）（已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8）A．2mg B．3mg C． D．3、用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（取）A． B． C． D．4、纳米材料的抗拉强度几乎比钢材还高出100倍，使人们设想的太空电梯成为可能．其工作原理是从同步卫星高度的太空站竖直放下由纳米材料做成的太空电梯，固定在赤道上，这样太空电梯随地球一起旋转，如图所示．关于太空电梯仓停在太空电梯中点P时，下列对于太空电梯仓说法正确的是（）A．处于平衡状态B．速度比同步卫星大C．向心加速度比同高度卫星的小D．处于完全失重状态5、如图所示，某同学将一块橡皮用光滑细线悬挂于O点，用一枝铅笔贴着细线中点的左侧以速度v水平向右匀速移动．则在铅笔移动到图中虚线位置的过程中A．细线绕O点转动的角速度不变B．细线绕O点转动的角速度不断增大C．橡皮的运动轨迹为直线D．橡皮处于超重状态6、“神舟十号”飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，在该飞船的密封舱内，如图所示的实验能够进行的是()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、把质量为0.2kg的小球放在竖直的弹簧上，弹簧下端固定在水平地面上，把球向下按至A位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C(图丙)，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙)。已知B、A的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.2m，弹簧的质量和空气阻力均可忽略，取地面为零势能面，g=10m/s2。则下列说法正确的是A．小球到达B位置时，小球机械能最大B．小球到达B位置时，速度达到最大值2m／sC．小球在A位置时弹簧的弹性势能等于在C位置的重力势能D．若将弹簧上端与小球焊接在一起，小球将不能到达BC的中点8、如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处。现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是（）A．环到达B处时，重物上升的高度h=B．环能下降的最大高度为C．环运动到B处的速度为D．小环运动过程中，轻绳中的张力不可能大于2mg9、质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点，如图所示，当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时杆子停止转动，则()A．小球仍在水平面内做匀速圆周运动B．在绳被烧断瞬间，a绳中张力突然增大C．若角速度ω较小，小球在平行于平面ABC的竖直平面内摆动D．若角速度ω较大，小球可在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动10、如图所示，虚线框内有匀强电场，AA′、BB′、CC′是该电场的三个等势面，相邻等势面间的距离均为3.0cm，已知BB′上的电势为0V．一个电子沿AA′方向以初动能Ek=4eV自图中的P点进入电场，刚好从C′点离开电场，电子从P到C′的过程电场力做功为6eV．下列说法正确的是A．平面AA′上的电势为3VB．该匀强电场的场强为100V/mC．该粒子经过平面BB′时的电势能为10eVD．该粒子从P到C′的过程动能和电势能总和守恒三、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）12．（12分）小明同学想研究一段铅芯的伏安特性曲线，他连接了如图甲所示的实验电路．小亮同学认为小明的电路并不完善，他在该电路上增加了一条导线，得到了小明的认同．（1）请你用笔画线在图甲上加上这条导线______．（2）对小亮改正后的电路，在闭合电键前，滑动变阻器的滑片应先置于_________（选填“最左端”或“最右端”）．（3）实验测得铅芯伏安特性曲线如图乙所示．由实验曲线可知，随着电流的增加铅芯的电阻________（选填“增大”、“不变”或“减小”）．（4）将一个电动势为3V、内阻为10Ω的电源直接接在该铅芯的两端，则该铅芯的实际功率为_________W．（结果保留两位有效数字）甲乙四、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,AB为半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道,下端B恰与小车右端平滑对接.小车质量M=3kg,车足够长,车上表面距地面的高度h=0.2m,现有一质量m=1kg的滑块,由轨道顶端无初速度释放,滑到B端后冲上小车.已知地面光滑,滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.3,当车运动了t0=1.5s时,车被地面装置锁定(g=10m/s2).试求:（1）滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小;（2）车被锁定时,车右端距轨道B端的距离;（3）从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车面间由于摩擦而产生的热量.14．（16分）汽车以40km/h的速度匀速行驶．（1）若汽车以0.6m/s2的加速度加速，则10s后速度能达到多少？（2）若汽车刹车以0.6m/s2的加速度减速，则10s后速度减为多少？（3）若汽车刹车以3m/s2的加速度减速，则10s后速度为多少？15．（12分）如图所示，两个半径均为R的四分之圆弧构成的光滑细管道ABC竖直放置，且固定在光滑水平面上，圆心连线O1O2水平，轻弹簧左端固定在竖直板上，右端与质量为m的小球接触（不栓接，小球的直径略小于管的内径），宽和高与为R的盒子固定于水平面上，盒子左侧DG到管道右端C的水平距离为R，开始时弹簧处于锁定状态，具有的弹性势能为6mgR，其中g为重力加速度，解除锁定、小球离开弹簧进入管道、最后从C点抛出。（轨道ABC与木盒截面EFGD在同一竖直面内）(1)求小球经C点时的动能；(2)求小球经C点时对轨道的压力；(3)小球从C点抛出后能直接击中盒子底部时，讨论弹簧锁定时弹性势能满足什么条件?

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】

根据v-t图象的斜率分析加速度的变化，判断电场力的变化，由电场力做功情况分析动能和电势能的变化，再分析电势的变化.【详解】A、v-t图象的斜率表示加速度，则知粒子的加速度减小，由牛顿第二定律知qE=ma，得场强E逐渐减小，由知φ-x图象切线斜率是变化的，所以，φ-x图象是曲线，故A错误.B、v减小，则知动能Ek减小，故B错误.C、E随时间减小，粒子做减速直线运动，E可能随x均匀减小，故C正确.D、a随时间减小，粒子做减速直线运动，a随x增大而减小，故D错误.故选C.本题关键是明确粒子的受力情况和运动情况，然后结合动能定理进行分析，图象的斜率的物理意义要清楚。2、C【解析】试题分析：设小球到达B点时细绳刚好绷紧．则OB与水平方向的夹角的余弦为cosα=1．6小球自由下落的高度为h=1．8l，到达B点的速度细绳绷紧后瞬间小球只有垂直于细绳的分速度，大小为v2=v1cosα从B到最低点，由动能定理得：mgl（1-sinα）=mv32-mv22在最低点有，联立以上各式解得T=mg,故选C．考点：动能定理及牛顿定律的应用【名师点睛】本题关键分析清楚小球的运动规律，注意细绳绷紧前后小球速度的突变，然后结合运动的合成与分解、动能定理、牛顿第二定律列式求解．3、A【解析】

本题考查力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．【详解】一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而当绳子拉力达到F=10N的时候，绳子间的张角最大，为120°，此时两个挂钉间的距离最大；画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图．绳子与竖直方向的夹角为：θ=60°，绳子长为：L0=1m，则有：mg=2Fcosθ，两个挂钉的间距离：L＝，解得：L=m4、C【解析】电梯做圆周运动，有加速度，受力不平衡，A错误；电梯的角速度和同步卫星的角速度相等，而轨道半径比同步卫星的小，根据v=rω知线速度比同步卫星小，B错误；根据GMmr2=mω2r可得ω=GMr5、D【解析】

将铅笔与绳子接触的点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，如图，则沿垂直绳子方向的分速度vcosθ，且vcosθ=ωr，则，随θ角的变大，r变大，则细线绕O点转动的角速度不断减小，选项AB错误；沿绳子方向上的分速度为vsinθ，因为沿绳子方向上的分速度等于橡皮在竖直方向上的分速度，所以橡皮在竖直方向上速度为vsinθ，因为θ逐渐增大，所以橡皮在竖直方向上做加速运动，因此细绳对橡皮的拉力大于橡皮的重力，故D正确；橡皮在水平方向上做匀速运动，竖直方向做加速运动，所以橡皮做曲线运动，故C错误．6、C【解析】由于过滤水时水要借助重力向下流，在太空中无法实现；同理也无法研究物体的重力势能，故血浆与血细胞分层实验，故ABD错误；只有C中用弹簧拉力器测力和重力无关，在太空中可以完成，故C正确；故选C．点睛：本题考查超重与失重的应用，注意在完全失重状态下，凡是地面上利用重力的实验在失重状态下均无法实验．但是要注意弹簧秤在宇宙飞船上式可以使用的．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】

小球从A开始向上运动，开始做加速运动，当弹簧弹力与重力平衡时，小球速度达到最大，之后开始减速，运动到B时脱离弹簧，之后只在重力作用下减速。根据系统机械能守恒定律列式分析即可。【详解】从A到B的过程弹簧对小球做正功，所以小球的机械能增加，当弹簧恢复原长时机械能达到最大，故A正确；当小球受到的合力为零时，动能最大，此时弹簧处于压缩状态，故B错误；小球从A到C的过程中，系统减少的弹性势能转化为重力势能，所以弹性势能的变化量等于重力势能的变化量，即小球在A位置时弹簧的弹性势能等于在A、C位置的重力势能差值，故C错误；根据题意，若将弹簧上端与小球焊接在一起，BC中点处的弹性势能与A处的弹性势能相等，根据能量守恒，从A向上运动到最高点的过程中重力势能增加，所以弹性势能必定要减小，即运动不到BC点的中点，故D正确。故选AD。本题考查机械能守恒定律的应用，要注意明确当加速度为零时，速度达到最大，并结合能量守恒解题即可。8、BC【解析】

A．根据几何关系有，环从A下滑至B点时，重物上升的高度故A错误；B．设环下滑到最大高度为H时环和重物的速度均为0，此时重物上升的最大高度为根据机械能守恒有解得故B正确；C．在B点，对环的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，有v环cos45°=v物根据系统机械能守恒定律可得解得环的速度故C正确；D．环从A点释放时，重物有向上的加速度，绳子的拉力大于重力，故D错误。故选BC。9、BD【解析】

A．b绳未断时，a绳拉力为小球重力mg，Lb为b的长度，小球速度为：b绳断时，由于惯性，球具有水平向外的速度受竖直向下的重力和竖直向上的a绳的拉力而在竖直面内做圆周运动，故A错误；B．由牛顿运动定律有：可知当b绳断时，绳a的拉力大于小球重力，B正确；C．当较小时，球在最低点速度较小，可能会存在：不能摆到与A点等高处，而在竖直面内来回摆动，水平方向没有力提供向心力，故不能在平行于平面ABC的竖直平面内摆动，故C错误.D．当较大时，球在最低点速度较大,如果：可在竖直面内做完整的圆周运动，故D正确．10、BD【解析】

A.电子从P到C′的过程电场力做功为6eV，即，所以，已知BB′上的电势为0V则平面AA′上的电势为-3V，故A错误；B.根据匀强电场电场强度公式可知，故B正确；C.已知BB′上的电势为0V，根据可知该粒子经过平面BB′时的电势能为0eV，故C错误D.粒子运动过程中只有电场力做功，使得动能和电势能之间相互转化，所以粒子的动能与电势能之和不变，故D正确三、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、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。12、最左端增大0.21（0.19—0.23）【解析】

由题中“小明同学想研究一段铅芯的伏安特性曲线”可知，本题考查电阻伏安特性曲线实验，根据实验要求、原理和数据处理可解答本题。【详解】（1）[1]由于是测电阻的伏安特性曲线，因此需要电压从零开始，因此选择分压法，所以连接如图（2）[2]在闭合电键前，滑动变阻器的滑片应调至铅芯电压为零处，故调至最左端；（3）[3]由铅芯伏安特性曲线可知，在I-U图中，曲线斜率表示电阻的倒数，即，因此可知随着电流的增加铅芯的电阻增大；（4）[4]根据电源电动势和内阻情况可得下图由图