湖南省郴州市2021届高三上学期第一次质检物理试题 Word版含答案

湖南省郴州市2021届高三上学期第一次质检物理试题 Word版含答案

科目:物理 （试题卷） 注意事项: 1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号写在答题卡和该试题卷的封面上，并认真核对条形码上的姓名、 准考证号和科目。 2.学生作答时，选择题和非选择题均须作在答题卡上，在本试题卷上作答无效。考生在答题卡上按答题卡中 注意事项的要求答题。 3.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。 4.本试题卷共 5 页。如缺页，考生须声明，否则后果自负。 姓名 准考证号 绝密★启用前 郴州市 2021 届高三第一次教学质量监测试卷 物理 一、单项选择题（本题共 8 小题，每小题只有一个选项符合要求。每小题 3 分，共 24 分。） 1.在物理学史上，正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持运动的原因”这个观点的物理学家及建立惯性 定律的物理学家分别是 A.亚里十多德、伽利略 B.亚里多德、牛顿 C.伽利略、爱因斯坦 D.伽利峈、牛顿 2.如图所示，A 和 B 两物块的接触面是水平的，A 与 B 保持相对静止一起沿固定斜面匀速下滑，在下滑过 程中 B 的受力个数为 A.6 个 B.5 个 C.4 个 D.3 个 3.光水平面上质量为 2kg 的物体，在五个水平方向的共点力作用下处于平衡状态，现在将其中 F1=5N 和 F2=9N 的两个力同时撤去，下列关于物体的运动描述正确的是 A.物体一定做匀加速直线运动，加速度大小可能为 5m/s2 B.物体可能变加速直线运动 C.物体可能做匀速圆周运动 D.物体可能做匀变速曲线运动，加速度大小为 3m/s2 4.如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度 v1=2m/沿顺时针方向转动，传送带右端有一与传送 带等高的光滑水平面，一物体以恒定速度 v2=5m/s 沿直线向左滑向传送带后，经过一段时间又返回光滑水平 面，速率为 v2′，物体与传送带间的动摩擦因为 0.2，则下列说法正确的是 A.返回光滑水平面时的速率为 v2′=2m/s B.返回光滑水平面时的速率为 v2′=5m/s C.返回光滑水平面的时间为 t=3.5s D.传送带对物体的摩擦力先向右再向左 5.如图所示，有一半圆，共直径水平且与另一圆的底部相切于 O 点，O 点恰好是下半圆的圆心，它们处在 同一竖直平面内.现有三条光滑轨道 AOB、COD、EOF，它们的两端分别位于上下两圆的圆周上，轨道与竖 直直径的夹角关系为α＞β＞θ，现让一小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端，则小物块在每一 条倾斜轨道上滑动时所经历时间 tAB、tCD、tEF 的关系为 A.tAB=tCD=tEF B.tAB＞tCD＞tEF C.tAB＜tCD＜tEF D.tAB=tCD＜tEF 6.如图所示，一个质量为 m1=50kg 的人抓在一只大气球方气球面有一根长绳。气球和长绳的总质量为 m2=20g 长绳的下端刚好和水平面接触。初始静止时人离地面的高度为 h=5m 如果这个人开始沿长绳向下滑动，当他 滑到长绳下端时，他离地面的高度大约是（可以把人看作质点） A.2.6m B.3.6m C.1.5m D.4.5m 7.我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统由数十颗卫星构成，目前已经向一带一路沿线国家提供相关 服务。设想其中一颗人造卫星在发射过程中，原来在椭圆轨道 1 绕地球 E 运行，在 P 点变轨后进入轨道 2 做匀速圆周运动，如图所示下列说法正确的是 A.在轨道 1 与在轨道 2 运行比较，卫星在 P 点的动量不同 B.在轨道 1 与在轨道 2 运行比较，卫星在 P 点的加速度不同 C.卫星在轨道 2 的任何位置都具有相同加速度 D.卫星在轨道 1 的任何位置都具有相同动能 8.如图所示，小球从斜面的顶端以不同的初速度沿水平方向抛出，落在倾角一定、足够长的斜面上.不计空 气阻力，下列说法正确的是 A.初速度越大，小球落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角越大 B.小球运动到距离斜面最远处所用的时间与初速度的大小无关 C.小球落到斜面上时的速度大小与初速度的大小成正比 D.当用一束平行光垂直照射斜面，小球在斜面上的投影做匀速运动 二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题至少有两个选项符合要求全对得 4 分，选不全得 2 分，错选得 0 分，共 16 分。） 9.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似，则有关 A、B 两物体的说法中，正确的是 A.a2=2a1 B.A 物体先加速后减速 C.0-t0 时间内，A、B 两物体动能变化量相等 D.0～t0 和 t0～2t0 两段时间内，A 物体合力的冲量相等 10.如图所示，细绳一端系着质量为 M=0.5kg 的物体在水平台面上，另一端通过光滑小孔吊着质量为 m=0.3kg 的物体，M 的中点与圆孔的距离为 0.2m，已知 M 和水平面的最大静摩擦力为 2N，现在 M 相对平面静止一 起绕中心轴线匀速转动，当角速度ω突然变为以下何值时，m 将向上移动（g=10m/s2） A.7rad/s B.8rad/s C.9rad/s D.10rad/s 11.引力波探测于 2017 年获得诺贝尔物理学奖。双星的运动是产生引力波的来源之，假设宇宙中有一双星系 统山 P、Q 两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，测得 P 星的周期为 T，P、Q 两颗星的距离为 l，两颗星的轨道半径之差为△r（P 星的轨道半径大于 Q 星的轨道半 径）引力常量为 G，则:Q、P 两颗星的线速度大小之差的绝对值△v，质量之差的绝对值△m 为 A. rv T   B. 2 rv T   C. 2 2 2 2 l rm GT    D. 2 2 2 4 l rm GT    12.如图所示，水平面上有一质量为 2m 的物体 A，左端用跨过定滑轮的细线连接着物体 B，B、C 物体的质 量均为 m，用轻弹簧相连放置在倾角为θ的斜面上，不计一切摩擦.开始时，物体 A 受到水平向右的恒力 F 的作用而保持静止已知重力加速度为 g.下列说法正确的是 A.在细线被烧断的瞬间，A 的加速度大小为 gsinθ B.在细线被烧断的瞬间，B 的加速度大小为 2gsinθ C.剪断弹簧的瞬间，A 的加速度大小为 ginθ D.突然撤去外力 F 的瞬间，A 的加速度大小为 gsinθ 三、非选择题（本题共 6 小题，共 60 分） 13.（6 分）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量 x 与弹力 F 成正比，即 F=kx，k 的值与橡皮筋未 受到拉力时的长度 L、横截面积 S 有关，理论与实践都表明 Sk Y L  ，其中 Y 是一个由材料决定的常数， 材料力学上称之为杨氏模量. （1）在国际单位制中，杨氏模量 Y 的单位应该是__________ A.N B.m C.N/m D.Pa （2）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量的值.首先利用刻度 尺测得橡皮筋的长度 L=20.00cm，利用测量工具 A 测得橡皮筋未受到拉力时的直径 D=4.000mm，那么测量 工具 A 应该是______________。 （3）做出橡皮筋受到的拉力 F 与伸长量 x 的图像，由图象可知这种橡皮筋的 Y 值等于___________（保留 一位有效数字） 14.（8 分）某实验小组利用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为 M，单个 钩码的质量为 m，打点计时器所接的交流电源的频率为 50z，动滑轮质量不计实验步骤如下: ①按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直； ②调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动； ③挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，根据纸带求出小车的加速度； ④改变钩码的数量，重复步骤③，求得小车在不同合力作用下的加速度. 根据上述实验过程，回答以下问题: （1）对于上述实验，下列说法正确的是____________。（填选项前的字母） A.钩码的质量应远小于小车的质量 B.实验过程中钩码处于超重状态 C.与小车相连的细线与长木板一定要平行 D.弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半 （2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，图中相邻两计数点间还有 4 个点未画出，由该纸带可求得小车的 加速度____________（结果保留两位有效数字）.若交流电的实际频率大于 50Hz，则上述计算结果与实际值 相比较____________（填“偏大”“偏小”或“相同”）. （3）由本实验得到的数据作出小车的加速度 a 与弹簧测力计的示数 F 的关系图象，与本实验相符合的是 ____________. A. B. C. D. 15.（10 分）在一条平直的公路上，乙车以 v1=10m/s 的速度匀速行驶，甲车在乙车的后面做同方向初速度为 v2=15m/s，加速度大小为 a=0.5m/s2 的匀减速运动，若两车初始距离 L=36m，请通过计算分析两车能否相遇? 若能相遇则求出两车相遇的时间；若不能相遇则求出两车间的最近距离。 16.（12 分）学校科技活动小组一次活动中，利用电动机通过一绳子将质量为 m=1kg 的物体由静止起用最快 的方式吊高 h=18m。实验中所用绳的最大拉力 Fm=12N，电动机的额定功率 Pm=60W（假设物体在被吊高接 近 18m 前，已开始以最大速度匀速上升，g=10m/s2） 求:（1）物体具有的最大加速度大小； （2）物体能获得的最大速度大小； （3）在绳子不断的情况下，全程所需最短时间。 17.（12 分）滑板运动是极限运动的鼻祖，多极限运动项目均由滑板项目延伸而来，如图所示是滑板运动的 轨道。BC 和 DE 是两段光滑的圆弧型轨道，BC 的圆心为 O 点，圆心角θ=60°，且 OC 与水平轨道 CD 垂 直，滑板与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2 某运动员从轨道上的 A 点以 v=3m/s 的速度水平滑出，在 B 点 刚好沿着轨道的切线方向滑入圆弧轨道 BC，经 CD 轨道后冲上 DE 轨道，到达 E 点时速度减为零，然后返 回。已知运动员和滑板的总质量为 m=60kg，B、E 两点与水平轨道 CD 的竖直高度分别为 h=2m 和 H=2.5m （g=10m/s2）求: （1）运动员从 A 点运动到 B 点的过程中，到达 B 点时的速度大小 vB； （2）水平轨道 CD 的长度 L； （3）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到 B 点?如能求出回到 B 点时速度的大小。如果不能， 求出最后停止的位置距 C 点的距离。 18.（12 分）两个小球 A 和 B 用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态在它们左边有一垂直于 轨道的固定挡板 P，右边有一小球 C 沿轨道以速度 v0 射向 B 球，如图所示.C 与 B 发生碰撞并立即结成一个 整体 D.在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变，然后 A 球与 挡板 P 发生碰撞，碰后 A、D 都静止不动，A 与 P 接触而不粘连过一段时间，突然解除锁定（锁定及解除 锁定均无机械能损失）.已知 A 球的质量为 3m、B、C 球的质量均为 m.求: （1）弹簧长度刚被锁定时 A 球的速度 vA； （2）在 A 球离开挡板 P 之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能； （3）在 A 球离开挡板 P 之后的运动过程中，球速度的最大值（最终结果分母可以不有理化） 郴州市 2021 届高三第一次教学质量监测试卷 物理参考答案及评分细则 一、单项选择题（每个小题只有一个选项符合要求，每题 3 分，共 24 分。） 1-5DCDAB 6-8BAC 二、多项选择题（每个小题至少有两个选项符合要求。全对得 4 分，选不全得 2 分，错选得 0 分，共 16 分。） 9.AD 10.BCD 11.BD 12.AB 三、非选择题（本题共 6 小题，共 60 分。） 13.（1）D（2 分） （2）螺旋测微器（2 分） （3）5×106Pa（2 分） 14.（1）C（2 分） （2）0.88（2 分）；偏小（2 分） （3）A（2 分） 15.（10 分） 解:（1）设两车经时间 t 相，有:v1t+l=v2t- 21 2 at ……………………（2 分） 得: 21 5 36 04 t t   ……1 分 因:△=b2-4ac=-9<0………………1 分 得:t 无解，即两车不会相遇。………………1 分 （2）当两车速度相等时相距最近，有:v2=v1-at1…………（2 分） 得:t1=10s……………（1 分 则最近距离为:△Smin= 2 2 1 1 1 1 1( )2v t L v t at   ……………（1 分） 得:△Smin=11m………（1 分） 16.（12 分） 解:绳中拉力最大时物体有最大加速度: mF mga m  …………（2 分） 得:a=2m/s2…………1 分 （1）电动机功率达到额定功率后物体匀速运动时有最大速度。 F=mg…（1 分） m m Pv F  ………………（1 分） 得 Vm=6m/s…（1 分） （2）欲使运动时间最短，应使物体先以最大加速度匀加速上升，功率达额定功率后再保持以额定功率继续 上升。 匀加速的末速度为末速度: 60 5 /12 m t m Pv m sF    …………（1 分） （3）匀速上升的时间: 1 5 2.52 tvt s sa    …………（1 分） 上升高度为: 2 2 1 5 6.252 2 2 tvh ma    ……（1 分） 以额定功率上升过程中，由动能定理得: 2 2 2 1 1 1( ) 2 2m m tP t mg h h mv mv    ………………（1 分） 解得:t2=2.05s………（1 分） 所需时间至少为:t=t1+t2=4.55s……（1 分） 17.（12 分） 解:（1）由题意得: 0 cos60B vv   ……………（2 分） 解得:vB=6m/s………………（1 分） （2）从 B 到 E，由动能定理得: 210 2 Bmgh mgL mgH mv    ……（2 分） 代入数值得:L=6.5m…………………（2 分） （3）运动员能到达左侧的最大高度为 h′，B 到第一次返回左侧最高处，由动能定理得: mgH-μmgL-mgh′=0………………（1 分） 解得:h′=1.2m<2m………………（1 分） 故运动员不能回到 B 点。 全过程由能量守恒定律得:mgH=μmgS………………（1 分） 解得总路程:s=12.5m……………（1 分） 运动员最后停止的位置距 C 点 6m 处。……………………（1 分） 18.（12 分） 设 C 球与 B 球发生碰撞并立即结成一个整体 D 时，D 的速度为 v1，由动量守恒有: 0 12mv mv ………………（1 分） 当弹簧压缩至最短时，D，A 的速度相等，设此速度为 v2 由动量守恒有: 2mv1=5mv2……………………（1 分） 2 0 1 5v v ………………（1 分） （2）设弹簧长度被锁定后，贮存在弹簧中的势能为 Ep，能量守恒有: 2 2 1 2 1 12 = 5 +2 2 pmv mv E  ……………（1 分） 撞击 P 后，A 与 D 的动能都为零，解除锁定后， 当弹簧刚恢复到自然长度时，势能全部转变成 D 的动能，设 D 的速度为 v3，则有 2 3 1 22pE mv  …………（1 分） 3 0 3 20v v ………………（1 分） 当 A、D 速度相同时为 v 共，此时为 A 离开挡板后弹簧弹性势能最大为 Ep1，则有 2mv3=5mv 共 此时为 A 离开挡板后弹簧弹性势能最大为 Ep1，则有 2 2 3 1 1 12 = 5 +2 2 pmv mv E  共 …………………（1 分） 得: 2 1 0 9 100pE mv …………………（1 分） （3）当弹簧恢复到原长时，A 的速度最大为 v4，B 的速度为 v5，由动量守恒定律及能量关系可知: 3 4 52 3 2mv mv mv  ……（1 分） 2 2 4 5 1 13 22 2pE mv mv    ………………（1 分） 解得: 4 0 4 3 5 20v v ………（2 分）