山东省师范大学附属中学2021届高三上学期二模考试物理试卷

山东省师范大学附属中学2021届高三上学期二模考试物理试卷

物理试卷 考试时长 90 分钟 满分 100 分 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改 动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写 在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题:本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1.下列关于布朗运动的说法，正确的是(　　) A．布朗运动是液体分子的无规则运动 B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动 C．布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力 D．观察布朗运动会看到，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈 2.如图为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于 n＝3 的激发态，在向较低能级跃迁的 过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为 2.49 eV 的金属钠，下列说法正确的是 (　　) A. 这群氢原子能发出 3 种频率不同的光，其中从 n＝3 跃迁到 n＝2 所发出的光波长 最短 B. 这群氢原子能发出 3 种频率不同的光，其中从 n＝3 跃迁到 n＝1 所发出的光频率最小 C. 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为 9.60 eV D. 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为 11.11 eV 3.质点做直线运动的位移 s 与时间 t 的关系为 s＝5t＋t2(各物理量均采用国际单位制单 位)，则该质点(　　) A．第 1 s 内的位移是 5 m B．前 2 s 内的平均速度是 6 m/s C．任意相邻的 1 s 内位移差都是 1 m D．任意 1 s 内的速度增量都是 2 m/s 4.如图所示，小球用细绳系住，绳的另一端固定于 O 点。现用水平 力 F 缓慢推动斜面体，小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处 于直线状态，当小球升到接近斜面顶端时细绳接近水平，此过程中 斜面对小球的支持力 FN 以及绳对小球的拉力 FT 的变化情况是 (　　) A．FN 保持不变，FT 不断增大 B．FN 不断增大，FT 不断减小 C．FN 保持不变，FT 先增大后减小 D．FN 不断增大，FT 先减小后增大 5.在光滑水平面上，一根原长为 L 的轻质弹簧的一端与竖直轴 O 连接，另一端 与质量为 m 的小球连接，如图所示。当小球以 O 为圆心做匀速圆周运动的 速率为 v1 时，弹簧的长度为 1.5L；当它以 O 为圆心做匀速圆周运动的速 率为 v2 时，弹簧的长度为 2.0L，则 v1 与 v2 的比值为(　　) A. 3∶ 2 B. 2∶ 3 C. 3∶2 2 D.2 2∶ 3 6.如图所示，两块粘连在一起的物块 a 和 b，质量分别为 ma 和 mb，放在光滑的水平桌面上， 现同时给它们施加方向如图所示的水平推力 Fa 和水平拉力 Fb，已知 Fa>Fb，则 a 对 b 的作 用力(　　) A．必为推力 B．必为拉力 C．可能为推力，也可能为拉力 D．不可能为零 7.风速仪结构如图(a)所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通 过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。已知风轮叶片转动半 径为 r，每转动 n 圈带动凸轮圆盘转动一圈。若某段时间 内探测器接收到的光强随时间 变化关系如图(b)所示，则该时间段内风轮叶片(　　) A.转速逐渐减小，平均速率为 B.转速逐渐减小，平均速率为 C.转速逐渐增大，平均速率为 D.转速逐渐增大，平均速率为 8.“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为 200 km 的圆形轨道上 运行，运行周期为 127 分钟。已知引力常量 G＝6.67×10－11N·m2/kg2，月球半径约为 1.74×103 km。利用以上数据估算月球的质量约为(　　) A．8.1×1010kg B．7.4×1013kg C．5.4×1019kg D．7.4×1022kg 二、多项选择题:本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有多个选项符合题目要求。 全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 9.一单摆做小角度摆动，其振动图象如图所示，以下说法正确的是(　　) A．t1 时刻摆球速度为零，摆球的回复力最大 B．t2 时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小 C．t3 时刻摆球速度为零，摆球的回复力最小 D．t4 时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大 10.质量均为 m 的 A、B 两个小球之间系一个质量不计的弹簧，放在光滑的台 面上。A 紧靠墙壁，如图所示。今用恒力 F 将 B 球向左挤压弹簧，达到平衡 时，突然将力 F 撤去，此瞬间(　　) A．A 球的加速度为 F 2m B．A 球的加速度为零 C．B 球的加速度为 F 2m D．B 球的加速度为 F m 11.三个小物块分别从 3 条不同光滑轨道的上端由静止开始滑下。已知轨道 1、轨道 2、轨道 Δt 4π Δ nr t 8π Δ nr t 4π Δ nr t 8π Δ nr t 3 的上端距水平地面的高度均为 4h0；它们的下端水平，距地面的高度分别为 、 、 ，如图所示。若沿轨道 1、2、3 下滑的小物块的落地点到轨道下端的 水平距离分别记为 s1、s2、s3，则(　　) A. B. C. D. 12.为了探测 X 星球，载着登陆舱的探测飞船以该星球中心为圆心，半径为 r1 的圆轨道上运 动，周期为 T1，总质量为 m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为 r2 的圆 轨道上运动，此时登陆舱的质量为 m2,万有引力常量为 G，则(　　) A. X 星球的质量为 B. X 星球表面的重力加速度为 C. 登陆舱在 与 轨道上运动时的速度大小之比为 D. 登陆舱在半径为 轨道上做圆周运动的周期为 三、非选择题:本题共 6 小题，共 60 分。 13.（4 分）如图为“测量弹簧劲度系数”的实验装置图，弹簧的上端固定在铁架台上， 下端装有指针及挂钩，指针恰好指向一把竖直立起的毫米刻度尺。现在测得在挂钩上挂 上一定数量钩码时指针在刻度尺上的读数如下表： 钩码数 n 0 1 2 3 4 5 刻度尺读数 xn(cm) 2.62 4.17 5.70 7.22 8.84 10.43 已知所有钩码的质量可认为相同且为 m0＝50 g，当地重力加速度 g＝9.8 m/s2。请回答下 列问题： (1)请根据表格数据计算出弹簧的劲度系数 k＝____ N/m。(结果保留两位有效数字) (2)考虑到在没有挂钩码时弹簧自身有重量，测量的弹簧劲度系数 k 的值与真实值相比较 ____________(填“偏大”、“偏小”或“没有影响”) 。 14．（8 分）某组同学设计了“探究加速度 a 与物体所受合力 F 及质量 m 的关系”实验。图 甲为实验装置简图，A 为小车，B 为电火花计时器，C 为装有细砂的小桶，D 为一端带有定 滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力 F 等于细砂和小桶的总重量，小车运动的 1 0h h= 2 02h h= 3 03h h= 1 2s s> 2 3s s> 1 3s s= 2 3s s= 2 1 3 1 24 GT rM π= 2 1 1 24 T rg X π= 1r 2r 12 21 2 1 rm rm v v = 2r 3 1 3 2 12 r rTT = 加速度 a 可用纸带上打出的点求得。 (1)图乙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为 50Hz。根据纸带可求出电火 花计时器打 B 点时的速度为________m/s，小车的加速度大小为________m/s2。(结果均保 留两位有效数字) (2)在“探究加速度 a 与质量 m 的关系”时，某同学按照自己的方案将实验数据都在坐标 系中进行了标注，但尚未完成图象(如图丙所示) 。请继续帮助该同学作出坐标系中的图 象。 (3)在“探究加速度a 与合力 F 的关系”时，该同学根据实验数据作出了加速度a 与合力 F 的 图 线 如 图 丁 所 示 ， 该 图 线 不 通 过 坐 标 原 点 ， 试 分 析 图 线 不 通 过 坐 标 原 点 的 原 因 。 15.（8 分）一辆汽车在十字路口等待绿灯，当绿灯亮时汽车以 a＝3 m/s2 的加速度开始行驶， 恰在这时一人骑自行车以 v0＝6 m/s 的速度匀速驶来，从后边超过汽车，试问： (1)汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远？最远距离是多 大？ (2)当汽车与自行车距离最近时汽车的速度是多大？ 16.（10 分）如图所示，在水平地面上固定一倾角 θ＝37°表面光滑的斜面体，物体 A 以 v1 ＝6 m/s 的初速度沿斜 面上滑，同时在物体 A 的正上方，有一物体 B 以某一初速度水平抛出。如 果当 A 上滑到最高点时恰好被 B 物体 击中。(A、B 均可看做质点，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2 )求： (1)物体 A 上滑到最高点所用的时间 t； (2)物体 B 抛出时的初速度 v2。 17.（14 分）某工厂生产流水线示意图如图所示，半径 R＝1m 的水平圆盘边缘 E 点固定一小 桶。在圆盘直径 DE 正上方平行放置的水平传送带沿顺时针方向匀速转动，传送带右端 C 点与圆盘圆心 O 在同一竖直线上，竖直高度 h＝1.25 m。AB 为一个与 CO 在同一竖直平 面内的四分之一光滑圆弧轨道，半径 r＝0.45 m，且与水平传送带相切于 B 点。一质量 m＝0.2 kg 的滑块(可视为质点)从 A 点由静止释放，滑块与传送带间的动摩擦因数 μ＝ 0.2，当滑块到达 B 点时，圆盘从图示位置以一定的角速度 ω 绕通过圆心 O 的竖直轴匀 速转动，滑块到达 C 点时恰与传送带共速并水平抛出，刚好落入圆盘边缘的小桶内。 取 g＝10 m/s2，求： (1)滑块到达圆弧轨道 B 点时对轨道的压力 FNB； (2)传送带 BC 部分的长度 L； (3)圆盘转动的角速度 ω 应满足的条件。 18.（16 分）如图所示，质量为 m＝1 kg 的物块，放置在质量 M＝2 kg 足够长木板的中间， 物块与木板间的动摩擦因数为 0.1，木板放置在光滑的水平地面上。在地面上方存在两 个作用区，两作用区的宽度 L 均为 1 m，边界距离为 d，作用区只对物块有力的作用：Ⅰ 作用区对物块作用力方向水平向右，Ⅱ作用区对物块作用力方向水平向左。作用力大小 均为 3 N。将物块与木板从图示位置(物块在Ⅰ作用区内的最左边)由静止释放，已知在 整个过程中物块不会滑离木板。取 g＝10 m/s2,求： (1)在物块刚离开Ⅰ区域时，物块的速度多大？ (2)若物块刚进入Ⅱ区域时，物块与木板的速度刚好相同，求两作用区的边界距离 d； (3)从开始到物块刚进入Ⅱ区域时，物块和木板的相对位移。 1.D 2.C 3.D 4.D 5.C 6.C 7.B 8.D 9.AD 10.BD 11.BC 12.AD 13. (1)32　(2)没有影响 14. (1)1.6　3.2　(2)见解析　(3)实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 15. (1)当汽车的速度为 v＝6 m/s 时，二者相距最远，所用时间为 t＝ v a＝2 s 最远距离为 Δs＝v0t－ 1 2at2＝6 m. (2)两车距离最近时有 v0t′＝ 1 2at′2 解得 t′＝4 s 汽车的速度为 v＝at′＝12 m/s. 16. 解析　(1)物体 A 上滑过程中，由牛顿第二定律得： mgsin θ＝ma 解得：a＝6 m/s2 设经过时间 t 物体 A 上滑到最高点，由运动学公式： 0＝v1－at 解得：t＝1 s. (2)平抛物体 B 的水平位移：x＝ 1 2v1t cos 37°＝2.4 m 平抛速度：v2＝ x t＝2.4 m/s 答案　(1)1 s　(2)2.4 m/s 17. 答案　(1)6 N，方向竖直向下　(2)1.25 m　(3)ω＝2nπ rad/s(n＝1,2,3…) 解析　(1)滑块从 A 到 B 过程中，由动能定理有 mgr＝ 1 2mv2B 解得 vB＝ 2gr＝3 m/s 滑块到达 B 点时，由牛顿第二定律有 FNB′－mg＝m v2B r 解得 FNB′＝6 N 据牛顿第三定律，滑块到达 B 点时对轨道的压力大小为 6 N，方向竖直向下． (2)滑块离开 C 点后做平抛运动，h＝ 1 2gt21 解得 t1＝ 2h g ＝0.5 s vC＝ R t1＝2 m/s 滑块由 B 到 C 过程中，据动能定理有 －μmgL＝ 1 2mv2C－ 1 2mv2B 解得 L＝ v2B－v2C 2μg ＝1.25 m (3)滑块由 B 到 C 过程中，据运动学公式有 L＝ vB＋vC 2 t2 解得 t2＝ 2L vB＋vC＝0.5 s 则 t＝t1＋t2＝1 s 圆盘转动的角速度 ω 应满足条件 t＝n· 2π ω (n＝1,2,3…) 解得 ω＝2nπ rad/s(n＝1,2,3…)． 18. 答案　(1)2 m/s　(2)1.5 m　(3)3 m 解析　(1)对物块由牛顿第二定律：F－μmg＝mam1，得：am1＝ F－μmg m ＝2 m/s2 由 L＝ 1 2am1t 21得 t1＝ 2L am1＝1 s，vm1＝am1t1＝2 m/s. (2)Ⅰ区域内，对木板：由 μmg＝MaM1 得 aM1＝0.5 m/s2 物块到达Ⅰ区域边缘处，木板的速度：vM1＝aM1t1＝0.5 m/s 离开Ⅰ区域后： 对物块：由 μmg＝mam2，得 am2＝1 m/s2，对木板：aM2＝aM1＝0.5 m/s2 当物块与木板达共同速度时：vm1－am2t2＝vM1＋aM2t2，得 t2＝1 s 两作用区边界距离为 d＝vm1t2－ 1 2am2t22＝1.5 m. (3)