2021-2022学年度第一学期期中学业水平诊断高三物理1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。2.选择题答案必须用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂；非选择题答案必须用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号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。保持卡面清洁，不折叠、不破损。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.关于力和运动的关系，下列说法正确的是A.物体所受合力变小时，其一定做减速运动B.物体所受合力不为零时，其加速度一定不为零C.物体所受合力保持不变，其可能做匀速圆周运动D.物体所受合力的方向总是与其运动的方向在同一条直线上2.如图所示，两根长度均为L1的轻绳一端分别拴在日光灯灯罩上的挂钩M、N处，另一端共同悬挂于天花板上的O处，两轻绳与竖直方向的夹角相同，日光灯保持水平。已知日光灯整体的质量为m，挂钩M、N之间的距离为L2，当地的重力加速度为g。则轻绳OM段的拉力大小为A.B.C.D.3.甲、乙两辆汽车同时从同一站点出发，沿同一方向做直线运动，0～30s内两车的v-t图像如图所示，则此过程中，下列说法正确的是A.乙车一直在甲车前面B.t=5s时，甲、乙两车相距最远C.t=10s时，甲车运动方向发生改变D.t=10s和t=30s时，甲、乙两车两次相遇
4.A、B两物体的质量之比mA：mB=3：1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其v-t图像如图所示。此过程中，A、B两物体克服阻力做功的平均功率之比为A.1：1B.3：1C.9：1D.1：35.在地面上方某点将一小球以一定初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在落地前A.速度和加速度都在不断变化B.在相等的时间间隔内，小球速度变化量相等C.在相等的时间间隔内，小球动能的增加量相等D.在相等的时间间隔内，小球重力势能的减少量相等6.质量为1kg的质点在xOy平面上运动，在0～2s内，质点沿x方向的x-t图像和沿y方向的v-t图像分别如图甲、乙所示，则A.质点的初速度为8m/sB.质点可能做匀速圆周运动C.质点所受合力的大小为4ND.0～2s内，质点的总位移16m7.质量为m的汽车在平直的公路上行驶，阻力F保持不变。当它以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作，直至汽车匀速运动，则此过程中，关于汽车的加速度和速度的说法正确的是A.加速度保持不变，速度逐渐增大B.加速度逐渐增大，速度逐渐增大C.加速度逐渐减小到零，速度逐渐减小D.加速度逐渐减小到零，速度逐渐增大8.高压水射流采煤技术现在被广泛采用，其基本原理为：一组高压水泵将水的压强升高，让高压水从喷嘴中射出，打在煤层上，使煤成片脱落，从而达到采煤的目的。若高压水流沿水平方向冲击煤层，水的溅射速度不计，当水流的速度为80m/s时，煤层受到水的冲击压强为(水的密度ρ=1×103kg/m3)
A.3.2×106N/m2B.6.4×106N/m2C.7.2×106N/m2D.8×106N/m2二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.某实验小组利用DIS系统观察超重和失重现象。他们在学校电梯房内做实验，如图甲所示，在电梯地板上固定了一个压力传感器，传感器上表面水平，将一个重力G=10N的物体放在压力传感器上，观察在电梯运动过程中压力传感器示数的变化情况，若某段时间内计算机显示屏上出现如图乙所示的图线，则根据图线分析可知A.在第1s内，物体处于失重状态，电梯可能向下做匀加速直线运动B.在第2s内，电梯可能处于匀速运动状态C.在第3s内，物体处于超重状态，电梯可能向下做匀减速直线运动D.在第4s内，物体处于超重状态，电梯可能向上做匀加速直线运动10.中国跳水队历来有“梦之队”的美誉，一直以来人才辈出，特别是在今年的东京奥运会和十四届全运会的“十米跳台”比赛中，年仅14的全红婵以多跳满分的成绩两次夺冠，受到全国人民的盛赞。假设质量为m的跳水运动员从跳台上以初速度v0向上跳起，从跳台上起跳到入水前重心下降H，入水后受水的阻力而减速，当速度减为0时重心又下降了h。不计空气阻力及跳水运动员在水平方向的运动，重力加速度为g，则A.运动员从起跳后到入水速度减为0的过程中，机械能先增加后减少B.运动员从起跳后到入水前的过程中，合力的冲量大小为m+mv0C.运动员从入水后到速度减为0过程中，机械能减少量为mv02+mg(H+h).D.运动员从入水后到速度减为0过程中，合力的冲量大小为m11.北京时间2020年12月17日1时59分，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。嫦娥五号是在11月24日在中国文昌航天发射场发射升空并进入地月转移轨道，然后实施2次轨道修正、2次近月制动，顺利进入环月圆轨道。已知嫦娥五号探测器在环月圆轨道上的运行周期为T，轨道半径为r，月球半径为R，引力常量为G，根据以上信息可求出
A.月球的质量为B.月球的第一宇宙速度为C.月球表面的重力加速度大小为D.“嫦娥五号”探测器运行的速率为12.如图所示，在水平地面上固定一倾角为θ的足够长斜面。物块以某一初速度从斜面底端O点冲上斜面，已知物块沿斜面向上运动的最大距离为x0，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，且μ<tanθ。以斜面底端O所在的水平地面为参考平面，物块从斜面底端开始沿斜面运动的过程中，物块的加速度大小a、重力势能Ep、动能Ek、机械能E机和物块在斜面上运动的路程S之间的关系图像可能正确的是三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.(6分)某实验小组利用如图甲所示的实验装置“探究弹簧弹力与形变量的关系”，实验中，将一待测弹簧水平放置在一相对光滑的平台上，将一毫米刻度尺水平放置在桌面上，弹簧左端固定在竖直立柱上，弹簧右端固定有一能与毫米刻度尺的刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针，弹簧右端的挂钩与绕过滑轮的细线相连，细线下端可以悬挂钩码。(1)实验时，先不挂钩码，此时刻度尺的读数为2.75cm，然后将质量为0.200kg的砝码时挂在绳子下端，此时刻度尺读数如图乙所示，其读数为cm，当地的重力加速度大小为9.80m/s2，此弹簧的劲度系数为N/m(结果保留3位有效数字)。(2)弹簧与平台及绳子与滑轮间存在的摩擦会导致弹簧劲度系数的测量值与真实值相比。(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)。14.(8分)某同学用图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。在气垫导轨某刻度处安装了一个
光电门，滑块上固定一宽度为d的遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与钩码连接。用天平分别称出滑块及遮光条的总质量为M，钩码的质量为m。(1)关于该实验的条件及操作，不必要的一项是(请填写选项前对应的字母序号)。A.实验前，应将气垫导轨调至水平状态B.滑块释放的位置与光电门间的距离适当大些C.调节定滑轮的高度，使细线与气垫导轨平行D.应使滑块及遮光条的总质量M远大于钩码的质量m(2)在某次实验操作中，滑块在气垫导轨某位置由静止释放时，测得遮光条与光电门中心之间的距离为L，遮光条通过光电门的时间为t，则遮光条通过光电门时的速度可以表示为v=，此过程中滑块和钩码组成的系统重力势能的减少量为，动能的增加量为，若两者相等，则说明。(3)实验时保持滑块及遮光条的总质量M、钩码质量m均不变，改变滑块在气垫导轨上由静止释放的位置，测出对应的遮光条与光电门中心之间的距离L和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出L-图像如图乙所示，已知图乙中直线的斜率为k，则当地的重力加速度可以表示为(用题目中给定的字母表示)。15.(7分)两个靠的很近的天体绕着它们连线上的一点(质心)做圆周运动，构成稳定的双星系统。双星系统运动时，其轨道平面存在着一些特殊的点，在这些点处，质量极小的物体(例如人造卫星)可以与两星体保持相对静止，这样的点被称为“拉格朗日点”。一般一个双星系统有五个拉格朗日点。如图所示，一双星系统由质量为M的天体A和质量为m的天体B构成，它们共同绕连线上的O点做匀速圆周运动，在天体A和天体B的连线之间有一个拉格朗日点P，已知双星间的距离为L，万有引力常量为G，求：
(1)天体A做圆周运动的角速度及半径；(2)若P点距离天体A的距离为r=L，则M与m的比值是多少？16.(9分)甲、乙两名同学在操场上用两个篮球(可视为质点)玩“空中击球”游戏，如图所示，甲同学在O点将篮球A以速度v斜向上抛出，使得篮球能够从乙同学正上方经过，乙同学选择合适时机，将篮球B从与O点等高的Q点以v0=12m/s的初速度竖直向上抛出，篮球A经过最高点M后，在下降过程中经过P点时被正在上升的篮球B恰好击中，N位于OQ连线上且在M点正下方，已知O、N两点距离x1=10.8m，N、Q两点距离x2=3.6m，P、Q两点距离h=6.4m，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，求：(1)篮球A抛出的初速度v；(2)篮球B延迟于篮球A多长时间抛出？17.(14分)如图所示，一竖直放置的内壁光滑的管状轨道是由两个半径为R=1m的半圆形管道和两段长度为h(可调)的直管构成，将一质量为m=2kg的小球由管道底部以水平初速度v0=8m/s释放，小球在管道运动时，始终受到竖直向上的、大小为F=4N的电磁力，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)小球在最低点时对管道的压力；(2)若小球恰好能够通过最高点，直管的长度h1为多少；(3)若小球通过最高点时恰好对管道无作用力，直管的长度h2为多少；(4)当直管的长度h3=1m时，小球从最低点到最高点的运动过程中机械能变化了多少？18.(16分)如图所示，在水平地面上固定一倾角为θ=37°的足够长斜面，斜面.上有两个质量均为m=1kg的小物块A、B。t=0时刻，A、B间的距离为L=6.5m，此时A、B的瞬时速度方向均沿斜面向上，大小分别为v1=18m/s、v2=20m/s，若A与斜面间的摩擦力不计，B与斜面间的动摩擦因数为µ=0.5，A、B之间的碰撞时间极短，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，从t=0时刻起，在此后的运动过程中，求：(1)A、B发生碰撞前，它们之间的最远距离；(2)A、B发生碰撞的时刻；(3)碰撞后瞬间，B的动能大小的取值范围。
2021—2022学年度第一学期期中学业水平诊断高三物理参考答案及评分意见一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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.B2.A3.D4.C5.B6.C7.D8.B二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.BD10.CD11.AB12.BCD三、非选择题：本题共6小题，共60分。13．（6分）⑴5.71～5.74（2分）65.6～66.2（3分）⑵偏大（1分）14．（8分）⑴D（2分）⑵，，，滑块和钩码组成的系统机械能守恒（每空1分）⑶（2分）15．(7分)解：⑴设O点距离天体A、B的距离分别为r1和r2，则r1+r2=L，转动的角速度为ω对于天体A：………………………………………①(1分)对于天体B：………………………………………②(1分)由①②可得…………………………………………③(1分)…………………………………………④(1分)⑵在P点放置一个极小物体，设其质量为mo，它与A、B转动的角速度相同对于小物体：………………………⑤(2分)由③④⑤得M∶m=104∶19…………………………⑥(1分)16．(9分)解：⑴设M、N间距为H，篮球A抛出的初速度为v，其水平和竖直分速度分别为vx和
vy……………………………………………………………①(1分)………………………………………………………………②(1分)…………………………………………………………③(1分)………………………………………………………………④(1分)………………………………………………………………⑤(1分)……………………………………………………………⑥(1分)由①②③④⑤⑥可解得v=15m/s……………………………………⑦(1分)t1=1.2s…………………………………………⑧t2=0.4s…………………………………………⑨⑵………………………………………………………⑩(1分)解得t3=0.8或t3=1.6s（舍去）…………………………………………⑪篮球B延迟于篮球A的时间∆t=t1+t2-t3=0.8s………………………⑫(1分)17．(14分)解：⑴在最低点处有：……………………………①(2分)解得：F支=144N………………………………………………………②(1分)由牛顿第三定律可知，小球对管道的压力FN等于管道对小球的支持力F支即FN=F支=144N………………………………………………………③(1分)⑵小球到达最高点时的速度恰好为零，即可通过最高点根据动能定理：…………………④(2分)解得：h1=2m……………………………………………………………⑤(1分)⑶小球通过最高点时有…………………………………⑥(2分)小球从最低点到最高点过程中，根据动能定理………………………………⑦(2分)由⑥⑦联立解得h2=1.5m………………………………………………⑧(1分)⑷从最低点到最高点运动过程中，小球的机械能增加
由功能关系可知，增加的机械能∆E=F（h3+2R）=12J………………⑨(2分)18．(16分)解：⑴物块A在斜面滑动时，有…………………………………………………………①(1分)解得a1=6m/s2当物块B在斜面向上滑动时，有……………………………………………②(1分)解得a2=10m/s2当A、B达到共同速度时相距最远…………………………………………………………③(1分)解得t1=0.5sA、B之间的最远距离∆xmax=L＋xB1－xA1∆xmax=L＋（）－（）…………………④(1分)联立①②③④解得∆xmax=7m………………………………⑤(1分)⑵当物块B从v2减到零时，有………………………………………………………………⑥(1分)得t2=2s则t2时刻，A、B之间的距离∆x=L＋xB2－xA2∆x=L＋－（）……………………………………⑦(1分)联立①②⑥⑦解得∆x=2.5m可判断出物块B减速到零后可继续沿斜面下滑，当物块B在斜面向下滑动时，有…………………………………………⑧(1分)解得a3=2m/s2t2=2s时，物块A的速度大小………………………⑨(1分)得vA2=6m/s从t2=2s时刻起，设再经过∆t时间物块A、B发生碰撞
则有……………………………………⑩(1分)联立①⑧⑨⑩⑪解得∆t=0.5s或∆t=2.5s（舍去）则物块A、B发生碰撞的时刻t=t2＋∆t=2.5s………………………⑪(1分)⑶设沿斜面向上为正方向碰撞前A的速度vA=vA2－a1∆t=3m/s………………………………⑫(1分)碰撞前B的速度vB=－a3∆t=－1m/s………………………………⑬(1分)在A、B碰撞前后，A、B系统的动量守恒mvA＋mvB=mvA’＋mvB’……………………………………………⑭(1分)A、B两球碰撞前后机械能的关系为………………………………………⑮(1分)若为弹性碰撞，A、B两球速度分别为-1m/s、3m/s若为完全非弹性碰撞，A、B两球速度分别为1m/s、1m/s由此可知碰撞后B球动能的取值范围为0.5J≤EkB≤4.5J…………⑯(1分)
