上海市部分学校联考2021-2022学年高三上学期期中考试物理试卷（Word版含答案）

2021-2022学年高三（上）期中物理试卷
题号 一 二 三 四 五 总分
得分
一、单选题（本大题共12小题，共36分）
以下运动中加速度保持不变的是
A. 简谐振动 B. 匀速圆周运动 C. 竖直上抛运动 D. 加速直线运动
伽利略和牛顿为建立经典力学做出了卓越的贡献，下列说法中正确的是
A. 伽利略制成了第一架观察天体的望远镜并发现了关于行星运动的三大定律
B. 伽利略最先发现单摆做微小摆动的等时性
C. 牛顿创建的通过理想实验探求自然规律的方法是科学研究中的一种重要方法
D. 牛顿发现万有引力定律后不久，又利用扭秤测出了万有引力常量的数值
如图，甲虫沿树枝由缓慢上爬到的过程中，树枝对甲虫的作用力
A. 保持不变
B. 一直减小
C. 一直增大
D. 先减小后增大
在如图所示的传动装置中，内轮和外轮的转轴分别过各自圆心、且垂直纸面。轮通过摩擦带动轮做无相对滑动的转动，则两轮
A. 转动方向相同，周期相等
B. 转动方向相反，周期相等
C. 转动方向相同，周期不等
D. 转动方向相反，周期不等
如图所示，手抓住绳的一端上下振动，产生沿绳传播的机械波，增大手的振动频率，该波的
A. 波速增大 B. 波长增大 C. 波速减小 D. 波长减小
重力和质量的比值大小描述的是
A. 物体所受地球引力的大小 B. 物体在重力场中下落的快慢
C. 物体在重力场中具有的能量 D. 重力场中某点场的强弱
某同学找了一个用过的“易拉罐”，在靠近底部的侧面打了一个洞，用手指按住洞，向罐中装满水，然后将易拉罐竖直向上抛出，空气阻力不计，则
A. 易拉罐上升的过程中，洞中射出的水速度越来越快
B. 易拉罐下降的过程中，洞中射出的水速度越来越快
C. 易拉罐上升、下降的过程中，洞中射出的水速度都不变
D. 易拉罐上升、下降的过程中，水不会从洞中射出
行星绕恒星做匀速圆周运动的线速度大小取决于
A. 行星轨道半径 B. 恒星质量及行星轨道半径
C. 行星及恒星质量 D. 行星质量及轨道半径
三个大小都为的力作用于一质点，其中两力始终相互垂直，另一个力方向可变，该质点
A. 不能平衡
B. 能否平衡取决于的大小
C. 能否平衡取决于的大小
D. 能否平衡取决于和的大小
如图所示为两列波叠加后得到的干涉图样，其中实线表示波峰、虚线表示波谷，则
A. 此时刻点振动减弱，再经半个周期，该点振动将加强
B. 此时刻点振动加强，再经半个周期，该点振动仍加强
C. 此时刻点振动加强，再经半个周期，该点振动将减弱
D. 此时刻点振动减弱，再经半个周期，该点振动将加强
物块与水平桌面间动摩擦因数为，在大小为、方向如图所示的力作用下，物块恰能匀速向右运动。若改用方向不变、大小为的力去推它，则物块的加速度大小为
A. B. C. D.
汽车在平直公路上直线行驶，发动机功率保持恒定，行驶时所受的阻力恒定，其加速度和速度的倒数图象如图。若已知汽车的质量，根据图象信息，不能求出
A. 汽车的功率
B. 汽车行驶的最大速度
C. 汽车所受到阻力
D. 汽车运动到最大速度所需的时间
二、填空题（本大题共5小题，共15分）
行星绕太阳转动的向心力由______充当；声波能绕过某一建筑物而传播，这是因为声波发生了______。
一质点从静止开始沿直线运动的速度与时间的关系如图所示，该质点远离起点的时间范围为______，质点在第内的位移为______。
如图所示，原点沿方向做了一次全振动后停止在平衡位置。形成了一个向右传播的横波。设在时刻的波形如图所示，时点开始振动，则该波的周期为______，在时点离其平衡位置的位移为______。
科学家通过天文观测发现太阳系外有一恒星，并测得有一行星绕该恒星一周的时间为年，行星与恒星的距离为地球到太阳距离的倍。假定该行星绕恒星的公转轨道和地球绕太阳的公转轨道都是圆周，则该行星与地球的公转速度之比为______，该恒星与太阳的质量之比为______。
质量为的小木块静止在倾角为的斜面底端，木块和斜面间动摩擦因数为。用大小为、平行于斜面向上的恒力拉动木块向上运动，经过撤去，此时小木块的速度为______，又经过______木块运动到最高点。取，，
三、实验题（本大题共2小题，共29分）
做“用单摆测定重力加速度”的实验，做“用单摆测定重力加速度”的实验中测量时间使用“累积法”的作用是______。光电门应放在摆球摆动过程中的______选填“最低点”或“最高点”。
实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时，提出了两种方案：甲方案为让小车沿倾斜的木板下滑，然后测量相关物理量；乙方案为将小球用细长绳悬挂固定后，使小球摆动，然后测量相关物理量；
你建议选择的方案是______填“甲”或“乙”，理由是______．
实验前已测得、、、各点高度分别为、，、其同学获得的实验数据如图，分析表中数据发现：从到到，机械能逐渐减小，其原因是______．
表中点的机械能数据明显偏小，其原因可能是摆锤的释放点______点选填“高于”、“低于”．
次数
高度
速度
势能
动能
机械能
四、简答题（本大题共1小题，共15分）
如图所示，为足够长的粗糙水平轨道，为上的一点，长度，为光滑圆弧轨道，两轨道在点平滑连接．点高度，质量的滑块，在水平向右的恒力作用下，从点由静止开始运动，受到恒定的摩擦力当滑块运动到点时，撤去恒力求：取
滑块从点运动到点的时间；
滑块在圆弧轨道上所能达到的最大高度；
若改变恒力的大小和出发点的位置，并使的大小与的长度满足图所示关系，其他条件不变，通过计算判断滑块是否可以到达点．
五、计算题（本大题共1小题，共15分）
如图，与水平面夹角的粗糙斜面和半径的光滑圆轨道相接于点，固定于竖直平面内，斜面和圆周之间有小圆弧平滑连接．斜面的最高点与圆轨道圆心在同一水平高度．有一质量的滑块在点以某一初速度开始运动恰能沿斜面匀速下滑，并恰能通过圆轨道最高点求：取
滑块与斜面之间的动摩擦因数；
滑块沿斜面下滑过程中，摩擦力所做的功；
滑块开始运动时的初速度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、简谐振动的加速度的大小与方向都做周期性的变化，故A错误；
B、匀速圆周运动的加速度的大小不变，但方向始终指向心，是变化的。故B错误；
C、竖直上抛运动的加速度始终等于重力加速度，保持不变。故C正确；
D、加速直线运动有匀加速直线运动，也有变加速直线运动，没有说明，所以不能判断加速度是否发生变化。故D错误
故选：。
加速度为矢量，加速度不变即加速度的大小与方向都不变。由此分析即可。
该题考查对加速度的理解，要明确加速度是矢量，加速度不变即加速度的大小与方向都不变。
2.【答案】
【解析】解：、伽利略制成了第一架观察天体的望远镜，开普勒发现了关于行星运动的三大定律．故A错误；
B、伽利略最先发现单摆做微小摆动的等时性．故B正确；
C、伽利略创建的通过理想实验探求自然规律的方法是科学研究中的一种重要方法．故C错误；
D、牛顿发现万有引力定律后不久，卡文迪许利用扭秤测出了万有引力常量的数值．故D错误．
故选：
伽利略：主要是比萨斜塔实验和对自由落体运动的研究为牛顿运动定律打下基础以及用理想实验推断出匀速运动不需要力来维持．最先发现单摆做微小摆动的等时性；
牛顿：主要是牛顿运动定律和万有引力定律．卡文迪许利用扭秤测出了万有引力常量的数值．
记清楚物理课本上出现的名人以及他们的主要贡献即可．属于基础题目．
3.【答案】
【解析】解：树枝对甲虫的作用力是静摩擦力和支持力的合力，始终与重力平衡，故树枝对甲虫的作用力大小和方向一直不变，故A正确，BCD错误。
故选：。
甲虫沿着树枝由到缓慢爬行过程，始终处于平衡状态，根据平衡条件分析求解。
本题关键是明确甲虫的受力情况根据平衡条件进行分析，关键要注意树枝对甲虫作用力是摩擦力和支持力的合力。
4.【答案】
【解析】解：两个圆盘转动属于“齿轮传动”模型，两个圆盘的都是逆时针转动，根据，圆盘边缘线速度大小相同，周期和半径成正比，故C正确，ABD错误。
故选：。
“齿轮传动”模型中，圆盘边缘线速度大小相同，角速度和半径成反比；内齿轮传动，转动方向相同。
本题考查了线速度、角速度和周期等基础知识。利用“齿轮传动”模型，是解决本题的关键。
5.【答案】
【解析】解：、波速是由介质的性质决定的，与波长无关，因此在改变手的振动频率时，该波的波速保持不变，故AC错误；
、波速一定，频率增大，由波速分析得知波的波长减小，故B错误，D正确。
故选：。
明确波的性质，知道波速是由介质的性质决定的，与波长和频率无关。
本题关键要抓住波速是由介质决定，保持不变，再由波速公式分析波长的变化情况。
6.【答案】
【解析】解：、重力表示物体所受地球引力的大小，故A错误；
B、重力与物体质量的比值为重力加速度，描述速度变化的快慢，不描述运动的快慢。故B错误；
C、重力与物体质量的比值为重力加速度，不描述物体在重力场中具有的能量。故C错误；
D、重力与物体质量的比值为重力加速度，与物体的质量以及物体的重力无关，可以用来描述重力场中某点场的强弱。故D正确
故选：。
理解重力的公式中各物理量的意义，然后结合各选项分析即可。
该题科学对重力以及重力加速度的理解，要注意重力，与质量有关，而重力加速度与质量无关。
7.【答案】
【解析】解：将易拉罐竖直向上抛出后，由于空气阻力不计，易拉罐及水的加速度等于重力加速度，处于完全失重状态，易拉罐中各层水之间没有压力，在整体过程中，水都不会从洞中射出。故D正确，ABC错误
故选：。
将易拉罐竖直向上抛出，空气阻力不计，易拉罐中的水处于完全失重状态，上层水平对下层水没有压力，水不会从洞中射出。
本题中实验学生可以亲自做一下，用牛顿运动定律分析和理解超重、失重现象，并记住产生超重、失重的条件决定于加速度的方向，加速度向上为超重，加速度向下为失重。
8.【答案】
【解析】解：行星绕恒星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，
解得线速度：，线速度由恒星的质量和行星的轨道半径决定，故B正确，ACD错误。
故选：。
根据万有引力提供向心力，结合轨道半径求出行星线速度的表达式，据此分析。
该题考查了人造卫星的相关知识，解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：、万有引力提供向心力，、万有引力等于重力，并能灵活运用。
9.【答案】
【解析】解：根据平行四边形法则可知，相互垂直的两个力的合力大小为：，所以无论第三个力的方向如何，这三个力的合力都不可能为零，物体不可能处于平衡状态，故A正确、BCD错误。
故选：。
根据平行四边形法则求出相互垂直的两个力的合力大小，判断三个力的合力是否可能为零，由此进行判断。
本题主要是考查共点力的平衡条件，知道三个力平衡时，任何两个力的合力与第三个力等大反向，物体处于平衡状态时合外力一定为零。
10.【答案】
【解析】解：由题意可知，是波谷与波谷叠加，点是波峰与波峰叠加，是波峰与波谷叠加；
A、点是波谷和波谷叠加，为振动加强点，且始终振动加强。故A错误。
B、点是波峰与波峰叠加，为振动加强点，且始终振动加强。故B正确，C错误。
D、点为波峰与波谷叠加，为振动减弱点，且始终振动减弱。故D错误。
故选：。
波峰和波峰、波谷与波谷叠加的点为振动加强点，波峰与波谷叠加的点为振动减弱点．振动加强点始终振动加强，振动减弱点始终减弱，从而即可求解．
解决本题的关键什么情况下为振动加强点，何种情况为振动减弱点，注意加强点总是加强的，减弱点总是减弱的，但加强点不是位移最大．
11.【答案】
【解析】解：设力与水平向右方向的夹角为，对物块进行受力分析，物块受到重力，水平向左的摩擦力，桌面对物块的支持力以及力。
当物块向右匀速运动时，可得竖直方向有：；
水平方向有：；
若改用方向不变、大小为的力去推它，则竖直方向有：；
水平方向有：，；
联立以上各式得到故ABD错误，C正确。
故选：。
对物块进行受力分析，当物块向右匀速运动时，得到物理量之间的关系，再带入到加速运动过程中即可求解。
解决本题的关键是正确的受力分析，以及通过分析匀速运动过程物体的受力情况得到物理量之间的关系，再带入到匀加速运动过程中求解；要求学生一定熟练掌握物体的受力分析。
12.【答案】
【解析】解：、根据得：，
根据牛顿第二定律得：
解得：，
可知图线的斜率为：，，
所以：
当速度最大时，牵引力等于阻力，即，由
可得：
即汽车的最大速度为
因为汽车的质量已知，所以可以得出汽车的功率，汽车所受的阻力和最大速度，故ABC不符合题意。
D、根据动能定理知：
由于汽车运动的路程未知，则无法求出汽车运动到最大速度所需的时间，故D不能求出。
本题选择不能求出的，故选：。
根据功率的公式、结合牛顿第二定律得出加速度与的关系式，结合图线的斜率和截距求出汽车的功率、汽车所受的阻力，当牵引力等于阻力时，速度最大，根据求出最大速度。
本题关键对汽车受力分析后，根据牛顿第二定律列出加速度与速度关系的表达式，再结合图象进行分析求解。
13.【答案】万有引力 衍射
【解析】解：行星受到太阳的万有引力作用，万有引力恰好充当向心力从而使行星做圆周运动；
声波能绕过某一建筑物传播，是因为声波发生了衍射；
故答案为：万有引力；衍射。
明确行星绕太阳转动是因为万有引力充当了向心力；而声波绕过某一建筑物而传播，这是因为声波发生了衍射。
本题考查万有引力和衍射现象，要知道声波波长较长所以更容易发生衍射现象。
14.【答案】
【解析】解：由图像知：质点内沿正方向运动，远离起点，图像包围的面积表示位移，由图像知第速度为，第内位移大小为，又质点沿负方向运动，所以第内位移为．
答：；
由图像可知质点沿正方向运动，沿负方向运动；用包围面积求位移。
复杂运动要分段分析，注意正负方向，明确图像包围的面积表示位移。
15.【答案】
【解析】解：由图可得：时刻，波前在处，故根据时点开始振动可得：波在时间内的传播距离，那么，波速；
由图可得：波长，所以，周期；
由于，所以，时质点相对于平衡位置的位移为
故答案为：；。
根据开始振动的时间得到波从波前传播到点的传播距离和时间，即可求得波速，再由图得到波长，即可求得周期；根据开始振动的时间和周期得到的运动，进而求得其位移。
质点在某一时刻位移可根据质点开始振动的时间，由质点起振方向、周期、振幅得到质点振动，进而得到位移；若质点在连续不断的简谐波中，还可根据波的传播得到传播距离，从而由已知波形图得到位移。
16.【答案】： ：
【解析】解：根据线速度与周期的关系有：，则
根据万有引力提供向心力有
解得：
所以
故答案为：：，：
根据线速度与周期的关系有：，可得速度之比，根据万有引力提供向心力可得恒星与太阳的质量之比。
本题考查万有引力的应用，解题关键是选择合适的公式进行应用。
17.【答案】
【解析】解：对小木块做受力分析，根据牛顿第二定律有
根据运动学知识有：
代入数据解得：
从撤去到最高点，根据牛顿第二定律有
根据运动学知识有：
代入数据解得：
故答案为：，
据牛顿第二定律求出力作用时的加速度大小，然后根据速度时间公式求撤去推力时物体的速度；先根据牛顿第二定律求出撤去推力后的加速度大小，然后速度时间公式求得时间
本题是多过程问题，多次运用牛顿第二定律和运动学公式求解即可，牛顿第二定律是力与运动的桥梁。
18.【答案】减小单次测量的误差 最低点
【解析】解：实验中测量时间使用“累积法”的作用是减小单次测量的误差，摆球在最低点时开始计时，所以光电门应放在最低点；
故答案为：减小单次测量的误差，最低点
根据实验操作规范解答，注意实验中是摆球在最低点时开始计时，同时记录多次摆动的时间，从而解得周期。
本题考查用单摆测定重力加速度，解题关键掌握实验原理与实验操作规范。
19.【答案】乙 摩擦阻力较小，更接近于机械能守恒的情况 摆动过程中小球还受到空气阻力，空气阻力做负功，使小球的机械能总量减小，运动的路程越长，机械能减少越多 高于
【解析】解：用乙实验摩擦力阻力较小，更接近于机械能守恒的情况。
摆动过程中小球还受到空气阻力，空气阻力做负功，使小球的机械能总量减小，运动的路程越长，机械能减少越多。
点的机械能数据明显偏小，其原因可能是摆锤的释放点高于点，实际机械能要大一些。
故答案为：乙，摩擦阻力较小，更接近于机械能守恒的情况；摆动过程中小球还受到空气阻力，空气阻力做负功，使小球的机械能总量减小，运动的路程越长，机械能减少越多；高于
实验时机械能的损失小的效果要好一些；
阻力做功引起实能的系统误差；
点的机械能数据明显偏小，其原因可能是摆锤的释放点高于点，实际机械能要大一些。
明确实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚，知道误差原因。
20.【答案】解：以滑块为研究对象，以为研究过程，设加速度为，运动的时间为，
据牛顿第二定律得：
据得：
联立以上各式代入数据解得：
以滑块从到最高点为研究过程，由动能定理得：
所以：；
据图象可知，且
以物体运动达到最高点为研究对象，由动能定理得：
即：
当滑块到达点时，应满足
联立得：，此不等式无解
所以滑块不可以到达点以上．
答：滑块从点运动到点的时间为秒；
滑块在圆弧轨道上所能达到的最大高度；
滑块不可以到达点以上．
【解析】以滑块为研究对象，以为研究过程，利用牛顿运动定律求解即可．利用动能定理即可求解．首先知道恒力和位移的关系，再利用动能定理列方程，注意临界条件的应用，求解不等式即可．
明确滑块的运动和受力情况，灵活应用动能定理和图象获取物理量间的关系，注意求解不等式，此题难度较大．
21.【答案】解：滑块恰能沿斜面匀速下滑，根据平衡条件有
代入数据解得：
滑块从到，根据动能定理有
代入数据解得
滑块恰能通过圆轨道最高点，根据牛顿第二定律有
从到，根据动能定理有
代入数据解得
答：滑块与斜面之间的动摩擦因数为；
滑块沿斜面下滑过程中，摩擦力所做的功为；
滑块开始运动时的初速度为。
【解析】滑块恰能沿斜面匀速下滑，根据平衡条件可解得动摩擦因数；
滑块从到，根据动能定理可解得；
滑块恰能通过圆轨道最高点，根据牛顿第二定律解得点速度，从到，根据动能定理解得初速度。
本题考查动能定理，解题关键掌握动能定理的应用，注意滑块恰能通过圆轨道最高点，根据牛顿第二定律有。
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