安徽省卓越县中联盟2022-2023学年高三物理上学期第一次联考试题（Word版带解析）

安徽卓越县中联盟”2022－2023学年高三年级第一次联考物理一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一个选项符合题目要求，第7~10题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.一位同学在水平地面上做立定跳远，他从位置②起跳，到位置⑤落地，位置③是他在空中的最高点，以下说法正确的是（）A.该同学下蹲过程中对地面的压力先小于重力后大于重力B.该同学起跳过程中支持力对人做正功C.②位置到⑤位置过程中该同学的机械能守恒D.该同学在最高点③位置重力的瞬时功率最大【答案】A【解析】【详解】A．该同学下蹲过程中，先做加速运动，后做减速运动，先处于失重状态，后处于超重状态，所以该同学下蹲过程中对地面的压力先小于重力后大于重力，A正确；B．该同学起跳过程中，支持力的作用点是脚底，脚底没有在力的方向上发生位移，所以支持力不做功，B错误；C．②位置到⑤位置过程中该同学受到的空气阻力做负功，所以机械能不守恒，C错误；D．该同学在最高点③位置时竖直方向速度为零，所以重力瞬时功率为零，D错误。故选A2.2022年6月5日，“神舟十四号”成功对接于天和核心舱径向端口，航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进入核心舱开展相关工作。已知核心舱的运行轨道距地面高度h（约为400km），地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，下列说法正确的是（  ）A.航天员漂浮在核心舱中，处于平衡状态B.地球的平均密度可表示为C.核心舱轨道处的重力加速度大小为 D.核心舱的运行速度大小介于7.9km/s和11.2km/s之间【答案】C【解析】【详解】A．航天员漂浮在核心舱中，跟着航天器一起绕地球做匀速圆周运动，处于非平衡状态，其加速度不为零，故A错误；B．根据万有引力等于重力有可得则地球的平均密度可表示为故B错误；C．根据万有引力等于重力有核心舱轨道处的重力加速度等于其向心加速度，则有解得故C正确；D．核心舱的运行速度小于第一宇宙速度，即小于，故D错误。故选C。3.如图所示，两个完全相同的薄木板固定在水平桌面上，薄木板的一端带滑轮，滑块A、B分别放置在左右木板上，连接两滑块的细线拉着一个动滑轮，动滑轮下面挂重物C，已知A、B、C的质量分别为m、2m、4m，木板上面的细线与木板平行，动滑轮两侧细线竖直平行，细线不可伸长，不计一切摩擦和动滑轮的质量，重力加速度为g，现将A、B、C三者同时由静止释放，下列说法正确的是（  ） A.滑块A和B的速度大小始终相等B.细线的拉力大小为0.6mgC.滑块A的速度大于滑块C的速度D.物块C的加速度小于滑块B的加速度【答案】C【解析】【详解】A．A、B由同一轻绳连接，绳中张力处处相等，A、B质量之比为，根据牛顿第二定律可知，A、B的加速度之比为，滑块A和B的速度大小始终为，A错误；CD．由于轻绳不可伸长且根据滑轮组的关系可知则加速度之比为C正确，D错误；B．设绳中张力为，则有且解得B错误。故选C。4.晾晒衣服的绳子两端A、B分别固定在两根竖直杆上，A点高于B点，原来无风状态下衣服保持静止。某时一阵恒定的风吹来，衣服受到水平向右的恒力而发生滑动，并在新的位置保持静止如图所示。不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，绳子不可伸长，已知两杆间的距离为d，绳长为1.25d，衣服和衣架的总质量为m，有风时挂钩处绳间的夹角 ，风力大小为，重力加速度为g，。下列说法中正确的是（  ）A.无风时，轻绳拉力大小为B.在无风的情况下，A点沿杆稍下移，绳子的拉力变大C.有风时，轻绳的拉力大小为D.在有风的情况下，A点沿杆稍下移，绳子的拉力大小不变【答案】C【解析】【详解】A．无风时，衣服受到重力和两边绳子的拉力处于平衡状态，如图所示，同一条绳子拉力相等，则挂钩左右两侧绳子与竖直方向的夹角相等。由几何关系可得解得根据平衡条件可得解得故A错误； B．当在无风的情况下，将绳子的端点从A点移到C点，根据图象可以看出，两段绳子之间的夹角不变，两段绳子的合力不变，则拉力F不变，故B错误；C．设绳OB与竖直方向夹角为，绳OC与竖直方向夹角为，根据受力平衡可得由题可知解得故C正确；D．当在有风的情况下将绳子的端点从A点移到C点，根据图象可以看出，两段绳子之间的夹角变小，两段绳子的合力不变，则拉力F减小，故D错误。故选C。5.某次军事训练中，以静止的炮车为坐标原点建立空间坐标系O－xyz，炮车的车载雷达发现了一架直升机正以100m/s的速度沿x轴正方向匀速飞行，当直升机坐标为时，炮车开火发射一枚炮弹，炮弹在其飞行轨迹的最高点恰好击中直升机。忽略空气阻力，炮弹和直升机均可视为质点，取重力加速度。则炮弹的发射速度大小为（  ）A.200m/sB.300m/sC.D.【答案】B【解析】【详解】根据题意可知，炮弹做斜抛运动，运动到最高点时，竖直方向速度减为零，且与直升机碰撞，说明炮弹沿x轴正方向的速度与直升机的速度相等为v1=100m/s，竖直方向上，利用逆向思维方式，由公式可得，飞行时间为则竖直方向的初速度为v2=gt=10×20m/s=200m/s 炮弹沿z轴正方向上，由x=vt可得，炮弹沿z轴正方向的初速度为所以发射速度为故选B。6.如图所示，内壁光滑的圆形细管固定在倾角为的斜面上，其半径为R，A、C分别为细管的最高点和最低点，B、D为细管上与圆心O处于同一水平高度的两点，细管内有一直径稍小于细管内径的质量为m的小球。小球经过B点时轨道对小球的作用力大小为，重力加速度为g，下列说法正确的是（  ）A.小球在B点的速度大小为B.细管在D点对小球的作用力与在B点的作用力相同C.小球到达C点时，细管对小球的作用力大小为D.小球到达A点时，细管对小球的作用力大小为mg【答案】D【解析】【详解】A．小球在B点时，受到重力、轨道垂直斜面的弹力大小为和轨道对小球指向圆心的弹力，由力的合成定则，则有由牛顿第二定律，可得 解得小球在B点的速度大小为A错误；B．小球从B点到D点只有重力做功，因此机械能守恒，小球在这两点的高度相同，因此小球在这两点的速度大小相等，所以细管在D点对小球的作用力与在B点的作用力大小相同，方向不同，B错误；C．因小球在运动中的机械能守恒，小球到达C点时，则有由牛顿第二定律，可得细管对小球的作用力大小为C错误；D．小球到达A点时，由机械能守恒定律，则有解得由临界条件，可得细管对小球的作用力大小为mg，D正确。故选D。7.小明在操场上练球，把静止的足球斜向上踢出，第一次速度方向与水平方向夹角，第二次速度方向与水平方向夹角，，两次踢出时足球的速率相等，若不计空气阻力，下列判断正确的是（  ）A.两次踢出足球在空中运动的时间可能相同B.两次踢出足球离地面的最大高度一定不同C.两次踢出足球水平射程可能相同 D.两次踢出足球后到落地前速度变化量一定不同【答案】BCD【解析】【详解】A．设踢出时足球的速度大小为，则两次踢出时足球的竖直分速度分别为，两次踢出足球在空中运动的时间分别为，由于可得故A错误；B．两次踢出足球离地面的最大高度分别为，可得故B正确；C．两次踢出足球的水平射程分别为若满足则有可得故C正确；D．两次踢出足球后到落地前速度变化量分别为 ，由于可得故D正确。故选BCD。8.如图所示，一轻弹簧一端固定的A点，另一端固定在质量为m的小球上，在A点的正上方距离为h处有一点O，细绳一端连接小球另一端固定于O点，小球处于静止状态。已知细绳与OA间的夹角，弹簧的弹力大小为，g为重力加速度，则细绳OB的长度可能为（  ）A.B.C.D.h【答案】AC【解析】【详解】对B受力分析如图所示由相似三角形可知， 解得根据余弦定理可得解得或故选AC。9.2022年4月16日0时44分，神舟十三号与空间站天和核心舱分离，正式踏上回家之路，分离过程简化如图所示，脱离前天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅰ上，从P点脱离后神舟十三号飞船沿椭圆轨道Ⅱ返回半径为的近地圆轨道Ⅲ上，然后再多次调整轨道，绕行5圈后顺利着落在东风着落场。已知轨道Ⅱ与轨道Ⅰ、Ⅲ两圆轨道相切于P、Q点两点且恰好对应椭圆的长轴两端点，引力常量为G，地球质最为M，则下列说法正确的是（  ）A.飞船从P点运动至Q点的最短时间为B.飞船在轨道Ⅲ上的向心加速度小于在轨道Ⅰ上的向心加速度C.飞船在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅲ上的机械能D.飞船在轨道Ⅰ与地心连线和在轨道Ⅲ与地心连线在相同时间内扫过的面积相等【答案】AC【解析】【详解】A．根据开普勒第三定律可得 对于Ⅰ轨道上的卫星，有所以联立解得故A正确；B．根据万有引力提供向心力，有可得所以轨道半径越大，向心加速度越小，所以飞船在轨道Ⅲ上的向心加速度大于在轨道Ⅰ上的向心加速度，故B错误；C．飞船由轨道Ⅰ运动到轨道Ⅲ需要在轨道相切的位置P和Q点点火减速，做近心运动，所以在点火过程中外力对飞船做负功，所以飞船的机械能减小，即飞船在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅲ上的机械能，故C正确；D．根据开普勒第二定律可知，飞船在同一轨道上运行时，飞船与地心的连线在相同时间内扫过的面积相等，故D错误。故选AC。10.甲车和乙车在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动，两车在运动过程中的（速度平方－位移）图像如图所示，下列说法正确的是（  ） A.乙车运动18m后停车B.两车同时到达6m处C.乙车停止运动时两车间距为18mD.乙车停止运动时两车间距为6m【答案】AC【解析】【详解】设处甲乙的速度为，设乙速度的平方为4时，甲乙的位移为，由图可得方程联立解得A．根据解得乙车运动的距离故A正确；B．由图可知，前6m乙的速度一直大于甲的速度，可知乙先到达，故B错误；CD．乙车运动的时间甲经过的距离乙车停止运动时两车间距故C正确，D错误。故选AC。二、非选择题：本题共6小题，共60分。11.在探究向心力的大小与质量、角速度和半径的关系实验中，所用向心力演示器如图1所示。图2是演示器部分原理示意图：两转臂上黑白格的长度相等；A、B、C为三根固定 在转臂上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。图1中的标尺可以显示出两球所受向心力的大小关系。（1）下列操作正确的是______（填正确答案标号）。A．探究F的大小与r间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板A处和挡板B处，并将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上B．探究F的大小与r间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板B处和挡板C处，并将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上C．探究F的大小与间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板A处和挡板C处，并将皮带套在两边半径不同的变速塔轮上D．探究F的大小与间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板B处和挡板C处，并将皮带套在两边半径不同的变速塔轮上（2）实验时将皮带与半径比为3：1轮②和轮⑤相连，将质量分别为2m和m的球分别放在挡板B、C位置，转动手柄、则标尺1和标尺2显示的向心力之比为______。【答案】①.BC##CB②.4：9【解析】【详解】（1）[1]AB．本实验采用控制变量法，当探究F的大小与r的关系时，应保持小球质量和角速度相同，所以应将相同的小球分别放在挡板B处和挡板C处，并将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上，故A错误，B正确；CD．探究F的大小与ω的关系时，应保持小球质量和小球做圆周运动的半径相同，所以应将相同的小球分别放在挡板A处和挡板C处，并将皮带套在两边半径不同的变速塔轮上，故C正确，D错误。故选BC。（2）[2]根据向心力的计算公式 所以12.“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一种实验方法.照相机每隔相同的时间曝光一次，记录下物体的位置。某物理小组的同学在实验室利用频闪相机和小球，探究小球自由下落过程中机械能守恒，用相机对着小球拍摄小球自由下落的过程，得到如图所示的照片，用刻度尺量出照片上相邻小球之间的间距，已知相机的频率为f，重力加速度为g，小球质量为m，实物小球与照片上的小球尺寸比例为k，则：（1）小球在位置2时的瞬时速度为_____________（用题中所给物理量符号表示）。（2）取小球在位置2到位置5的过程研究，若表达式=___________成立（用g、k，f表示），即可验证小球下落过程中机械能守恒。（3）若实验过程中发现小球减小的重力势能大于小球增加的动能，造成此问题的原因可能是__________。【答案】①.②.③.空气阻力影响了实验结果【解析】【详解】（1）[1]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，则有（2）[2]机械能守恒的表达为 同理可得联立解得即（3）[3]小球下落过程中，由于空气阻力的影响，会使得小球减小的重力势能大于动能的增加量。13.如图所示，一条小河宽d＝300m，一条小船最快能60s到达对岸，若要到达正对岸，则需要75s。若小船船头斜向下游，与河岸方向成，船在静水中速度大小不变，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）小船到达对岸的时间；（2）小船到达对岸位置与出发点间的距离。【答案】（1）100s；（2）【解析】【详解】（1）设船在静水中的速度为v1，水的流速为v2，当船头垂直于河岸过河时度和时间最短，则有解得当船到达正对岸时代入数据可得 若小船船头斜向下游，与河岸方向成时，过河时间为（2）小船到达对岸时沿河岸方向的位移为则小船到达对岸位置与出发点间的距离为14.甲、乙两车同向沿平直公路做直线运动，甲车在前乙车在后，当两车间距时，甲车开始做匀减速直线运动，速度v随位移x的变化规律满足方程，与此同时乙车做匀变速直线运动，运动的位移x与时间t满足关系，其中x、v、t均为国际制单位，求：（1）甲车的初速度和加速度的大小；（2）乙车追上甲车经历的时间。【答案】（1）16m/s，2m/s2；（2）【解析】【详解】（1）由题意可知，甲车做匀减速直线运动，则应满足，又有速度v随位移x的变化规律满足方程即为相对比可知负号表示加速度方向与甲车运动方向相反。（2）乙车做匀变速直线运动，运动的位移x与时间t满足关系即为 由甲车的运动规律可得当乙车追上甲车时，则有整理可得解得乙车追上甲车经历的时间15.篮球运动员都善于运球，对篮球的把控非常到位。如图1所示，在一次篮球运动员控球的个人表演中，运动员将质量为的篮球从距离地面高处竖直向上抛出，抛出的初速度，篮球到达最高点后再次返回地面，已知篮球运动过程中空气阻力大小恒为，重力加速度为。（1）求篮球落回地面时的动能；（2）若篮球落地时与地面接触反弹存在动能损失，损失的动能总为篮球碰前动能的，为使篮球能够反弹到达高度，须在篮球下落过程中离地面高度为处开始施加一个向下的恒力，如图2所示，求恒力的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）篮球从抛出到最高点过程，根据动能定理可得解得 篮球从最高度点到地面过程，根据动能定理可得解得篮球落回地面时的动能为（2）在篮球下落过程中离地面高度为处开始施加一个向下的恒力，篮球从最高点到地面过程，根据动能定理可得与地面接触反弹后上升到高度过程，根据动能定理可得联立解得16.如图所示，传送带与水平方向成37°角，上端与一段斜面BC平滑连接，斜面BC的倾角也为37°，半径为R的光滑半圆形轨道与斜面BC相切于C点，D点为最高点且在B点正上方，传送带AB间的距离为L＝4R，始终以初速度沿顺时针方向转动。质量为m的小滑块以某一初速度从A点冲上传送带，滑块与斜面及传送带间的动摩擦因数均为，小滑块恰好能通过半圆轨道的最高点，重力加速度为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）小滑块在C点时的动能；（2）滑块从A点滑上传送带时的速度大小；（3）请判断小滑块是否会落在传送带上，若能，求出落点到C点的距离；若不能，说明理由。 【答案】（1）；（2）；（3）见解析【解析】【详解】（1）小滑块恰好通过D点时，由牛顿第二定律知滑块由C到D，由动能定理知联立解得（2）小滑块由B到C做匀减速运动，联立解得设滑块在距B点为x时，速度与传送带相同，解得x=l.5R滑块从冲上传送带到与传送带速度相等过程中解得 （3）假设能落在传送带上，设物块离开轨道最左端E时的速度为vE，由动能定理，有解得物块的运动可分解为沿E点切线方向的匀加速直线运动和垂直于E点切线方向的类自由落体运动，设落点到C点的距离为x，有解得根据解得假设成立，小滑块能落在传送带上，落点距C点