河北省唐山市第一中学2022届高三物理上学期期中考试试题（Word版附解析）

唐山一中2021～2022学年第一学期高三年级期中考试物理试卷考试时间75分钟，满分100分。一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28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.伽利略对运动的研究，不仅确立了许多用于描述运动的基本概念，而且创造了一套对近代科学的发展极为有益的方法。下列方法中符合伽利略研究自由落体运动的一组是（）A.逻辑推理、理想模型、猜想与假说、累积法B.等效替代、控制变量、实验验证、合理外推C.逻辑推理、猜想与假说、实验验证、合理外推D.理想模型、控制变量、极限法、放大法【答案】C【解析】【详解】伽利略在研究物体下落规律时，首先是提出问题即对亚里士多德的观点提出疑问，然后进行了猜想即落体是一种最简单的变速运动，而最简单的变速运动就是速度变化是均匀的，接着进行了实验，伽利略对实验结果进行数学推理，然后进行合理的外推得出结论。故选C。2.小船在水面上以速度v向东行驶，若船上的人以相对河岸相同的速率分别向东和向西同时抛出两个质量相等的重物，不计水的阻力，则小船的速度与抛出重物前相比（　　）A.不变B.减小C.增大D.无法判断【答案】C【解析】【详解】重物和船组成的系统，抛重物的过程中系统动量守恒，故有得故C正确，ABD错误。故选C。3.某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速 下落．他打开降落伞后的速度图线如图甲所示．降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为，如图乙．已知人的质量为M，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力F与速度v成正比，重力加速度g．则每根悬绳能够承受的拉力至少为（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】设降落伞的质量为，匀速下降时有：打开降落伞的瞬时对整体有：打开降落伞的瞬时对运劝员有：联立解得：故选C。4.质量为m=0.10kg的小钢球以v0=10m/s的水平速度抛出，下落h=5.0m时撞击一钢板，如图所示，撞后速度恰好反向，且速度大小不变，已知小钢球与钢板作用时间极短，重力加速度g取10m/s2，则（　　）A.小钢球从水平抛出到刚要撞击钢板的过程中重力的冲量为2N·s B.钢板与水平面的夹角θ=60°C.小钢球刚要撞击钢板时小球动量的大小为10kg·m/sD.钢板对小钢球的冲量大小为【答案】D【解析】【详解】A．小球在竖直方向做自由落体运动，由解得小钢球从水平抛出到刚要撞击钢板的过程中，根据动量定理得重力的冲量故A错误；B．小球做平抛运动，落在钢板上时小球在竖直方向的分速度为则解得故B错误；CD．小球落在钢板上时的速度动量为取小球反弹的速度方向为正方向，根据动量定理得钢板对小球的冲量大小为故D正确，C错误。故选D。 5.如图所示，曲线Ⅰ是一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星P的轨道示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球椭圆运动卫星Q的轨道示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知卫星P、Q的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（）A.椭圆轨道的长轴长度为RB.若P在Ⅰ轨道的速率为v0，Q在Ⅱ轨道B点的速率为vB，则v0>vBC.若P在Ⅰ轨道的加速度大小为a0，Q在Ⅱ轨道A点加速度大小为aA，则a0=aAD.卫星P与卫星Q在Ⅰ、Ⅱ轨道交点处受到的地球引力大小相等【答案】B【解析】【详解】A．根据开普勒第三定律，椭圆轨道的半长轴为R，A错误；B．根据万有引力提供向心力有G=m则v=可知轨道半径越大，线速度越小，设卫星Q在以OB为半径的圆轨道上运行的速度为v，则v<v0，由卫星Q在B点做向心运动，则vB<v，综上有vB<v<v0，B正确；C．根据牛顿第二定律有ma=G由图可知rP>rQA则a0<aA C错误；D．由于卫星P与卫星Q的质量关系未知，则无法判断卫星P与卫星Q在Ⅰ、Ⅱ轨道交点处受到的地球引力大小关系，D错误。故选B。6.甲乙两质点在同一直线上运动，从t=0时刻起同时出发，甲做匀加速直线运动，x-t图像如图甲所示。乙做匀减速直线运动，整个运动过程的x~v2图像如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）A.t=0时刻，甲的速度为2m/s，乙的速度为10m/sB.甲质点的加速度大小2m/s2为，乙的加速度大小为4m/s2C.经过s，甲追上乙D经过2.5s，甲追上乙【答案】C【解析】【详解】AB．甲质点的位移表达式为将（0，-2）、（1，0）、（2，6）代入上式，解得乙质点的位移表达式为将（时）、（时）代入上式，解得 AB错误；C．乙质点停止所用时间为乙质点2.5s的位移为甲质点经过s的位移为因为经过s，甲追上乙，C正确；D．经过2.5s，甲质点的位移为因为初始距离，甲没追上乙，D错误。故选C。7.质量分别为、、的、、三个物体按照图所示水平叠放着，与之间、与之间的动摩擦因数均为0.1，水平面光滑，不计绳的重力和绳与滑轮间的摩擦，取。若作用在上的水平力，则与之间的摩擦力大小为（　　）AB.C.D.【答案】B 【解析】【分析】【详解】由题意可知，与之间的滑动摩擦力大小为f1=μm1g=0.1×3×10N=3N与之间的滑动摩擦力大小为f2=μ（m1+m2）g=0.1×5×10N=5N由于f1<f2，而地面光滑，则物体的运动情况为：向左加速，与整体向右加速。根据牛顿第二定律，对有T-3N=3a而对与有F-T-3N=3a解得a=m/s2设与之间的摩擦力大小为f，隔离b分析有8N-3N-f=2×解得f=N故选B。二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）8.如图所示，电路中E、r为电源的电动势和内电阻，R1、R2、R3为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。开关闭合时，水平放置的平行金属板中间带电小液滴P处于静止状态。当滑动变阻器R4的滑片向a端滑动时，则（）A.电阻R1消耗的功率增大B.小液滴一定会向上运动 C.电源的效率可能会减小D.若电流表、电压表的示数变化量分别为DI和DU，则││<R1+r【答案】BD【解析】【详解】A．由图可知，R2与滑动变阻器R4串联后与R3并联，再与R1串连接在电源两端；电容器与R3并联；当滑片向a端移动时，滑动变阻器R4接入电阻增大，则电路中总电阻增大；由闭合电路欧姆定律可知，干路中电流减小；路端电压增大，同时R1两端的电压也减小；故并联部分的电压增大；由欧姆定律可知流过R3的电流增大，故电流表的示数减小；根据P1=I干2R1电阻R1消耗的功率减小，A错误；B．电压表的示数变大，金属板板间的电场变强，电场力变大，电场力大于小液滴的重力，则小液滴向上运动，B正确；C．由于路端电压变大，根据η=×100%=×100%可知电源效率增大，C错误；D．根据电路可知DI干（减小）=DI3（增大）+DI（减小）很容易看出DI干<DI由于=r+R1有││<R1+rD正确。故选BD。9.如图，一劲度系数为k=100N/m的轻弹簧下端固定于倾角为θ=53°的光滑斜面底端，上端连接物块Q，Q同时和与斜面平行的轻绳相连。轻绳跨过定滑轮O与套在光滑竖直杆的物块P连接，图中O、B两点等高，间距d=0.3m，初始时在外力作用下，物块P在A点静止不动，A、B间距离h=0.4m，此时轻绳中张力 大小为50N。已知P质量为0.8kg，Q质量为5kg。现将P由静止释放（不计滑轮大小及摩擦），取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6），下列说法正确的是（　　）A.P位于A点时，弹簧的伸长量为0.1mB.P上升至B点时的速度大小为7m/sC.P上升至B点过程中，轻绳拉力对其所做的功为6JD.P上升至B点过程中，轻绳拉力对P做的功等于Q机械能的减少量【答案】AD【解析】【详解】A．设P位于A点时，弹簧的伸长量为x，根据平衡条件有解得故A正确；B．根据几何关系可知，当P上升至B点时，Q沿斜面下滑的距离为易知此时弹簧压缩量为0.1m，所以弹簧的弹性势能与开始状态时相同。设此时P的速度大小为v，由于此时P的速度方向与轻绳垂直，在轻绳方向不存在分量，根据运动的合成与分解可知Q的速度为零，根据机械能守恒定律有解得故B错误；C．P上升至B点过程中，设轻绳拉力对其所做的功为W，根据动能定理有 解得故C错误；D．根据机械能守恒定律可知，P上升至B点过程中，轻绳拉力对P做的功与对Q做的功的代数和为零，即做功的绝对值相等，又因为轻绳拉力对P做正功，对Q做负功，所以轻绳拉力对P做的功等于Q机械能的减少量，故D正确。故选AD。10.如图所示，物体a、b用细绳与弹簧连接后跨过滑轮，a静止在倾角为30°的粗糙斜面上。已知，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由30°缓慢增大到45°的过程中，下列说法正确的是（　　）A.弹簧的弹力不变B.物体a对斜面的压力增大C.物体a受到的静摩擦力减小D.物体a受到的静摩擦力先减小后增大【答案】AD【解析】【详解】A．刚开始时，弹簧弹力F＝mbga受到沿斜面向下的mbg的摩擦力，斜面倾角为45°时，弹簧弹力仍为mbg，A正确；B．物体a对斜面的压力为由此可知，斜面倾角由30°缓慢增大到45°的过程中，物体a对斜面的压力减小，B错误；CD．设开始时a受到摩擦力向上，则 将代入可得负号表示摩擦力方向向下。当斜面与水平面夹角为时，仍然设开始时a受到摩擦力向上，则将代入可得可知摩擦力方向向上，因此可知在斜面倾角增大的过程中a受到的摩擦力开始向下随着夹角增大而减小，然后摩擦力的方向向上，随夹角增大而增大，C错误，D正确。三、非选择题：共54分。第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15～16题为选考题，考生根据要求作答。11.某实验小组利用如图所示装置进行“探究动能定理”的实验，实验步骤如下：A挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；B.打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持A中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端由静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v1和v2；C.重新挂上细绳和钩码，改变钩码的个数，重复A到B的步骤.回答下列问题： (1)按上述方案做实验，长木板表面粗糙对实验结果是否有影响？__________________(选填“是”或“否”)；(2)若要验证动能定理的表达式，还需测量的物理量有___________________；A.悬挂钩码的总质量mB.长木板的倾角θC.两传感器间的距离lD.小车的质量M(3)根据实验所测的物理量，动能定理的表达式为：______________.(重力加速度为g)【答案】①.否②.ACD③.mgl＝M(v22－v12)【解析】【详解】第一空.小车在重力、斜面弹力、摩擦力、细线拉力作用下处于平衡状态，撤去钩码后小车的合外力等于钩码的重力，所以长木板表面粗糙对实验结果没有影响；第二空.第三空.根据动能定理可知，合外力对小车做的功等于小车动能的变化量，则有：mgl＝Mv22−Mv12，所以要测量悬挂钩码的总质量m，两传感器间的距离l，小车的质量M，故选ACD.12.多用表的内部结构较复杂，例如在欧姆表不同倍率挡之间切换时，实际上相应地改变了内部电路结构。如图甲为某同学设计的欧姆表内部电路的简化图，该欧姆表有“×10”、“×100”两个倍率挡可供使用。图乙为对应的表盘，欧姆表刻度盘的中值刻度为“15”。甲图中电源的电动势为，内阻约为1.0Ω，在挡位切换时电源的电动势和内阻不变；灵敏电流计的满偏电流为2，内阻为180Ω；滑动变阻器R的最大值为500Ω；、、为定值电阻，其中，不计导线和开关的电阻。请回答下列问题：(1)在规范操作的情况下，甲图中多用电表的a插孔插入的是__________（选填“黑”或“红”）表笔；(2)通过分析选择开关S合向“1”与合向“2”电路结构的不同，可以判断若把选择开关S合向“1”，欧姆表对应的倍率挡为__________（选填“×10”或“×100”）；若把选择开关S合向“2”，则在正确进行欧姆调零操作后欧姆表对应的内阻为__________Ω；(3)若把选择开关S合向“1”，两表笔短接，调节滑动变阻器的阻值，当流经电源的电流为__________时，刚好实现欧姆调零。结合题中所给条件可以算出：_________Ω、_________Ω。 【答案】①.红②.③.1500④.40⑤.18⑥.162【解析】【分析】【详解】(1)[1]在规范操作的情况下，电流从红色表笔流进从黑色表笔流出，而内置电源已经确定了电流的流向，故a接线柱相接的是“红”表笔。(2)[2]由欧姆表的原理可知中值倍率内阻由于电源电动势E为定值，由上述公式可知：倍率越大，欧姆表的内阻越大，对应的等效电流表的满偏电流就越小。而当旋钮开关“S”合向“1”时，等效电流表的量程要大些，所以此时欧姆表对应选的倍率为小倍率，故填“”。[3]欧姆表所讨论的内阻都是在欧姆调零情况下的内阻，与电源内阻、滑动变阻器的阻值无关，由“内阻中值倍率”可知(3)[4]当旋钮开关“S”合向“1”时，由上面的公式可知[5][6]结合串并联的基本规律可得当旋钮开关“S”合向“2”时，由上面的公式可知结合串并联的基本规律可得联立上述2式可得13.10个相同的木块一个挨一个地放在水平地面上。每个木块的质量m=0.40kg，其长度L=0.75m。木块原来都静止，它们与地面间的动摩擦因数是μ1=0.10。在左边第一块木块的左端点放一块M=1.00kg的小铅块，它与木板间的动摩擦因数μ2=0.20。现突然给铅块一个向右的初速度v0=5m/s，使其在木块上滑行，g 取10m/s2，试问：（1）当铅块刚刚滑至哪一块木块上时，下面的木块开始滑动？（2）当铅块和下方的几个木块开始同时运动的瞬间，此时铅块的瞬时速度大小为多少？（3）铅块能否到达最后一块木块？如果不能，铅块在倒数第二块木板上的位移是多少？如果能，则刚刚滑上最后一块木块的速度是多少？（铅块可视为质点）【答案】（1）第9块；（2）1m/s；（3）不能到达最后一块木板，在第9块木板上的位移是【解析】【分析】【详解】（1）对铅块有f铅=μ2Mg=2.0N木块刚滑动时f铅>μ1（nmg＋Mg）则即当铅块滑至倒数第2块第正数第9块木块上时，木块开始滑动。（2）设铅块滑上倒数第二块木块时的初速度为v1，有-f铅·8L=-解得v1=1m/s（3）铅块和木块滑动时，加速度大小分别为a铅==μ2g=2.0m/s2a木==0.25m/s2设经过时间t两者共速，共同速度为v2即 解得铅块在木板上的位移为<0.75m则铅块不能到达最后一块木板，在第9块木板上的位移是。14.如图所示，小明参加户外竞技活动，站在平台边缘抓住轻绳一端，轻绳另一端固定在O点，绳子刚好被拉直且偏离竖直方向的角度θ=60°，小明从A点由静止往下摆，达到O点正下方B点突然松手，顺利落到静止在水平平台的平板车上，然后随平板车一起向右运动，到达C点，小明跳离平板车（近似认为水平跳离），安全落到漂浮在水池中的圆形浮漂上，绳长L=1.6m，浮漂圆心与C点的水平距离x=2.7m、竖直高度y=1.8m，浮漂半径R=0.3m、不计厚度，小明的质量m=60kg，平板车的质量m=20kg，人与平板车均可视为质点，不计平板车与平台之间的摩擦，重力加速度g=10m/s2，求：（1）轻绳能承受最大拉力不得小于多少；（2）小明跳离平板车时的速度在什么范围；（3）若小明跳离平板车后恰好落到浮漂最右端，他在跳离过程中做了多少功。【答案】（1）1200N；（2）4m/s≤vc≤5m/s；（3）480J【解析】【分析】【详解】（l）从A到B，由动能定理可得代人数据求得v=4m/s在最低点B处，有 联立解得，轻绳能承受最大拉力不得小于T=1200N（2）小明离开滑板后可认为做平抛运动，竖直位移离C点水平位移最小位移离C点水平位移最大为联立解得，小明跳离滑板时的速度4m/s≤vc≤5m/s（3）小明落上滑板时，动量守恒代人数据求得v1=3m/s离开滑板时，动量守恒联立解得v2=-3m/s由功能关系可得解得W=480J15.一定质量的理想气体变化图像如图所示，气体从1→2→3的过程对外做的功为W1，从外界吸收的热量Q1，气体内能的变化量为；气体从1→4→3的过程对外做的功为W2，从外界吸收的热量Q2，气体内能的变化量为；则有W1_____W2，Q1_____Q2，_____。（均选填“>”、“<”或“=”） 【答案】①.>②.>③.=【解析】【详解】[1][2][3]两种情况下初状态温度相同，末状态温度相同，两个过程中内能不变化相同，即在图像中，图像与坐标轴围城的面积表示气体对外做的功，所以有根据热力学第一定律可得16.据统计，自2020年爆发新型冠状病毒肺炎疫情以来，到2021年1月10日，全球确诊病例已经超过9000万，新冠疫情传播时非常迅速的。为了有效控制疫情传播，在转移患者时采用专用的负压救护车。负压救护车的核心是负压舱（如图），它是一个负压隔离单元，其内部空间对应的尺寸为2500mm×1500mm×2000mm（长、宽、高）。它不工作时为开放状态，工作时通过顶部循环过滤的进、排气高效净化系统保证隔离单元内为微负压环境及内部空气流通，为疑似病人提供新鲜空气，同时保护周围人员及周围环境不受病原体污染。已知大气压强p0=1.0×105Pa，环境温度T0=280K，负压隔离单元正常工作时温度T=300K，此时内部压强比外界低Δp=20Pa，空气视为理想气体。求：负压隔离单元从开放状态转为正常工作状态需向外界排出的空气占原空气的百分比（计算结果保留两位有效数字）。【答案】6.7%【解析】【详解】以负压隔离单元内部气体为研究对象，初状态 末状态设此时全部气体的体积为V，根据理想气体状态方程得在末状态排出气体的体积体积占比代入数据解得17.原点O处有一简谐横波的波源，形成的简谐波沿x轴传播，如图所示是t=0时的波形图，t=0.02s时，质点A第一次到达波峰处。则该简谐波的传播速度大小为______m/s；已知质点B的平衡位置位于x=0.1m处，则质点B的振动方程为______。【答案】①.5②.y=0.4sin25πt（m）【解析】【详解】[1]由题图可看出该波的波长λ=0.4m由于O为波源，则在x轴负方向的波往左传播，则质点A第一次到达波峰处有T=0.02，v==5m/s [2]由于该波的周期为0.08s，且则在x轴正方向的波往右传播，则在t=0时质点B往上振，质点B的振动方程为y=Asin(ωt)，A=0.4m，ω=代入数据有y=0.4sin(25πt)（m）18.如图甲所示，某汽车大灯距水平地面的高度为81cm，该大灯结构的简化图如图乙所示。现有一束光从焦点处射出，经旋转抛物面反射后，垂直半球透镜的竖直直径AB从C点射入透镜。已知透镜直径远小于大灯离地面高度，，半球透镜的折射率为，tan15°≈0.27，求这束光照射到地面的位置与大灯间的水平距离。【答案】300cm【解析】【详解】如图所示设光线从C点水平射向半球玻璃时的入射角为α，从半球玻璃折射后的出射光线与水平面成β角，依题意有根据折射定律有 设这束光照射到地面的位置与车头大灯间的水平距离为x，根据几何关系有联立得x=300cm