湖南省三湘名校、五市十校教研教改共同体2022届高三物理上学期第一次大联考试卷（附解析）

绝密★启用前2022届高三第一次大联考物理注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。4.命题范围：必修1和必修2。一、选择题：本题共6小题，每小题4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。1.2021年8月1日，在东京奥运会男子100米半决赛中，苏炳添跑出9秒83的成绩，成功闯入决赛并创造了亚洲纪录，成为我国首位闯入奥运会男子百米决赛的运动员。下列说法正确的是A.百米赛跑过程中苏炳添的位移就是路程B.9秒83表示苏炳添冲到终点时的时刻C.苏炳添百米赛跑的平均速度大于36km/hD.苏炳添百米全程瞬时速度始终大于其他运动员2.如图，轻质弹簧的左端与墙面相连，右端与一质量m=1kg的物块相连，物块与水平面之间的动摩擦因数µ=0.5。现给物块施加一个水平向右的恒力F=8N，物块仅能在AB之间静止。若AB之间距离为0.05m，最大静摩擦力视为滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是 A.弹簧原长位置在A点右侧B.弹簧原长位置在AB之间C.弹簧劲度系数k=200N/mD.弹簧劲度系数k=260N/m3.2021年9月16日，神舟十二号载人飞船与空间站天和核心舱成功实施分离，神舟十二号航天员乘组已在空间站组合体工作生活了90天，刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录。已知天和号核心舱在距离地面高度约为400km做匀速圆周运动，地球半径约为6400km。则下列说法正确的是A.天和号核心舱绕地球运动周期大于24小时B.天和号核心舱绕地球运动的速度大于7.9km/sC.神舟十二号载人飞船从低轨道变轨与天和号核心舱对接时，需要减速D.天和号核心舱绕地球运动的速度大于地球赤道上的物体随地球自转的速度4.如图，固定在水平面上的直角斜面，其顶角为直角，左侧斜面光滑，倾角为37°，右侧斜面粗糙。现将两个可视为质点的物块同时从两斜面顶端静止释放又同时到达斜面底端(重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)，则右侧斜面与物块间的动摩擦因数为A.B.C.D.5.为了测一口枯井的深度，用一把玩具小手枪从井口竖直向下打出一颗弹珠，1s后听到弹珠撞击井底的声音，然后再用玩具小手枪从井口竖直向上打出另一颗弹珠，2s后听到弹珠从井口落回井底撞击的声音，假设弹珠从枪口射出速度大小不变，忽略声音传播时间，g=10m/s2，则A.枯井的深度为5mB.弹珠从枪口射出速度大小为10m/sC.向下打出一颗弹珠运动过程平均速度为5m/sD.两次打出弹珠方式，弹珠到达井底的速度都为15m/s6.荡秋千是小朋友喜欢的室外活动，若将该过程简化成如图所示的模型(图1为正视图，图2为侧视图)，两根等长的轻质悬绳与竖直方向的夹角均为30°，将小朋友视为一个质量m=25kg 的质点。假设爸爸将小朋友拉至距离秋千最低点高度h=0.5m处轻轻松手，不计一切摩擦和阻力，荡秋千的过程中绳子受到的最大张力为F=125N，重力加速度g=10m/s2。则轻质悬绳的长度L为A.L=mB.L=mC.L=mD.L=2m二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7.当钉子垂直钉入墙中的时候，会受到墙对钉子的阻力作用。假设阻力与钉子进入墙中的距离成正比。现对一与墙垂直接触的钉子施加一个垂直于墙的恒力F，在钉子进入墙过程中，钉子位移为x，速度为v，时间为t，加速度大小为a，当钉子静止时，钉子没有完全进入墙内。下列图像有可能正确的是8.往复式活塞压缩机简图如图所示，圆盘与活塞通过铰链A、B连接在轻杆两端，左侧活塞被轨道固定，只能在AO方向运动。圆盘绕圆心O做角速度为ω的匀速圆周运动。已知OB距离为r，AB杆长L>2r，则A.当杆长不变时，OB距离越大，活塞运动的范围越大B.当OB距离不变时，杆长L越大，活塞运动的范围越大C.当OB垂直于AO时，活塞速度为rωD.当OB垂直于AB时，活塞速度为rω 9.一辆质量为M拖车的最大功率为P，当拖车拖着一辆质量为m小车以最大功率沿一倾角为30°的斜面向，上运动时，最大速度为v，拖车对小车拉力为F1，当拖车拖着该小车沿着同一斜面向下运动时，最大速度为2v，拖车对小车拉力为F2，假设拖车对小车的拉力沿运动方向，拖车和小车受到的阻力均为自身重力的k倍，重力加速度为g，则以下表达式可能正确的是A.k=B.k=C.F1－F2=mgD.F1－F2=10.如图，电机带动长度L=6m的水平传送带以速度v=10m/s匀速传动，一质量为m=3kg的小木块以一定水平速度v0(v0<v)从传送带左端滑入，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为µ=0.3，当小木块与传送带相对静止时，恰好到达传送带右端，重力加速度g=10m/s2。则A.v0=8m/sB.小物块与传送带划痕长度为10mC.过程中摩擦产热为30JD.电机带动传送带匀速传动输出的总能量为60J三、非选择题：共56分11.(6分)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验时，把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x，数据记录如下表所示。(1)根据表中数据在图中作出F-x图线。(2)根据F-x图线可以求得弹簧的劲度系数为N/m。(3)在弹性形变范围内，测得弹簧长度为15cm。此时弹簧弹力为。 12.(9分)下图是某小组进行“研究物体平拋运动规律”的实验装置；每次将小球从圆弧轨道释放。通过调节铁架台上挡板的高度，小球与挡板相撞，记录撞击使小球在挡板上留下的痕迹点。(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是。A.每次小球释放的初始位置可任意选择B.安装轨道时，使其末端保持水平C.当铁架台挡板倾斜时，不会导致小球平抛运动轨迹点出现误差D.描绘轨迹图时以轨道与木板的等高点作为小球平抛运动的起点高度(2)以小球离开轨道开始平抛运动位置为坐标原点，竖直向下为y轴正方向，水平向右为x轴正方向，小球平抛初速度为v0，重力加速度为g。理论上，y关于x的函数为。(用v0、g表示)(3)如装置图所示，当挡板从轨道底端等高位置O开始，每次向下调节相同高度至A、B、C、D位置，挡板上的撞击点如下图中1.2、3、4所示，其中位置A对应下图中的(1、2、3、4)；间距SAB：SBC：SDC=(结果可用根号表示)。13.(13分)如图，一个质量m=5kg的物块，放置在粗糙水平面上，在一个水平外力F=50N作用下从静止开始向右做匀加速直线运动，当速度达到v0=10m/s时，位移s=10m(重力加速度g=10m/s2)。(1)求物块与地面间的动摩擦因数。(2)当仅将F的方向改为与水平面夹角为θ时，如图，物块仍从静止开始向右做匀加速直线运，动，当速度为v0=10m/s时，物块位移依然是s=10m，求cosθ的值。 14.(15分)如图，在离水平面高度h=20m的光滑水平面上有一靠墙的轻质弹簧，一个质量m=1kg的物块(可看为质点)紧贴弹簧，压缩弹簧储存一定弹性势能Ep后由静止释放，物块与弹簧分离后以一定初速度v0从A点飞出平台，恰好从B点能无碰撞进入光滑圆弧轨道BC，C点为轨道最低点，已知圆弧轨道半径R=10m，B点到地面高度为hB=5m，已知重力加速度g=10m/s2。(1)求弹簧所储存的弹性势能；(2)求物块对圆弧形轨道最低点的压力；(3)判断物块从D点飞出后的第一碰撞点在墙面上还是在地面上，并求出碰撞点到D点的水平距离。15.(1)(5分)“境自远尘均入咏，物含妙理总堪寻”。在网络视频中常看到有人把几个看似不可能堆起来的物体堆到一起的视频，如图所示，不同几何形状物件a、b、c、d、e互相叠放在地面、平板A和B上，挂件f挂在光滑的细绳CD上，细绳一端系在竖直墙上C点，一端系在平板A右端点，整个装置处于平衡状态，用物理角度来分析，以下说法正确的是。A.地面可能是光滑的B.物件e受力个数可能为2个C.物件b受力个数一定为4个D.物件a受到木板的作用力竖直向上E.C点缓慢下移一些，装置仍有可能平衡(2)(8分)“嫦娥”奔月，“北斗”启航，有力地支撑了我国从航天大国向航天强国迈进。月球绕地球做圆周运动的周期大约为27天，“北斗”中的地球同步卫星绕地球运动轨道半径大概为地球半径的6.6倍。地球半径约为月球半径的4倍，地球质量约为月球质量的81倍。已知地球第一宇宙速度v地=7.9km/s。(结果保留三位有效数字)(1)月球绕地球运动半径为地球半径的多少倍？(2)求月球的第一宇宙速度。绝密★启用前              物理参考答案1.【答案】C【解题思路】位移与路程不是同一个物理量，不可能相同，A项错误；9秒83表示苏炳添百米全程的时间，B项错误；根据平均速度公式，苏炳添百米成绩是9秒83，小于10s，所以平均速度大于10m/s，即大于36km/h，C项正确；苏炳添百米全程平均速度大于其他运动员，D项错误。2.【答案】C【解题思路】设向右为正，水平方向上物块受F、摩擦力、弹簧弹力。物块静止，合力为零，A、B为临界点，这两点均为最大静摩擦力，，A点摩擦力向左，即，弹簧弹力向左；B点摩擦力向右，，弹簧弹力向左，A点、B点弹簧均处于拉伸状态，弹簧原长位置在A点左侧，A、B项错误；，，联立解得k=200N/m，C项正确、D项错误。3.【答案】D【解题思路】地球同步卫星离地高度约为地球半径的5.6倍，远大于天和号核心舱高度，根据，轨道半径越大，周期越大，所以天和号核心舱周期小于24小时，A项错误；因为最小发射速度为最大环绕速度，所以天和号核心舱绕地球运动的速度小于7.9km/s，B项错误；神舟十二号载人飞船从低轨道变轨与天和号核心舱对接时，神州十二号载人飞船需要做离心运动，因此需要加速，C项错误；因为天和核心舱的周期小于地球自转周期，运动半径大于赤道上物体运动半径，根据，所以天和号核心舱绕地球运动的速度大于地球赤道上的物体随地球自转的速度，D项正确。4.【答案】A【解题思路】设顶点到底面高度为h，左侧斜面长为s1，，，，右侧斜面长为s2，，，，联立解得，A项正确。5.【答案】D 【解题思路】根据对称性，可知竖直向上打出的弹珠从井口到最高点的时间与最高点落回井口的时间相等，均为t1=0.5s，根据v=gt1，可得弹珠从枪口射出速度大小为5m/s，B项错误；从最高点到井底的时间为t=1.5s，根据可知，从最高点落回井口的距离为，根据初速度为零的匀变速直线运动的特点可知，在相等的时间间隔的位移之比为1：3：5……，可得枯井的深度为10m，A项错误；向下打出一颗弹珠运动过程平均速度，C项错误；根据对称性，两次打出弹珠方式，子弹到达井底的速度一样，都为，D项正确。6.【答案】B【解题思路】根据题图1可知，两根绳子对小孩的合力最大值有，小孩从静止到最低点时根据动能定理，当绳子恰好不断时，在最低点对小孩受力分析，联立解得，B项正确。7.【答案】BC【解题思路】设钉子受到的阻力为，，对钉子受力分析：，得，加速度随位移均匀减小，到a为零，得，，加速度随位移均匀增大，A项错误，B项正确；钉子初末速度均为零，所以加速度先减小后反向增大，C项正确，D项错误。8.【答案】AC【解题思路】当B点在圆心左侧水平位置时，活塞运动到最左位置，距离O点，当B点在圆心右侧水平位置时，活塞运动到最右位置，距离O点，所以活塞运动范围为，此距离与L无关，与r成正比，A项正确、B项错误；圆盘B点速度，当OB垂直于AO时，如下图所示，此时活塞速度方向与圆盘上B点速度方向相同，速度方向与杆夹角θ相同，沿杆速度，此时有，C项正确； 当OB垂直于AB时，如下图所示，此时B点的速度方向一定沿杆，则，D项错误。9.答案】AC9.【答案】AC【解题思路】当拖车沿着斜面向上运动时，对整体：，对于小车：，当拖车沿着斜面向下运动时，对整体：，对小车：。联立解得，，A、C项正确，B、D项错误。10.【答案】AD【解题思路】设小物块初速度，对小物块受力分析，经分析物块做匀加速直线运动，则有：，解得，A项正确；运动过程中小物块位移为L，时间，传送带位移，划痕长度，B项错误；摩擦产热，C项错误；电机带动传送带匀速传动多增加的总能量为产热和物块动能增量两部分，，代入数据解得，D项正确。11.（6分）（1）见解析(2分）（2）50或50.0(2分，答49.0－51.0均可给分）（3）2.5N(2分） （2）根据胡克定律，。（3）根据胡克定律，。12.（9分）（1）BC(2分）（2）（2分）（3）4（2分）（3分）【解题思路】（1）每次小球释放的初始位置不可任意选择，要确保每次平抛运动的初速度相同，A项错误；轨道末端水平，保证小球做平抛运动，B项正确；即使挡板倾斜，撞击点依然是小球平抛运动的轨迹上的点，不会偏离小球的运动轨迹，C项正确；小球看成质点时，质点位于小球的几何中心，不是小球和轨道接触的位置，因此不能以轨道末端高度作为小球平抛运动的起点高度，准确的平抛起点应该是小球的中心，D项错误。（2）竖直方向，，联立解得。（3）竖直方向，，相同高度变化对应的时间逐渐减小，所以水平距离逐渐减小，A点应位于图中纸带右侧，因此为4位置。设平抛起点为O。，可得。Fθ13.（13分）（1）μ=0.5（5分）（2）（8分）【解题思路】（1）设动摩擦因数为μ根据运动学公式（2分） 对物块受力分析（2分）联立解得μ=0.5（1分）（2）F与水平夹角为θ时，运动情况相同，加速度不变。（1分）对物块受力分析，竖直方向有（2分）水平方向有（2分）联立解得（1分）由数学知识解得=0.6或（此种情况为第小题F沿水平方向，不合题意舍去）（2分）14.（15分）（1）（5分）（2），方向垂直地面向下（4分）（3）碰撞点在地面上，（6分）【解题思路】（1）由于恰好能无碰撞进入光滑圆弧轨道BC，所以在B点的速度方向与OB垂直，作出速度矢量三角形如图，由几何关系可知①②③（1分）④（1分） ⑤（1分）⑥（1分）由①②③④⑤⑥解得⑦（1分）（2）从A到C过程中，根据动能定理⑧（1分）在C点：⑨（1分）由⑤⑥⑦⑧解得⑩（1分）根据牛顿第三定律可知物块对圆弧形轨道最低点的压力大小为，方向垂直地面向下。（1分）（3）设物块在D点的速度为vD，墙到D水平距离（1分）由①②⑤⑥解得（1分）根据能量守恒（1分）当物块落到地面时（1分）此时水平位移（1分）解得，因此未撞在墙上，所以碰撞点在地面上，到D距离为（1分）15.（1）（5分）DE【解题思路】对整体分析，挂件f右边细绳一定有拉力，水平向右一定有分量，地面一定有摩擦力，地面不可能光滑，A项错误；物块e斜放在平板B上，受到重力、摩擦力和平板对物块e的弹力3个力，B项错误；物块b受到重力、平板B对物件b的压力、杆B对b的静摩 擦力、平板A对物件b的弹力和静摩擦力，5个力，C项错误；物件a受到木板的作用力与其重力平衡，方向竖直向上，D项正确；设右边细绳与竖直方向夹角为θ，细绳的拉力，，d为CD的水平距离，l为绳长，C点缓慢下移一些，d和l均不变，θ不变，细绳的拉力不变，装置仍有可能平衡，E项正确。（2）（8分）①（3分）②（5分）【解题思路】①设地球半径为R，月球绕地球运动半径nR。同步卫星和月球都绕地球做圆周运动，根据开普勒第三定律①（2分）带入数据解得②（1分）②第一宇宙速度为最大环绕速度，设月球第一宇宙速度为v月。对于地球第一宇宙速度有③（2分）对于月球第一宇宙速度有④（2分）联立解得⑤（1分）