福建省莆田市第二十五中学2022届高三物理上学期期中试题含解析

福建省莆田市第二十五中学2022届高三上学期期中考试物理试题时间：90分钟　分值：100分一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共计32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.如图所示，体操运动员在比赛中，他先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到图示位置，此时连接吊环的绳索与竖直方向的夹角为α。已知他的体重为G，吊环和绳索的重力不计，则每条绳索的张力为()A.B.C.D.【答案】A【解析】运动员的受力简化为如图所示由共点力的平衡可知，在竖直方向上有解得2.甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在t=0到t=t1的时间内,它们的vt图象如图所示。在这段时间内(　　)-13-\nA.汽车甲的平均速度比乙的大B.汽车乙的平均速度等于甲C.甲、乙两汽车的位移相同D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大【答案】A【解析】平均速度等于位移与时间的比值，在v-t图象中，图形的面积代表位移的大小，根据图象可知道，在这段时间内，甲的位移大于乙的位移，由于时间相同，所以汽车甲的平均速度比乙的大，故AC错误；若乙做匀减速直线运动，其平均速度等于，而该变减速运动的位移小于匀减速直线运动的位移，则平均速度小于，故B正确；因为切线的斜率等于物体的加速度，汽车甲和乙的加速度大小都是逐渐减小，故D错误．故选B.点睛：本题是速度--时间图象的应用，要明确斜率的含义，知道在速度-时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义．3.某一质点运动的位移x随时间t变化的图象如图所示,则(　　)A.在10s末时,质点的速度最大B.在0~10s内,质点所受合外力的方向与速度方向相反C.在8s和12s时,质点的加速度方向相反D.在20s内,质点的位移为9m【答案】B-13-\n考点：匀变速直线运动的图像4.如图所示,在足够长的斜面上A点,以水平速度v0抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上的水平距离为x1;若将此球改用2v0水平速度抛出,落到斜面上的水平距离为x2,则x1∶x2为(　　)A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶4【答案】D考点：平抛运动的规律【名师点睛】此题考查了平抛运动的规律；解决本题的关键知道球做平抛运动落在斜面上，竖直方向上的位移和水平方向上的位移的比值是定值，以及熟练掌握平抛运动的位移公式。5.BC是半径为R的竖直面内的光滑圆弧轨道,轨道末端C在圆心O的正下方,∠BOC=60°,将质量为m的小球,从与O等高的A点水平抛出,小球恰好从B点滑入圆轨道,则小球在C点对轨道的压力为(　　)-13-\nA.7mg/3B.3mgC.10mg/3D.4mg【答案】C【解析】试题分析:小球由A至B做平抛运动，设初速度，平抛时间，竖直方向有；B点的速度相切与圆轨道，故平抛的速度偏向角为，有，可得。从A至C由动能定理：，对C点的小球，由牛顿第二定律：，由牛顿第三定律可得球对轨道的压力与支持力大小相等，解得。故选C。考点：本题考查了平抛运动规律、圆周运动规律、动能定理、牛顿第一定律、牛顿第三定律。6.如图所示,轻杆与竖直墙壁成53°角,斜插入墙中并固定,另一端固定一个质量为m的小球,水平轻质弹簧处于压缩状态,弹力大小为3mg/4(g表示重力加速度),则轻杆对小球的弹力大小为(　　)A.5mg/3B.3mg/5C.4mg/5D.5mg/4【答案】D【解析】由于轻杆斜插入墙中并固定，所以小球对它的作用力就不再沿杆的方向了，我们对小球受力分析得，小球受到重力、弹簧对小球的作用力，小球处于静止状态，故这两个力的合力与杆对小球的作用力相平衡，如下图所示，-13-\n故轻杆对小球弹力的大小为，故D正确，ABC错误；故选D。7.如图所示,两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上且木块A、B与转盘中心在同一条直线上,两木块用长为L的细绳连接,木块与转盘之间的最大静摩擦力均为各自重力的k倍,A放在距离转轴L处,整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动。开始时,绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,以下说法错误的是(　　)A.当时，A、B相对于转盘会滑动B.当时，绳子一定有弹力C.范围内增大时，B所受摩擦力变大D.范围内增大时，A所受摩擦力一直变大【答案】C【解析】试题分析：开始角速度较小，两木块都靠静摩擦力提供向心力，B先到达最大静摩擦力，角速度继续增大，则绳子出现拉力，角速度继续增大，A的静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，开始发生相对滑动．解：A、当A所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B相对于转盘会滑动，对A有：kmg﹣T=mLω2，对B有：T+kmg=m•2Lω2，解得ω=，当ω时，A、B相对于转盘会滑动．故A正确．B、当B达到最大静摩擦力时，绳子开始出现弹力，kmg=m•2Lω2，解得ω1=，知ω＞时，绳子具有弹力．故B正确．C、ω＞时B已经达到最大静摩擦力，则内，B受到的摩擦力不变．故C错误．D、当ω在0＜ω＜-13-\n范围内，A相对转盘是静止的，A所受摩擦力为静摩擦力，所以f﹣T=mLω2，当ω增大时，静摩擦力也增大．故D正确．故选ABD．【点评】解决本题的关键搞清木块向心力的来源，结合牛顿第二定律进行分析，难度适中．8.一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v．假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N．已知引力常量为G，则这颗行星的质量为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】试题分析：，所以，根据万有引力提供向心力得：，解得：，故选项B正确。考点：万有引力定律及其应用【名师点睛】本题是卫星类型的问题，常常建立这样的模型：环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，由中心天体的万有引力提供向心力．重力加速度g是联系星球表面宏观物体运动和天体运动的桥梁。二、多项选择题（每题有两个或以上正确答案，每小题4分，共16分）9.如图所示，C为固定在地面上的斜面体，A、B是两个长方形物体，F是作用在物体B上沿斜面向上的力，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动，由此可知，A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是()A.μ1=0，μ2=0B.μ1=0，μ2≠0C.μ1≠0,μ2=0D.μ1≠0，μ2≠0【答案】CD【解析】试题分析：先以A为研究对象，A做匀速运动，合力为零，由平衡条件分析可知，A不受摩擦力，否则水平方向上A的合力不为零，不可能做匀速直线运动，则知A、B间的动摩擦因数μ1可能为零，也可能不为零；-13-\n再以整体为研究对象，由平衡条件分析可知，地面对B一定有摩擦力，则B与地面之间的动摩擦因数μ2一定不为零．故选：BD．10.如图所示，A、B球的质量相等，弹簧的质量不计，倾角为θ的斜面光滑，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是()A.两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下，大小均为gsinθB.B球的受力情况未变，瞬时加速度为零C.A球的瞬时加速度沿斜面向下，大小为2gsinθD.弹簧有收缩的趋势，B球的瞬时加速度向上，A球的瞬时加速度向下，瞬时加速度都不为零【答案】BC【解析】试题分析：系统静止，根据平衡条件可知：对B球，对A球，细线被烧断的瞬间，细线的拉力立即减为零，但弹簧的弹力不发生改变，则B球受力情况未变，瞬时加速度为零；对A球根据牛顿第二定律得，故A错误；B球的受力情况未变，瞬时加速度为零，故B正确D错误；对A球根据牛顿第二定律得，故C正确．考点：考查了牛顿第二定律的瞬时性【名师点睛】在应用牛顿第二定律解决瞬时问题时，一定要注意，哪些力不变，（弹簧的的形变量来不及变化，弹簧的弹力不变），哪些力变化（如绳子断了，则绳子的拉力变为零，或者撤去外力了，则外力变为零，）然后结合整体隔离法，应用牛顿第二定律分析解题11.如图甲所示，物体沿斜面由静止开始下滑，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接，图乙中v、a、F、s、t、Ek分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小、路程、时间和动能。图中可能正确的是()A.B.-13-\nC.D.【答案】CD【解析】AB、根据物体的受力情况，可以判断出物体先是在斜面上做匀加速直线运动，摩擦力大小为，到达水平面上之后，做匀减速运动，摩擦力大小为，所以物体运动的速度时间的图象应该是倾斜的直线，所以AB错误；C、由于物体的运动先是匀加速运动，后是匀减速运动，在每一个运动的过程中物体的加速度的大小时不变的，所以物体的加速度时间的图象应该是两段水平的直线，所以C正确；D、物体做的是匀加速直线运动，动能，做匀减速运动时，动能，所以物体的动能和位移的关系应该是直线，所以D正确；故选CD。12.2022年12月2日,我国探月卫星嫦娥三号在西昌卫星发射中心成功发射升空,飞行轨道示意图如图所示。嫦娥三号从地面发射后奔向月球,先在轨道Ⅰ上运行,在P点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,Q为轨道Ⅱ上的近月点,则嫦娥三号在轨道Ⅱ上运动情况的叙述中,正确的是(　　)A.运行的周期等于在轨道Ⅰ上运行的周期B.从P到Q的过程中速率不断减小C.经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度D.经过P的加速度等于在轨道Ⅰ上经过P的加速度【答案】CD【解析】据题意，根据开普勒第三定律有-13-\n，由于圆轨道半径大于椭圆的半长轴，所以在圆轨道上的运动周期较大，故选项A错误；从P到Q的过程中，高度降低，重力势能转化为动能，故速率增大，选项B错误；由于要从较高轨道运动到较低轨道，经过圆轨道P点时减速，就可以进入椭圆轨道，经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度，故选项C正确；由于,则在椭圆轨道上的P点和在圆轨道上P点到月球距离相等，则加速度相等，故选项D正确；故选CD。三、非选择题：13.在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤.(1)为完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：作出F-X图___，根据图线求得该弹簧的劲度系数为k=_________N/m.(2)某次实验中，弹簧秤的指针位置如图所示，其读数为_________N【答案】(1).(2).55(3).2.10【解析】（1）先描点，用光滑的直线连接，（2）根据图线求得该弹簧的劲度系数为-13-\n（3）弹簧秤的分度值是0.1N，要估读到分度值的下一为，指针位置2.1N，其读数为2.10N；14.某同学用如图所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50Hz。在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所以测量数据及其标记符号如下所示。该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔)：方法A：由……，取平均值g=8.667m/s2;方法B：由取平均值g=8.673m/s2。从数据处理方法看，选择方法________（A或B）更合理，这样可以减少实验的________(系统或偶然)误差。本实验误差的主要来源_________________________（试举出两条）。【答案】(1).B(2).偶然(3).阻力、测量【解析】按照方法A：  ×   = ，只利用上了两个数据和；方法B：  × 利用上了六个数据，S 1 、S 2 、S 3 、S 4 、S 5 、S 6利用数据越多，可以尽量避免偶然误差，合理的是方法B；本实验误差的主要来源空气的阻力，打点计时器与纸带的摩擦，测量等等。-13-\n15.如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是______m/s，小车运动的加速度计算表达式为___________，加速度的大小是______m/s2（计算结果保留两位有效数字）。【答案】(1).0.86(2).(3).0.64【解析】试题分析：利用匀变速直线运动的推论得：vA==0.80m/s．由于相邻的计数点间的位移之差不等，故采用逐差法求解加速度．根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：s4﹣s1=3a1T2s5﹣s2=3a2T2s6﹣s3=3a3T2为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值，得：a=（a1+a2+a3）小车运动的加速度计算表达式为a=代入数据得：a=0.64m/s2．故答案为：0.86，a=，0.64．16.在一条平直的公路上，乙车以10m/s的速度匀速行驶，甲车在乙车的后面作初速度为15m/s，加速度大小为0.5m/s2的匀减速运动，则两车初始距离L满足什么条件时可以使（1）两车不相遇；（2）两车只相遇一次；（设两车相遇时互不影响各自的运动）。【答案】（1）若L＞L0＝25m，两车不相遇；（2）若L＝L0＝25m，两车只相遇一次；【解析】设两车速度相等经历的时间为t0，此时两车间的距离最小，设为L0。甲车恰能追及乙车就是在此时刻，应有-13-\n其中解得：L0＝25m若L＞L0＝25m，则两车速度相等时甲车也未追及乙车，以后间距会逐渐增大，两车不相遇；若L＝L0＝25m，则两车速度相等时甲车恰好追上乙车，以后间距会逐渐增大，两车只相遇一次。17.如图所示,倾角θ=37°的斜面固定在水平面上。质量m=1.0kg的小物块受到沿斜面向上的F=9.0N的拉力作用,小物块由静止沿斜面向上运动。小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25(斜面足够长,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。(1)求小物块运动过程中所受摩擦力的大小。(2)求在拉力的作用过程中,小物块加速度的大小。(3)若在小物块沿斜面向上运动0.80m时,将拉力F撤去,求此后小物块沿斜面向上运动的距离。【答案】(1)2.0N　(2)1.0m/s2　(3)0.10m【解析】(1)Ff=μmgcos37°=2.0N(2)设加速度为a1,根据牛顿第二定律有F-Ff-mgsin37°=ma1解得a1=1.0m/s2(3)设撤去拉力前小物块运动的距离为x1,撤去拉力时小物块的速度为v,撤去拉力后小物块的加速度和向上运动的距离大小分别为a2、x2,则有v2=2a1x1mgsin37°+Ff=ma2v2=2a2x2解得x2=0.10m18.如图,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,下端系一质量m=1.0-13-\nkg的小球.现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的C点.地面上的D点与OB在同一竖直线上,已知绳长L=1.0m,B点离地高度H=1.0m,A、B两点的高度差h=0.5m,重力加速度g取10m/s2,=1.41，不计空气影响,求:(1)地面上DC两点间的距离s;(2)轻绳所受的最大拉力大小.【答案】（1）（2）20N【解析】试题分析：（1）小球从A到B过程机械能守恒，有mgh＝mv①小球从B到C做平抛运动，在竖直方向上有H＝gt2②在水平方向上有s＝vBt③由①②③式解得s＝1．41m④（2）小球下摆到达B点时，绳的拉力和重力的合力提供向心力，有⑤由①⑤式解得F＝20N⑥根据牛顿第三定律得F′＝－F故轻绳所受的最大拉力为20N。考点：圆周运动；平抛运动【名师点睛】此题关键是建立物体运动的情境，寻找物理模型，本题为圆周和平抛模型的组合，要掌握平抛运动的处理方法，分别在水平和竖直方向列出方程解答．-13-