吉林省白城市通榆县第一中学2022届高三物理上学期期中试题

吉林省通榆县第一中学2022—2022学年度上学期高三期中考试物理试题一、选择题(本题共12小题，每题4分，共48分．1-8小题只有一个选项正确，9-12小题有多个选项正确，全选对的得4分，选对不全得2分)1.下列说法正确的是(　　)A.跳高运动员起跳以后在上升过程中处于超重状态B.在绕地运行的天宫一号实验舱中，宇航员处于失重状态，所以宇航员没有惯性C.田径比赛的链球项目是利用离心现象来实现投掷的D.足球被守门员踢出后，在空中沿着弧线运动属于离心现象2.公园里的“飞天秋千”游戏开始前，座椅由钢丝绳竖直悬吊在半空.秋千匀速转动时，绳与竖直方向成某一角度θ，其简化模型如图所示.若保持运动周期不变，要使夹角θ变大，可将(　　)A.钢丝绳变长B.钢丝绳变短C.座椅质量增大D.座椅质量减小3．如图所示，将物体从一定高度水平抛出(不计空气阻力)，物体运动过程中离地面高度为h时，物体水平位移为x、物体的机械能为E、物体的动能为Ek、物体运动的速度大小为v。以水平地面为零势能面。下列图象中，能正确反映各物理量与h的关系的是()4．如图甲所示，小物块从足够长的光滑斜面顶端由静止自由滑下。下滑位移x时的速度为v，其x－v2图象如图乙所示，取g＝10m/s2，则斜面倾角θ为(　　)A．30°B．45°C．60°D．75°5.“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道．观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ(弧度)，如图所示．已知引力常量为G，由此可推导出月球的质量为(　　)A.B.C.D.6．一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统()-9-\nA．动量守恒，机械能守恒B．动量不守恒，机械能守恒C．动量守恒，机械能不守恒D．无法判定动量、机械能是否守恒7.质量为60kg的建筑工人，不慎从高空跌下，由于弹性安全带的保护，使他悬挂起来，已知弹性安全带的缓冲时间是1.2s，安全带长5m，g取10m/s2，则安全带所受的平均冲力的大小为()A．500N　　　　　　B．1100NC．600ND．100N8.如图所示，飞船从轨道1变轨至轨道2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的(　　)A．速度大B．向心加速度大C．运行周期长D．角速度小9.如图所示，摆球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力F阻的大小不变，则下列说法正确的是()A．重力做功为mgLB．绳的拉力做功为0C．空气阻力F阻做功为－mghD．空气阻力F阻做功为－F阻πL10．如图所示，轻绳的一端固定在小车支架上，另一端拴着两个质量不同的小球。当小车水平向右运动且两段轻绳与竖直方向的夹角始终均为θ的过程中，若不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)A．两个小球的加速度相等B．两段轻绳中的张力可能相等C．小车的速度越大，θ越大D．小车的加速度越大，θ越大11.如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落在比地面低h的海平面上，若以地面为零势能面，且不计空气阻力，则()A．物体在海平面的重力势能为mghB．重力对物体做的功为mghC．物体在海平面上的机械能为mv＋mghD．物体在海平面上的动能为mv＋mgh-9-\n12.一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持恒定的加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力随速度变化的图象如图所示，若已知汽车的质量m，牵引力F1和速度v1及该车所能达到的最大速度v3。则根据图象所给的信息，下列说法正确的是()A．汽车运动中的最大功率为F1v1B．速度为v2时的加速度大小为C．汽车行驶中所受的阻力为D．恒定加速时，加速度大小为二、实验题(本题共2小题，每空2分，共14分)13．某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器的工作频率为50Hz。(1)实验中木板略微倾斜，这样做是为了(　　)A．使释放小车后，小车能匀加速下滑B．增大小车下滑的加速度C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车。把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1，……：橡皮筋对小车做功后使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为________m/s。(3)若根据多次测量数据画出的W－v图象如下图所示，根据图线形状，可知W与v的关系符合实际的是图(　　)14.“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示采用重物自由下落的方法：(1)实验中，下面哪些测量工具是必需的A．天平　　B．直流电源C．刻度尺D．秒表(2)已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度g＝9.80m/s2，所用重物的质量为200g。实验中选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点。-9-\n计算B点瞬时速度时，甲同学用v＝2gxOB，乙同学用vB＝，其中所选方法正确的是________(选填“甲”或“乙”)同学；根据以上数据，可知重物由O运动到B点时动能的增加量等于__________J，重力势能减少量等于________J(计算结果均保留三位有效数字)。三．计算题．（本题共4小题，共38分．）15.(8分)如图所示，甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m，两船沿同一直线同一方向运动，速度分别为2v0、v0。为避免两船相撞，乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船，甲船上的人将货物接住，求抛出货物的最小速度。(不计水的阻力)16．(9分)如图甲所示，一倾角为θ＝37°的传送带以恒定速度运行。现将一质量m＝1kg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)0～8s内物体位移的大小。(2)物体与传送带间的动摩擦因数。(3)0～8s内物体机械能增量及因与传送带摩擦产生的热量Q。17.(9分)如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点。已知h＝2m，s＝m。取重力加速度大小g＝10m/s2。(1)一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；(2)若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小。18..(15分)(1)(4分)(选不全得2分,全对得4分)图甲为某一列沿x轴正向传播的简谐横波在t＝1.0s时刻的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动图象，则下列说法正确的是(　　)A．该简谐横波的传播速度为4m/sB．从此时刻起，经过2s，P质点运动了8m的路程C．从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置-9-\nD．乙图可能是甲图x＝2m处质点的振动图象E．此时刻M质点的振动速度小于Q质点的振动速度(2)(8分)如图所示为一个透明球体的横截面，其半径为R，AB是一竖直直径，现有一束半径为R的圆环形平行细光沿AB方向射向球体(AB直径为圆环中心轴线)，所有光线经折射后恰好经过B点而在水平光屏上形成一圆亮环，水平光屏到B点的距离为L＝R，光在真空中的传播速度为c，求：(1)透明球体的折射率；(2)光从入射点传播到光屏所用时间．高三物理期中参考答案1.答案C2．答案A　解析：座椅重力和拉力的合力提供向心力，mgtanθ＝m(lsinθ＋r)，解得l＝－，因为夹角θ变大，周期不变，则钢丝绳的长度变长，与座椅的质量无关．故A正确，BCD错误．3答案　B解析　设抛出点距离地面的高度为H，由平抛运动规律x＝v0t，H－h＝gt2可知：x＝v0，图象为抛物线，故A项错误；做平抛运动的物体机械能守恒，故B项正确；平抛物体的动能Ek＝mv2＝mgH－mgh＋mv，速度v＝，故C、D项错误。4答案　A解析　结合公式v2＝2ax得x＝v2，由x－v2图象可知小物块的加速度a＝5m/s2，根据牛顿第二定律得，小物块的加速度a＝gsinθ，所以θ＝30°，A正确，B、C、D错误。5．答案A　“嫦娥三号”运转线速度为：v＝，运转半径为：r＝，根据万有引力定律可得：G＝m，解得：M＝＝，选项A正确．6答案　C解析　动量守恒的条件是系统不受外力或所受外力的合力为零，本题中子弹、两木块、弹簧组成的系统，水平方向上不受外力，竖直方向上所受外力的合力为零，所以动量守恒，机械能守恒的条件是除重力、弹力对系统做功外，其他力对系统不做功，本题中子弹射入木块瞬间有部分机械能转化为内能(发热)，所以系统的机械能不守恒。故C正确，A、B、D错误。-9-\n7.答案　B解析　根据动量定理(F－mg)t＝m，代入数据解得F＝1100N。8.答案CD.解析：由万有引力提供向心力有：＝＝ma＝mω2R＝mR，得环绕速度v＝，可知v2<v1，A错误；由a＝，可知a2<a1，B错误；由T＝2π，可知T2>T1，C正确；由ω＝，可知ω2<ω1，D正确．9.答案　ABD解析:小球下落过程中，重力做功为mgL，A正确；绳的拉力始终与速度方向垂直，拉力做功为0，B正确；空气阻力F阻大小不变，方向始终与速度方向相反，故空气阻力F阻做功为－F阻·πL，C错误、D正确。10答案:AD解析　两个小球随小车水平向右运动，夹角始终均为θ，说明三者相对静止，有共同的加速度，故A正确；把两个小球看作一个整体，则有Tcosθ＝(M＋m)g，对末端的小球有T′cosθ＝mg，所以两段轻绳中的张力不可能相等，B错误；把两个小球看作一个整体Tcosθ＝(M＋m)g，Tsinθ＝(M＋m)a，则a＝gtanθ，所以加速度越大，θ越大，θ与小车的速度无关，故C错误，D正确。11.答案　BD解析　以地面为零势能面，海平面在地面以下h处，高度为－h，所以物体在海平面的重力势能是－mgh，A错。重力做功和路径无关，和初末位置高度差有关，从地面到海平面，位移竖直向下为h，重力也向下，重力对物体做功mgh，B对。从地面到海平面过程只有重力做功，机械能守恒，在海平面机械能等于在地面机械能，在地面重力势能为0，动能为mv，机械能为E＝0＋mv＝mv，C错。海平面机械能同样E＝mv，而海平面重力势能为－mgh，所以E＝mv＝Ek＋(－mgh)，得动能Ek＝mv＋mgh，D对。12.答案　AC解析　由F－v图象可知，汽车运动中的最大功率为F1v1，选项A正确；由F2v2＝F1v1可知，速度为v2时汽车的牵引力F2＝，加速度的大小为a＝，选项B错误；当汽车达到最大速度v3时牵引力等于阻力f，由fv3＝F1v1可得汽车行驶中所受的阻力为f＝，选项C正确；恒定加速时，加速度大小为a＝，选项D错误。13.(6分)答案：(1)CD　(2)2　(3)C(每空2分)解析：(1)实验中木板倾斜是为了平衡摩擦力，使橡皮筋松驰后小车做匀速运动，选项C、D正确。-9-\n(2)v＝m/s＝2m/s(3)实验证明W∝v2，所以W－v图线应为一条抛物线，C正确。14.(8分)　(1)C　(2)乙　0.369　0.376　(3)克服空气对重物和打点计时器对纸带的阻力做功。(每空2分):(1)根据实验原理，需要验证下列方程成立mgh＝mv2，即gh＝v2，则不需要天平，v由打点计时器打下的纸带测出，不需要秒表，电磁打点计时器工作电源为4～6V交流电源，故需要低压交流电源，纸带处理需要刻度尺。(2)物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用，不是自由落体运动，v＝2gxOB，是自由落体运动的公式，故甲同学错误。重物的重力势能的减少量ΔEp＝mgh＝0.200×9.80×0.1920J＝0.376J打B点重物速度v＝＝m/s＝1.92m/s物体动能的增加量ΔEk＝mv2＝0.5×0.200×1.922J＝0.369J。(3)克服空气对重物和打点计时器对纸带的阻力做功。15(8分)答案　4v0解析:设乙船上的人抛出货物的最小速度大小为vmin，抛出货物后船的速度为v1，甲船上的人接到货物后船的速度为v2，由动量守恒定律得12m×v0＝11m×v1－m×vmin①(2分)10m×2v0－m×vmin＝11m×v2②(2分)为避免两船相撞应满足v1＝v2③(2分)联立①②③式得vmin＝4v0。(2分)16.(9分)答案　(1)14m　(2)0.875　(3)90J　126J解析:(1)从图乙中求出物体位移x＝－2×2×m＋4×4×m＋2×4m＝14m。(2分)(2)由图象知，物体相对传送带滑动时的加速度：a＝1m/s2(1分)对此过程中物体受力分析得μmgcosθ－mgsinθ＝ma得μ＝0.875。(2分)(3)物体被送上的高度h＝xsinθ＝8.4m重力势能增量ΔEp＝mgh＝84J动能增量ΔEk＝mv－mv＝6J(1分)-9-\n机械能增加ΔE＝ΔEp＋ΔEk＝90J(1分)0～8s内只有前6s发生相对滑动。0～6s内传送带运动距离x1＝4×6m＝24m0～6s内物体位移x2＝6m产生的热量Q＝μmgcosθ·Δx＝μmgcosθ(x1－x2)＝126J。(2分)17.(9分)答案　(1)0.25m　(2)m/s解析　(1)设环到b点时速度为vb，圆弧轨道半径为r，小球从a到b由机械能守恒有mgr＝mv①(1分)环与bc段轨道间无相互作用力，从b到c环做平抛运动：h＝gt2②s＝vbt③(2分)联立可得r＝④代入数据得r＝0.25m(1分)(2)环从b点由静止下滑至c点过程中机械能守恒，设到c点时速度为vc，则mgh＝mv⑤(1分)在bc段两次过程中环沿同一轨迹运动，经过同一点时速度方向相同设环在c点时速度与水平方向间的夹角为θ，则环做平抛运动时tanθ＝⑥vy＝gt⑦(1分)联立①②⑥⑦式可得tanθ＝2⑧(1分)则环从b点由静止开始滑到c点时速度的水平分量vcx为vcx＝vccosθ⑨(1分)联立⑤⑧⑨三式可得vcx＝m/s。(1分)18.(1)(4分)答案　ACD解析　由甲图可得λ＝4m，由乙图中可得T＝1.0s，所以该简谐横波的传播速度为v＝＝4m/s，选项A正确；t＝2s＝2T，则从此时刻起，经过2s，P质点运动的路程为s＝8A＝8×0.2cm＝1.6cm，选项B错误；简谐横波沿x轴正向传播，此时刻Q质点向上运动，而P质点直接向下运动，所以P质点比Q质点先回到平衡位置，选项C正确．由乙图知t＝0时刻质点的位移为0，振动方向沿y轴负方向，与甲图x＝2m处t＝0时刻的状态相同，所以乙图可能是甲图x＝2m处质点的振动图象，选项D正确．质点越靠近平衡位置速度越大，则此时刻M质点的振动速度大于Q质点的振动速度，选项E错误．-9-\n(2)(8分)答案　(1)　(2)解析　(1)光路图如图所示，则由几何关系知，Rsinα＝R，即α＝60°(2分)由图知，α＝2β，得β＝30°由折射定律有n＝＝(2分)(2)光在介质中的速度为v＝(1分)光在透明介质中的传播时间t1＝＝(1分)由图及折射定律知光线从B点出射后与竖直方向的夹角为α＝60°所以光从透明球体出射后到光屏所用时间为t2＝＝(1分)所以光从入射点传播到光屏所用时间为t＝t1＋t2＝.(1分)-9-