山东省临沂市2022届高三上学期期中考试物理试题含答案

临沂市2022届高三上学期期中考试

物  理

2021.11

本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。

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题目的答案标号涂黑。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，将本试卷和答题卡一并交回。

第Ⅰ卷(选择题 共40分)

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1．某学习小组利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。他们在实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，质量m=2kg的物块放置在粗糙的质量M=4kg的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。则物块与木板间的动摩擦因数约为

A．0．50   B．0．35   C．0．25   D．0．18

2．2020年12月17日，嫦娥五号的返回舱采用“半弹道跳跃式再入返回”也就是俗称“打水漂”的技术来减速并成功着陆在预定区域。返回器以11.2km／s的第二宇宙速度急速冲向地球，在距离地面120km高度的a处像一颗弹头扎入大气层。减速下降到距离地面约60km的b点时，借助大气层的升力，弹头又从c点跃了出来，回到太空。到达最高点d之后，再次下降，二度进入大气层，实施二次减速，整个过程就像“打水漂”一样。如图所示，虚线为大气层的边界，a、c、e三点为返回舱的轨迹与大气层的交点。已知地球半径为R，地心到d点距离为r，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是

A．返回舱在b点处于失重状态    B．返回舱在d点的加速度等于

C．返回舱在a点动能等于在c点的动能  D．返回舱在c点速率大于在e点的速率

3．2021年10月24日，世界体操锦标赛男子单杠决赛在日本九州市举行，中国选手胡旭威力压2021年东京奥运会冠军桥本大辉获得冠军。在比赛中，胡旭威双手握住单杠，使身体悬空静止，他每只手臂与单杠之间的夹角均为θ，他的重力为G，如图所示。则其每只手臂所受拉力的大小为

A．     B．

C．     D．

4．高速公路的ETC电子收费系统如图所示，ETC通道的长度是识别区起点到自动栏杆的水平距离，总长为19.6m。某汽车以5m／s的速度匀速进入识别区，ETC用0.3s的时间识别车载电子标签，识别完成后发出“滴”的一声，汽车又向前行驶了2s司机发现自动栏杆没有抬起，于是紧急刹车，汽车恰好没有撞杆。已知司机的反应时间和汽车系统的反应时间之和为0.8s。则刹车的加速度大小约为

A．2．52m／s2  B．3．55m／s2  C．3．75m／s2  D．3．05m／s2

5．伽利略猜想落体一定是一种最简单的变速运动，而最简单的变速运动，它的速度应该是均匀变化的。而这种均匀变化，他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即v与t成正比，例如每过1s，速度的变化量都是2m／s；另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即v与x成正比，例如每下落1m，速度的变化量都是2m／s。后来发现，如果v与x成正比，将会推导出十分荒谬的结果。如果一小球做第二种变速运动，它的v-t图像可能是

6．如图所示，在光滑的水平地面上静止放置一质量为M的半圆槽，半圆槽内壁光滑，轨道半径为R，轨道的最低点为C，两端A、B与其圆心O处等高。现让一质量为m的小滑块从A点由静止开始释放，小滑块可视为质点，重力加速度为g，若M=2m。则在此后的过程中

A．半圆槽与小滑块组成的系统动量守恒，机械能守恒

B．小滑块从A到C的过程中，半圆槽运动的位移为

C．小滑块运动到C点时，半圆槽速度为

D．小滑块运动到C点时，半圆槽对水平地面的压力为3mg

7．某同学利用所学知识测水龙头水流对地面的冲击速度，该同学先用大型容器接水，2min接水108L。然后将质量为500g的杯子放在台秤上，水龙头开始往杯中注水，注至10s末时，台秤的读数为98．6N。假设水流垂直打在杯子底面后没有反弹，两次水龙头的水流是相同的，水的密度ρ=1×103kg／m3，g=10m／s2。则注入杯中水流的速度大约是

A．6m／s   B．5m／s   C．4m／s   D．3m／s

8．如图所示，倾角为θ的斜面固定在水平地面上，由斜面上方A点伸出三根光滑轻杆至斜面上BCD三点，其中轻杆AC与斜面垂直，且∠BAC=∠DAC＜θ，把可看成质点的质量为m的圆环依次从A点沿杆AB、AC、AD由静止滑下，滑到斜面用时分别为tB、tC、tD。下列说法正确的是

A．tB＞tC＞tD      B．tB=tC=tD

C．tB＜tC＜tD      D．tB＞tC=tD

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9．如图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点；图乙为质点Q的振动图像。则下列说法正确的是

A．该波沿x轴正方向的传播

B．该波沿x轴负方向的传播

C．从t=0．10s到t=0．25s，质点P通过的路程等于30cm

D．从t=0．10s到t=0．25s，该波沿x轴方向传播了6m

10．如图所示，倾角为θ、半径为R的倾斜圆盘，绕过圆心O垂直于盘面的转轴匀速转动。一个质量为m的小物块放在圆盘的边缘，恰好随圆盘一起匀速转动。图中A、B分别为小物块转动过程中所经过的最高点和最低点，OC与DB的夹角为60°。小物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，小物块与圆盘间的动摩擦因数μ=2tanθ。下列说法正确的是

A．圆盘转动的角速度大小为

B．小物块受到的摩擦力始终指向圆心

C．小物块在C点时受到的摩擦力大小为

D．小物块从B运动到C的过程，摩擦力做功

11．如图甲所示，战国时期开始出现的拨浪鼓现在成为一种小型儿童玩具，其简化模型如图乙所示，拨浪鼓边缘上与圆心等高处关于转轴对称的位置固定有长度分别为LA、LB的两根不可伸长的细绳，两根细绳另一端分别系着质量相同的小球A、B，其中LA＞LB。现匀速转动手柄使两小球均在水平面内匀速转动，连接小球A、B的细绳与竖直方向的夹角分别为α和β，细绳对A、B球的拉力分别为FA、FB。下列判断正确的是

A．α＞β       B．α＜β

C．FA＞FB      D．FA＜FB

12．如图所示，倾斜直杆的左端固定在水平地面上，与地面成θ角，杆上穿有质量为m的小球a和轻质环b，两者通过一条细绳跨过定滑轮相连接。当a、b静止时，Oa段绳与杆的夹角也为θ，不计一切摩擦，重力加速度为g。则下列说法正确的是

A．a受杆的弹力方向垂直杆向上

B．杆对a的支持力大小为

C．绳对a的拉力大小为mgtan2θ

D．b受到杆的弹力大小为mgtanθ

第Ⅱ卷(非选择题  共60分)

注意事项：考生须用0.5毫米黑色签字笔答在答题卡中的指定位置，直接写在试卷上的答题内容无效。

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13．(6分)某实验小组根据所提供的实验器材改进了利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”实验，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一带有刻度尺的倾斜气垫导轨，导轨上A点处有一带遮光条的长方形滑块，用天平测得其总质量为m。定滑轮与拉力传感器之间的细绳是竖直的，定滑轮与滑块之间的细绳平行于气垫导轨。实验步骤如下：

①用游标卡尺测出遮光条的宽度d；

②安装好实验器材，给气垫导轨接上气源，然后读出拉力传感器的示数F，同时从气垫导轨刻度尺上读出遮光条中心与光电门之间的距离L；

③烧断拉力传感器与滑块之间的细绳，让滑块滑向光电门，并利用连接光电门的数字计时器记录遮光条通过光电门的时间t；

④多次改变滑块与光电门之间的距离，每次实验测量相应的L与t值，填入相应的表格中。

试回答下列问题(均用题中所给物理量字母表示)：

(1)滑块通过光电门时的速度v=_______________；

(2)本实验中需验证关系式_____________________成立，即可验证滑块沿斜面下滑过程中机械能守恒；

(3)小组同学根据测得的L与t的值，用描点法作出如图乙所示的图像，图像为过原点的一条倾斜直线，若该直线的斜率k=____________，则可说明小球下落过程中机械能守恒。

14．(8分)某实验小组想测量滑块与长木板之间的动摩擦因数，实验装置如图甲所示。实验中采用了弹簧测力计来测量轻绳的拉力大小F。

(1)紧扣实验目的，利用图甲并结合你曾有的实验经历，下列说法正确的是__________。

A．不需要平衡摩擦力

B．应当先释放滑块，再接通电源

C．滑块在加速运动的过程中，弹簧测力计的示数等于钩码和动滑轮的重力

D．不需要保证钩码和动滑轮的总质量远小于滑块的质量

(2)图乙为悬挂一个钩码后实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测得各计数点到A点间的距离如图乙所示。已知所用电源的频率为50Hz．则滑块的加速度大小a=____________m／s2。(结果保留2位有效数字)

(3)现将长木板水平放置，并提供毫米刻度尺处理纸带。根据多条纸带的数据，绘制了滑块的加速度a与滑块所受拉力F的图像，如图丙所示。由图像可算出滑块的质量M=______

______kg；若重力加速度g取10m／s2，则滑块与长木板间的动摩擦因数μ=___________。

15．(7分)如图所示，质量m=5.2kg的金属块放在水平地面上，在斜向上的拉力F作用下，向右以v0=2.0m／s的速度做匀速直线运动。已知金属块与地面间的动摩擦因数μ=

0.2，g=10m／s2。

(1)求所需拉力F的最小值；

(2)如果从某时刻起撤去拉力F，求撤去拉力后金属块还能在桌面上滑行的距离s。

16．(9分)如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度L=3.2m；bc是半径为R=1.0m的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。一质量为m=0.2kg的小球，始终受到水平外力F=2.0N的作用，自a点处由静止开始向右运动。重力加速度g=10m／s2。求：

(1)小球运动到c点时对轨道的压力大小；

(2)小球运动轨迹的最高点到a点的水平距离。

17．(14分)如图所示，一质量M=2kg、长L=1m的木板A静止在光滑水平面上，其左侧固定一劲度系数k=40N／m的水平轻质弹簧，弹簧原长为l0=0．4m，右端固定一轻质挡板。现使一可视为质点、质量m=1kg的小物块B以初速度v0=3m／s从木板的右端向左滑动。已知木板的上表面左侧距左端长为l0的一段光滑，右侧与物块间的动摩擦因数μ=0.2。若物块能与挡板相碰，则碰撞时间极短且为弹性碰撞，g取10m／s2。

(1)小物块刚接触弹簧时的速度；

(2)若弹簧弹性势能的表达式为，x为弹簧的形变量，试求弹簧的最大形变量；

(3)物块最终停在木板的位置。

18．(16分)如图所示，一轨道由半径为R=3m的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度可调的水平直轨道BC在B点平滑连接而成，现有一质量为m=0．3kg的小球从一点由静止释放，经过圆弧上B点时，传感器测得轨道所受压力FN=3.9N，小球经过BC段所受的阻力为其重力的k=0.15倍，然后从C点水平飞离轨道，落到水平地面上的P点，P、C两点间的高度差h=3.2m，小球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g=10m／s2。

(1)求小球运动至B点时的速度大小；

(2)求小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；

(3)为使小球落点P与B点的水平距离最大，求BC段的长度；

(4)小球落到P点后弹起，与地面多次碰撞后静止，假设小球每次碰撞机械能损失36％、碰撞前后速度方向与地面的夹角相等，求小球从C点飞出到最后静止所需时间。