陕西省西安市第一中学2022届高三上学期期中考试物理试题含答案

西安市第一中学2021-2022学年度第一学期期中考试

高三物理

命题人：关咏梅

一、单项选择题（本大题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）

1. 如图所示，是固定在小车上的水平横杆，物块中心穿过横杆，通过细线悬吊着小物体，当小车在水平地面上运动的过程中，始终未相对杆移动，、与小车保持相对静止，悬线与竖直方向夹角为则受到横杆的摩擦力为

A. 大小为，方向水平向右   B. 大小为，方向水平向右
C. 大小为，方向水平向左   D. 大小为，方向水平向左

2. 如图所示，水平传送带长为，始终以速度保持匀速运动，把质量为的货物无初速地放到点，当货物运动到的中点时速度恰为，而后被传送到点．货物与皮带间的动摩擦因数为，则货物从点到点的过程中

A. 摩擦力对货物做的功为
B. 摩擦力对货物做功的平均功率为
C. 传送带克服摩擦力做功为
D. 传送带克服摩擦力做功的平均功率为

3. 如图所示，在某次排球比赛中，一运动员将排球从点水平击出，排球击中点；另一运动员将该排球从位于点正下方且与点等高的点斜向上击出，最高点为，排球也击中点，、高度相同．不计空气阻力，下列说法正确的有

A. 两个过程中，排球的飞行时间相等
B. 后一个过程中，排球击中点时速度较大
C. 两个过程中，运动员对排球所做功可能相等
D. 后一个过程中，排球击中点时重力做功的瞬时功率较大

4. 如图所示，水平面上有一小滑块可视为质点以一定的初速度，从点向左做匀减速直线运动，然后依次经过、两点，最后停在点．已知小滑块从运动到的时间等于从运动到的时间，且到的距离为，到的距离为则到的距离为（     ）
    

A.  B.  C.  D.

5. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，物块、质量均为。物块静止在轻弹簧上端，物块用细线与斜面顶端相连，、靠在一起，但、之间无弹力。已知重力加速度为，某时刻将细线剪断，下列说法正确的是

A. 细线剪断前，弹簧的弹力为
B. 细线剪断前，细线的拉力为
C. 细线剪断瞬间，弹簧的弹力发生变化
D. 细线剪断瞬间，物块的加速度大小为

6. 如图，两个质量均为的小木块和可视为质点放在水平圆盘上，与转轴的距离为，与转轴的距离为，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的倍，重力加速度大小为。若圆盘从静止开始绕轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是

A. 一定比先开始滑动
B. 是开始滑动的临界角速度
C. 当时，所受摩擦力大小为
D. 、所受的静摩擦力大小始终相等

7. 高空作业须系安全带，如果质量为的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚刚产生作用前人下落的距离为可视为自由落体运动。此后经历时间安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为

A.  B.  

C.  D.

8. 图中，轻弹簧竖直固定在地面上，以弹簧正上方、与上端距离为的为原点，建立竖直向下的坐标系。将质量为的小球从点释放小球落到弹簧上并压缩弹簧，测得小球所受弹力的大小与的关系如图所示。不计空气阻力，在小球向下运动的过程中

A. 到达时机械能最小      B. 最大速度的值为
C. 受到弹力的最大值为D. 弹簧的最大弹性势能为

9. 如图所示，在一匀强电场中有一点，以为圆心的圆上有、、、四点，为圆的直径且与电场线平行，、与的夹角都为。在点固定一电荷量为的点电荷，若匀强电场的电场强度大小为，圆的半径为，静电力常量，下列说法正确的是（    ）

A. 、两点的电场强度相同
B. 点电场强度的大小为
C. 、、、四点中，点的电势最低
D. 将另一正点电荷分别放在、、、四点，该点电荷在点时的电势能最小

10. 如图所示，质量为的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为的小球从槽高处开始自由下滑，则

A. 小球和槽组成的系统总动量守恒 

B. 球下滑过程中槽对小球的支持力不做功
C. 重力对小球做功的瞬时功率一直增大 

D. 地球、小球和槽组成的系统机械能守恒

11. 静电场方向平行于轴，其电势随的分布可简化为如图所示的折线．一质量为、带电量为的粒子不计重力，以初速度从点进入电场，沿轴正方向运动．下列叙述正确的是

A. 粒子从运动到的过程中加速度逐渐增加
B. 粒子从运动到的过程中，电势能先减小后增大
C. 要使粒子能运动到处，粒子的初速度至少为
D. 若，粒子在运动过程中的最大速度为
 

12. 如图所示，是由光滑细杆弯成的半圆弧，其半径为，半圆弧的一端固定在天花板上的点，是半圆弧的直径，处于竖直方向，点是半圆弧上与圆心等高的点。质量为的小球可视为质点穿在细杆上，通过轻绳与质量也为的小球相连，轻绳绕过固定在处的轻小定滑轮。将小球移到点，此时段轻绳处于水平伸直状态，，然后将小球由静止释放。不计一切摩擦，已知重力加速度为，在小球由点运动到圆弧最低点的过程中，下列说法不正确的是

A. 小球的动能可能先增大后减小
B. 小球始终比小球运动得快释放点除外
C. 当小球绕滑轮转过时，小球的动能为
D. 小球刚释放时，小球、的加速度大小分别为、

二、多项选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

13. ，两木块重分别为和，用细线绕过滑轮连结在一起并叠放在水平桌面上，与、与桌面之间的动摩擦因数均为，当对滑轮施一水平力时，则

A. 对的摩擦力为 B. 对的摩擦力为
C. 对的摩擦力为 D. 细线的张力为

14. 如图所示，一个长直轻杆两端分别固定一个小球和，其中、两球的质量分别为和，两球半径忽略不计，杆的长度为先将轻杆竖直靠放在竖直墙上，轻轻拨动小球，使小球在水平面上由静止开始向右滑动，当小球沿墙下滑距离为时，下列说法正确的是不计一切摩擦，重力加速度为

A. 小球沿墙下滑的过程中小球的机械能守恒
B. 小球沿墙下滑距离为时，小球的速度为
C. 长直轻杆对做功为
D. 长直轻杆对做功为

15. 据报道，美国国家航空航天局首次在太阳系外发现“类地”行星。若宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为；宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近以速度竖直上抛一个小球，小球经时间返回到地面。已知该行星半径为，万有引力常量为，则下列说法正确的是

A. 该行星的第一宇宙速度为
B. 该行星的平均密度为
C. 如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度为
D. 宇宙飞船绕该星球做圆周运动的周期不小于

16. 一小球从点竖直抛出，在空中同时受到水平向右的恒力，运动轨迹如图所示，、两点在同一水平线上，为轨迹的最高点，小球抛出时动能为，在点动能为，不计空气阻力。则

A. 小球水平位移与的比值为：
B. 小球水平位移与的比值为：
C. 小球落到点时的动能为
D. 小球从点运动到点过程中最小动能为

17. 如图所示，两块正对平行金属板与一电压恒定的电源相连，下板接地，下板上叠放有玻璃板，一带电油滴恰好静止于两板间的点，当把玻璃板从两板间快速抽出，下列说法正确的是

A. 带电油滴带负电 

B. 点的电势保持不变
C. 带电油滴将加速向下运动 

D. 会有瞬间电流从向流经电阻

18. 如图，矩形位于匀强电场中，且与匀强电场方向平行．已知，，，的电势分别为、、 初动能为、电荷量大小为的带电粒子从沿着方向射入电场，恰好经过不计粒子的重力，下列说法正确的是     

A. 该粒子一定带负电 

B. 该粒子达到点时的动能为
C. 改变初速度方向，该粒子可能经过 

D. 改变初速度方向，该粒子可能经过

三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共14分）

19. 如图甲所示，用包有白纸的棒代替纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，代替打点计时器．当烧断悬挂圆柱棒的线后，棒竖直自由下落，毛笔就在棒表面的纸上画出记号，如图乙所示．设毛笔接触棒时不影响棒的运动．测得记号一端之间的距离依次为，，，，，，已知电动机铭牌上标有“”字样，可知毛笔画出记号周期______，画下记号时，棒下落的速度____；棒竖直下落的加速度___．

20. 某同学利用如图装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验．、是质量均为的小物块，是质量为的重物，、间由轻弹簧相连，、间由轻绳相连．在物块下放置一压力传感器，重物下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连．当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物的速度．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为实验操作如下：
    开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零．现释放，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出的速度为．
    在实验中保持，质量不变，改变的质量，多次重复第步．

该实验中，和大小关系必需满足______ 选填“小于”、“等于”或“大于”

2）为便于研究速度与质量的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应______选填“相同”或“不同”

3）根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出______选填“”、“”或“”图线．根

4）根据3）问的图线知，图线在纵轴上截距为，则弹簧的劲度系数为______用题给的已知量表示．

四、计算题（本大题共3小题，共26分）

21. （6分）滑水运动是一项非常刺激的水上运动，研究发现，在进行滑水运动时，水对滑板的作用力垂直于板面，大小为，其中为滑板运动的速率水可视为静止。某次滑水运动，如图所示，人和滑板的总质量为，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角为时，滑板和人做匀速直线运动忽略空气阻力，重力加速度取，求此时：
    
    水平牵引力有多大？
    滑板前进的速度有多大？

22.（9分） 如图所示，固定斜面的倾角，物体与斜面之间的动摩擦因数为，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于点．用一根不可伸长的轻绳跨过轻质光滑的定滑轮连接物体和，滑轮右侧绳子与斜面平行，的质量为，的质量为，初始时物体到点的距离为 现给、一初速度，使开始沿斜面向下运动，向上运动，物体将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到点．已知重力加速度为，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态．求：

物体向下运动刚到点时的速度；

弹簧的最大压缩量；

弹簧中的最大弹性势能．

 

23. （11分）如图，为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中段是水平的，段为半径的半圆，两段轨道相切于点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小。一不带电的绝缘小球甲，以速度沿水平轨道向右运动，与静止在点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为，乙所带电荷量，取水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点，整个运动过程无电荷转移
    甲乙两球碰撞后，乙恰能通过轨道的最高点，求乙在轨道上的首次落点到点的距离；
    在满足的条件下。求甲的速度；
    若甲仍以速度向右运动，增大甲的质量，保持乙的质量不变，求乙在轨道上的首次落点到点的距离范围。

西安市第一中学2021-2022学年度第一学期期中考试

高三物理    答案和解析

1.  2.  3.  4.  5.  6.  7.  8.  9.  

10.  11.  12.      13.  14.  15.  16.  17.

18.  

19. ；  ；     

20. 大于   相同     

21. 解：解：把人和滑板作为整体受力分析，如图所示
水平方向上：；
竖直方向上：
解得：    
匀速直线运动时有：  
解得：

22. 解：和斜面间的滑动摩擦力大小为，物体向下运动到点的过程中，根据功能关系有：      ，
解得：
从物体接触弹簧，将弹簧压缩到最短后又恰回到点，对系统应用动能定理，有：
，     解得：
弹簧从压缩最短到恰好能弹到点的过程中，对系统根据能量关系有：
      因为  

所以有：  

23. 解：在乙恰能通过轨道的最高点的情况下，设乙到达最高点的速度为，乙离开点到达水平轨道的时间为，乙的落点到点的距离为，
则由向心力公式得      
竖直方向匀加速运动      水平方向匀速运动             
联立得：     
设碰撞后甲、乙的速度分别为、，  根据动量守恒有：  
根据机械能守恒定律有：            
联立得：，          
由动能定理得：    
联立得：      
设甲的质量为，碰撞后甲、乙的速度分别为、，
根据动量守恒有：
根据机械能守恒定律有
有以上两式可得：
由于，可得：
设乙球过点的速度为，
由动能定理得 
联立以上两个方程可得：
设乙在水平轨道上的落点到点的距离为，
则有：
所以可以解得：
答：乙在轨道上的首次落点到点的距离是；
甲的速度是；
乙在轨道上的首次落点到点的距离范围是。