2022届河北省沧州市沧县中学高三（上）11月阶段测试物理试题含解析

2021－2022学年沧县中学第一学期阶段测试卷

高三物理

一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 下列有关共点力的说法错误的是（　　）

A. 物体受三个力作用而处于平衡状态，则这三个力一定是共点力

B. 共点力指的是作用在物体同一点或者其作用线交于一点的力

C. 共点力的合成或者分解均遵循平行四边形定则

D. 物体受到共点力作用而处于平衡状态，则这些力的合力必为零

【答案】A

【解析】

【详解】A．三力平衡未必是共点力，三力平行也可以平衡，A错误；

B．共点力指的是作用在物体同一点或者作用线交于一点的力，B正确；

C．力是矢量，共点力的合成或者分解均遵循平行四边形定则，C正确；

D．物体受到共点力作用而处于平衡状态，则这些力的合力为零，D正确。

故选A。

2. 如图所示，一劲度系数为的轻质弹簧平放在光滑水平桌面上，弹簧两端各受一个的水平拉力，弹簧的形变量为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】弹簧的形变量为

故选C。

3. 如图所示，三个相同的小球A、B、C位于同一高度h处，A做自由落体运动，B沿光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动，分析小球落地前的运动状态，下面说法正确的是（　　）

A. 三个小球在运动的过程中处于完全失重状态

B. A、C两小球在运动的过程中处于完全失重状态

C. 只有A小球在运动过程中处于完全失重状态

D. 三个小球在运动的过程中处于超重状态

【答案】B

【解析】

【详解】A、C小球在空中仅受重力的作用，具有竖直向下的重力加速度，处于完全失重状态；B球沿光滑斜面由静止滑下，具有沿斜面向下的加速度，处于失重状态。

故选B。

4. 行星绕太阳公转的半长轴a的立方与公转周期T的平方的比值是一个定值，即：（k与太阳的质量M有关），现将某行星轨道近似成圆轨道，已知万有引力常量为G，则关于k与M的关系为（  ）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】根据

得

A正确，BCD错误。

故选A。

5. 在竖直电梯中放置一个铁架台，铁架台上端固定一个力传感器，下端悬挂一个质量为m的钩码。当电梯由静止向上运行时，数据采集系统采集到拉力F随时间t的变化如图所示。忽略由于轻微抖动引起的示数变化，下列说法正确的是（　　）

A. a到b过程中电梯向上加速，b到c过程中电梯向上减速

B. a到b过程中拉力对钩码做正功，b到c过程中拉力对钩码做负功

C. d到e过程中拉力对钩码做负功，e到f过程中拉力对钩码做正功

D. a到c过程中拉力对钩码做正功，d到f过程中拉力对钩码做正功

【答案】D

【解析】

【详解】A．从a到b过程中，力F大于mg，钩码加速度向上，向上做加速运动，同理，从b到c过程中钩码也向上做加速运动，故A错误；

BCD．电梯向上运动，a到c过程中拉力做正功，d到f过程电梯减速向上运动，中拉力做正功，BC错误，D正确。

故选D。

6. 做俯卧撑时，要求身体俯卧、伸直，两脚用力撑地，使得上半身在手臂的支持下慢慢抬起，直到两臂伸直，如图所示。某同学身高1.75m，手臂长度为0.7m，体重750N，他在1分钟内完成了40个俯卧撑。估算该同学做俯卧撑克服重力做功的平均功率约为（　　）

A. 180W B. 260W C. 360W D. 480W

【答案】A

【解析】

【详解】该同学一分钟做俯卧撑克服重力做的功为

则该同学做俯卧撑克服重力做功的平均功率约为

A正确，BCD错误。

故选A。

7. 生活中，高空抛物造成损伤的案例并不少见，高空抛物也因此被称为“悬在城市上方的痛”和“头顶上的安全”，是社会广为关注的焦点问题。某小孩不慎将一只苹果从四楼窗台沿墙面方向水平抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3。图中曲线为苹果在空中运行的轨迹。若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是（　　）

A. 苹果通过第一个窗户过程中重力作用的冲量最大

B. 苹果通过第二个窗户过程中重力作用的冲量最大

C. 苹果通过第三个窗户过程中重力作用的冲量最大

D. 苹果通过各个窗户过程中重力作用的冲量相等

【答案】A

【解析】

【详解】苹果做平抛运动，在竖直方向上做自由落体直线运动，速度越来越大，1、2、3个窗户的高度一样，所以苹果通过三个窗户所用的时间越来越短，苹果经过第一个窗户所用的时间最长，所以苹果通过第一个窗户过程重力作用的冲量最大，故A正确，BCD错误；

故选A。

二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 一只悬浮在水中的章鱼，当外套膜吸满水后，它的总质量为M，章鱼遇险时将体内的水通过短漏斗状的体管在极短时间内向后喷出，喷射的水力强劲，从而迅速向前逃窜。若喷射出水的质量为m，喷射速度为，则下列说法正确的是（　　）

A. 章鱼喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统机械能守恒

B. 章鱼喷水的过程中，章鱼和喷出的水组成的系统动量守恒

C. 章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为

D. 章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．在章鱼喷水的过程中，章鱼的生物能转化为机械能，系统机械能增加，故A错误；

B．章鱼喷水过程所用的时间极短，内力远大于外力，章鱼和喷出的水组成的系统动量守恒，故B正确；

CD．对于章鱼和喷出的水组成的系统，规定章鱼喷水后瞬间逃跑的方向为正方向，由动量守恒定律得

可得章鱼喷水后瞬间逃跑的速度大小为

故C正确；D错误；

故选BC。

9. 如图所示，光滑地面上放置一辆小车C，车上站有两名同学A和B，小车上表面粗糙。初始时A、B、C均静止，当A同学开始向右走的同时，B同学向左走。则（　　）

A. 若A、B速率相等，则C可能静止

B. 若A、B的质量相等，则A、B组成的系统动量守恒

C. 只有A、B的动量大小相等时，A、B、C组成的系统动量才守恒

D. 无论C运动与否，A、B、C组成的系统动量一定守恒

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】A．A、B、C三者组成的系统动量守恒，系统初动量为零，如果A、B的速率相等，A、B的动量大小可能相等，它们的动量方向相反，A、B系统动量可能为零，由动量守恒定律可知，C可能静止，故A正确；

BCD．A、B、C系统所受合外力为零，不论A、B质量是否相等，不论A、B的动量大小是否相等，A、B、C系统动量都守恒，故BC错误，D正确。

故选AD。

10. 翼装飞行中的无动力翼装飞行，国际上称之为飞鼠装滑翔运动，运动员穿戴着拥有双翼的飞行服装和降落伞设备，从飞机、悬崖绝壁等高处一跃而下，运用肢体动作来掌控滑翔方向，最后运动员打开降落伞平稳落地。无动力翼装飞行进入理想飞行状态后，飞行速度通常可达到200km/h。若某次无动力翼装飞行从A到B的运动过程可认为是在竖直平面内的匀速圆周运动，如图所示，则从A到B的运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 运动员所受重力的功率逐渐增大 B. 运动员所受重力的功率逐渐减小

C. 运动员的机械能守恒 D. 运动员的机械能逐渐减小

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由于速率不变，速度与重力的夹角（锐角）逐渐增大，重力的功率为

所以重力的功率逐渐减小，A错误，B正确；

CD．运动员高度降低重力势能减小而动能不变，机械能逐渐减小，C错误，D正确；

故选BD。

三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

11. 频闪照相是研究变速运动常用的实验手段。某物理小组利用图甲所示的装置探究平抛运动的特点。他们分别在该装置正上方和右侧正前方安装了频闪仪A、B并进行了拍摄，频闪照相的时间间隔为0.3s。得到的频闪照片如图乙所示，O为抛出点，P为运动轨迹上某点，b图中相邻两小球的间距为60cm。根据实验分析下列问题。

（1）图乙中，频闪仪A所拍摄的频闪照片为______，频闪仪B所拍摄的频闪照片为______。（填“a”或“b”）；

（2）小球自O点抛出时水平初速度______m/s。

【答案】    ①. b    ②. a    ③. 2

【解析】

【详解】[1][2]频闪仪B记录的是小球竖直方向的运动情况，而小球在竖直方向做自由落体运动，所以频闪仪B所拍摄的频闪照片为a。照片b中频闪时间间隔内小球的位移大小相同，而小球在水平方向上的分运动为匀速直线运动，可知频闪照片b是频闪仪A所拍摄的。

[3]则根据照片b可知，小球自O点抛出时水平初速度

12. 某实验小组应用下图装置探究动量守恒定律，光滑斜面与水平面间平滑连接，质量为M的小球A从斜面上高h处滑下，小球A与质量为m的静止滑块B对心碰撞并一起向前运动距离s后停下来。A、B与水平地面间的动摩擦因数均为，重力加速度为g。

（1）A物体到达地面瞬间的速度为______；

（2）A、B碰后瞬间的速度为______；

（3）若A、B碰撞的过程中动量守恒，应满足的关系式为______。（应用题目中所给字母进行表示）

【答案】    ①.     ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]由动能定理可知

得

（2）[2]由动能定理可知

经计算得

（3）[3]A、B碰撞的过程中动量守恒应满足

13. 2021年2月10日19时52分我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r，已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。求：

（1）火星的密度；

（2）火星表面的重力加速度g的大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设“天问一号”的质量为m，其绕火星做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，有

解得火星质量

火星半径为R，则其体积为

火星密度为

（2）忽略火星自转，火星表面质量为的物体，其所受万有引力等于重力，有

解得火星表面的重力加速度为

14. 如图所示，光滑水平面上有大小相同A、B两球在同一直线上运动。两球质量关系为，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量为，试求解：

（1）碰后B球的动量；

（2）碰撞后A、B两球速度大小之比。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）光滑水平面上大小相同A、B两球发生碰撞，规定向右为正方向，由题知A球动量的增量为

由动量守恒定律可得

则B球的动量变化量为

根据

解得碰后B球的动量为

方向水平向右

（2）两球质量关系为

根据

可得碰撞后A、B两球速度大小之比。

15. 如图所示，平板车A放在光滑的水平地面上，其上表面与光滑斜面底端的一段小圆弧平滑连接。一小物块从斜面上s＝4m的位置由静止释放，物块滑上A车后恰好不从其右端滑出。已知斜面的倾角，物块与平板车之间的动摩擦因数，物块与平板车的质量相等，重力加速度，，，求：

（1）物块滑上小车时速度大小；

（2）平板车的长度L；

（3）物块从开始运动到恰好滑到小车右端所用的时间t。（结果保留两位有效数字）

【答案】（1）8.0m/s；（2）4.0m；（3）2.0s

【解析】

【详解】（1）设物块和小车质量均m，物块在斜面上滑下过程，由动能定理得

解得

（2）物块在小车上滑动过程由动量守恒定律和能量守恒定律得

联立解得

L＝4m

（3）设物块在斜面上运动时间为，与小车相对滑动时间为，在斜面滑行过程有

在小车上滑行过程，据动量定理可得

运动总时间为

联立解得

t＝2.0s‍