2022届黑龙江省鸡西市虎林市实验高级中学高三（上）期末物理试题含解析

这是一份2022届黑龙江省鸡西市虎林市实验高级中学高三（上）期末物理试题含解析，共23页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022届黑龙江省鸡西市虎林市实验高级中学高三（上）期末物理试题（满分100分，60分钟）本试卷分选择题和非选择题两部分。一、选择题（每小题4分，共60分。1-11小题为单项选择，每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的；12-15小题为多项选择，选对但不全得2分，多选、错选均不得分。请将正确答案填写在答题卡上）1. 质点做匀变速直线运动的位置x与时间t的关系为x＝2t2＋3t＋4（式中各物理量均采用国际单位制单位），该质点（　　）A. 运动的初速度为2m/s B. 在第1s内的位移为6mC. 运动的加速度为1m/s2 D. 在第2s内的平均速度为9m/s【答案】D【解析】【详解】AC．根据匀变速直线运动的位移时间关系可知该质点运动的初速度为3m/s，加速度为，AC错误；B．代入t=1s可得质点位移为9m，B错误；D．代入t=2s可得质点的位移为18m，所以第2s内的位移为9m，则D正确。故选D。2. 如图，在水平力 F 作用下，木块 A、B 保持静止．若木块 A 与 B接触面是水平的，且 F≠0.则关于木块 B 的受力个数可能是(    )
 A. 3 个 B. 4 个 C. 5 个 D. 6 个【答案】BC【解析】【详解】先对A分析，B对A有向右的静摩擦力，再分析B受力，B可能受到斜面的静摩擦力，也可能不受斜面的静摩擦力，B受力情况有两种可能．B至少受到重力、A对B的压力和静摩擦力、斜面的支持力四个力．斜面对物体B可能有静摩擦力，也有可能没有静摩擦力，若斜面对物体B有摩擦力，则受到5个力．故选BC．3. “飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来。如图所示，已知桶壁的倾角为θ，车和人的总质量为m，做圆周运动的半径为r，若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是（　　）
 A. 人和车的速度为B. 人和车的速度为C. 桶面对车的弹力为D. 桶面对车的弹力为mgcos【答案】A【解析】【详解】CD．对车和人受力分析，受本身重力和桶壁的支持力，如图
 由图根据三角函数关系可知，CD错误；AB．演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动，合力提供向心力解得故B错误，A正确。故选A4. 如图所示，在水平桌面上的A点有一个质量为m的物体以初速度v0被抛出，不计空气阻力，当它到达B点时，则（　　）
 A. 动能与v0的方向有关B. 动能大小为C. 动能大小与参考平面选取有关D. 改变v0的大小和方向，物体不可能再次经过B点【答案】B【解析】【详解】AB．设物体在B点的动能为，物体由A点运动到B点的过程中，根据动能定理，有解得与v0的方向无关，故A错误，B正确；C．物体运动到B点时的动能大小与参考平面的选取无关，故C错误；D．经过A、B两点的曲线有很多条，改变v0的大小和方向，物体有可能再次经过B点，故D错误。故选B。5. 如图，若两颗人造卫星和均绕地球做匀速圆周运动，、到地心的距离分别为、，周期分别为、，线速度大小分别为、，加速度大小分别为、，角速度大小分别为、。则（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】BD【解析】【详解】由开普勒第三定律知可解得故A错误；B．根据可得因此可得故B正确；C．根据可得因此可得故C错误；D．根据可得因此可得故D正确；故选BD。6. 骑车人以3m/s的速率向东骑行时，他感到风从正北方向吹来。当他骑车速度加倍时，感到风从东北方向吹来，则（　　）A. 风的速率为3m/s， 风向东南方向吹B. 风的速率为6m/s，风向西北方向吹C. 人的骑行速度分别为2m/s和4m/s时，感觉风的速度相同D. 当他以3m/s的速率向南方骑行时，感觉风从东面吹来【答案】A【解析】【详解】AB．骑车人以3m/s的速率向东骑行时，他感到风从正北方向吹来，说明风有向东3m/s的速度分量。当他骑车速度加倍时，感到风从东北方向吹来，说明风有向南3m/s的速度分量。因此风的速率为风向东南方向吹，故A正确，B错误。C．人的骑行速度分别为2m/s和4m/s时，感受到风沿东、西方向的速度分量方向相反，而风从正北方向吹来的速度分量不变，因此人感觉到风的速度方向不同，故C错误；D．风有向南3m/s的速度分量和向东3m/s的速度分量，当他以3m/s的速率向南方骑行时，感觉风往东吹，即风从西面吹来，故D错误。故选A。7. 一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上，另一同样的物体放置在该天体的北极，已知万有引力常量为G，若由于天体自转使赤道处物体对天体表面压力为北极处物体对天体表面压力的一半，则天体自转周期为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】设在赤道位置物体受到的支持力为 ，北极位置物体受到的支持力为，由题目给定条件，结合牛顿第三定律可知在赤道位置，有在北极位置，有联立可解得故选C。8. 如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，则（　　）A. 两物块的速度变化量相同 B. A物体的机械能守恒，B的机械能不守恒C. A、B落地的时间之比为 D. 重力做功的平均功率相同【答案】D【解析】【详解】A．剪断轻绳后自由下落，沿斜面下滑，、都只有重力做功，根据动能定理得解得所以、速率的变化量相同，但速度变化量不同，故A错误；B．从剪断轻绳到物块着地，自由下落，沿斜面下滑，、都只有重力做功，机械能均守恒，故B错误；CD．运动的时间为所以A物块重力做功的平均功率为设运动的时间为，则有解得物块重力做功的平均功率为又因为所以 故C错误，D正确。故选D。9. 一质量为m的人站在竖直电梯中，电梯正在上升，加速度大小为，为重力加速度。人对电梯底部的压力为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】BD【解析】【详解】设电梯对人的支持力为N，当加速度向上时，由牛顿第二定律得解得当加速度向下时，由牛顿第二定律得解得由牛顿第三定律可知，人对电梯底部的压力为或。故选BD。10. 光滑水平面上质量为m＝1kg的物体在水平拉力F的作用下从静止开始运动，如图甲所示，若力F随时间的变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）A. 拉力在前2s内和后4s内的平均功率之比为2∶3B. 若把后4s内的拉力反向，则物体的前2s内和后4s内的做功之比为1∶2C. 拉力在4s末和6s末做功的功率之比为2∶3D. 在前2s内或后4s内物体的动能变化率与时间成线性关系【答案】AD【解析】【详解】A．根据牛顿第二定律可知，在0-2s内加速度在2-6s内加速度拉力在前2s内的位移在2-6s内位移则拉力在前2s内做功为在后4s做功为所以拉力在前2s内和后4s内的平均功率之比为故A正确；B．图线与时间轴围成的面积表示冲量，若把后4s内的拉力反向，由题图可知物体在前2s内和后4s内受到的冲量大小相等，由动量定理知动量变化量大小相等，由于物体从静止开始运动，6s末物体速度再次变为零。因此前2s内和后4s内物体动能变化量大小相等，由动能定理可知前2s内和后4s内力F做功大小之比为1∶1，故B错误；C．由B项分析知6s末物体速度为零，6s末拉力的功率为零，故C错误；D．在前2s内，根据可得动能变化率为在后4s内，根据可得动能变化率为由此可看出在前2s内或后4s内物体的动能变化率与时间均成线性关系，故D正确。故选AD。11. 如图，一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动（小球可视为质点），飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点。O为半圆轨道圆心，半圆轨道半径为R，OB与水平方向夹角为60°，重力加速度为g，则（　　）
 A. 小球抛出时的初速度为 B. 小球抛出时的高度为C. 小球从A到B的时间为 D. 小球在B点对轨道无压力【答案】BD【解析】【详解】AC．飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点，则知在B点速度与水平方向的夹角为30°，有又则得水平方向上小球做匀速直线运动，则有解得故AC错误；B．小球抛出时的高度为故B正确；D．小球在B点的速度为因此小球在B点做离心运动，对轨道无压力，故D正确。故选BD。12. 如图，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为5m，B的质量为m，C的质量为2m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时，C恰好离开地面。下列说法正确的是（　　）
 A. 斜面倾角α约为37°B. A获得的最大速度为gC. C刚离开地面后，弹簧的弹性势能减小D. 从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒【答案】A【解析】【详解】A．A沿斜面下滑至速度最大时，此时小球A和小球B的加速度等于零，设绳子的拉力为，弹簧弹力为，对A有对B有C恰好离开地面联立解得则斜面倾角α约为37°，故A正确；B．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B、C和弹簧组成的系统能量守恒，释放A前，细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，对B有解得此时弹簧的弹性势能C恰好离开地面解得此时弹簧的弹性势能设最大速度为，根据能量守恒定律带入数据解得故B错误；C．C刚离开地面后，由于B的速度大于C的速度，则弹簧继续被拉长，则弹簧的弹性势能增大，故C错误；D．从释放A到C刚离开地面的过程中，弹簧对小球B做功，则A、B两小球组成的系统机械能不守恒，故D错误。故选A。二、实验题（每题10分，共20分，请将正确答案写在答题卡上。）13. 图（甲）所示是研究平抛物体运动的实验装置图，（乙）是实验后在白纸上作的图。（甲）图上标出作图用的直角坐标系。并标出原点O及x、y轴。（1）安装斜槽轨道时要注意斜槽的末端应该_________（填写“水平”或者“竖直”）。 （2）实验过程需要多次释放小球使它沿斜槽轨道滚下才能描出小球作平抛运动的轨迹，小球每次都从同一位置释放，这样能够保证小球每次沿着_________（填写“同一”或者“不同”）轨道下滑。（3）计算小球作平抛运动的初速度的公式是v0=__________（用x、y、g表示），若已知小球平抛的初速度为1.6 m/s，根据（乙）图给出的数据，计算出当地的重力加速度为__________m/s2。【答案】    ①. 水平    ②. 同一    ③.     ④. 9.8【解析】【详解】（1）[1]安装斜槽轨道时要注意斜槽的末端应该水平。 （2）[2]实验过程需要多次释放小球使它沿斜槽轨道滚下才能描出小球作平抛运动的轨迹，小球每次都从同一位置释放，这样能够保证小球每次沿着同一轨道下滑。（3）[3]根据x=v0t可得计算小球作平抛运动的初速度的公式是[4]若已知小球平抛的初速度为1.6 m/s，根据当x=32.0cm时y=19.6cm解得g=9.8m/s214. 某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）。完成下列填空：①将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为0.90kg；②将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示；（1）将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：序号12345m（kg）1851.751.801.701.90根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力，该同学采用了____________kg的方式纪录，其中第一个空为平均值，第二个空为标准差，标准差保留一位有效数字；小车通过最低点时的速度平均值大小为__________m/s。（重力加速度大小取9.80m/s2 ，计算结果保留2位有效数字）（2）列举一项实验误差的来源。_____________________________【答案】    ①. 1.80    ②. 0.07    ③. 1.3    ④. 读数误差或释放位置出现变动【解析】【详解】（1）[1]m的平均值为[2]标准差为[3]由图（b）可得小车的质量为求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力则在最低点凹形桥对小车的支持力为根据牛顿第二定律解得（2）[4]实验中的误差可能来自读数误差或释放位置出现变动。三、计算题（共2小题，各16分，共32分。按题目要求作答，写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不得分）15. 如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动（加速度很小），当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=1m，离水平地面的高度H=1.25m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=1.57m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2 ，，求：（1）物块与转台间的动摩擦因数；（结果保留两位有效数字）（2）物体落地时离抛出点的距离。（结果保留三位有效数字）【答案】（1）0.99；（2）1.70m【解析】【详解】（1）物体飞出平台后做初速度为v平抛运动，设时间为t，则解得t=0.5sv=3.14m/s对物体在圆盘上刚要被甩出的瞬间进行受力分析，有解得（2）物体做平抛运动时圆盘仍在转动，因为圆盘的加速转动极为缓慢，所以在物体下落过程中圆盘可看作匀速转动，转过的角度为 ，角速度为 ，则解得设落地点到抛出点的距离为L，则解得16. 把地球简化为一个质量均匀的球体，现有一个质量为m的卫星绕地球做匀速圆周运动，证明如果选择无穷远处引力势能为0，该卫星的引力势能为，其中M为地球质量，r为卫星到地心的距离，G为万有引力常数。【答案】见解析【解析】【详解】设卫星从距地心r位置运动到无穷远的过程中，万有引力做功为W，则根据功能关系，有其中可得距地心r处卫星的引力势能为