2022届山东省济宁市泗水县高三（上）期中物理试题含解析

2022届山东省济宁市泗水县高三（上）期中物理试题试卷满分：100分    考试时长：90分钟

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. 加速度是人类认识史上最难建立的概念之一，也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念；生活中也很少见直接表达加速度的俗语，所以对加速度的认识极易出现错误。下列有关说法中正确的是（　　）

A. 加速度是指速度的增加

B. 速度的变化量越大，加速度就越大

C. 加速度的方向不仅与力的方向相同，还一定与速度的方向在同一条直线上

D. 加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度大，加速度不一定大

【答案】D

【解析】

【详解】A．加速度是指速度变化快慢的物理量，A错误；

B．速度的变化量越大，加速度不一定越大，速度变化的越快，加速度越大，B错误；

C．加速度的方向与力的方向相同，不一定与速度的方向在同一条直线上，C错误；

D．加速度是描述速度变化快慢的物理量，加速度与速度的大小无关，D正确。

故选D。

2. 城市电动助力车在确保安全规范骑行的前提下既能方便市民出行，也可净化城市环境，减少尾气排放。在一条平直的公路上，某同学以公路上某一位置为原点，记录了骑行电动助力车的甲、乙两位同学的位移（x）–时间（t）图像，如图所示，甲的图像t2前是曲线、t2后是直线，乙的图像是一条直线，在0 ~ t3时间内，下列说法正确的是（　　）

A. 甲先做曲线运动，后又做直线运动，乙做单向直线运动

B. 途中有两个时刻，甲、乙的速度相同

C. 全程甲、乙的位移相同

D. 途中甲、乙只相遇一次，然后又分开

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．位移—时间图像描述的是直线运动的图像，因此甲、乙都做直线运动，A错误；

B．图像中图线的切线斜率表示瞬时速度，甲的图线上有两个位置的切线与乙的图线平行，切线斜率相等，表明速度相同，B正确；

C．甲有折返运动，全程的位移较小，C错误；

D．图中两图线分别在t1、t2两个时刻位置重合，相遇两次，D错误。

故选B。

3. 数学函数表达式能简洁地表达物理量间的关系，定量解决实际生活中的问题。若一质点做直线运动，某同学写出了未完全化简的位移与时间的关系式为（各物理量均采用国际单位制），则可通过该式判断（　　）

A. 式中的表示质点在时刻的瞬时速度 B. 时刻质点的位置坐标是

C. 前2s内质点平均速度是5m/s D. 质点运动的加速度大小为

【答案】C

【解析】

【详解】A．式中的表示质点在时间内的平均速度，A错误；

B．关系式左右两边同乘以t，得

时刻质点的位置坐标是，B错误；

C．时刻质点的位置坐标是，质点的位置坐标是

前2s内质点的平均速度为

C正确；

D．对比公式

可知

D错误。

故选C。

4. 如图所示，某杂技演员在做手指玩圆盘的表演。设该盘的质量为m，手指与盘之间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘底处于水平状态，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　）

A. 若手指静止，盘匀速转动，盘边缘某点受合力零

B. 若盘自身不转动，用手指支撑着盘并一起水平向右做匀速运动，则盘受到手水平向右的静摩擦力

C. 若盘自身不转动，若手指支撑着盘并一起水平向右做匀加速运动，则手对盘的摩擦力大小一定为

D. 若盘随手指一起水平向右做匀加速运动，则手对盘的作用力大小一定大于mg

【答案】D

【解析】

【详解】A．若手指静止，盘匀速转动，盘边缘某点受合力不为零，各点做匀速圆周运动需要向心力，所以A错误；

B．若盘自身不转动，用手指支撑着盘并一起水平向右做匀速运动，则盘只受重力与支持力，摩擦力为0，所以B错误；

C．若盘自身不转动，若手指支撑着盘并一起水平向右做匀加速运动，则手对盘的摩擦力大小为

所以C错误；

D．若盘随手指一起水平向右做匀加速运动，则手对盘的作用力大小为

则手对盘的作用力大小一定大于mg，所以D正确；

故选D。

5. 筷子是中国人常用的饮食工具，也是中华饮食文化的标志之一，如图所示，用甲、乙两根筷子夹一个小球，甲始终竖直，乙倾斜；在竖直平面内，乙与竖直方向的夹角为θ，假定筷子与小球间的摩擦很小，可以忽略不计。小球质量m一定并始终保持静止，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A. θ角一定时，筷子甲对小球弹力大小为mgtanθ

B. θ角一定时，筷子乙对小球的弹力大小为mgtanθ

C. 随者θ角缓慢增大，两根筷子对小球的弹力均减小

D. 随着θ角缓慢增大，两根筷子对小球的合力将增大

【答案】C

【解析】

【详解】A．θ角一定时，筷子甲对小球的弹力大小为，A错误；

B．θ角一定时，筷子乙对小球的弹力大小为，B错误；

C．根据

随者θ角缓慢增大，tanθ和sinθ都增大，两根筷子对小球的弹力均减小，C正确；

D．随着θ角缓慢增大，两根筷子对小球的合力不变，等于零，D错误。

故选C。

6. 地球环境的变化，大家都是有目共睹的，也许将来有一天真的不再适合人类居住，电影《流浪地球》里的选择是带着地球一起流浪，而现实中，有人选择移居火星。火星是靠近地球的类地行星，已知地球质量约为火星质量的10倍，地球半径约为火星半径的2倍；设地球的公转周期为、地球表面的重力加速度为、地球的第一宇宙速度为、地球的密度为，则（　　）

A. 火星的公转周期为 B. 火星表面的重力加速度约为

C. 火星的第一宇宙速度约为 D. 火星的密度约为

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据

解得

由于火星的公转半径不知道所以其公转周期无法确定，所以A错误；

B．根据

解得

则火星表面的重力加速度约为

所以B正确；

C．根据

解得

火星的第一宇宙速度约为

所以C错误；

D．根据

解得

则火星的密度约为

所以D错误；

故选B。

7. 世界面食在中国，中国面食在山西。山西的面食中，又以“刀削面”最为有名，是真正的面食之王。“刀削面”的传统操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为，与锅沿的水平距离为，锅的半径也为。若所有的小面圈都被水平削出，并全部落入锅中，忽略空气阻力，则下列关于小面圈在空中运动的描述正确的是（　　）

A. 所有面圈的速度变化量都相同，与初速度大小无关

B. 质量大的面圈，运动时间短，初速度大的面圈，运动时间长

C. 所有面圈落入水中时，重力的瞬时功率都相等

D. 落入锅中时，进水的最大速度是最小速度的3倍

【答案】A

【解析】

【详解】AB．所有面圈因下落的高度相同

则运动时间相同，根据

∆v=gt

可知，速度变化量都相同，A正确，B错误；

C．所有面圈落入水中时，重力的瞬时功率

所有面圈的质量不一定相等，故重力的瞬时功率不一定相等，C错误；

D．落入锅中的最大初速度

最小初速度

因落入碗中的速度

则落入锅中的最大速度不是最小速度的3倍，D错误。

故选A。

8. 在四川凉山木里森林火灾中，应急部门快速反应，紧急调度4架直升机洒水灭火。如图甲所示，直升机静止在空中通过绳索吊装水箱时，水箱在绳索的作用下由静止开始竖直向上运动；运动过程中水箱的机械能与其竖直位移变化关系的图像如图乙所示，其中段为曲线，段为直线。若忽略摩擦阻力和空气阻力，则（　　）

A. 在段所示的过程中，绳索的拉力逐渐增大

B. 在段所示的过程中，绳索的拉力一直不变

C. 在段所示的过程中，水箱的动能一直增加

D. 在段所示的过程中，水箱一定处于超重状态

【答案】B

【解析】

【详解】AC．本题中根据功能关系，除重力之外的其他力即绳索的拉力对水箱做多少正功水箱的机械能就增加多少，所以E-x 图像斜率的绝对值等于水箱所受拉力的大小，由图可知在段斜率的绝对值逐渐减小，故在段内水箱所受的拉力逐渐减小；所以开始先加速运动，当拉力减小后，可能做减速运动，故动能不一定一直增加，A、C错误；

BD．由于水箱在段E-x 图像的斜率的绝对值不变，故水箱所受的拉力保持不变；如果拉力等于水箱所受的重力，则水箱做匀速直线运动，动能可能不变。故B正确、D错误。

故选B。

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. 如图所示，一倾角为θ的斜面体放置在水平地面上，其上表面光滑、下表面粗糙。用一轻绳跨过定滑轮拉动一质量为m的小球，在与小球相连的细绳变为竖直方向过程中，可使小球沿斜面向上做一段匀速运动。斜面体一直静止在水平地面上，不计滑轮与绳子之间的摩擦。则在小球做匀速运动过程中，下列说法中正确的是（　　）

A. 外力F一直增大

B. 斜面体受到地面的支持力先增大后减小

C. 此过程中斜面体受到地面的摩擦力方向水平向左，大小逐渐减小

D. 绳子右端移动的速度大于小球沿斜面运动的速度

【答案】AC

【解析】

【详解】A．设细绳与斜面的夹角为α，则当小球匀速运动时，由平衡可知

则当α逐渐变大时，F逐渐变大，选项A正确；

B．对斜面体和小球的整体，竖直方向

当α逐渐变大时，FN逐渐变小，选项B错误；

C．对斜面体和小球的整体，水平方向，此过程中斜面体受到地面的摩擦力等于拉力F的水平分量，则水平向左，大小为

当α逐渐变大时，Ff逐渐减小，选项C正确；

D．将小球运动的速度v分解为沿绳子方向的速度v1和垂直绳子方向的速度，则

v1=vcosα

则

v1<v

即绳子右端移动的速度小于小球沿斜面运动的速度，选项D错误。

故选AC。

10. 在轴上和处，固定两点电荷和，两电荷之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，在处电势最低，下列说法中正确的是（　　）

A. 两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为

B. 两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为

C. 处的位置电场强度不为0

D. 在与之间的连线上电场强度为0的点有2个

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．φ－x图线的切线斜率表示电场强度的大小，点切线斜率为零即电场强度为0，则有

则

根据沿电场线方向电势降低可知，内电场强度沿x轴正方向，内电场强度沿x轴负方向，则两个电荷是同种电荷，故A正确，B错误；

C．φ－x图线的切线斜率表示电场强度的大小，点切线斜率不为零，则电场强度不为0，故C正确；

D．由于两个电荷是同种电荷，根据电场的叠加可知，在的左边和的右边合场强不可能为0，所以只有在处合场为0即只有一处，故D错误。

故选AC。

11. 如图所示，轻弹簧的下端固定在水平面上，上端固定一质量为m的物体。物体从静止开始在竖直向上恒力F的作用下向上运动L距离，此时物体的速度为v，此过程弹性势能增量为；系统机械能增量为，以下关系式成立的是（空气阻力不计） （　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】BC

【解析】

【详解】由动能定理可知

弹性势能增量为

可知

根据功能关系可知，机械能增量等于力F做功，即

故选BC。

12. 质量为m的带电小球由空中某点P无初速度地自由下落，经过时间t，加上竖直方向且范围足够大的匀强电场，再经过时间t小球又回到P点。整个过程中不计空气阻力且小球未落地，则（　　）

A. 电场强度的大小为

B. 整个过程中小球电势能减少了

C. 从P点到最低点的过程中，小球重力势能减少了

D. 从加电场开始到小球运动到最低点过程中，小球动能减少了

【答案】AD

【解析】

【详解】A.设电场强度为E，加电场后小球的加速度大小为a，取竖直向下为正方向，则由

和

可得

故A正确；

B.整个过程中电场力做功

所以小球电势能减少了，故B错误；

C. 从P点到最低点的过程中，小球下降的距离

所以小球重力势能减少

故C错误；

D.小球运动到最低点时，速度为零，从加电场开始到小球运动到最低点的过程中，小球动能减少

故D正确；

故选AD。

第Ⅱ卷  非选择题（共60分）

三、实验题（本题包括13、14两个小题，共计14分）

13. 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间。实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示。实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车。在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置。（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）

（1）由图（b）可知，小车在桌面上是___________（填“从右向左”或“从左向右”）运动的。

（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图（b）中点位置时的速度大小为___________m/s，加速度大小为___________。（结果均保留两位有效数字）

【答案】    ①. 从右向左    ②. 0.19    ③. 0.038

【解析】

【详解】.

（1）[1]用手轻推一下小车，小车在桌面上做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置可知，小车从右向左做减速运动。

（2）[2]已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，那么各点时间间隔为

根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有

[3]根据匀变速直线运动的推论公式

可以求出加速度的大小，得

负号表示方向相反。

14. 某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，力传感器固定在天花板上，细线一端吊着小球，一端连在力传感器上传感器显示细线拉力的大小．小球的质量为m，当地的重力加速度为g．

(1)实验开始前，用游标卡尺测出小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径D=________mm．再让小球处于自然悬挂状态，测出悬线的长为L．

(2)将小球拉离平衡位置使细线与竖直方向成一定的张角θ，由静止释放小球，使小球在竖直面内做往复运动，力传感器测出悬线的拉力随时间变化的关系如图丙所示，则小球运动到最低点时速度的大小为v=________．小球摆到最高点时与最低点的高度差h=________(均用已知和测量物理量的符号表示)

(3)验证机械能守恒定律成立的表达式为________________(用已知和测量物理量的符号表示)．

【答案】    ①. 9.8；    ②. ；    ③. ；     ④. ；

【解析】

【分析】（1）游标卡尺的读数等于主尺读数与游标尺读数之和；

（2）在最低点根据牛顿第二定律求解速度v；根据几何关系求解下落的高度；

（3）若机械能守恒，则小球的动能增加量等于重力势能的减小；

【详解】（1）小球的直径D=9mm+0.1mm×8=9.8mm；

（2）小球在最低点时细绳受拉力最大为F0，根据牛顿第二定律：F0-mg=m ，解得；小球摆到最高点时与最低点的高度差h=；

（3）验证机械能守恒定律成立的表达式为 ，

即

即：

15. 如图所示，一质量为m的小球从半径为R的竖直四分之一圆弧轨道的顶端无初速释放，圆弧轨道的底端水平，离地面高度为R。小球离开圆弧轨道的底端又通过水平距离R落到地面上，不计空气阻力，重力加速度为g。求：

（1）小球刚到圆弧轨道底端时对轨道的压力；

（2）小球在圆弧轨道上受到的阻力所做的功。

【答案】（1），方向竖直向下（2）

【解析】

【详解】（1）设小球在圆弧轨道的最低点时的速度为v，小球离开圆弧轨道后做平抛运动，有：

联立解得：

而在圆弧轨道的最低点，由牛顿第二定律可知：

由牛顿第三定律，

联立求得球队轨道的压力为：

方向竖直向下。

（2）对圆弧上运动的过程由动能定理：

联立可得：

16. 一传送带装置如图所示，其中AB段是水平的，长度，BC段是倾斜的，长度，倾角37°，AB和BC在B点通过一段极短的圆弧连接（图中未画出圆弧），传送带以v=4m/s的恒定速率顺时针运转，已知工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度，现将一个工件（可看做质点）无初速度地放在A点，求：

(1)工件第一次到达B点所用的时间；

(2)工件沿传送带上升的最大高度．

【答案】(1)1.4s；(2)2.4m

【解析】

【详解】(1)工件刚放在水平传送带上的加速度为，由牛顿第二定律得

解得

经时间与传送带的速度相同，则

前进的位移为

此后工件将与传送带一起匀速运动至B点，用时

所以工件第一次到达B点所用的时间

(2)设工件上升的最大高度为h，由动能定理得

解得

h=2.4m

17. 示波管的示意图如下，竖直偏转电极的极板长L=4.0cm，两板间距离d=1.0cm，两板间电压U=144V。极板右端与荧光屏的距离S=18cm。由阴极发出的电子经电压U0=2880V的电场加速后，以速度v0沿中心线进入竖直偏转电场。（已知电子电荷量e=1.6×10-19C，质量m=9×10-31kg且电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计。）求：

(1)电子飞入偏转电场时的速度v0；

(2)电子打在荧光屏上距中心点的距离Y。

【答案】(1)v0=3.2×107m/s；(2)2cm

【解析】

【详解】(1)电子在加速电场中，由动能定理得

解得

v0=3.2×107m/s

(2)电子进入偏转电场，做类平抛运动，在水平方向上

在电场方向上

设速度偏转角，有

电子出电场后，做匀速直线运动，侧移

解得

18. 如图所示，质量为的长木板置于光滑水平地面上，质量为的小物块放在长木板的右端，在木板右侧的地面上固定着一个有孔的弹性挡板，孔的尺寸刚好可以让木板无接触地穿过。现使木板和物块以的速度一起向右匀速运动，物块与挡板发生完全弹性碰撞，而木板穿过挡板上的孔继续向右运动。已知物块与木板间的动摩擦因数，重力加速度取。

（1）求物块与挡板碰撞后，物块离开挡板的最大距离；

（2）若物块与挡板第次碰撞后，物块离开挡板的最大距离为，求；

（3）若整个过程中物块不会从长木板上滑落，求长木板的最短长度；

【答案】（1）1.6m；（2）5；（3）6.4m

【解析】

【详解】（1）由于物块与挡板发生弹性碰撞，所以物块与挡板碰撞后以原来的速度大小返回，即

碰撞后物块在滑动摩擦力作用下做匀减速运动，当物块速度减小为零时离挡板的距离最大，为

（2）物块与挡板发生第一次碰撞后，物块先向左匀减速运动到速度为零后再向右匀加速运动，长木板一直向右匀减速运动。假设物块与挡板发生第二次碰撞之前就已经达到共同速度，则从物块与挡板第一次碰撞后瞬间到第二次碰撞前瞬间的过程中，根据动量守恒定律有

解得物块第二次与挡板碰撞前瞬间的速度大小为

设物块由速度为0加速到v2的过程中运动的位移大小为x′，则根据动能定理有

解得

故假设成立，即物块与挡板发生第二次碰撞前就已经与木板达到共同速度，从物块第二次与挡板碰撞后瞬间到第三次与挡板碰撞前瞬间的过程中，根据动量守恒定律有

解得物块第三次与挡板碰撞前瞬间的速度大小为

根据以上分析可推知，物块第n次与挡板碰撞后瞬间的速度大小为

所以

解得

（3）根据以上分析可推知，物块多次与挡板碰撞后，最终将与木板同时静止，假设物块最终静止于木板的左端，根据能量守恒定律有

解得