2022-2023学年福建省莆田一中、龙岩一中、三明二中三校高三上学期12月（月考）联考物理试题含答案

    2022—2023学年莆田一中、龙岩一中、三明二中三校联考

物理试卷

 （考试时间：2022年12月6日下午16：05-17：20）

一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16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．如图所示，直线和抛物线分别为汽车a和b的位移—时间（即x-t）图像，则（    ）

A．01 s时间内a车的平均速度大小比b车的大

B．02 s时间内a车的速度大小始终比b车的小

C．03 s时间内两车的平均速度相同

D．03 s时间内两车运动方向相同

2．如图所示为某次高铁列车运行过程中某节车厢截面示意图，车厢内两拉手A、B偏离竖直方向的角度分别为和，并保持不变，拉手A、B的质量分别为和，系拉手A的绳长为，系拉手B的绳长为。取重力加速度为g，不计空气等阻力，则下列说法正确的是（　　）

A．列车一定在做减速运动

B．若，则

C．若，则

D．列车加速度大小为

3．如图所示，一倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，斜面上有质量均为m的三个小球A、B、C，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B两小球之间由一个轻杆连接，B、C两小球之间由一轻质细线连接，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，系统初始处于静止状态。若细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（　　）

A．小球A的受力情况未变，加速度为零

B．A、B两个小球的加速度大小均为

C．A、B两小球之间杆的拉力大小为

D．小球C的加速度沿斜面向上，大小为

4．一质量为的物体，在粗糙的水平面上受水平恒定的拉力F作用做匀速直线运动。物体运动一段时间后拉力逐渐减小，当拉力减小到零时，物体刚好停止运动。如图所示为拉力F随位移x变化的关系图像，重力加速度大小取10m/s2，则可以求得（　　）

A．物体做匀速直线运动的速度为4m/s 

B．整个过程拉力对物体所做的功为4J

C．整个过程摩擦力对物体所做的功为-8J

D．整个过程合外力对物体所做的功为-4J

二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题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。）

5．为了锻炼儿童的协调性，父子俩一起玩投掷小球的游戏。如图所示，父子分别从A、B两点水平抛出一个小球，小球均能从立在地面上的竖直管子的管口O落入管中，A、B、O三点恰在一条直线上，且。从A点抛出的小球初速度大小为v1，在O点的速度与水平方向的夹角为，从B点抛出的小球初速度大小为v2，在O点的速度与水平方向的夹角为，空气阻力不计，则下列判断正确的是（　　）

A． B．

C．v1：v2=3：2 D．v1：v2

6．在游乐场燃放烟花，将质量为0.3kg的烟花点燃，烟花在0.01s的时间内发生第一次爆炸，先向下高速喷出少量高压气体（此过程烟花位移可以忽略），后被竖直发射到距地面为20m的最高点。在最高点时，剩余火药在极短时间内发生第二次爆炸，烟花被炸成两部分，其中质量为0.1kg的一部分烟花以40m/s的速度水平向东飞出，不计空气阻力和火药的质量，重力加速度大小取10m/s2。则（　　）

A．第一次火药爆炸，烟花动量变化量的大小为6kg·m/s

B．第一次火药爆炸过程中高压气体对烟花平均作用力大小为600N

C．第二次火药爆炸后另一部分烟花的速度大小为20m/s，方向水平向西

D．第二次火药爆炸后两部分烟花落地点之间的距离为40m

7．如图所示是一列沿x轴正方向传播的机械波在t=0时的波形图，由于某种原因，中间有一部分无法看清，已知该波的波速v=0.5 m/s，下列说法正确的是（　　）

A．t=0时刻x=9cm处的质点正经过平衡位置沿y轴负方向运动

B．此列波的周期 T=0.02 s

C．00.03s时间内，质点P的加速度不断减小

D．t=0.17s时，质点P运动到正方向最大位移处

8．如图所示，某机场用与水平面夹角的传送带输送货物，传送带以v=1m/s的速度顺时针运行，地勤人员将一质量为2kg的货物以初速度v0=5m/s从底部滑上传送带，货物恰好能到达传送带的顶端。已知货物与传动带之间的动摩擦因数为，重力加速度大小取10m/s2，下列正确的是（　　）

A．货物在传送带上一直向上做加速度相同的匀减速直线运动

B．传送带的底端到顶端的长度是1.75m

C．货物在传送带上向上运动的过程中由于摩擦产生的热量为10.5J

D．货物向上运动的过程中，传送系统因传送货物多消耗的电能为0J

三、非选择题：共60分，其中9、10题为填空题，11、12为实验题，13～15题为计算题。考生根据要求作答。

9．（4分）图甲为中国古代的鱼洗：有节奏地摩擦鱼洗双耳，可以看到盆内水波荡漾，甚至喷出水柱。原理是：搓双耳时，产生两列相向传播的同频率水波，相遇时产生的___________（选填“干涉”、“衍射”）现象。图乙为某时刻相向传播的两列水波的波形图，A、B、C、D、E、F六个质点中，可能“喷出水柱”的是________________点。

10．（4分）2022年11月1日，梦天实验舱与“天宫”空间站在轨完成交会对接。11月3日，梦天实验舱与天和核心舱、问天实验舱形成新的空间站“T”字基本构型组合体。已知组合体的运行轨道距地面高度为h，地球视为理想球体且半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，组合体轨道处的重力加速度为           ，地球的平均密度可表示为            。

11．（4分）某兴趣小组的同学利用如图所示的装置验证机械能守恒定律，他们将一根不计粗细的轻杆水平固定在铁架台上，用两根等长轻绳共同将金属小球吊在轻杆上，两根轻绳分别固定于O1、O2两点，在小球自然悬垂的位置上安装一个光电门（图中没有画出），光电门发出的光线与小球摆到最低点时的球心在同一水平线上。实验时先将小球球心拉至与轻杆等高处，此时两轻绳刚好伸直，再由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间t，已知当地重力加速度为g，小球的直径为d。

（1）关于该实验，下列说法中正确的是         。

A．必须用天平称量出小球的质量       B．固定小球的两根轻绳一定要互相垂直

C．应选用密度大体积小的小球来做实验 D．若光电门安装得略微偏高，小球动能的测量值将偏大

（2）如果测得小球自然下垂时球的下沿到轻杆的垂直距离为L，小球通过光电门的时间为t。当实验所得数据满足关系式                 时可以验证机械能是守恒的。

12．（8分）某物理课外活动小组准备测量公园的重力加速度，其中一小组同学将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下半部分露于筒外），如图甲所示，将摆球拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设摆球摆动过程中悬线不会碰到筒壁。本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离L，并通过改变而测出对应的摆动周期，再以T2为纵轴、L为横轴作出函数关系图像，可以通过此图像得出小筒的深度h和当地的重力加速度g。                   

（1）实验时用10分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图丙所示，该摆球的直径___________ mm。

（2）测量单摆的周期时，某同学在摆球某次通过最低点时按下秒表开始计时，同时数0，当摆球第二次通过最低点时数1，依此法往下数，当他数到60时，按下秒表停止计时，读出这段时间，则该单摆的周期为___________。

（3）如果实验中所得到的T2-L关系图线如图乙中的________所示（选填“a”，“b”，“c”），当地的重力加速度g=_________（取，结果保留3位有效数字）。

13．（12分）无人机因具有机动性能好，生存能力强，无人员伤亡风险，使用方便等优点在生产生活中有广泛应用。我囯林业部门将无人机运用于森林防火工作中，如图所示，某架无人机执行火情察看任务，悬停在目标正上方且距目标高度为处，时刻，它以加速度竖直向下匀加速运动距离后，立即向下做匀减速直线运动直至速度为零，重新悬停在距目标高度为的空中，然后进行拍照。重力加速度大小取10m/s2，求：

（1）无人机从时刻到重新悬停在距目标高度为处的总时间t；

（2）若无人机在距目标高度为处悬停时动力系统发生故障，自由下落后恢复动力，要使其不落地，恢复升力时的最小加速度大小。

14．（12分）如图所示，轨道ABCDE由粗糙的水平轨道AB、CD、竖直轨道BC和光滑的圆弧轨道组成，DE连线水平。可视为质点的质量为4kg的玩具小汽车以36W的恒定功率从A点开始启动，能够达到的最大速度是，到达B点前已做匀速直线运动，从B点水平抛出后恰能沿圆弧上D点的切线进入竖直圆弧轨道，并从轨道边缘E点飞出，离开E点后相对E点上升的最大高度为0.8m。已知水平轨道AB间距为9m，小汽车运动到B点后电机不再工作。圆弧轨道的圆心O和B点等高，重力加速度大小取10m/s2，求：

（1）小汽车在水平轨道AB所受摩擦力大小及运动的时间；

（2）圆弧轨道的半径及小汽车运动到圆弧轨道最低点时对轨道的压力。

15．（16分）如图所示，质量为m的小滑块1，沿着光滑曲面下滑，曲面末端A与水平传送带平滑连接，传送带右端与光滑水平面平滑连接，水平面上有一个质量为的小滑块2。当小滑块1滑到传送带右端B处时恰好与传送带共速，接着再与小滑块2发生弹性碰撞。已知传送带长为，以速度顺时针方向运行，小滑块1与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，求：

（1）时，小滑块1和2第一次碰撞后瞬间的速度；

（2）小滑块1下滑的高度；

（3）值应满足什么条件，使得小滑块1和2能且只能发生两次碰撞。

2022—2023学年莆田一中、龙岩一中、三明二中三校联考

物理试题参考答案

一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题只有一个选项符合题目要求。

二、多项选择题：本题共4小题 ，每小题6分,  ，共24分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

三、非选择题：共60分 。

9.      干涉  （ 2 分）；      B、D、F（ 2 分）

10.     （ 2 分）； （ 2 分） 

11.（1）CD（ 2 分）    （2） （ 2 分）   

12. （1）12.0 （ 2 分） （2）    （ 2 分）     （3）a（ 2 分）；9.86（ 2 分）

13．（12分）

解：（1）设无人机下降过程最大速度为v，向下加速时间为t1，减速时间为t2，则由匀变速直线运动规律有                                                                     (2分)

                            (2分)

                (2分)

联立解得                                                   (1分)

（2）无人机自由下落末的速度为      (1分)

2s内向下的位移                                     (1分)

设其向下减速的加速度大小为时，恰好到达地面前瞬间速度为零

          (2分)

代入数据可解得                                               (1分)

14．（12分）解：

（1）小汽车到达B点前已达最大速度vm，则摩擦力

                                                                                         （1分）

解得                                                                  f=12N                （1分）

根据动能定理                                               （1分）

解得                                                                   t=3.5s               （1分）

（2）小汽车离开E点做斜上抛运动，根据对称性可知，斜上抛的最大高度与BC高度相同，

则BC高度                                                    hBC= 0.8m            （1分）

小汽车运动到D点时，竖直方向分速度   （1分）

设小汽车在D点速度方向与水平方向夹角为α，则有

圆弧轨道的半径                                                   （1分）

设小汽车运动到圆弧轨道最低点时速度为v，根据机械能守恒定律有

    （1分）

根据牛顿第二定律有                                                 （1分）

轨道对小汽车的支持力                                     F=147N                    （1分）

根据牛顿第三定律，小汽车运动到圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小为147N，方向竖直向下。（1分）                                                                                         

15. （16分）解：

（1）设小滑块1、2第一次碰后瞬间速度为与，由动量守恒和能量守恒：

                 （1分）

           （1分）

解得：                                         

代入得：                    方向水平向左         （1分）

                                              方向水平向右         （1分）

（2）假设小滑块1从高h处滑下，到曲面末端时速度为，下滑过程由机械能守恒

                          （1分）

若小滑块1冲上传送带时的速度小于传送带速度，由动能定理：

        （1分）

解得：                                                         （1分）

若小滑块1冲上传送带时的速度大于传送带速度，由动能定理：

       （1分）

解得：                                                       （1分）

（3）要使得小滑块1和2能且只能发生两次碰撞，要，即（1分）

小滑块1再次被传送回至水平面时，由运动的对称性可知其速度为，发生第二次碰撞的条件是，即         （1分）

对第二次碰撞，令碰后小滑块1、2速度分别为和，由动量守恒和机械能守恒得：

                                         （1分）

     （1分）

解得：                                      

若，则一定不会发生第三次碰撞，若，且，则会发生第三次碰撞。则由                                                                          （1分）

得                                      

解得:                                                      （1分）

综合可得：                                                       （1分）