【期中真题】山东省济南市2022-2023学年高三上学期11月期中考试物理试题.zip

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2022——2023学年高三上学期期中考试物理试题一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 如图所示为载有防疫物资的无人驾驶小车在水平路面上行驶的位移时间图像，该图像为抛物线的一部分，时刻对应图像的最高点，下列说法正确的是（　　） A. 时小车的速度为零B. 时小车的加速度为零C. 时小车的速度为整个过程最大速度的D. 时小车的速度为整个过程最大速度的【答案】C【解析】【详解】A．根据图像的切线斜率表示速度，可知时小车的速度不为零，时小车的速度为零，故A错误；BC．由于图像为抛物线，可知小车做匀变速直线运动，由于时小车的速度为零，设时小车的速度为，则小车在内的位移为解得则小车的加速度为时小车的速度为可知时小车的加速度为，时小车的速度为整个过程最大速度的，故B错误，C正确；D．设时小车的速度大小为，则有代入数据可得可知时小车的速度大于整个过程最大速度的，故D错误。故选C。2. 水平面上有一可绕B点转动的直角L形槽，其截面如图所示，槽内有一正方形物块，初始时BC面与水平面间夹角为60°，不计一切摩擦，当缓慢减小BC面与水平面间夹角直到0°的过程中，下列说法正确的是（　　） A. AB面对物块的支持力先增大后减小B. AB面对物块的支持力逐渐增大C. BC面对物块的支持力先减小后增大D. BC面对物块的支持力逐渐增大【答案】D【解析】【详解】AB．设转动过程中，AB面与水平面夹角，物块质量m，则物块对AB面的压力可知，随着的增大，物块对AB面的压力减小，根据牛顿第三定律，AB面对物块的支持力减小，故AB错误；CD．物块对BC面的压力可知，随着的增大，物块对BC面的压力增大，根据牛顿第三定律，BC面对物块的支持力增大，故C错误，D正确。故选D。3. 如图所示，质量不同的两颗卫星a、b围绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　）A. 卫星a的角速度小于卫星b的角速度B. 卫星a的加速度大于卫星b的加速度C. 卫星a的动能大于卫星b的动能D. 相同时间内两颗卫星与地心的连线扫过的面积相同【答案】B【解析】【详解】A．根据解得由于卫星a的轨道半径小于卫星b的轨道半径，则卫星a的角速度大于卫星b的角速度，A错误；B．根据解得由于卫星a的轨道半径小于卫星b的轨道半径，则卫星a的加速度大于卫星b的加速度，B正确；C．根据，解得由于两卫星的质量关系不确定，则两卫星的动能关系不确定，C错误；D．根据开普勒定律可知，卫星在同一轨道上相同时间内卫星与地心的连线扫过的面积相同，在不同轨道上不相同，D错误。故选B。4. 北京时间10月23日，2022年FINA柏林跳水世界杯圆满落幕，中国跳水梦之队在本次世界杯上共收获了8金4银，再次展现强大实力。某次比赛中跳水运动员从水面上方某固定高度处以初速度竖直向上起跳，一段时间后落入水中，将运动员看成质点，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）A. 起跳的初速度越大，从起跳到入水前瞬间运动员的动能变化量越大B. 起跳的初速度越大，从起跳到入水前瞬间运动员的动量变化量越小C. 入水后到速度为零的过程中，运动员的动量变化量大于水对运动员的冲量D. 入水后到速度为零的过程中，运动员的动量变化量小于水对运动员的冲量【答案】D【解析】【详解】A．从起跳到入水前瞬间运动员的动能变化量为起跳的初速度越大，由于下落高度不变，可知从起跳到入水前瞬间运动员的动能变化量不变，故A错误；B．根据动量定理可得起跳的初速度越大，从起跳到入水前瞬间运动员所用的时间越长，则运动员的动量变化量越大，故B错误；CD．入水后到速度为零的过程中，根据动量定理可得可得可知入水后到速度为零的过程中，运动员的动量变化量小于水对运动员的冲量，故C错误，D正确。故选D。5. 如图所示，物体Q放置在水平地面上，其上端连接竖直轻弹簧，将物体P从弹簧正上方某处由静止释放，在物体P接触弹簧到压缩弹簧到最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），下列说法正确的是（　　）A. 物体P先失重后超重B. 物体P一直超重C. 物体Q对地面的压力先增大后减小D. 物体Q对地面的压力大于P、Q两物体的总重力【答案】A【解析】【详解】AB．接触弹簧后，弹簧弹力小于重力，合力向下，加速度向下，则物体处于失重状态，随着弹簧弹力逐渐增大，弹力大于重力，合力向上，加速度向上，则物体处于超重状态，故A正确，B错误；CD．对Q受力分析可知根据牛顿第三定律可知因为弹簧弹力逐渐增大，所以对地面的压力一直增大，弹力先小于P的重力后大于P的重力，则物体Q对地面的压力先小于后大于P、Q两物体的总重力，故CD错误。故选A。6. 如图所示木杆长L，上端悬挂在某一点，由静止放开后让它自由落下（不计空气阻力），木杆通过悬点正下方2L处的圆筒AB，圆筒AB长为3.5L，重力加速度为g，则木杆被圆筒AB完全挡住的时间为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】当木杆上端到达A点时当下端到达B点时被挡住的时间解得故选A。7. 为解决洗衣服时弯腰放置衣物的问题，有人设计了一种斜式滚筒洗衣机，其简化图如图所示。该洗衣机在脱水过程中滚筒绕固定轴OO1以恒定的角速度转动，滚筒的半径为r，筒壁内有一可视为质点的衣物，衣物与滚筒间的动摩擦因数为μ（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），转动轴与水平面间的夹角为θ，重力加速度为g。要保持衣物在最高点时与圆筒相对静止，滚筒转动角速度的最小值为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【详解】衣物在最高点时由重力垂直筒壁方向的分力与支持力提供向心力，所以有要使衣物与圆筒相对静止，则需要重力沿筒壁方向的分力不大于最大静摩擦力，则有两式联立解得故滚筒转动角速度的最小值为，故B正确。故选B。8. 如图甲所示，质量为2kg的小球B与质量未知的小球C用轻弹簧拴接，放在光滑的水平地面上，另有一小球A以6m/s的初速度向右运动，t=2s时球A与球B碰撞并瞬间粘在一起，碰后球B的ν-t图像如图乙所示。已知弹簧的弹性系数k=240N/m，弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），整个运动过程中弹簧始终在弹性限度内。下列判断正确的是（　　）A. 碰后球B的速度为零时弹簧长度最短B. 碰后球B的速度为零时球C的加速度为零C. 碰后运动过程中，小球B加速度的最大值为20m/s2D. 碰后运动过程中，小球B加速度的最大值为30m/s2【答案】C【解析】【详解】A．当三球共速时，弹簧弹性势能最大，压缩量最大，弹簧长度最短，故A错误；B．由图可知，B的速度为零后继续反向加速，说明弹簧弹力不为0，故C球受到弹簧弹力，加速度不为0，故B错误；CD．AB发生完全非弹性碰撞，则解得ABC整体动量守恒当弹簧恢复原长时，此时，满足即解得当ABC共速时联立解得解得此时小球B加速度最大故C正确，D错误。故选C。二、多项选择题：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，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。9. 如图所示，A物体套在光滑的竖直杆上，B物体放置在粗糙水平桌面上，用一细绳连接。初始时细绳经过定滑轮呈水平，A物体从P点由静止释放，下落到Q点时速度为v，此过程中绳子一直伸直，物体B始终在水平桌面上，下列说法正确的是（　　） A. A物体运动到Q点时，B物体的速度小于vB. A物体运动到Q点时，B物体的速度大于vC. A物体减少的机械能等于B物体增加的动能D. A物体减少的机械能大于B物体增加的动能【答案】AD【解析】【详解】AB．根据运动的分解可知故A正确，B错误；CD．根据能量守恒定律可知A物体减少的机械能转化为B物体的动能和摩擦生热，故A物体减少的机械能大于B物体增加的动能，故C错误，D正确。故选AD。10. 第二十四届冬奥会于2022年2月4日至20日在北京举行，中华文明与奥林匹克运动再度携手，奏响全人类团结、和平、友谊的华美乐章。跳台滑雪是冬奥会的重要项目之一。如图所示，一名跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过2s落到斜坡上的A点，不计空气阻力，运动员视为质点，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 当从O点下落高度为5m时，运动员离斜面最远B. 当从O点下落高度为10m时，运动员离斜面最远C. 当从O点下落高度为5m时，重力的瞬时功率为到达A点前瞬间重力瞬时功率的一半D. 当从O点下落高度为10m时，重力的瞬时功率为到达A点前瞬间重力瞬时功率的一半【答案】AC【解析】【详解】AB．类比斜抛运动，从O点到A点的时间为t2=2s根据斜抛运动的对称性，从O点到离斜面最远需要时间则从O点下落高度为故A正确，B错误；CD．从O点下落高度为5m时，需要时间此时竖直方向的速度从O点下落到A点需要时间此时竖直方向的速度根据P=mgv知当从O点下落高度为5m时，重力的瞬时功率为到达A点前瞬间重力瞬时功率的一半，故C正确，D错误。故选AC。11. 图甲是全球最大回转自升塔式起重机，它的开发标志着中国工程用超大吨位塔机打破长期依赖进口的局面，也意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从时刻由静止开始提升质量为的物体，其图像如图乙所示，内起重机的功率为额定功率，不计其它阻力，重力加速度为，则以下说法正确的是（  ）A. 物体在内运动的最大速度为B. 起重机的额定功率为C. 内起重机对物体做的功小于内起重机对物体做的功D. 内起重机对物体做的功大于内起重机对物体做的功【答案】BC【解析】【详解】A．由图像可知，物体在做匀加速直线运动，时物体的速度为由于后物体继续做加速度逐渐减小的加速运动，可知物体在内运动的最大速度大于，故A错误；B．由图像可知，在时，物体结束做匀加速运动，此时起重机功率达到最大功率，根据牛顿第二定律可得解得则起重机的额定功率为故B正确；CD．内，物体的位移为内起重机对物体做的功为内起重机保持额定功率不变，则内起重机对物体做的功可得故C正确，D错误。故选BC。12. 如图甲所示，六块相同长木板并排放在粗糙水平地面上，每块长度为L=2m、质量为M=0.8kg。另有一质量为m=1kg的小物块（可看做质点），以的初速度冲上木板。已知物块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.3，木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1，重力加速度取g=10m/s2。以下说法正确的是（　　） A. 物块滑上第4块瞬间，第4、5、6块开始运动B. 物块滑上第5块瞬间，第5、6块开始运动C. 物块最终停在某木块上，物块与该木块摩擦产生的热量为D. 物块最终停在某木块上，物块与该木块摩擦产生的热量为【答案】BD【解析】【详解】AB．当物块滑上第n个长木板时，长木板开始运动，满足解得故物块滑上第5块瞬间，第5、6块开始运动，故A错误，B正确。CD．滑上第5块木板前，所有木块相对地面静止，则根据代入数据解得，冲上第5块木板的速度在第5块木板上运动时间为，受力分析解得此时物块速度继续滑上第6个木板，则解得设达到共速时间为解得则共速时，相对于第6块木板左端距离则物块与该木块摩擦产生的热量为故C错误，D正确。故选BD。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13. 某实验小组使用量程均为5.00N的弹簧秤探究两个互成角度的力的合成规律。该小组将橡皮条一端固定，先用两只弹簧秤将橡皮条另一端拉到某一位置，标记为O点，紧靠细绳标记A、B两点，分别记录两弹簧测力计的读数，已知沿OB方向的弹簧测力计读数为2.00N，沿OA方向的弹簧测力计读数如图甲所示；然后用一只弹簧秤将其拉至O点，标记紧靠细绳的C点，并记录弹簧测力计的读数4.80N。（1）图甲中弹簧测力计的读数为______N；（2）在图乙中按实验要求完成作图______；（3）同学们在操作过程中提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的有______；A.重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同B.在已记录结点位置情况下，确定一个拉力的方向需要再选择相距较远的两点C.测量时弹簧秤外壳与木板之间不能存在摩擦D.测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板【答案】    ①. 3.20    ②.     ③. AD【解析】【详解】（1）[1]根据弹簧测力计的读数规律，该读数为3.20N。（2）[2]作图如图所示（3）[3]A．实验时，只需要确保用两根弹簧测力计拉橡皮条与单独用一根弹簧测力计拉橡皮条时的结点O的位置相同，即两根弹簧测力计的共同作用效果与一根弹簧测力计的效果相同，在重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同，A正确；B．两点确定一条直线，实验时在已记录结点位置情况下，确定一个拉力的方向只需要再距离结点较远的一个点，B错误；C．实验中拉弹簧测力计时，只需让弹簧与外壳间没有摩擦，此时弹簧测力计的示数即与弹簧对细绳的拉力大小相等，与弹簧测力计外壳与木板之间是否存在摩擦无关，C错误；D．为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，测量时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，D正确。故选AD。14. 重力加速度g是物理学中一个极为常见的基本量，它的测定对物理学、天文学等学科的发展具有重要意义。某实验小组用如图所示的装置测定当地重力加速度的大小，图中A、B为两个连接数据采集器的光电门，轻绳跨过定滑轮连接质量分别为m1、m2的两物体。实验步骤如下：①用天平测量两个物体的质量，测得m1=100g，m2=200g；②用游标卡尺测出质量为m1的钩码的高度d，测得d=4.85cm；③按照如图所示的实验装置图安装好实验装置；④用米尺测出两光电门传感器A、B间的距离h；⑤将质量为m2的钩码从一定高度由静止释放后，测出质量为m1的钩码上升过程中先后通过两光电门传感器B、A的时间tB、tA；⑥多次改变两光电门传感器A、B之间的距离重复以上实验。（1）该实验小组使用Excel软件处理实验数据，以h的纵坐标，要想进行直线拟合，横坐标应为______A．            B．            C．            D．（2）选用第（1）问中的横坐标，拟合后直线的斜率大小为，则重力加速度的测量值为______。当地重力加速度的参考值为9.80m/s2，本次测量的相对误差为______。（结果均保留三位有效数字）（3）该实验误差的主要来源有（          ）A．m1的质量没有远小于m2的质量B．绳子和定滑轮间存在摩擦力C．滑轮有质量D．绳子拉力不等于钩码重力【答案】    ①. D    ②. 9.70    ③. 0.010    ④. B【解析】【详解】（1）[1]根据机械能守恒定律可得解得故横坐标为故选D。（2）[2]斜率代入数据解得[3]相对误差（3）[4]实验误差主要来源于运动过程中受到摩擦阻力的影响。故选B。15. 2022年10月12日，中国空间站“天宫课堂”第三课开讲，这是中国航天员首次在问天实验舱内进行授课。已知中国空间站离地高度为h，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。求：（1）中国空间站绕地球做匀速圆周运动的速度；（2）由于在空间站运行轨道上存在密度为ρ的均匀稀薄气体，为了维持空间站长期在固定轨道上做匀速圆周运动，需要对空间站施加一个与速度方向相同的动力，若空间站在垂直速度方向的面积为S，碰到稀薄气体后气体速度立刻与空间站速度相同，求对空间站施加动力F的大小。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设地球质量为，物体在地球表面受到的万有引力等于重力，则有中国空间站绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得联立解得（2）碰到稀薄气体过程中，设空间站对稀薄气体的作用力大小为，经过时间，以稀薄气体为对象，根据动量定理可得其中联立可得可知碰到稀薄气体过程中，稀薄气体对空间站的作用力大小为，方向与空间站的速度方向相反，故为了维持空间站在固定轨道上做匀速圆周运动，对空间站施加动力大小为16. 如图所示，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力作用在P上，推力作用时间后撤去。已知P、Q两物块的质量分别为、，P与桌面间的动摩擦因数，P与桌面边缘距离足够长，Q与地面的高度差，重力加速度。求：（1）推力作用在P上时绳中张力的大小；（2）物块P运动的总位移。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）推力作用在P上时，P、Q有相同大小的加速度，设为。以P为对象，根据牛顿第二定律可得以Q对象，根据牛顿第二定律可得联立解得，（2）推力作用时间后撤去，此时P、Q的速度大小为P通过的位移为撤去推力后，P、Q一起做加速大小相等的减速运动，设加速度大小为，以P为对象，根据牛顿第二定律可得以Q对象，根据牛顿第二定律可得联立解得设Q着地瞬间的速度大小为，P、Q一起做减速运动到Q着地瞬间，根据运动学公式可得解得Q着地后，P继续在水平桌面上做匀减速运动，设加速度大小为，以P为对象，根据牛顿第二定律可得解得P继续在水平桌面上做匀减速运动到停下通过的位移为物块P运动总位移为17. 如图所示，水平传送带顺时针传送的速度v=2m/s，与倾角为37°的斜面的底端P平滑连接，将一质量m=1kg的小物块从斜面上A点由静止释放，小物块第一次滑上传动带时恰好不会从传递带左端滑下。已知A、P间的距离x0=9m，物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为μ1=0.5、μ2=0.4，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）传送带左端到传送带右端的距离L；（2）小物块第n（n为整数且）次从斜面上运动到P时的速度大小；（3）小物块在整个运动过程中与斜面间因摩擦而产生的总热量Q。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据动能定理得代入数据解得（2）小物块第1次从斜面上运动到P点时解得故沿传送带返回先做加速运动与传送带共速，后匀速运动到P点，速度为则，上升到最高点第二次到达P点时速度联立得由于可知从传送带返回速度仍然为，物块再次滑上斜面返回P点，可推理得则，第n次返回P点（3）小物块最终停止在斜面底端，则在整个运动过程中与斜面间因摩擦而产生的总热量18. 如图所示，一圆心为O、半径为R的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端与光滑水平面在Q点相切。在水平面上，质量为5m的小物块A以某一速度向质量为m的静止小物块B运动。A、B发生弹性正碰后，B到达半圆弧轨道最高点时对轨道压力为20mg。A、B离开半圆弧轨道后与水平面发生多次碰撞，碰撞时间极短，碰撞前后竖直分速度反向、大小变为碰前的0.8倍，水平分速度保持不变。已知重力加速度大小为g，忽略空气阻力。求：（1）B从半圆弧轨道飞出后第一次落到水平面的位置到Q点的距离x；（2）A、B碰前瞬间物块A的速度v0的大小；（3）A从半圆弧轨道飞出到第一次落到水平面的时间t0；（4）A、B分别与水平面发生第k次碰撞过程中损失的机械能之比η。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4）4.63【解析】【分析】本题考查弹性正碰、功能关系、斜抛运动、圆周运动。从圆周运动最高点出发作为突破口，结合弹性正碰列方程可求解。【详解】（1）B在半圆弧轨道最高点由重力和轨道支持力提供向心力解得B从半圆弧轨道最高点飞出后做平抛运动，所以解得（2）A、B碰撞过程动量守恒，机械能也守恒，所以对B碰撞后到半圆弧最高点的过程用动能定理联立上面三个方程解得，所以。（3）假设A碰后能到达半圆弧最高点且速度为，对A碰后到最高点用动能定理解得即假设不成立，即A没有到达半圆弧最高点。则如下图假设A到达半圆弧上高于圆心的某点P时脱离轨道，飞出去，且此时A的速度为 ，OP与水平方向的夹角为θ，此时A由重力的分力5mgsinθ提供向心力，并从A碰后到P点用动能定理，得联立解得，即假设成立。所以A脱离轨道后做斜抛运动，A先飞到斜抛的最高点用时为这段时间A上升的高度为A飞到斜抛的最高点后做平抛运动，从平抛到落地有解得所以得（4）A飞出后的水平速度为且不再变化。A第一次与地面碰撞前的竖直速为A第k－1次与地面碰撞后的竖直速度为A第k次与地面碰撞后的竖直速度为A第k次与地面碰撞损失的机械能为B飞出轨道时的水平速度为，且不再变化。B第一次与地面碰撞前的竖直速为B第k－1次与地面碰撞后的竖直速度为B第k次与地面碰撞后的竖直速度为B第k次与地面碰撞损失的机械能为则得