【期中真题】山东省青岛第二中学2022-2023学年高三上学期期中考试物理试题（补偿卷）.zip

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青岛一中高中三年级物理期中考试补偿卷
一、单选题
1. 如图所示,一固定的细直杆与水平面的夹角为α=，一个质量忽略不计的轻环A套在直杆上,一根轻质细线的一端固定于直杆上的O点,细线依次穿小环B和轻环A。一水平向右的外力F作用于细线另一端使系统处于静止。不计一切摩擦,设小环B的质为m,重力加速度为g,则水平外力F大小（ ）

A. mg B. mg C. 233mg D. 2mg
【答案】B
【解析】
【详解】由平衡知识可知，细线OB和AB与竖直方向的夹角均为α=30°，则对圆环B：

解得

A．mg，与结论不相符，选项A错误；
B．mg，与结论相符，选项B正确；
C．mg，与结论不相符，选项C错误；
D．2mg，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
2. 小明家阁楼顶有一扇倾斜的天窗，天窗与竖直面的夹角为，如图所示，小明用质量为m的刮擦器擦天窗玻璃，当对刮擦器施加竖直向上大小为F的推力时，刮擦器恰好沿天窗玻璃向上匀速滑动，已知玻璃与刮擦器之间的动摩擦因数为，则刮擦器受到的摩擦力大小是（　　）

A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】刮擦器的受力如图

因为刮擦器正好向上匀速，所以

可得

由

得

故选B。
3. 如图所示，在粗糙水平地面上静置一个截面为等腰三角形的斜劈A，其质量为M，两个底角均为30°。两个质量均为m的小物块p和q，p恰好能沿侧面匀速下滑，q沿斜面匀减速下滑。则在p和q下滑的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 斜劈A对地面的压力大小等于
B. 斜劈A对地面的压力大于
C. 地面对斜劈可能没有摩擦力
D. 斜劈A受到地面向右的摩擦力作用
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由题意可知，p、A处于平衡状态，q匀减速下滑，具有沿斜面向上的加速度a，利用整体法分析，具有竖直向上的分加速度，故地面的支持力
N>
即斜劈A对地面的压力大于，具有水平向左的分加速度，故地面对斜劈的静摩擦力向左，ACD错误，B正确。
故选B。
二、多选题
4. 无线蓝牙耳机摆脱了线材束缚，可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接。为了研究在运动过程中无线连接的最远距离，甲和乙两位同学做了一个有趣的实验。乙佩戴无线蓝牙耳机，甲携带手机检测，乙站在甲正前方10m处，二人同时沿同一直线向正前方运动，各自运动的图像如图所示，结果手机检测到蓝牙耳机能被连接的时间为4s。则下列判断正确的是（　　）

A. 3s时甲乙相距最远 B. 6s时甲乙相距最近
C. 甲减速加速度大小为 D. 5s时两者距离为7.5m
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．由图可知，3s时甲乙速度相等，甲乙相距最近，AB错误；
C．甲加速度大小为

C正确；
D．时


此时两者相距

D正确。
故选CD。
5. 无动力翼装飞行是运动员穿戴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，最后打开降落伞落地。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. 运动员所受的合外力为零
B. 运动员处于超重状态
C. 运动员的机械能逐渐减小
D. 运动员所受重力的功率不变
【答案】BC
【解析】
【详解】A．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，则合外力提供向心力，故A错误；
B．从a到b的运动过程向心加速度方向向上，运动员处于超重状态，故B正确；
C．从a到b的运动过程速率不变，则动能不变，重力势能减小，故运动员的机械能逐渐减小，故C正确；
D．从a到b的运动过程速度方向与重力的方向的夹角逐渐增大，由可知运动员所受重力的功率减小，故D错误。
故选BC。
6. 如图所示，小滑块、质量均为m，通过一大小不计的定滑轮和轻质细线连接，Q套在光滑水平杆上，定滑轮距水平杆的高度为h，初始时Q与定滑轮之间的细线和水平杆的夹角为，、由静止开始运动，P在运动到最低点的过程中不会与杆碰撞，重力加速度为g，不计一切摩擦，则P由静止到运动到最低点的过程中（　　）

A. Q的速度一直在增大
B. P的速度一直在增大
C. Q的最大速度为
D. 当P速度最大时，杆对Q的弹力等于0
【答案】AC
【解析】
【详解】C．根据题意可知，P运动到最低点时，Q的速度最大，P的速度为零，、组成的系统机械能守恒，有

故Q的最大速度为

故C正确；
AB．P下落到最低点过程中，P先加速后减速，Q的速度一直在增大，故B错误，A正确；
D．当P速度最大时，细线上的拉力等于，滑轮右侧细线与竖直方向的夹角大于0°小于90°，对Q受力分析，Q在细线拉力作用下加速度不为0，杆对Q的弹力小于但不为0，故D错误。
故选AC。
7. 如图所示，装置可绕竖直轴转动，可视为质点的小球与两细线连接后分别系于、两点，装置静止时细线水平，细线与竖直方向的夹角。已知小球的质量，细线长，点距点的水平和竖直距离相等（重力加速度取，，）,则（ ）

A. 若装置匀速转动的角速度为时，细线上的张力为零而细线与竖直方向夹角仍为
B. 若装置可以以不同的角速度匀速转动，且角速度时，细线张力
C. 若装置可以以不同的角速度匀速转动，且角速度时，细线上张力与角速度的平方成线性关系
D. 若装置可以以不同的角速度匀速转动，且角速度时，细线上张力不变
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．若细线AB上张力恰为零且细线AC与竖直方向夹角仍为37°时，根据牛顿第二定律得

解得

故A正确；
B．若装置可以以不同的角速度匀速转动，且角速度时，此时对小球，在竖直方向有

解得

故B正确；
CD．当角速度 且逐渐增大时，对于小球，在水平方向上有

即

即细线AC上的张力T与角速度ω的平方成线性关系；当角速度时，根据牛顿第二定律可得

解得


此时细线AB恰好竖直，且张力为零；当时，细线AB上有张力，对小球做分析，水平方向上有

竖直方向上有

则

即细线AC上张力T与角速度ω的平方成线性关系；TAB随角速度ω的增加也增大。故C正确、D错误。
故选ABC。
8. 如图，固定光滑长斜面倾角为37°，下端有一固定挡板。两小物块A、B放在斜面上，质量均为m，用与斜面平行的轻弹簧连接。一跨过轻小定滑轮的轻绳左端与B相连，右端与水平地面上的电动玩具小车相连。系统静止时，滑轮左侧轻绳与斜面平行，右侧轻绳竖直，长度为L且绳中无弹力。当小车缓慢向右运动L距离时A恰好不离开挡板。已知重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（　　）

A. 弹簧的劲度系数为
B. 小车在0~L位移大小内，拉力对B做的功为mgL
C. 若小车从图示位置以的速度向右匀速运动，小车位移大小为L时B的速率为
D. 若小车从图示位置以的速度向右匀速运动，小车在0~L位移大小内，拉力对B做的功为mgL
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．初态，弹簧压缩量

A恰好不离开挡板时，弹簧伸长量
，

解得

选项A正确；
B．根据x1=x2，弹性势能不变，则小车在位移内拉力对B做的功

解得

选项B错误；
C．小车位移大小为时滑轮右侧轻绳与竖直方向的夹角为37°，小车速度沿轻绳方向和与轻绳垂直方向分解，则B的速率

选项C正确；
D．小车在位移大小内，拉力对B做的功设为W2，根据功能原理有

选项D正确。
故选ACD。
9. 某兴趣小组遥控一辆玩具车，使其在水平路面上由静止启动，在前2s内做匀加速直线运动，2s末达到额定功率，2s到14s保持额定功率运动，14s末停止遥控，让玩具车自由滑行，其v-­t图象如图所示。可认为整个过程玩具车所受阻力大小不变，已知玩具车的质量为m=2kg(取g=10m/s2)，则(　　)

A. 玩具车所受阻力大小为3N
B. 玩具车在4s末牵引力的瞬时功率为9W
C. 玩具车在2s到10s内位移的大小为39m
D. 玩具车整个过程的位移为90m
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由图象可知在14s后的加速度
a2=m/s2=-1.5m/s2
故阻力大小
f=ma2=3N
A正确；
B．玩具车在前2s内的加速度
a1==1.5m/s2
由牛顿第二定律可得牵引力
F=ma1+f=6N
当t=2s时达到额定功率
P额=Fv=18W
此后玩具车以额定功率运动，速度增大，牵引力减小，所以t=4s时功率为18W，B错误；
C．玩具车在2s到10s内做加速度减小的加速运动，由动能定理得

解得
s2=39m
故C正确；
D．由图象可知总位移
s=×3×2m＋39m＋6×4m＋×4×6m=78m
故D错误。
故选AC。
10. 科学家在夏威夷利用红外望远镜设施发现了两颗近地小行星，这两颗小行星富含金属，且行星表面金属含量超过了85%．倘若有甲、乙两颗行星，且各自卫星公转半径的三次方的倒数与公转角速度的平方的关系图像如图所示，其中甲对应图线a，乙对应图线b，且甲、乙两行星的半径接近，为方便分析认为两者相等，下列说法正确的是（ ）

A. 甲行星的质量比乙行星大
B. 甲行星表面的卫星速度比乙行星小
C. 若甲、乙分别有一颗卫星A、B，且A、B运行周期相同，则A的速度较大
D. 若甲、乙分别有一颗卫星C、D，且C、D轨道半径相同，则D的向心加速度较大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由

得

图线的斜率

，说明，A错误；
B．对行星表面的卫星有

即

由题知甲、乙的半径可以认为相等，，则甲行星表面的卫星速度小，B正确；
C．A、B卫星周期相同，角速度也相同，则A卫星对应的较大，轨道半径较小，由

可知，对应的速度较小，C错误；
D．C、D卫星轨道半径相同时，D卫星对应的较大，由

可知，D对应的向心加速度较大，D正确。
故选BD。
11. 质量为m的木板与直立的轻质弹簧的上端相连，弹簧下端固定在水平地面上，静止时弹簧的压缩量为h，如图所示。现将一质量为2m的物体从距离木板正上方2h处由静止释放，物体与木板碰撞后粘在一起向下运动，到达最低点后又向上运动，它们恰能回到A点，物体可视为质点，空气阻力、木板厚度忽略不计，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）

A. 物块和木板一起向下运动过程中的速度先增大后减小
B. 整个运动过程，物块、木板和弹簧组成的系统机械能守恒
C. 物块和木板碰撞后瞬间的共同速度为
D. 初始状态弹簧的弹性势能为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．两个物体碰后一起向下运动过程中，开始一段弹簧的弹力小于两个物体的总重量，因此加速向下运动，当弹簧的弹力等于重力时速度达到最大，再向下运动时做减速运动，因此向下运动过程中速度先增加后减小，A正确；
B．由于两个物体碰撞是完全非弹性碰撞，有机械能的损失，因此整个过程中机械能不守恒，B错误；
C．物体与木板碰前瞬间的速度为v0，则

两物体碰撞过程中动量守恒

整理得

C错误；
D．由能量关系可知

解得

选项D正确。
故选AD。
三、实验题
12. 某同学利用如图所示的装置做“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验。通过改变悬挂钩码的数量，获得6次实验数据如表格所示。

实验次数
1
2
3
4
5
6
悬挂钩码个数
1
2
3
4
5
6
弹簧弹力F/N
0.49
0.98
1.47
1.96
2.45
2.94
弹簧伸长量x/cm
2.00
3.90
5.80
8.00
9.90
12.00
（1）在如图1所示的坐标纸上已经描出了其中5次弹簧弹力F与弹簧伸长量x对应的数据点，请把第4次测量的数据对应点描绘在坐标纸上，并作出弹簧弹力与弹簧伸长量的F-x图线_______；

（2）观察F-x图线，可以判断在弹性限度内，弹簧弹力大小F与弹簧伸长量x成正比关系，其依据是______。其中F-x图线斜率的物理意义是______；
（3）该同学进一步使用该弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图2所示，不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20 cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺30 cm刻度处。某次用该装置测量电梯的加速度时，发现弹簧下端指针位于直尺31 cm刻度处，问电梯的加速度方向为________（选填“竖直向上”或“竖直向下”），大小为重力加速度g的_______倍。

【答案】 ①. ②. 图线为过原点的直线 ③. 弹簧的劲度系数 ④. 竖直向上 ⑤. 0.1
【解析】
【详解】（1）[1]作出弹簧弹力与弹簧伸长量的F-x图线如图；

（2）[2]观察F-x图线，可以判断在弹性限度内，弹簧弹力大小F与弹簧伸长量x成正比关系，其依据是图线为过原点的直线；
[3]根据F=kx，可知F-x图线斜率的物理意义是弹簧的劲度系数；
（3）[4][5]静止时

加速运动时

可得
a=0.1g
方向竖直向上
13. 用向心力演示器探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度、轨道半径r之间的关系，装置如图所示，长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使塔轮、长槽和短槽匀速转动槽内的小球就做匀速圆周运动。挡板对球的压力提供了向心力，球挤压挡板的力使挡板另一端压缩测力套筒的弹簧，从而露出标尺，该读数即显示了向心力的大小。

（1）该实验主要用到的物理方法是___________（填正确答案标号）；
A．等效替代法 B．控制变量法 C．理相实验法 D．放大法
（2）当传动皮带套在半径不同的两塔轮轮盘上，转动手柄，两塔轮的角速度___________（填“相等”或“不相等”）。
（3）下列操作正确的是___________（填正确答案标号）
A．探究F的大小与r间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板A处和挡板B处，并将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上
B．探究F的大小与r间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板B处和挡板C处，并将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上
C．探究F的大小与间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板A处和挡板C处，并将皮带套在两边半径不同的变速塔轮上
D．探究F的大小与间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板B处和挡板C处，并将皮带套在两边半径不同的变速塔轮上
【答案】 ①. B ②. 不相等 ③. BC##CB
【解析】
【详解】（1）[1]用向心力演示器探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度、轨道半径r之间的关系，先控制质量m、角速度、轨道半径r中其中两个物理量不变，研究所需向心力F与另一个物理量的关系，这种物理方法是控制变量法，B正确，ACD错误。
故选B。
（2）[2]当传动皮带套在半径不同的两塔轮轮盘上，转动手柄，两塔轮轮盘边缘的线速度大小相等，根据

可知两塔轮的角速度不相等。
（3）[3]AB．探究F的大小与r间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板B处和挡板C处，并将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上，A错误，B正确；
CD．探究F的大小与间的关系时，应将相同的小球分别放在挡板A处和挡板C处，并将皮带套在两边半径不同的变速塔轮上，C正确，D错误。
故选BC。
四、解答题
14. 将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示。用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持，求：
(1)F的最小值以及方向。
(2)在(1)问中，a、b间的细线与水平方向的夹角。

【答案】(1)，垂直向上；(2)
【解析】
【详解】(1)以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，作出F在三个方向时整体的受力图

根据平衡条件得知：F与T的合力与重力2mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子Oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，则F的最小值为

方向垂直于Oa向上。
(2) 设a、b间的细线与水平方向的夹角为，受力分析如下图

在(1)问中可求得绳子上的拉力为

对小球有


解得


两式子相比得

则

15. 如图所示，在同一竖直线上有一个小球和管子AB，小球可以穿过管子而不受影响，已知：h1=20m，h2=5m，l=5m，g =10m/s2。
(1)将管子固定，小球由静止释放，求小球通过管子过程中由A运动到B的时间Δt：
(2)当小球由静止释放时，管子以初速度v0竖直上抛，为确保管子第1次落地前小球能穿过管子，求v0的大小范围：
(3)同时将管子和小球由静止释放，且管子和小球与地面碰撞后均能立即原速率向上反弹，则求经过t=18s时小球通过管子的次数。

【答案】(1) ；(2) v0≥7.5m/s；(3) 9次
【解析】
【详解】(1)小球从释放到A点过程，有

小球从释放到B点过程，有

联立并带入数据可得小球通过管子过程中由A运动到B的时间

(2)当小球落地时，管子也恰好落地，此时最小。小球落地时，运动时间

管子落地时

又

解得

故

(3) 由于管子和小球由静止释放，且管子和小球与地面碰撞后均能立即原速率向上反弹，则反弹后，管子和小球都能恰好回到释放时高度，所以这里求小球通过管子的次数，实际上只需要考虑在规定时间内，小球会往返几次。小球自由落体后，经过2s与地面碰撞，再经过2s回到原来的高度，因此在时，小球已经穿过圆筒8次。再经过2s小球恰好落地，会再一次穿过圆筒，故一共通过管子9次。
16. 如图所示，长为的水平传送带以的恒定速率沿顺时针方向转动，其右侧与传送带上表面等高的光滑水平面上固定一倾角为足够长的斜面，斜面底端与平面平滑连接。一质量为的小物块B静止于水平面上。时将质量为的物块A无初速度轻放在传送带左端。A与传送带之间的动摩擦因数为，与斜面之间的动摩擦因数为，物块B与斜面之间的动摩擦因数为。已知两物块均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块A与B发生弹性正碰的时间均极短。取，，。求：
（1）A从静止开始运动到传送带右端所用的时间。
（2）物块A、B第一次碰撞后瞬间A的速度大小。
（3）物块B在斜面上运动过程，与斜面间因摩擦而产生的总热量（结果保留三位有效数字）。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律

解得物块在传送带上的加速度

物块与传送带共速时的位移为

所以物块在传送带上匀速运动的时间

物块在传送带上加速运动的时间

则A从静止开始运动到传送带右端所用的时间

（2）设物块与物块碰撞后的速度为，物块的速度为，取向右为正方向，根据动量守恒定律得

根据机械能守恒定律得

解得


负号表示与正方向相反；
（3）根据牛顿第二定律

物块在斜面向上滑的加速度

由于

所以物块速度减为0后静止在斜面上，物块和第一次碰撞后，物块沿斜面上升的位移

物块A向左运动的位移

所以速度减为0后，再一次到传送带右端时的速度为

根据牛顿第二定律

解得物块沿斜面上滑时的加速度

根据运动学公式

解得物块沿斜面上滑到物块B位置时的速度

再一次与物块B发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律得


解得


物块B再一次向上运动的位移

根据牛顿第二定律

解得物块沿斜面向下滑的加速度

根据运动学公式

解得物块到斜面底端的速度

由之前分析可知向左减速到0再向右加速的最终速度等于

物块A能沿斜面向上的位移

所以物块和物块不会再相撞，所以物块B因为摩擦产生的热量为

带入数据解得

17. 如图所示为某款弹射游戏示意图，光滑水平台面上固定发射器、竖直光滑圆轨道和粗糙斜面ABC，竖直面BC和竖直挡板MN间有一凹槽．通过轻质拉杆将发射器弹簧压缩一定距离后释放， 滑块从O点弹出并从E点进入圆轨道，经过最高点F,离开圆轨道后继续在平直轨道上前进，从A点沿斜面AB向上运动，小球落入凹槽则游戏成功．已知滑块质量m=5g，圆轨道半径R= 5cm，斜面倾角，斜面长L= 25cm，滑块与斜面AB之间的动摩擦因数μ=0.5，忽略空气阻力，滑块可视为质点．若某次弹射中，滑块恰好运动到B点，求:

(1)滑块离开弹簧时的速度大小;
(2)滑块从B点返回到E点时对轨道的压力大小;
(3)通过计算判断滑块能否沿原轨道返回到O点?若能，则计算弹簧压缩到最短时的弹性势能;若不能，则计算出在斜面AB.上通过的总路程．(已知sin37° =0.6, cos37° =0.8)
【答案】（1）（2）0.15N （3）0.625m
【解析】
【详解】(1) 设滑块离开弹簧时速度大小为v0，根据动能定理:

代入数据得:

(2)设滑块从B点返回到圆轨道最低点时速度大小为v1，根据动能定理:
.
设滑块经过圆轨道最低点时受到的支持力大小为F，则:

联立方程，代入数据得:
F=3mg=0.15N
根据牛顿第三定律，滑块对轨道的压力大小为
F' =F=0.15N
(3)若滑块返回后未过圆心等高点时速度为零，其能够到达的最大高度为h，根据能量守恒

代入数据得:
h=0.05m，
正好与圆心等高，因此滑块不能沿原轨道返回到O点．
设滑块从B点下滑后在斜面上通过的路程为x，根据能量守恒:

代入数据得:

所以滑块在斜面上通过的总路程为

18. 如图所示，质量分别为m和3m的小物块A、B放置在足够长的倾角为的斜面上，并用一劲度系数为k的轻弹簧连接在一起，质量为m的小物块C紧挨着B先不粘连，开始时弹簧处于原长，三者均静止。现给B施加一个沿斜面向下的恒力，使B沿斜面向下运动，当速度为零时，立即撤去恒力，B沿斜面反弹与C相碰并粘在一起，一段时间后A恰能离开下端挡板。A、B、C三个物体与斜面的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终在弹性限度内。（重力加速度为g；弹簧的弹性势能可以表示为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），求：
（1）物体A恰要离开挡板时，弹簧形变量；
（2）恒力F的大小；
（3）以撤去F时B的位置为坐标原点，沿斜面向上为x轴的正方向，求B第一次沿斜面向上运动过程中加速度a随位置坐标x变化的关系式（结果用k、m、g表示）。

【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1） 物体A恰能离开挡板时，根据平衡条件条件有

解得

（2） B和C碰后粘在一-起， 减速到0时恰好拉A离开挡板，设碰后瞬间共同速度大小为v0。根据能量守恒有

解得

B与C相碰粘在一起，根据动量守恒有

解得

B从撤去F处运动到弹簧原长处，设撤去F时弹簧的形变量大小为x1，根据能量守恒有

解得

在恒力F作用下，物体B向下运动到最低点的过程，根据功能关系有

解得

（3）物体B从最低点运动到弹簧原长处的过程，根据牛顿第二定律有

整理得
，
物体B在刚到达原长处与C相碰粘在一起，共同向上运动，根据牛顿第二定律有

整理得
，