【期中真题】江西省重点校2022-2023学年高三上学期第二次联考物理试题

江西省2022-2023学年高三上学期第二次联考物理试题（75分钟 100分）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个符合题目要求的。1. 下列有关物理内容的若干叙述中正确的是（　　）A. 小船过河的时间会因河中心附近水流速度逐渐增大而减少B. 接近光速的列车，地面上的人观测它在运动方向上的长度缩短C. 只要高度合适，北京上空也可能存在同步卫星D. 伽利略发现了行星运动的规律【答案】B【解析】【分析】【详解】A．小船过河的时间取决于河宽及船在垂直河岸的分速度，与水速无关，A错误；B．由爱因斯坦相对论中的尺缩效应可知，接近光速的列车，地面上的人观测它在运动方向上的长度缩短，B正确；C．由引力作为向心力可得同步卫星相对地球静止，运行周期24h，故只能定位在赤道上空固定高度处，C错误；D．开普勒发现了行星运动的规律，D错误。故选B。2. 如图所示，两箱相同的货物，现要用电梯将它们从一楼运到二楼，其中图甲是利用扶梯台式电梯运送货物，图乙是用履带式自动电梯运送，假设两种情况下电梯都是匀速地运送货物，下列关于两电梯在运送货物时说法正确的是(　　)A. 两种情况下电梯对货物支持力都对货物做正功B. 图乙中电梯对货物的支持力对货物做正功C. 图甲中电梯对货物的支持力对货物不做功D. 图乙中电梯对货物的支持力对货物不做功【答案】D【解析】【详解】C．在图甲中，货物随电梯匀速上升时，货物受到的支持力竖直向上，与货物位移方向的夹角小于90°，故此种情况下支持力对货物做正功，C错误；ABD．图乙中，货物受到的支持力与履带式自动电梯接触面垂直，此时货物受到的支持力与货物位移垂直，故此种情况下支持力对货物不做功，故A、B错误，D正确．3. 2021年2月，天问一号火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备，如图所示。下列说法正确的是（　　）A. 天问一号从调相轨道进入停泊轨道时，需在P点处点火加速B. 天问一号在调相轨道上运行周期比在停泊轨道上的大C. 在停泊轨道上，天问一号在P点的加速度比在N点的小D. 在停泊轨道上，天问一号在P点时的线速度比N点的小【答案】B【解析】【分析】【详解】A．从调相轨道进入停泊轨道，需要做近心运动，因此在P点处应减速，A错误；B．根据开普勒第三定律可知，天问一号在调相轨道上的半长轴大，则天问一号在调相轨道上运行周期比在停泊轨道上的大，B正确；C．根据牛顿第二定律可知，P点的加速度比在N点的大，C错误；D．在停泊轨道上运动过程中，P点是离火星最近的点，N点是离火星最远的点，所以经过P点时的线速度比N点大，D错误。故选B。4. 如图所示，长为L的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端固定在转轴O，现使小球在竖直平面内做圆周运动，P为圆周的最高点，若小球通过圆周最低点时的速度大小为，忽略摩擦阻力和空气阻力，则以下判断正确的是（ ）．A. 小球不能到达P点B. 小球到达P点时的速度大于C. 小球能到达P点，且在P点受到轻杆向上的弹力D. 小球能到达P点，且在P点受到轻杆向下的弹力【答案】C【解析】【详解】AB．从最低点到最高点，根据动能定理有带入数据可得最高点速度对于轻杆，既可以提供向上的支持力也可以提供向下的拉力，所以无论多大的速度，只要能够到达最高点都可以通过最高点，所以小球P能够到达最高点，但是速度小于，选项A、B错误．CD．在P点受力可得说明杆的支持力竖直向上，选项C正确，D错误．【点睛】圆周运动合力提供向心力，轻杆模型和细线轻绳不同，轻杆的弹力不一定沿杆的方向，可以沿杆向外，也可以沿杆向内，所以圆周运动只要能到达最高点，就可以通过．合力提供向心力，可以假设弹力方向为正方向与重力方向相同，计算结果若为负，说明与重力方向相反．5. 货车通过光滑轻质定滑轮提升一箱货物，货箱质量M，货物质量m，货车以速度v向左匀速运动，将货物提升高度h，下列说法中正确的是（ ）A. 货物向上匀速运动B. 箱中物体对箱底压力大于mgC. 此过程中货车拉力做功等于(M+m)ghD. 图示位置时货车拉力功率小于(M+m)gvcosθ【答案】B【解析】【详解】A.根据运动的分解可知：，货车速度v是定值，所以货车速度随角度变化而变化，不是匀速，A错误．B.随着货车运动，夹角变小，，货物速度变大，m随M一起向上加速，处于超重状态，所以箱中物体对箱底压力大于mg，B正确．C.拉力做功增加了货箱和货物的动能和重力势能，货车拉力做功大于(M+m)gh，C错误．D.因为货箱和货物一起加速，所以绳中拉力大于(M+m)g，整体速度，根据功率公式：，D错误．6. 如图所示，窗子上、下沿间的高度，墙的厚度，某人在离墙壁，、距窗子上沿处的P点，将可视为质点的小物体以速度v水平抛出，小物体直接穿过窗口并落在水平地面上，g取。则v的取值范围是（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【分析】【详解】小物体做平抛运动，恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v最大，此时有代入解得小物体恰好擦着窗子下沿左侧穿过时速度v最小则有解得故v的取值范围是选项D正确。7. 如图所示，一物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上。物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F。小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动。整个过程中，物块在夹子中没有滑动。小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）A. 物块向右匀速运动时，绳中的张力大于2FB. 小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2FC. 物块上升的最大高度为D. 速度v不能超过【答案】D【解析】【详解】A．物块向右匀速运动时，处于平衡状态，没有相对夹子滑动，物块与夹子之间的摩擦力小于或等于2F，故绳中的张力大小应小于或等于2F，A错误；B．小环碰到钉子后，物块向上摆动，物块在夹子中没有滑动，说明小环碰到钉子瞬间，物块与夹子之间的摩擦力小于或等于2F，绳中的张力也就小于或等于2F，B错误；C．物块向上摆动过程，由机械能守恒定律有可得上升的最大高度为C错误；D．小环碰到钉子瞬间，物体在竖直平面内做圆周运动，当物块与夹子之间的摩擦力等于2F时，物体的速度最大，根据牛顿第二定律解得物体的速度因此物块的速度应小于或等于，D正确。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8. 甲、乙两名溜冰运动员的质量分别为m甲=80kg和m乙=40kg，他们面对面拉着弹簧测力计做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两人相距0.9m，弹簧测力计的示数为9.2N.下列判断正确的是（　　）A. 两人的线速度相同，约为40m/sB. 两人的角速度相同，为rad/sC. 两人的运动半径相同，都是0.45mD. 两人的运动半径不同，甲为0.3m，乙为0.6m【答案】BD【解析】【分析】【详解】弹簧秤对甲、乙两名运动员拉力提供向心力，根据牛顿第二定律得M甲R甲ω甲2=M乙R乙ω乙2=9.2N 由于甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，所以ω甲=ω乙则R甲=0.3mR乙=0.6m由于v=Rω，知两人的线速度不等．根据F=M甲R甲ω甲2解得故选BD。9. 如图所示，有质量为2m、m的小滑块P、Q，P套在固定竖直杆上，Q放在水平地面上．P、Q间通过饺链用长为L的刚性轻杆连接，一轻弹簧左端与Q相连，右端固定在竖直杆上，弹簧水平，α=30°时，弹簧处于原长．当α=30°时，P由静止释放，下降到最低点时α变为60°，整个运动过程中，P、Q始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g．则P下降过程中A. P、Q组成的系统机械能守恒B. 当α=45°时，P、Q的速度相同C. 弹簧弹性势能最大值为(－1)mgLD. P下降过程中动能达到最大前，Q受到地面的支持力小于3mg【答案】CD【解析】【详解】A、根据能量守恒知，P、Q、弹簧组成系统机械能守恒，故A错误；B、由运动的合成和分解可知，当α=45°时，有，所以两者的速度大小相等，但是速度是矢量，包括大小和方向，P的速度方向竖直向下，Q的速度方向水平向左，故P、Q的速度不同，故B错误；C、根据系统机械能守恒可得：EP＝2mgL（cos30°﹣cos60°），弹性势能的最大值为EP＝（1）mgL，故C正确；D、P下降过程中动能达到最大前，P加速下降，对P、Q整体，在竖直方向上根据牛顿第二定律有3mg﹣N＝2ma，则有N＜3mg，故D正确．10. 质量m=200kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是（　　）A. 汽车受到的阻力800NB. 8s~18s过程中汽车牵引力做的功为C. 汽车的最大牵引力为800ND. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小为90m【答案】AB【解析】【详解】A．机车匀速时有可得故A正确；B．8s~18s牵引力的功率保持不变，则牵引力的功为故B正确；C．对启动的过程分析可知，最初的匀加速阶段时的牵引力最大，而由v-t图象可知故最大牵引力为故C错误；D．汽车在做变加速运动过程的时间速度从8m/s增大为10m/s，此过程牵引力的功率保持不变，由动能定理解得故D错误。故选AB。三、实验探究题：本题2个小题，共14分。将符合题意的内容填写在题目的横线上，或按题目要求作答。11. 为了研究平抛运动，某学习小组的同学设计了如图甲所示的实验装置进行探究。（1）如图乙所示是实验得到的轨迹，从曲线上某点连续画三段等长的水平线段，再从每条线段的右端点对应作三条竖直线与曲线交于三点，相应得到三段在竖直方向的位移大小h1、h2、h3，则该三段位移大小应满足的关系是___________。A．h3=3h2-3h1 B．h3=2h2-h1 C．2h2=h3+h1 D．h2=h3-h1（2）为了验证做平抛运动小球在竖直方向上做自由落体运动，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法正确的有___________。A.两球的质量应相等B.两球应同时落地C.应改变装置的高度，多次实验D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动（3）如图丙所示是某次实验的高数码连拍照片，该相机每秒钟能拍摄20次，图中背景为边长l=0.049m的正方形，分析照片：小球平抛运动的初速度大小为___________m/s。（结果保留到小数点后两位）【答案】 ①. A ②. BC ③. 0.98【解析】【分析】【详解】（1）[1]平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，这三段水平位移相等，所以时间相等，在竖直方向上做自由落体运动，相邻的相等时间内的位移之差是个定值，则有解得故选A。（2）[2]小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动。A球在竖直方向上的运动情况与B球相同，做自由落体运动，因此两球同时落地。实验时，需A、B两球从同一高度开始运动，对质量没有要求，但两球的初始高度及打击力度应该有变化，进行3~5次实验得出结论。本实验不能说明A球在水平方向上的运动性质。故选BC。（3）[3]照相机的拍摄频率为20Hz，所以相邻点间隔时间为0.05s，水平相邻的距离为l=0.049m，故初速度大小为12. 某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示。（1）请指出实验装置中存在的明显错误：_________；（2）进行实验时，为保证重物下落时初速度为零，应___________（选填“A”或“B”）。A．先接通电源，再释放纸带B．先释放纸带，再接通电源（3）根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1、2、3、4……多个点如图乙所示（图中只显示了一部分点）。已测出1、2、3、4到打出的第一个点O的距离分别为h1、h2、h3、h4，打点计时器的打点周期为T。若代入所测数据能满足表达式gh3=________，则可验证重物下落过程机械能守恒（用题目中已测出的物理量表示）。（4）这位同学还利用图像法进行分析，以O点为起始点，测出各点下落距离h时的速度v，以为纵坐标、h为横坐标画出-h图像，应是下图中的__________。A. B. C. D.【答案】 ①. 打点计时器不能接在“直流电源”上 ②. A ③. ④. C【解析】【分析】【详解】（1）[1]从图甲中的实验装置中发现，打点计时接在了“直流电源”上，打点计时器的工作电源是“低压交流电源”。因此，明显的错误是打点计时器不能接在“直流电源”上。（2）[2]为了使纸带上打下的第1个点是速度为零的初始点，应该先接通电源，让打点计时器正常工作后，再释放纸带。若先释放纸带，再接通电源，当打点计时器打点时，纸带已经下落，打下的第1个点的速度不为零。因此，为保证重物下落的初速度为零，应先接通电源，再释放纸带。故选A。（3）[3]根据实验原理可知只要验证即可验证机械能守恒定律。因此需求解v3，根据匀变速直线运动规律关系式可得则有故只要在误差允许的范围内验证成立，就可验证重物下落过程中机械能守恒。（4）[4]根据可得与成正比例关系，图线是一条过原点的倾斜直线，故选C。四、计算题：本题共3个小题，共40分。解答题应写出必要的文字说明、表达式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中必须明确写出的数值和单位。13. 如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径为，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成角的斜面，B端在O的正上方，一个质量为的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆形轨道并能沿圆形轨到达B点，且到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为。求：（1）小球到B点时的速度大小？（2）小球从B点运动到C点所用的时间？（3）小球落到斜面上C点时的速度大小？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小球到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为，在B点由重力和轨道的支持力提供向心力，则有又联立解得小球到B点时的速度大小为（2）小球离开B点后做平抛运动，小球落到C点时，根据平抛运动规律得解得小球从B点运动到C点所用的时间为（3）小球落在斜面上C点时竖直分速度为小球落到C点的速度大小为14. 光滑水平面AB与竖直面内的圆形导轨在B点连接，导轨半径R＝0.5 m，一个质量m＝2 kg的小球在A处压缩一轻质弹簧，弹簧与小球不拴接．用手挡住小球不动，此时弹簧弹性势能＝36 J，如图所示．放手后小球向右运动脱离弹簧，沿圆形轨道向上运动恰能通过最高点C，g取10 m/s2．求：(1)小球脱离弹簧时的速度大小；(2)小球从B到C克服阻力做的功；(3)小球离开C点后落回水平面的位置到B点的距离x．【答案】(1) 6m/s (2) 11 J (3) 1m【解析】【分析】在小球脱离弹簧的过程中只有弹簧弹力做功，根据弹力做功与弹性势能变化的关系和机械能守恒定律可以求出小球的脱离弹簧时的速度；小球从B到C的过程中只有重力和阻力做功，根据小球恰好能通过最高点的条件得到小球在最高点时的速度，从而根据动能定理求解从B至C过程中小球克服阻力做的功；小球离开C点后做平抛运动，根据平抛运动规律求出小球离开C点后落回水平面的位置到B点的距离；【详解】(1)根据机械能守恒定律：解得： (2)由动能定理得： 小球恰能通过最高点，故：联立解得： (3) 球离开C点后做平抛运动： 解得：x=1m15. 如图所示，一长L=1m的水平传送带以v0=1m/s的速度逆时针匀速转动，其右端B处平滑连接着一个固定在竖直平面内、半径R=0.5m的光滑四分之一圆轨道。传送带左端A与光滑水平面平滑连接。一轻质弹簧的左端固定在水平面某处。质量m=1kg的小物块P在外力作用下初次压缩弹簧并处于静止状态，弹簧与小物块不拴接，此时弹簧的弹性势能EP=19J。现撤去外力，弹簧伸长，小物块脱离弹簧后滑上传送带。小物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2。（g=10m/s2）试求：（1）小物块第一次经过B点后能够上升的最大高度；（2）小物块第6次经过圆轨道最低点时对轨道的压力大小；（3）小物块第20次压缩弹簧的过程中，弹簧弹性势能的最大值。【答案】（1）h=1.7m；（2）46N；（3）EPm=0.5J【解析】【详解】（1）小物块从初位置到过B点达到最高位置的过程中由能量守恒有代入数据解得h=1.7m （2）据题意小球从开始到第6次过B点过程中，有5次经过传送带。设第6次过B点的速度大小为vB，由能量守恒有小球此时在B点由牛顿第二定律有联立代入数据解得FN=46N由牛顿第三定律得压力大小为46N。 （3）由题意知，小物块每经过传送带且一直做匀减速过程中，小物块的动能损失量小物块在从B想A运动的过程中如果想一直减速则速度要比传送带大，因此此时B点最小速度由其中，可解得当小物块的能量小于此能量，向左运动先减速在匀速，可知9次以后小物块的能量为1J开始向左最后匀速，匀速以后在从A点向B点运动过程中减速的位移为没有到达B点即减速为零，反向向A匀加速运动，到达A点速度为此后重复周期性运动 每一次经过A点的动能均为0.5J。所以，第20次小物块压缩弹簧的初动能就为0.5J。由能量关系有小物块第20次压缩弹簧的最大弹性势能EPm=0.5J