2023自治区乌兰察布集宁区二中高三上学期期中物理试题含解析

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总分：100分 考试时间：60分钟
一、单选题（共7题，每题5分，共35分）
1. 摩天轮是游乐场里的大型娱乐项目，它的直径可以达到几百米。乘客乘坐时，转轮始终不停地匀速转动，下列说法中正确的是（ ）
A. 在最高点，乘客处于超重状态
B. 任一时刻乘客受到的合力都不等于零
C. 乘客在乘坐过程中对座椅的压力始终不变
D. 乘客在乘坐过程中的机械能始终保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．在最高点，乘客具有向下的加速度，处于失重状态，选项A错误；
B．乘客做圆周运动，任一时刻受到的合力都不等于零，选项B正确；
C．乘客在乘坐过程中匀速转动，向心力时刻指向圆心，大小不变，对座椅的压力不可能始终不变，选项C错误；
D．乘客在乘坐过程中匀速转动，动能不变，但重力势能在变化，所以机械能也在变化，选项D错误。
故选B。
2. 如图所示，A、B、C三个物体放在旋转水平圆盘面上，物体与盘面间的最大静摩擦力均是其重力的k倍，三物体的质量分别为2m、m、m，它们离转轴的距离分别为R、R、2R。当圆盘旋转时，若A、B、C三物体均相对圆盘静止，则下列判断中正确的是（ ）
A. A物的向心加速度最大
B. B和C所受摩擦力大小相等
C 当圆盘转速缓慢增大时，C比A先滑动
D. 当圆盘转速缓慢增大时，B比A先滑动
【答案】C
【解析】
【详解】A．三物体均相对圆盘静止，角速度相同；由于C物体的转动半径最大，根据，C物体的向心加速度最大，故A项错误；
B．B物体所受摩擦力
C物体所受摩擦力
故B项错误；
CD．A物体恰相对圆盘静止时
B物体恰相对圆盘静止时
C物体恰相对圆盘静止时
解得
所以C物体最先滑动，A、B两物体同时滑动，故C项正确，D项错误。
故选C。
3. 某颗中子星的质量约为地球质量的倍，半径约为，每秒钟可沿自己的轴线自转600圈。已知地球的半径为，地球表面的重力加速度取，则该中子星赤道的重力加速度大小与地球表面的重力加速度大小之比约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】地球表面物体受到的万有引力近似等于物体的重力
中子星的自转角速度
假设在中子星赤道上有一质量为m的物体
联立以上各式得
该中子星赤道的重力加速度大小与地球表面的重力加速度大小之比约为
故选D。
4. 2021年2月8日，东海高铁开通运营，设计时速350公里的高铁便利了东海人民的出行。如图所示，设高铁运行时受到的阻力与速度成正比，若高铁以速度v匀速行驶，发动机的功率为P。则当高铁发动机功率为4P时，其匀速行驶的速度为（ ）
A. 2vB. 3vC. 4vD. 8v
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】高铁以速度v匀速行驶，发动机的功率为P，则满足关系
当高铁发动机功率为4P时，其匀速行驶的速度设为，则有
联立，可得
故选A。
5. 如图所示，一跳台滑雪运动员以6m/s的初速度从倾角为30°的斜坡顶端水平滑出。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。则运动员再次落到斜面上时，其落点与坡顶的高度差为（ ）
A. 2.4mB. 3.6mC. 4.8mD. 5.4m
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】由题意知，运动员做平抛运动，从斜面顶端抛出又落到斜面上，则
根据平抛运动规律又有
，
联立各式解得
则其落点与坡顶的高度差为
故选A。
6. 如图所示．质量的物体在斜向下的推力作用下，沿水平面以的速度匀速前进，已知F与水平方向的夹角，重力加速度，则
A. 推力F做的功为100J
B. 推力F的功率为100W
C. 物体克服摩擦力做功为50J
D. 物体与水平面间的动摩擦因数为
【答案】D
【解析】
【详解】推力做功，故A错误；，故B错误；匀速，说明克服摩擦力做功等于拉力做功，为，故C错误；根据受力分析力的平衡条件知，解得，故D正确；故选D．
7. 质量为2 kg的物体以一定的初速度沿倾角为30°的斜面向上滑行，在向上滑行的过程中，其动能随位移的变化关系如图所示，则物体返回到出发点时的动能为(取g＝10 m/s2)( )
A. 34 JB. 56 JC. 92 JD. 196 J
【答案】A
【解析】
【详解】物体上滑的过程中重力与摩擦力都做负功，由动能定理得－mgx·sin 30°－Ff x＝0－E0；下滑的过程中重力做正功，摩擦力做负功，得mgx·sin 30°－Ff x＝Ek－0，将E0=196J，x=11.5m，代入得Ek＝34 J，故选项A正确.
二、多选题（共3题，每题6分，共18分）
8. 如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端与水平地面相连，让小球从距离弹簧上端一定高度自由下落，直至到弹簧被压缩到最短的整个下落过程中（弹簧始终在弹性限度内），下列说法正确的是（ ）
A. 小球的机械能守恒B. 小球的机械能一直减小
C. 小球的动能一直增大D. 小球、弹簧组成的系统机械能守恒
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．小球接触弹簧后，弹簧对小球有向上的弹力，弹力对小球做负功，所以小球的机械能不断减少，故A错误，B正确；
C．弹簧对小球的弹力先小于重力，后大于重力，小球先加速后减速，动能先增大后减小，故C错误；
D．小球、弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，则系统的机械能守恒，故D正确．
故选BD．
9. 通过观测冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量．假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量．这两个物理量可以是
A. 卫星的速度和角速度
B. 卫星的质量和轨道半径
C. 卫星的质量和角速度
D. 卫星的运行周期和轨道半径
【答案】AD
【解析】
【详解】试题分析：卫星围绕冥王星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，已知卫星的速度和角速度，则轨道半径，根据即可求解冥王星质量M，故A正确；根据可知，卫星的质量可以约去，只知道半径不能求出冥王星质量，故B错误；根据可知，卫星的质量可以约去，只知道角速度不能求出冥王星质量，故C错误；根据可知，知道卫星的运行周期和轨道半径可求解冥王星质量M，故D正确；故选AD．
考点：万有引力定律的应用
10. 如图所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面．目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时与水平冰面的夹角为30°，重力加速度为g，估算该女运动员（ ）

A. 受到的拉力为2GB. 受到的拉力为G
C. 向心加速度为gD. 向心加速度为2g
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．女运动员做圆锥摆运动，由对女运动员受力分析可知，受到重力、男运动员对女运动员的拉力，竖直方向合力为零，由
Fsin30°=G
解得
F=2G
F合=Fcs30°=G
故A正确，B错误；
CD．水平方向的合力提供匀速圆周运动的向心力，有
Fcs30°=ma向
即
2mgcs30°=ma向
所以
a向=g
故C正确，D错误．
故选AC．
点睛：本题是实际问题，要建立物理模型，对实际问题进行简化．结合牛顿第二定律进行求解．该类型题的关键是正确受力分析，找出哪些力提供了向心力，铭记沿半径方向上的所有力的合力提供向心力.
三 、实验题（共4空，每空3分，共12分）
11. 某同学用落体法验证机械能守恒定律，装置如图甲所示。当地重力加速度。
（1）关于实验的要点，下列说法正确的是______。
A.打点计时器所接电源为4—6V交流电
B.打点计时器的两限位孔应在同一竖直面内
C.重物在释放之前要尽量靠近打点计时器
D.重物应选用质量小体积小的物块
（2）如图所示为打出的一条纸带，图中点是打点计时器打出的第一个点，，，分别是连续选取的三个计时点，，，交流电的频率为，则打点时重物的速度大小为______。
（3）若测出纸带上各点到点之间的距离，算出打各点的速度，以为纵轴，为横轴，作出的图像所示，图像未过坐标原点，可能原因是______。重新实验，如果作出的图像为过原点的一条斜的直线，且图像的斜率为______，则机械能守恒得到验证。
【答案】 ①. BC ②. ③. 先释放纸带后按通电源 ④. 2g
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]A．电磁打点计时器应使用8V的低压交流电源，A错误；
B．测重力加速度实验，重物应只受重力作用，为减小实验误差，应减小阻力对实验的影响，为减小纸带与限位孔间阻力对实验的影响，实验前应调整打点计时器使两个限位孔在同一竖直线上，B正确；
C．为了充分利用纸带，重锤尽量靠近打点计时器，C正确；
D．应选用体积较小且质量较大的重锤，D错误。
故选BC。
（2）[2] 交流电的频率为，则点间距的时间间隔为
则点时重物的速度
（3）[3] 图线不过原点说明开始时物体已经具有了动能，因此该同学做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的开关
[4] 图像为过原点的一条斜的直线，根据机械能守恒有
即
图像的斜率为2g
四、计算题（共3题，12题10分，13题12分，14题13分，共35分）
12. 山东青岛码头的清晨，一艘质量为2000t的货轮，从码头由静止起航，沿直线航行，保持发动机输出功率等于其额定功率不变，经过15min达到最大航行速度，已知额定功率为4×106W，水对船阻力大小恒为2×105N，试求：
(1)轮船最大航行速度；
(2)从静止到最大速度牵引力做的功；
(3)从静止到最大速度轮船离开码头的距离。
【答案】(1)20m/s；(2)3.6×109J；(3)1.6×104m
【解析】
【详解】(1)速度最大时有牵引力等于阻力，即
F=f
根据
得
(2)根据
W=Pt
得
W=P0t=3.6×109J
(3)由动能定律得
代入数据解得
s=1.6×104m
13. 如图1所示，“滑草”是最近几年比较流行的运动项目，为保证安全，现在有的滑草场修建如图2所示模型。光滑固定斜面AB的倾角，BC为水平面，BC长度，CD为光滑的圆弧，半径。一个质量的物体，从斜面上A点由静止开始下滑，物体与水平面BC间的动摩擦因数，轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时，继续竖直向上运动，最高点距离D点的高度，不计空气阻力，，，g取。求：
（1）物体运动到C点时的速度大小；
（2）A点距离水平面的高度H；
（3）物体最终停止的位置到C点的距离s。

【答案】（1）；（2）1.04m；（3）
【解析】
【详解】（1）从C到D点上方最高点的过程由动能定理得
解得
（2）从A到C由动能定理得
解得
H= 1.04m
（3）物体从最高点下落到停止应置，由动能定理得
解得
又
即运动了3个l后从左端又运动了0.4m，所以物体最终停止位置到C点距离为
14. 如图所示，一足够长木板B的质量M=2kg，静止放在粗糙的水平地面上，现有一质量m=1kg的小滑块A以的初速度从木板的左端滑上木板。A、B之间的动摩擦因数，B与地面之间的动摩擦因数。重力加速度g=10m/s2。求：
(1)A、B相对运动过程中，B的加速度大小；
(2)A、B之间因摩擦而产生的热量；
(3)B在水平地面上滑行的距离。
【答案】(1)0.5m/s2；(2)36J；(3)1.5m
【解析】
【详解】(1)A、B相对运动过程中，对B由牛顿第二定律

解得
aB=0.5m/s2
(2)物块A的加速度

当两者共速时
解得
t=2s
v=1m/s
此时A相对B的位移

A、B之间因摩擦而产生的热量

(3)从开始运动到AB共速，B滑行的距离为

共速后，AB一起向前做减速运动，加速度
滑行的距离
则B在水平地面上滑行的距离