吉林省顶级名校2022届高三上学期期中考试物理试题含答案

吉林省顶级名校2022届高三上学期期中考试

物理试卷

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共8页。考试结束后，将答题卡交回。

注意事项：

    1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考信

       息条形码粘贴区。

    2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字书

       写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；

   在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5. 保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

第Ⅰ卷

一、单选题（本题共6小题，每小题5分。）

1．在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是（　　）

A．速度、加速度、位移这三者所体现的共同的物理思想方法都是比值定义法

B．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法

C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法

D．根据速度定义式，当时，就可以表示t时刻的瞬时速度，这里运用了极限思维法

2．甲、乙两个质点分别在两个并排直轨道上运动，其速度随时间的变化规律分别如图中a、b所示，图线a是直线，图线b是抛物线，则下列说法正确的是（　　）

A．t3时刻，甲、乙一定相遇

B．t2-t3时间内某一时刻甲、乙的加速度相等

C．0-t1时间内，甲的平均速度小于乙的平均速度

D．0-t2时间内，甲的加速度不断减小，乙的加速度不断增大

3．如图，光滑水平面上有大小相同的、两球在同一直线上运动。两球质量关系为，规定向右为正方向，、两球的动量均为6，运动中两球发生碰撞，碰撞后球的动量增量为- 4。则（　　）

A．左方是球，碰撞后、两球速度大小之比为2：5

B．左方是球，碰撞后、两球速度大小之比为1：10

C．右方是球，碰撞后、两球速度大小之比为2：5

D．右方是球，碰撞后、两球速度大小之比为1：1

4．如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道处于竖直向下的匀强电场E中，在轨道的上端，一个质量为m、带电量为＋q的小球由静止开始沿轨道运动，则（      ）

A．小球运动过程中机械能守恒

B．小球机械能和电势能的总和先增大后减小

C．在最低点球对环的压力为（mg＋qE）

D．在最低点球对环的压力为3（mg＋qE）

5．暗物质是二十世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命。为了探测暗物质，我国在2015年12月17日成动发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质擦测卫星，已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆运动，经过时间t（t小于其运动周期），运动的弧长为s，与地球中心连扫过的角度为β（弧度），引力常量为G，则下列说法中正确的是（　　）

A．“悟空”的线速度大于第一宇宙速度

B．“悟空”的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度

C．“悟空”的环绕周期为

D．“悟空”的质量为

6．如图所示，ABCD为一边长为a的正方形的四个顶点，O为正方形的中心，E点是O点关于AD的对称点，F点是O点关于BC的对称点。在A点、B点分别放置电荷量为+Q的点电荷，在C点放置电荷量为+2Q的点电荷，在D点放置电荷量为-Q的点电荷。以无穷远为电势零点，下列说法中正确的是（　　）

A．O点的电场强度大小为E0= 

B．O点的电场强度大小为E0=

C．O点电势小于零 

D．将试探电荷-q从E点移到F点电势能减小

二、多选题（本题共4小题，每小题5分。）

7．如图甲所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，传送带以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ．图乙为小木块运动的速度一时间图像．根据以上信息可以判断出

A．μ＞tanθ 

B．μ<tanθ

C．t0时刻，物体的速度为v0 

D．传送带始终对小木块做正功

8．如图所示，在匀强电场中，有边长为5cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该三角形的中心，三角形各顶点的电势分别为、、，下列说法正确的是（　　）

A．O点电势为3V

B．匀强电场的场强大小为80V/m，方向由A指向C

C．在三角形ABC外接圆的圆周上电势最低点的电势低于1V

D．将电子由C点移到A点，电子的电势能增加了4eV

9．如图所示,劲度系数为k的轻弹簧,一端固定在倾角为30°的光滑固定斜面的底部,另一端和质量m的小物块A相连,质量也为m的物块B紧靠A一起静止．现用手缓慢沿斜面向下压物体B使弹簧再压缩并静止．然后突然放手, A和B一起沿斜面向上运动距离L时,B达到最大速度v,弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力,重力加速度为g．下列说法正确的是

A．

B．放手的瞬间,A对B的弹力大小为

C．从放手到A和B达到最大速度v的过程中,弹簧弹性势能减小了

D．若向上运动过程A、B出现了分离,则分离时弹簧的压缩量为

10．如图所示，有A、B、C三个物体质量均为m，B和C（不粘连）静止于光滑水平面上，让一小球A自光滑圆弧槽B左侧槽口正上方高处，从静止开始下落，与圆弧槽B左侧槽口相切进入槽内，已知圆弧槽的圆心与两端槽口等高、半径为R，在之后的运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A．物块C获得的最大速度为

B．小球A越过圆弧槽最低点之后的运动过程中，小球A满足机械能守恒

C．小球A经过圆弧最低点以后能上升到距圆弧底的最大高度为

D．在此后的运动过程中，圆弧槽的最大速度为

第II卷（非选择题）

三、填空题（本题共2小题，共15分。）

11．（6分）某同学在验证牛顿第二定律时，设计了如图甲所示的实验装置，经测量可知小车的质量为m1，砝码盘及砝码的总质量为m2，且m2远小于m1。回答下列问题∶

（1）在某次实验时打出了如图乙所示的纸带，已知打点计时器的打点周期为T，图中相邻两计数点间还有四个点未画出，用刻度尺依次测出相邻两计数点之间的距离为x1、x2、x3、x4、x5、x6，用上述量写出小车加速度的关系式a=______；

（2）该同学在探究小车加速度与外力的关系时，首先平衡了摩擦力，多次改变盘中砝码的质量，记录了多组加速度与砝码重力F的图像，如图丙所示，若重力加速度g=10 m/s2，则小车的质量为______kg，砝码盘的质量为_____kg。 （保留一位有效数字）

12．（9分）某学习小组的同学分别设计了如图所示的装置用来验证动量守恒定律。

(1)实验中，质量为m1的入射小球A和质量为m2的被碰小球B的质量关系是m1______m2（选填“大于”、“等于”、“小于”）；

(2)图中O点是小球抛出点在地面上的投影，实验时，先让入射小球m1多次从斜轨上同一S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛水平射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复本操作。接下来要完成的必要步骤是

______。（填选项前的字母）

A．用天平测量两个小球的质量m1，m2；

B．测量小球m1开始释放的高度h；

C．测量抛出点距地面的高度H；

D．分别通过画最小的圆找到m1，m2相碰后平均落地点的位置M，N，并测量平抛水平射程OM，ON。

(3)图中，实验小组若两球相碰前后的动量守恒，系统动量守恒的表达式可表示为______（用(2)中测量的量表示）；

四、计算题（本题共3小题，共35分。）

13．（10分）宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角为α，已知该星球的半径为R，引力常量为G，球的体积公式是。求：

（1）该星球表面的重力加速度g；

（2）该星球的密度；

（3）该星球的第一宇宙速度。

14．（12分）如图所示，水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径R=0.4m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0×104N/C。现有一电荷量q=1.0×10-4C，质量m=0.1kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度vB=5m/s。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g=10m/s2。

求:（1）带电体在水平轨道上的释放点P到B点的距离；

（2）带电体第一次经过C点后，落在水平轨道上的位置到B点的距离。

15．（13分）一游乐场中的一项娱乐运动可简化为如图所示的物理模型，一水平轨道与圆弧轨道在C处平滑相接，整个轨道光滑且固定在竖直平面内。水平轨道的左侧固定一轻质弹簧，弹簧右端连接着质量的物块B；圆弧轨道半径。现从圆弧轨道最高点，由静止释放一个质量的物体A，在A运动过程中，其每次通过MN区域时均受到方向水平向左，大小为1N的恒力F作用。已知MN间距，物块A、B之间的碰撞为弹性正碰、且第一次碰撞前物块B是静止的。。求：（1）物块A滑到圆弧的最低点过程中合力的冲量。

（2）物块A和物块B第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能；

（3）如果物块A、B每次碰撞后，物块B再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块A、B第一次碰撞后，A在MN区域内运动的总时间。

参考答案

1．D

2．B

3．A

4．D

5．C

6．D

7．BC

8．ACD

9．BC

10．ACD

11．    2    0.06   

12．大于    AD        A   

13．（1）；（2）；（3）

【详解】

解：（1）小球在斜坡上做平抛运动时：水平方向上

①

竖直方向上

②

由几何知识

③

由①②③式得

（2）对于该星球表面质量为的物体，有

又

故

（3）该星球的第一宇宙速度等于它的“近地卫星”的运行速度，故

又

解得

14．（1）2.5m；（2）0.4m

【详解】

（1）带电体从P运动到B过程，依据动能定理得

代入数据解得

（2）带电体从B运动到C过程，由动能定理得

解得

带电体离开C点后在竖直方向上做自由落体运动

解得

在水平方向上做匀减速运动，根据牛顿第二定律有

解得

则水平方向的位移为

代入数据联立解得

15．（1），水平向左；（2）；（3）

【详解】

设物块A沿光滑曲面下滑到水平位置时的速度大小为，由机械能守恒定律得

代入数据解得

由动量定理得物块A滑到圆弧的最低点过程中合力的冲量

方向水平向左；

（2）设碰前A的速度为，由动能定理得

解得

A、B第一次碰撞过程，取向左为正方向，由动量守恒定律得

由能量守恒得

联立解得

物块B的速度为零时弹簧压缩量最大，弹性势能最大，由能量守恒定律得

（3）A、B第一次碰撞后，A向右运动，由于

故A不能通过MN区域返回，由动量定理得

解得

在A与B第二次碰撞过程中由动量守恒定律得

由能量守恒定律得

解得

一次类推，可得总时间为