河南省南阳市第一中学2022-2023学年高三上学期第二次阶段考试物理试题（含答案）

南阳一中2023届高三第二次阶段性考试

物理试题

一、选择题（每题4分，共48分，1-8单选，9-12多选．）

1．以下关于行星运动及万有引力的描述正确的是（    ）

A．牛顿利用扭秤实验测出了引力常量的数值

B．开普勒认为行星绕太阳运行的轨道是椭圆，行星在椭圆轨道上各个位置的速率均相等

C．太阳对行星的引力与地球对月球的引力属于同种性质的力

D．牛顿提出的万有引力定律只适用于天体之间

2．甲、乙两车在同一水平路面上做直线运动，某时刻乙车在前、甲车在后，相距，从此刻开始计时，乙做匀减速运动，两车运动的图象如图所示．则在0~12 s内关于两车位置关系的判断，下列说法正确的是（    ）

A．t＝4 s时两车相遇     B．t＝4 s时两车间的距离最大

C．0~12 s内两车有两次相遇   D．0~12 s内两车有三次相遇

3．如图所示，a、b两个小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平向左、右抛出，已知半圆轨道的半径与斜面的竖直高度h相等，斜面倾角为30°，重力加速度为g，要使两球同时落到半圆轨道上和斜面上，小球抛出的初速度的大小为（    ）

A．   B．   C．   D．

4．如图所示，一条河岸笔直的河流水速恒定，甲、乙两小船同时从河岸的A点沿与河岸的夹角均为θ的两个不同方向渡河．已知两小船在静水中航行的速度大小相等，则下列说法正确的是（    ）

A．甲先到达对岸

B．乙先到达对岸

C．渡河过程中，甲的位移小于乙的位移

D．渡河过程中，甲的位移大于乙的位移

5．如图所示，小圆环A吊着一个质量为的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上，有一细线一端拴在小圆环A上，另一端跨过固定在大圆环最高点B的一个小滑轮后吊着一个质量为的物块．如果小圆环、滑轮、绳子的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计，绳子又不可伸长，若平衡时弦AB所对应的圆心角为120°，则两物块的质量比应为（    ）

A．1：2    B．1：3   C．   D．

6．甲、乙两光滑小球（均可视为质点）用轻直杆连接，乙球处于粗糙水平地面上，甲球紧靠在粗糙的竖直墙壁上，初始时轻杆竖直，杆长为4 m．施加微小的扰动，使得乙球沿水平地面向右滑动，当乙球距离起点3 m时，下列说法正确的是（    ）

A．甲、乙两球的速度大小之比为

B．甲、乙两球的速度大小之比为

C．甲球即将落地时，乙球的速度与甲球的速度大小相等

D．甲球即将落地时，乙球的速度达到最大

7．如图甲所示，倾角α＝45°的斜面置于粗糙水平地面上，有一质量为2m的滑块A通过轻绳绕过定滑轮与质量为m的小球B相连（绳与斜面平行），滑块A能恰好静止在粗糙的斜面上．在图乙中，换成让小球在水平面上做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角β（），两幅图中滑块、斜面都静止．下列说法中正确的是（    ）

A．甲图滑块受到斜面的摩擦力为

B．甲图斜面受到地面的摩擦力为2mg

C．乙图中β越小，滑块受到的摩擦力越小

D．小球转动角速度越小，滑块受到的摩擦力越小

8．如图1所示，轻杆的一端固定一小球（视为质点）另一端套在光滑的水平轴O上，O轴的正上方有一速度传感器，可以测量小球通过最高点时的速度大小v；O轴处有力传感器，可以测量小球通过最高点时O轴受到杆的作用力F，若竖直向下为力的正方向，小球在最低点时给不同的初速度，得到图像如图2所示，取，则（    ）

A．O轴到球心间的距离为0.5 m

B．小球的质量为3 kg

C．小球恰好通过最高点时的速度大小为

D．小球在最高点的速度大小为时杆受到球的作用力竖直向下

9．图中的甲是地球赤道上的一个物体，乙是“神舟十号”宇宙飞船（周期约90min），丙是地球的同步卫星，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心做匀速圆周运动．下列有关说法中正确的是（    ）

A．它们运动的线速度大小关系是

B．它们运动的向心加速度大小关系是

C．已知甲运动的周期，可计算出地球的密度

D．已知乙运动的周期及轨道半径，可计算出地球质量

10．2021年9月17日，“神舟十二号”返回舱在东风着陆场安全降落．返回舱从工作轨道Ⅰ返回地面的运动轨迹如图，椭圆轨道Ⅱ与圆轨道I、Ⅲ分别相切于P、Q两点，返回舱从轨道Ⅲ上适当位置减速后进入大气层，最后在东风着陆场着陆．下列说法正确的是（    ）

A．返回舱在Ⅰ轨道上P需要向运动方向的反方向喷气进入Ⅱ轨道

B．返回舱在Ⅱ轨道上运动的周期小于返回舱在Ⅲ轨道上运动的周期

C．返回舱在Ⅲ轨道上Q点的速度的大小大于Ⅱ轨道上P点速度的大小

D．返回舱在Ⅰ轨道上经过P点时的加速度等于在Ⅱ轨道上经过P点时的加速度

11．如图所示，倾角为α的光滑斜劈放在粗糙水平面上，物体a放斜面上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮挂在c点滑轮2下悬挂物体b，细线与竖直墙壁之间的夹角为θ，系统处于静止状态，点c可以沿墙壁向上或向右移动少许，则说法正确的是（    ）

A．点c向上移动，物体a的位置升高，θ不变

B．点c向上移动，物体a的位置不变，θ不变

C．点c向右移动，物体a的位置升高，θ变大

D．点c向右移动，物体a的位置升高，θ不变

12．如图所示，水平圆盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有小物体A、B、C，质量分别为m、2m、3m，A叠放在B上，C、B离圆心O距离分别为2r、3r．C、B之间用细线相连，圆盘静止时细线刚好伸直无张力．已知C、B与圆盘间动摩擦因数为μ，A、B间摩擦因数为3μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，现让圆盘从静止缓慢加速，则（    ）

A．当时，A、B即将开始滑动

B．当时，细线张力

C．当时，C受到圆盘的摩擦力为0

D．当时剪断细线，C将做离心运动

二．实验题（共9空，每空2分，共18分）

13．某同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：

（1）该同学的实验步骤为：

a．在竖直木板上固定白纸，木板上固定两个光滑的定滑轮，质量为、的两个物块通过轻绳被弹簧测力计拉住而处于静止状态，O为轻绳的结点，此时需记录的有______（、已知，重力加速度为g），由记录的物理量选择合适的标度画平行四边形来验证结论是否成立；

b．改变弹簧测力计拉力F的大小重复步骤a，再次验证力的平行四边形定则，在第二次实验中，是否要保证结点O的位置与第一次实验相同？______（填“是”或“否”），并说明理由______．

（2）如果只增大弹簧测力计的拉力F而保证其他的条件不变，当系统再次平衡时，下列说法正确的是______．

A．结点O的位置会向右移    B．OA与OB绳的拉力的合力不变

C．OB绳与竖直方向的夹角会变小  D．OA绳与竖直方向的夹角会增大

14．在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学作了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力．

（1）关于该实验的操作，下列说法正确的是______．

A．必须用天平测出砂和砂桶的质量    B．不需要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量

C．应当先释放小车，再接通电源    D．需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带

（2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，打下B点时速度大小为______m/s，小车运动的加速度大小是______（计算结果保留三位有效数字）．

（3）由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示，则小车与轨道的滑动摩擦力______N．

（4）小明同学不断增加砂子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为______．

三．解答题（4小题，共44分）

15．（10分）嫦娥一号在西昌卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道．随后，嫦娥一号经过变轨和制动成功进入环月轨道．如图所示，阴影部分表示月球，设想飞船在圆形轨道I上作匀速圆周运动，在圆轨道Ⅰ上飞行n圈所用时间为t到达A点时经过短暂的点火变速，进入椭圆轨道Ⅱ，在到达轨道Ⅱ近月点B点时再次点火变速，进入近月圆形轨道Ⅲ，而后飞船在轨道Ⅲ上绕月球作匀速圆周运动，在圆轨道Ⅲ上飞行n圈所用时间为．不考虑其它星体对飞船的影响，求：

（1）月球的平均密度是多少？

（2）飞船从轨道Ⅱ上远月点A运动至近月点B所用的时间．

（3）如果在Ⅰ、Ⅲ轨道上有两只飞船，它们绕月球飞行方向相同，某时刻两飞船相距最近（两飞船在月球球心的同侧，且两飞船与月球球心在同一直线上），则经过多长时间，他们又会相距最近？

16．（10分）2020年2月，在国际单板滑雪U型场地赛中，我国运动员蔡雪桐勇夺冠军．如图，滑道边缘线PQ的倾角，运动员以速度从PQ上的O点沿PQ的切面滑出滑道，滑出时速度方向与PQ的夹角为，腾空后从PQ上的A点进入滑道．已知重力加速度为g，运动员可视为质点，不计空气阻力．求运动员：

（1）腾空中上升的最大高度；

（2）腾空中离PQ的最大距离；

（3）到达A点时的速度．

17．（12分）如图所示，内壁粗糙、半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台可以绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动．半球形容器的直径MON水平，OA与轴线的夹角，OB与轴线的夹角，小物块质量为m，重力加速度为g，则：

（1）若转台静止不动，小物块从M处由静止释放，到达A点时速率为，求小物块到达A点时对轨道的压力大小；

（2）若转台以角速度ω匀速转动时，小物块恰好在A处随容器一起转动，且所受摩擦力恰好为0，求角速度ω的值；

（3）保持转台以第（2）问中的角速度ω值转动，当小物块在B处时也可以随容器一起匀速转动，求小物块在B处时所受支持力的大小及摩擦力的大小和方向．

18．（12分）如图，两个滑块A和B的质量分别为和，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为；木板的质量为m＝4 kg，与地面间的动摩擦因数为．某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为，A、B相遇时，A与木板恰好相对静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，求：

（1）B与木板相对静止时，木板的速度；

（2）A、B开始运动时，两者之间的距离．

南阳一中2023届高三第二次阶段性考试

物理答案

1．C 2．D 3．C 4．C 5．C 6．B 7．A 8．A 9．BD 10．CD 11．BD 12．BC

13．（1）OA、OB绳的方向、弹簧测力计的示数，否，因为每次实验都是独立的，改变拉力F，结点O的位置会变化              （2）ABD

14．（1）BD （2）0.721，2.40  （3）1.0或1  （4）5或5.0

15．（1）月球的平均密度是

（2）飞船从轨道Ⅱ上远月点A运动至近月点B所用的时间为．

（3）则经（m＝l，2，3…），他们又会相距最近

【详解】（1）在圆轨道Ⅲ上的周期：①

由万有引力提供向心力有：②，又③

联立得：④

（2）设飞船在轨道Ⅰ上的运动周期为，在轨道Ⅰ有：⑤，又：⑥

联立①②⑤⑥得：

设飞船在轨道Ⅱ上的运动周期，而轨道Ⅱ的半长轴为：⑦

根据开普勒定律得：⑧，可解得

所以飞船从A到B的飞行时间为：

（3）设飞船在轨道Ⅰ上的角速度为、在轨道Ⅲ上的角速度为，有：所以

设飞船再经过t时间相距最近，有： 所以有：（m＝l，2，3…）

16．（1）；（2）；（3），与斜面的夹角为30°

【详解】（1）将初速度为沿竖直方向分解得 由公式得

解得竖直方向上升的最大高度为

（2）经分析，当速度方向与斜面PQ平行时离斜面距离最大，将初速度和加速度g分别分解在沿斜面方向和垂直斜面方向，则沿斜面方向有，

垂直斜面方向有，

运动员腾空中离PQ的最大距离为H，则有 解得

（3）设运动员从O点到离PQ最远的时间为t，则有

运动员再滑入轨道时，垂直斜面方向的速度大小不变，仍为

沿斜面向下的速度为

则到达A点时的速度大小为

到达A点时的速度方向与斜面的夹角正切值为 解得

17．（1）；（2）；（3），方向垂直于OB向下

【详解】

（1）若转台静止不动，对小物块到达A点时进行受力分析，如图所示

则小物块受的指向圆心O的合力提供向心力，即

代入数据解得

（2）若转台以角速度ω匀速转动时，对小物块在A处进行受力分析

则小物块所受的合力提供其在水平方向做匀速圆周运动的向心力，即

代入数据解得

（3）假设小物块在B处受的摩擦力方向垂直于OB向上，则其受力情况如下所示

则小物块所受的合力提供其在水平方向做匀速圆周运动的向心力，即

小物块在竖直方向的合力为0，即

联立两式解得

所以小物块在B处受的摩擦力大小为，摩擦力的方向垂直于OB向下．

18．（1）1 m/s；（2）1.9 m

【详解】（1）滑块A和B在木板上滑动时，木板也在地面上滑动，设A、B和木板所受的摩擦力大小分别为、和，A和B相对于地面的加速度大小分别是和，木板相对于地面的加速度大小为，在物块B与木板达到共同速度前有① ② ③

由牛顿第二定律得，④  ⑤  ⑥

设在时刻，B与木板达到共同速度，设大小为．由运动学公式有⑦  ⑧

联立①②③④⑤⑥⑦⑧式，代入已知数据，可得B与木板相对静止时，木板的速度⑨

（2）在时间间隔内，B相对于地面移动的距离为⑩

设在B与木板达到共同速度后，木板的加速度大小为，对于B与木板组成的体系，由牛顿第二定律有⑪

由①②④⑤式知，；再由⑦⑧可知，B与木板达到共同速度时，A的速度大小也为，但运动方向与木板相反；由题意知，A和B相遇时，A与木板的速度相同，设其大小为，设A的速度大小从变到所用时间为，则由运动学公式，对木板有⑫

对A有⑬

在时间间隔内，B（以及木板）相对地面移动的距离为⑭

在时间间隔内，A相对地面移动的距离为⑮

A和B相遇时，A与木板的速度也恰好相同，因此A和B开始运动时，两者之间的距离为⑯

联立以上各式，代入数据，A、B开始运动时，两者之间的距离⑰

答：（1）B与木板相对静止时，木板的速度为1 m/s；（2）A、B开始运动时，两者之间的距离为1.9 m．