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2022-2023学年甘肃省兰州市西北师范大学附属中学高三上学期期中考试 物理
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这是一份2022-2023学年甘肃省兰州市西北师范大学附属中学高三上学期期中考试 物理，共20页。试卷主要包含了选择题等内容，欢迎下载使用。
西北师大附中
2022-2023学年第一学期期中考试试题
高三物理
一、选择题（本题共14小题，每题5分，满分70分。1-9均为单选，10-14为多选题，多得选中只有部分选对得3分。）
1. 理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律。以下实验中属于理想实验的是（ ）
A. 验证力的平行四边形定则实验 B. 伽利略的对接斜面实验
C. 用打点计时器测物体加速度的实验 D. 测定反应时间的实验
2. 质量m=50kg的某同学站在观光电梯地板上，用速度传感器记录了电梯在一段时间内运动的速度随时间变化情况（以竖直向上为正方向），由图象提供的信息可知（ ）
A. 在0～15s内，观光电梯上升的高度为25m
B. 在5～15s内，电梯内的同学处于超重状态
C. 在20～25s与25～35s内，观光电梯的平均速度大小均为10m/s
D. 在25～35s内，观光电梯在减速上升，该同学的加速度大小2m/s2
3. 两根长度不同的细线下面分别悬挂两个相同小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个摆球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是（ ）
A. B.
C. D.
4. 一质点做匀加速直线运动时，速度变化时发生位移x1，紧接着速度变化同样的时发生位移x2，则该质点的加速度为（ ）
A B. C. D.
5. 如图所示，竖直墙壁上的两点在同一水平线上，固定的竖直杆上的点与点的连线水平且垂直，轻绳的两端分别系在两点，光滑小滑轮吊着一重物可在轻绳上滑动。先将轻绳右端沿直线缓慢移动至点，然后再沿墙面竖直向下缓慢移动至S点，整个过程重物始终没落地。则整个过程轻绳张力大小的变化情况是（ ）
A. 一直增大 B. 先增大后减小 C. 先减小后增大 D. 先减小后不变
6. 一颗炮弹在空中发生爆炸，分裂成A、B两块，A竖直向上运动，B竖直向下运动，忽略空气的阻力，以炮弹炸裂开始计时，则（ ）
A. 在两弹片均未落地前，以A为参考系，B做自由落体运动
B. 在B弹片落地后，以A为参考系，B匀速上升
C. 在两弹片均未落地前，A、B之间的距离与时间成正比
D. 在B弹片落地后，A、B之间的距离与时间的二次方成正比
7. 水平转台上有质量相等的A、B两小物块，两小物块间用沿半径方向的细线相连，两物块始终相对转台静止，其位置如图所示(俯视图)，两小物块与转台间的最大静摩擦力均为，则两小物块所受摩擦力、随转台角速度的平方()的变化关系正确的是
A. B. C. D.
8. 如图，一质量为M的直角劈B放在水平面上，在劈的斜面上放一质量为m的物体A，用一沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面匀速上滑，在A上滑的过程中直角劈B相对地面始终静止。以Ff和FN分别表示地面对劈的摩擦力及支持力。则下列正确的是( )
A. Ff＝0，FN＝Mg＋mg
B. Ff向左，FN
D 增大F，Ff增大，FN减小
9. 如图所示，物块A在木板B上，A的质量为，B的质量为。开始时A、B均静止。现给A一水平向右的力。已知A与B、B与地之间的动摩擦因数分别为和，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。以下说法正确的是（ ）
A. A、B相对静止，不会滑动，共同加速度
B. A在B上能滑动，但B静止，A的加速度
C. A在B上能滑动，B相对地面滑动，A的加速度，B的加速度
D. A在B上能滑动，B相对地面滑动，A加速度，B的加速度
10. 在动摩擦因数的水平面上有一个质量为的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小球的弹力恰好为零。取，以下说法正确的是（ ）
A. 若剪断轻绳，则剪断的瞬间轻弹簧的弹力大小为
B. 若剪断轻绳，则剪断的瞬间小球的加速度大小为，方向向左
C. 若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度大小为，方向向右
D. 若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球所受地面的支持力大小、轻绳上的弹力大小、轻弹簧的弹力大小都会突变
11. (多选)如图所示，光滑轨道由AB、BCDE两段细圆管平滑连接组成，其中AB段水平，BCDE段为半径为R的四分之三圆弧管组成，圆心O与AB等高，整个轨道固定在竖直平面内，现有一质量为m、初速度v0＝的光滑小球水平进入圆管AB，设小球经过轨道交接处无能量损失，圆管孔径远小于R，则( )
A. 小球到达C点时的速度大小为vC＝
B 小球能通过E点后恰好落至B点
C. 若将DE轨道拆除，则小球能上升的最大高度距离D点为2R
D. 若减小小球的初速度v0，则小球到达E点时的速度可以为零
12. 如图所示，水平地面的上空有一架飞机在进行投弹训练，飞机沿水平方向做匀加速直线运动。当飞机飞经观察点B点正上方A点时投放一颗炸弹，经时间T炸弹落在观察点B正前方L1处的C点，与此同时飞机投放出第二颗炸弹，最终落在距观察点B正前方L2处的D点，且，空气阻力不计，以下说法正确的有（ ）
A. 飞机第一次投弹时的速度为 B. 飞机第二次投弹时的速度为
C. 飞机水平飞行的加速度为 D. 两次投弹时间间隔T内飞机飞行距离为
13. 如图所示，水平传送带以速度匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，时刻P在传送带左端具有速度，P与定滑轮间的绳水平，时刻P离开传送带，不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长，正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是（ ）
A. B.
C. D.
14. 如图所示，粗糙斜面体C静止在水平地面上，轻质细线跨过其顶端的光滑定滑轮。细线一端拴接物块A，另一端与另外两根细线结于O点，形成死结。结点O下方细线悬挂B物块，左端细线用一水平力F拉住，静止时，滑轮左边细线与竖直方向成角。现保持O点的位置不变，沿顺时针方向缓慢调整力F的方向直至竖直，期间所有物体均保持静止，则在此过程中说法正确的是（ ）
A. 拉力F一直增大
B. 细线对物块A的拉力一直减小
C. 地面对斜面体C摩擦力先减小后增大
D. 斜面对A的摩擦力可能先减小后增大
二．实验题（每空3分，共21分）
15. 某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。
①请完成以下主要实验步骤：按图（a）安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物靠近打点计时器下端；先_____________，再_____________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。
②图（b）和（c）是实验获得的两条纸带，应选取_____________（填“b”或“c”）来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因可能是空气阻力和_____________的影响。
16. 如图甲所示，质量为m的滑块A放在气垫导轨上，B为位移传感器，它能将滑块A到传感器B的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的速率-时间（）图象．整个装置置于高度h可调节的斜面上，斜面长度为．
（1）现给滑块A沿气垫导轨向上的初速度，其图线如图乙所示．从图线可得滑块A上滑时的加速度大小_________（结果保留一位有效数字）．
（2）若用此装置来验证牛顿第二定律，通过改变_______，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系；通过改变_________，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系（重力加速度g的值不变）．
三．计算题（共59分，要有必要的文字说明和计算步骤）
17. 如图所示，质量M=2kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量m=kg的小球相连。今用跟水平方向成角的力F=10N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，g取10m/s2.求：
（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角；
（2）木块与水平杆间的动摩擦因数。
18. 兰州轨道交通一号线正式运营后，某一兴趣小组在地铁上进行实地测量和研究。他们把一端拴有小物体的细线（不可伸长）固定在一竖直杆上端，发现列车在进、出站时细线与竖直方向会有一定夹角，这时小物体与车厢处于相对静止状态。经过多次测量，发现列车进、出站时的夹角近似相等，均约为7°，如图所示。列车在每站停车时间为35s。通过查询可知，东方红广场站到省政府站之间约1600m，省政府站到西关站之间约800m，地铁匀速运行的速度约为72km/h。省政府站在轨道一号线运行一段时间后才开始正常使用。设东方红广场站到西关站之间是直线，列车进、出站时均视为匀变速运动，已知tan7°=0.12，g取10m/s2。求：
（1）地铁进、出站时加速度的大小；
（2）省政府站开通前，从东方红广场站到西关站需要多长时间；
（3）省政府站开通后，从东方红广场站到西关站比开通前慢了多长时间。（结果均保留一位小数）
19. 如图所示，倾角为37°的斜面长l＝1.9 m，在斜面底端正上方的O点将一小球以v0＝3 m/s的速度水平抛出，与此同时由静止释放斜面顶端的滑块，经过一段时间后，小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块。（小球和滑块均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8），求：
（1）抛出点O离斜面底端的高度；
（2）滑块与斜面间的动摩擦因数μ。
20. 如图所示，AB、CD为两个光滑的平台，一倾角为37°、长为5 m的传送带与两平台平滑连接．现有一小物体以10 m/s的速度沿平台AB向右运动，当传送带静止时，小物体恰好能滑到平台CD上．(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
(1)求小物体跟传送带间的动摩擦因数；
(2)当小物体在平台AB上的运动速度低于某一数值时，无论传送带顺时针运动的速度有多大，小物体都不能到达平台CD，求这个临界速度；
(3)若小物体以8 m/s的速度沿平台AB向右运动，欲使小物体能到达平台CD，传送带至少以多大的速度顺时针运动？
西北师大附中
2022-2023学年第一学期期中考试试题
高三物理
一、选择题（本题共14小题，每题5分，满分70分。1-9均为单选，10-14为多选题，多得选中只有部分选对得3分。）
1. 理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律。以下实验中属于理想实验的是（ ）
A. 验证力的平行四边形定则实验 B. 伽利略的对接斜面实验
C. 用打点计时器测物体加速度的实验 D. 测定反应时间的实验
【答案】B
2. 质量m=50kg的某同学站在观光电梯地板上，用速度传感器记录了电梯在一段时间内运动的速度随时间变化情况（以竖直向上为正方向），由图象提供的信息可知（ ）
A. 在0～15s内，观光电梯上升的高度为25m
B. 在5～15s内，电梯内的同学处于超重状态
C. 在20～25s与25～35s内，观光电梯的平均速度大小均为10m/s
D. 在25～35s内，观光电梯在减速上升，该同学的加速度大小2m/s2
【答案】C
3. 两根长度不同的细线下面分别悬挂两个相同小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个摆球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
4. 一质点做匀加速直线运动时，速度变化时发生位移x1，紧接着速度变化同样的时发生位移x2，则该质点的加速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
5. 如图所示，竖直墙壁上两点在同一水平线上，固定的竖直杆上的点与点的连线水平且垂直，轻绳的两端分别系在两点，光滑小滑轮吊着一重物可在轻绳上滑动。先将轻绳右端沿直线缓慢移动至点，然后再沿墙面竖直向下缓慢移动至S点，整个过程重物始终没落地。则整个过程轻绳张力大小的变化情况是（ ）
A. 一直增大 B. 先增大后减小 C. 先减小后增大 D. 先减小后不变
【答案】D
6. 一颗炮弹在空中发生爆炸，分裂成A、B两块，A竖直向上运动，B竖直向下运动，忽略空气的阻力，以炮弹炸裂开始计时，则（ ）
A. 在两弹片均未落地前，以A为参考系，B做自由落体运动
B. 在B弹片落地后，以A为参考系，B匀速上升
C. 在两弹片均未落地前，A、B之间的距离与时间成正比
D. 在B弹片落地后，A、B之间的距离与时间的二次方成正比
【答案】C
7. 水平转台上有质量相等的A、B两小物块，两小物块间用沿半径方向的细线相连，两物块始终相对转台静止，其位置如图所示(俯视图)，两小物块与转台间的最大静摩擦力均为，则两小物块所受摩擦力、随转台角速度的平方()的变化关系正确的是
A. B. C. D.
【答案】B
8. 如图，一质量为M的直角劈B放在水平面上，在劈的斜面上放一质量为m的物体A，用一沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面匀速上滑，在A上滑的过程中直角劈B相对地面始终静止。以Ff和FN分别表示地面对劈的摩擦力及支持力。则下列正确的是( )
A. Ff＝0，FN＝Mg＋mg
B. Ff向左，FN
D. 增大F，Ff增大，FN减小
【答案】B
9. 如图所示，物块A在木板B上，A的质量为，B的质量为。开始时A、B均静止。现给A一水平向右的力。已知A与B、B与地之间的动摩擦因数分别为和，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。以下说法正确的是（ ）
A. A、B相对静止，不会滑动，共同加速度
B. A在B上能滑动，但B静止，A的加速度
C. A在B上能滑动，B相对地面滑动，A的加速度，B的加速度
D. A在B上能滑动，B相对地面滑动，A的加速度，B的加速度
【答案】C
10. 在动摩擦因数的水平面上有一个质量为的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小球的弹力恰好为零。取，以下说法正确的是（ ）
A. 若剪断轻绳，则剪断的瞬间轻弹簧的弹力大小为
B. 若剪断轻绳，则剪断的瞬间小球的加速度大小为，方向向左
C. 若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度大小为，方向向右
D. 若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球所受地面的支持力大小、轻绳上的弹力大小、轻弹簧的弹力大小都会突变
【答案】AD
11. (多选)如图所示，光滑轨道由AB、BCDE两段细圆管平滑连接组成，其中AB段水平，BCDE段为半径为R的四分之三圆弧管组成，圆心O与AB等高，整个轨道固定在竖直平面内，现有一质量为m、初速度v0＝的光滑小球水平进入圆管AB，设小球经过轨道交接处无能量损失，圆管孔径远小于R，则( )
A. 小球到达C点时的速度大小为vC＝
B. 小球能通过E点后恰好落至B点
C. 若将DE轨道拆除，则小球能上升的最大高度距离D点为2R
D. 若减小小球的初速度v0，则小球到达E点时的速度可以为零
【答案】ABD
12. 如图所示，水平地面的上空有一架飞机在进行投弹训练，飞机沿水平方向做匀加速直线运动。当飞机飞经观察点B点正上方A点时投放一颗炸弹，经时间T炸弹落在观察点B正前方L1处的C点，与此同时飞机投放出第二颗炸弹，最终落在距观察点B正前方L2处的D点，且，空气阻力不计，以下说法正确的有（ ）
A. 飞机第一次投弹时的速度为 B. 飞机第二次投弹时的速度为
C. 飞机水平飞行的加速度为 D. 两次投弹时间间隔T内飞机飞行距离为
【答案】AD
13. 如图所示，水平传送带以速度匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，时刻P在传送带左端具有速度，P与定滑轮间的绳水平，时刻P离开传送带，不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长，正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
14. 如图所示，粗糙斜面体C静止在水平地面上，轻质细线跨过其顶端的光滑定滑轮。细线一端拴接物块A，另一端与另外两根细线结于O点，形成死结。结点O下方细线悬挂B物块，左端细线用一水平力F拉住，静止时，滑轮左边细线与竖直方向成角。现保持O点的位置不变，沿顺时针方向缓慢调整力F的方向直至竖直，期间所有物体均保持静止，则在此过程中说法正确的是（ ）
A. 拉力F一直增大
B. 细线对物块A的拉力一直减小
C. 地面对斜面体C的摩擦力先减小后增大
D. 斜面对A的摩擦力可能先减小后增大
【答案】BD
二．实验题（每空3分，共21分）
15. 某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。
①请完成以下主要实验步骤：按图（a）安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物靠近打点计时器下端；先_____________，再_____________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。
②图（b）和（c）是实验获得的两条纸带，应选取_____________（填“b”或“c”）来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因可能是空气阻力和_____________的影响。
【答案】 ①. 接通电源 ②. 释放纸带 ③. b ④. 摩擦阻力
16. 如图甲所示，质量为m的滑块A放在气垫导轨上，B为位移传感器，它能将滑块A到传感器B的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的速率-时间（）图象．整个装置置于高度h可调节的斜面上，斜面长度为．
（1）现给滑块A沿气垫导轨向上的初速度，其图线如图乙所示．从图线可得滑块A上滑时的加速度大小_________（结果保留一位有效数字）．
（2）若用此装置来验证牛顿第二定律，通过改变_______，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系；通过改变_________，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系（重力加速度g的值不变）．
【答案】 ①. ②. 调节滑块的质量及斜面的高度，且使mh不变 ③. 高度h
三．计算题（共59分，要有必要的文字说明和计算步骤）
17. 如图所示，质量M=2kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量m=kg的小球相连。今用跟水平方向成角的力F=10N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，g取10m/s2.求：
（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角；
（2）木块与水平杆间的动摩擦因数。
【答案】（1）30°；（2）
【解析】
【分析】
【详解】（1）（2）对滑块受力分析可知
对小球
联立解得
θ=30°
18. 兰州轨道交通一号线正式运营后，某一兴趣小组在地铁上进行实地测量和研究。他们把一端拴有小物体的细线（不可伸长）固定在一竖直杆上端，发现列车在进、出站时细线与竖直方向会有一定夹角，这时小物体与车厢处于相对静止状态。经过多次测量，发现列车进、出站时的夹角近似相等，均约为7°，如图所示。列车在每站停车时间为35s。通过查询可知，东方红广场站到省政府站之间约1600m，省政府站到西关站之间约800m，地铁匀速运行的速度约为72km/h。省政府站在轨道一号线运行一段时间后才开始正常使用。设东方红广场站到西关站之间是直线，列车进、出站时均视为匀变速运动，已知tan7°=0.12，g取10m/s2。求：
（1）地铁进、出站时加速度的大小；
（2）省政府站开通前，从东方红广场站到西关站需要多长时间；
（3）省政府站开通后，从东方红广场站到西关站比开通前慢了多长时间。（结果均保留一位小数）
【答案】（1）1.2m/s2；（2）136.7m；（3）51.8s
【解析】
【详解】（1）对小球受力分析可知，由牛顿第二定律
可得
a=1.2m/s2
地铁进、出站时加速度的大小均为1.2m/s2；
（2）72km/h=20m/s，则动车加速和减速的时间均为
动车加速和减速的位移
匀速的时间
省政府站开通前，从东方红广场站到西关站需要时间
（3）省政府站开通后，动车匀速的时间为
从东方红广场站到西关站的时间
从东方红广场站到西关站比开通前慢了
19. 如图所示，倾角为37°的斜面长l＝1.9 m，在斜面底端正上方的O点将一小球以v0＝3 m/s的速度水平抛出，与此同时由静止释放斜面顶端的滑块，经过一段时间后，小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块。（小球和滑块均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8），求：
（1）抛出点O离斜面底端的高度；
（2）滑块与斜面间的动摩擦因数μ。
【答案】（1）1.7m；（2）0.125
【解析】
【分析】
【详解】(1)设小球击中滑块时的速度为v，竖直分速度为vy，如图所示
由几何关系得
tan37°=
设小球下落时间为t，竖直位移为y，水平位移为x，由运动学规律得
vy＝gt
y＝gt2
x＝v0t
设抛出点到斜面底端的高度为h，由几何关系得
h=y+xtan37°
联立解得
h=1.7m
(2)设在时间t内，滑块位移为s，由几何关系得
设滑块的加速度为a，由运动学公式得
s=at2
对滑块，由牛顿第二定律得
mgsin37°-μmgcos37°=ma
联立解得
μ=0.125
20. 如图所示，AB、CD为两个光滑的平台，一倾角为37°、长为5 m的传送带与两平台平滑连接．现有一小物体以10 m/s的速度沿平台AB向右运动，当传送带静止时，小物体恰好能滑到平台CD上．(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
(1)求小物体跟传送带间的动摩擦因数；
(2)当小物体在平台AB上的运动速度低于某一数值时，无论传送带顺时针运动的速度有多大，小物体都不能到达平台CD，求这个临界速度；
(3)若小物体以8 m/s的速度沿平台AB向右运动，欲使小物体能到达平台CD，传送带至少以多大的速度顺时针运动？
【答案】（1）0.5（2）2m/s；（3）3m/s
【解析】
【详解】(1)传送带静止时，小物体在传送带上受力如图甲所示，
根据牛顿第二定律得：
μmgcos37°＋mgsin37°＝ma1
B→C过程，有：
v02＝2a1l
解得：
a1＝10 m/s2，μ＝0.5．
(2)当小物体在传送带上受到的摩擦力始终向上时，最容易到达传送带顶端，此时，小物体受力如图乙所示，根据牛顿第二定律得：
mgsin37°－μmgcos37°＝ma2
若恰好能到达平台CD，有：
v2＝2a2l
解得：
v＝2m/s，a2＝2 m/s2
即当小物体在平台AB上向右运动的速度小于2 m/s时，无论传送带顺时针运动的速度有多大，小物体都不能到达平台CD．
(3)设小物体在平台AB上的运动速度为v1，传送带顺时针运动的速度大小为v2．
从小物体滑上传送带至小物体速度减小到传送带速度过程，有：
v12－v22＝2a1x1
从小物体速度减小到传送带速度至恰好到达平台CD过程，有：
v22＝2a2x2，
x1＋x2＝l
解得：
v2＝3 m/s，
即传送带至少以3 m/s的速度顺时针运动，小物体才能到达平台CD．
西北师大附中
2022-2023学年第一学期期中考试试题
高三物理
一、选择题（本题共14小题，每题5分，满分70分。1-9均为单选，10-14为多选题，多得选中只有部分选对得3分。）
1. 理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律。以下实验中属于理想实验的是（ ）
A. 验证力的平行四边形定则实验 B. 伽利略的对接斜面实验
C. 用打点计时器测物体加速度的实验 D. 测定反应时间的实验
2. 质量m=50kg的某同学站在观光电梯地板上，用速度传感器记录了电梯在一段时间内运动的速度随时间变化情况（以竖直向上为正方向），由图象提供的信息可知（ ）
A. 在0～15s内，观光电梯上升的高度为25m
B. 在5～15s内，电梯内的同学处于超重状态
C. 在20～25s与25～35s内，观光电梯的平均速度大小均为10m/s
D. 在25～35s内，观光电梯在减速上升，该同学的加速度大小2m/s2
3. 两根长度不同的细线下面分别悬挂两个相同小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个摆球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是（ ）
A. B.
C. D.
4. 一质点做匀加速直线运动时，速度变化时发生位移x1，紧接着速度变化同样的时发生位移x2，则该质点的加速度为（ ）
A B. C. D.
5. 如图所示，竖直墙壁上的两点在同一水平线上，固定的竖直杆上的点与点的连线水平且垂直，轻绳的两端分别系在两点，光滑小滑轮吊着一重物可在轻绳上滑动。先将轻绳右端沿直线缓慢移动至点，然后再沿墙面竖直向下缓慢移动至S点，整个过程重物始终没落地。则整个过程轻绳张力大小的变化情况是（ ）
A. 一直增大 B. 先增大后减小 C. 先减小后增大 D. 先减小后不变
6. 一颗炮弹在空中发生爆炸，分裂成A、B两块，A竖直向上运动，B竖直向下运动，忽略空气的阻力，以炮弹炸裂开始计时，则（ ）
A. 在两弹片均未落地前，以A为参考系，B做自由落体运动
B. 在B弹片落地后，以A为参考系，B匀速上升
C. 在两弹片均未落地前，A、B之间的距离与时间成正比
D. 在B弹片落地后，A、B之间的距离与时间的二次方成正比
7. 水平转台上有质量相等的A、B两小物块，两小物块间用沿半径方向的细线相连，两物块始终相对转台静止，其位置如图所示(俯视图)，两小物块与转台间的最大静摩擦力均为，则两小物块所受摩擦力、随转台角速度的平方()的变化关系正确的是
A. B. C. D.
8. 如图，一质量为M的直角劈B放在水平面上，在劈的斜面上放一质量为m的物体A，用一沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面匀速上滑，在A上滑的过程中直角劈B相对地面始终静止。以Ff和FN分别表示地面对劈的摩擦力及支持力。则下列正确的是( )
A. Ff＝0，FN＝Mg＋mg
B. Ff向左，FN
D 增大F，Ff增大，FN减小
9. 如图所示，物块A在木板B上，A的质量为，B的质量为。开始时A、B均静止。现给A一水平向右的力。已知A与B、B与地之间的动摩擦因数分别为和，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。以下说法正确的是（ ）
A. A、B相对静止，不会滑动，共同加速度
B. A在B上能滑动，但B静止，A的加速度
C. A在B上能滑动，B相对地面滑动，A的加速度，B的加速度
D. A在B上能滑动，B相对地面滑动，A加速度，B的加速度
10. 在动摩擦因数的水平面上有一个质量为的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小球的弹力恰好为零。取，以下说法正确的是（ ）
A. 若剪断轻绳，则剪断的瞬间轻弹簧的弹力大小为
B. 若剪断轻绳，则剪断的瞬间小球的加速度大小为，方向向左
C. 若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度大小为，方向向右
D. 若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球所受地面的支持力大小、轻绳上的弹力大小、轻弹簧的弹力大小都会突变
11. (多选)如图所示，光滑轨道由AB、BCDE两段细圆管平滑连接组成，其中AB段水平，BCDE段为半径为R的四分之三圆弧管组成，圆心O与AB等高，整个轨道固定在竖直平面内，现有一质量为m、初速度v0＝的光滑小球水平进入圆管AB，设小球经过轨道交接处无能量损失，圆管孔径远小于R，则( )
A. 小球到达C点时的速度大小为vC＝
B 小球能通过E点后恰好落至B点
C. 若将DE轨道拆除，则小球能上升的最大高度距离D点为2R
D. 若减小小球的初速度v0，则小球到达E点时的速度可以为零
12. 如图所示，水平地面的上空有一架飞机在进行投弹训练，飞机沿水平方向做匀加速直线运动。当飞机飞经观察点B点正上方A点时投放一颗炸弹，经时间T炸弹落在观察点B正前方L1处的C点，与此同时飞机投放出第二颗炸弹，最终落在距观察点B正前方L2处的D点，且，空气阻力不计，以下说法正确的有（ ）
A. 飞机第一次投弹时的速度为 B. 飞机第二次投弹时的速度为
C. 飞机水平飞行的加速度为 D. 两次投弹时间间隔T内飞机飞行距离为
13. 如图所示，水平传送带以速度匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，时刻P在传送带左端具有速度，P与定滑轮间的绳水平，时刻P离开传送带，不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长，正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是（ ）
A. B.
C. D.
14. 如图所示，粗糙斜面体C静止在水平地面上，轻质细线跨过其顶端的光滑定滑轮。细线一端拴接物块A，另一端与另外两根细线结于O点，形成死结。结点O下方细线悬挂B物块，左端细线用一水平力F拉住，静止时，滑轮左边细线与竖直方向成角。现保持O点的位置不变，沿顺时针方向缓慢调整力F的方向直至竖直，期间所有物体均保持静止，则在此过程中说法正确的是（ ）
A. 拉力F一直增大
B. 细线对物块A的拉力一直减小
C. 地面对斜面体C摩擦力先减小后增大
D. 斜面对A的摩擦力可能先减小后增大
二．实验题（每空3分，共21分）
15. 某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。
①请完成以下主要实验步骤：按图（a）安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物靠近打点计时器下端；先_____________，再_____________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。
②图（b）和（c）是实验获得的两条纸带，应选取_____________（填“b”或“c”）来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因可能是空气阻力和_____________的影响。
16. 如图甲所示，质量为m的滑块A放在气垫导轨上，B为位移传感器，它能将滑块A到传感器B的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的速率-时间（）图象．整个装置置于高度h可调节的斜面上，斜面长度为．
（1）现给滑块A沿气垫导轨向上的初速度，其图线如图乙所示．从图线可得滑块A上滑时的加速度大小_________（结果保留一位有效数字）．
（2）若用此装置来验证牛顿第二定律，通过改变_______，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系；通过改变_________，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系（重力加速度g的值不变）．
三．计算题（共59分，要有必要的文字说明和计算步骤）
17. 如图所示，质量M=2kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量m=kg的小球相连。今用跟水平方向成角的力F=10N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，g取10m/s2.求：
（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角；
（2）木块与水平杆间的动摩擦因数。
18. 兰州轨道交通一号线正式运营后，某一兴趣小组在地铁上进行实地测量和研究。他们把一端拴有小物体的细线（不可伸长）固定在一竖直杆上端，发现列车在进、出站时细线与竖直方向会有一定夹角，这时小物体与车厢处于相对静止状态。经过多次测量，发现列车进、出站时的夹角近似相等，均约为7°，如图所示。列车在每站停车时间为35s。通过查询可知，东方红广场站到省政府站之间约1600m，省政府站到西关站之间约800m，地铁匀速运行的速度约为72km/h。省政府站在轨道一号线运行一段时间后才开始正常使用。设东方红广场站到西关站之间是直线，列车进、出站时均视为匀变速运动，已知tan7°=0.12，g取10m/s2。求：
（1）地铁进、出站时加速度的大小；
（2）省政府站开通前，从东方红广场站到西关站需要多长时间；
（3）省政府站开通后，从东方红广场站到西关站比开通前慢了多长时间。（结果均保留一位小数）
19. 如图所示，倾角为37°的斜面长l＝1.9 m，在斜面底端正上方的O点将一小球以v0＝3 m/s的速度水平抛出，与此同时由静止释放斜面顶端的滑块，经过一段时间后，小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块。（小球和滑块均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8），求：
（1）抛出点O离斜面底端的高度；
（2）滑块与斜面间的动摩擦因数μ。
20. 如图所示，AB、CD为两个光滑的平台，一倾角为37°、长为5 m的传送带与两平台平滑连接．现有一小物体以10 m/s的速度沿平台AB向右运动，当传送带静止时，小物体恰好能滑到平台CD上．(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
(1)求小物体跟传送带间的动摩擦因数；
(2)当小物体在平台AB上的运动速度低于某一数值时，无论传送带顺时针运动的速度有多大，小物体都不能到达平台CD，求这个临界速度；
(3)若小物体以8 m/s的速度沿平台AB向右运动，欲使小物体能到达平台CD，传送带至少以多大的速度顺时针运动？
西北师大附中
2022-2023学年第一学期期中考试试题
高三物理
一、选择题（本题共14小题，每题5分，满分70分。1-9均为单选，10-14为多选题，多得选中只有部分选对得3分。）
1. 理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把可靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律。以下实验中属于理想实验的是（ ）
A. 验证力的平行四边形定则实验 B. 伽利略的对接斜面实验
C. 用打点计时器测物体加速度的实验 D. 测定反应时间的实验
【答案】B
2. 质量m=50kg的某同学站在观光电梯地板上，用速度传感器记录了电梯在一段时间内运动的速度随时间变化情况（以竖直向上为正方向），由图象提供的信息可知（ ）
A. 在0～15s内，观光电梯上升的高度为25m
B. 在5～15s内，电梯内的同学处于超重状态
C. 在20～25s与25～35s内，观光电梯的平均速度大小均为10m/s
D. 在25～35s内，观光电梯在减速上升，该同学的加速度大小2m/s2
【答案】C
3. 两根长度不同的细线下面分别悬挂两个相同小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个摆球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
4. 一质点做匀加速直线运动时，速度变化时发生位移x1，紧接着速度变化同样的时发生位移x2，则该质点的加速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
5. 如图所示，竖直墙壁上两点在同一水平线上，固定的竖直杆上的点与点的连线水平且垂直，轻绳的两端分别系在两点，光滑小滑轮吊着一重物可在轻绳上滑动。先将轻绳右端沿直线缓慢移动至点，然后再沿墙面竖直向下缓慢移动至S点，整个过程重物始终没落地。则整个过程轻绳张力大小的变化情况是（ ）
A. 一直增大 B. 先增大后减小 C. 先减小后增大 D. 先减小后不变
【答案】D
6. 一颗炮弹在空中发生爆炸，分裂成A、B两块，A竖直向上运动，B竖直向下运动，忽略空气的阻力，以炮弹炸裂开始计时，则（ ）
A. 在两弹片均未落地前，以A为参考系，B做自由落体运动
B. 在B弹片落地后，以A为参考系，B匀速上升
C. 在两弹片均未落地前，A、B之间的距离与时间成正比
D. 在B弹片落地后，A、B之间的距离与时间的二次方成正比
【答案】C
7. 水平转台上有质量相等的A、B两小物块，两小物块间用沿半径方向的细线相连，两物块始终相对转台静止，其位置如图所示(俯视图)，两小物块与转台间的最大静摩擦力均为，则两小物块所受摩擦力、随转台角速度的平方()的变化关系正确的是
A. B. C. D.
【答案】B
8. 如图，一质量为M的直角劈B放在水平面上，在劈的斜面上放一质量为m的物体A，用一沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面匀速上滑，在A上滑的过程中直角劈B相对地面始终静止。以Ff和FN分别表示地面对劈的摩擦力及支持力。则下列正确的是( )
A. Ff＝0，FN＝Mg＋mg
B. Ff向左，FN
D. 增大F，Ff增大，FN减小
【答案】B
9. 如图所示，物块A在木板B上，A的质量为，B的质量为。开始时A、B均静止。现给A一水平向右的力。已知A与B、B与地之间的动摩擦因数分别为和，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。以下说法正确的是（ ）
A. A、B相对静止，不会滑动，共同加速度
B. A在B上能滑动，但B静止，A的加速度
C. A在B上能滑动，B相对地面滑动，A的加速度，B的加速度
D. A在B上能滑动，B相对地面滑动，A的加速度，B的加速度
【答案】C
10. 在动摩擦因数的水平面上有一个质量为的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小球的弹力恰好为零。取，以下说法正确的是（ ）
A. 若剪断轻绳，则剪断的瞬间轻弹簧的弹力大小为
B. 若剪断轻绳，则剪断的瞬间小球的加速度大小为，方向向左
C. 若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球的加速度大小为，方向向右
D. 若剪断弹簧，则剪断的瞬间小球所受地面的支持力大小、轻绳上的弹力大小、轻弹簧的弹力大小都会突变
【答案】AD
11. (多选)如图所示，光滑轨道由AB、BCDE两段细圆管平滑连接组成，其中AB段水平，BCDE段为半径为R的四分之三圆弧管组成，圆心O与AB等高，整个轨道固定在竖直平面内，现有一质量为m、初速度v0＝的光滑小球水平进入圆管AB，设小球经过轨道交接处无能量损失，圆管孔径远小于R，则( )
A. 小球到达C点时的速度大小为vC＝
B. 小球能通过E点后恰好落至B点
C. 若将DE轨道拆除，则小球能上升的最大高度距离D点为2R
D. 若减小小球的初速度v0，则小球到达E点时的速度可以为零
【答案】ABD
12. 如图所示，水平地面的上空有一架飞机在进行投弹训练，飞机沿水平方向做匀加速直线运动。当飞机飞经观察点B点正上方A点时投放一颗炸弹，经时间T炸弹落在观察点B正前方L1处的C点，与此同时飞机投放出第二颗炸弹，最终落在距观察点B正前方L2处的D点，且，空气阻力不计，以下说法正确的有（ ）
A. 飞机第一次投弹时的速度为 B. 飞机第二次投弹时的速度为
C. 飞机水平飞行的加速度为 D. 两次投弹时间间隔T内飞机飞行距离为
【答案】AD
13. 如图所示，水平传送带以速度匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，时刻P在传送带左端具有速度，P与定滑轮间的绳水平，时刻P离开传送带，不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长，正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
14. 如图所示，粗糙斜面体C静止在水平地面上，轻质细线跨过其顶端的光滑定滑轮。细线一端拴接物块A，另一端与另外两根细线结于O点，形成死结。结点O下方细线悬挂B物块，左端细线用一水平力F拉住，静止时，滑轮左边细线与竖直方向成角。现保持O点的位置不变，沿顺时针方向缓慢调整力F的方向直至竖直，期间所有物体均保持静止，则在此过程中说法正确的是（ ）
A. 拉力F一直增大
B. 细线对物块A的拉力一直减小
C. 地面对斜面体C的摩擦力先减小后增大
D. 斜面对A的摩擦力可能先减小后增大
【答案】BD
二．实验题（每空3分，共21分）
15. 某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度。
①请完成以下主要实验步骤：按图（a）安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物靠近打点计时器下端；先_____________，再_____________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。
②图（b）和（c）是实验获得的两条纸带，应选取_____________（填“b”或“c”）来计算重力加速度。在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因可能是空气阻力和_____________的影响。
【答案】 ①. 接通电源 ②. 释放纸带 ③. b ④. 摩擦阻力
16. 如图甲所示，质量为m的滑块A放在气垫导轨上，B为位移传感器，它能将滑块A到传感器B的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的速率-时间（）图象．整个装置置于高度h可调节的斜面上，斜面长度为．
（1）现给滑块A沿气垫导轨向上的初速度，其图线如图乙所示．从图线可得滑块A上滑时的加速度大小_________（结果保留一位有效数字）．
（2）若用此装置来验证牛顿第二定律，通过改变_______，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系；通过改变_________，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系（重力加速度g的值不变）．
【答案】 ①. ②. 调节滑块的质量及斜面的高度，且使mh不变 ③. 高度h
三．计算题（共59分，要有必要的文字说明和计算步骤）
17. 如图所示，质量M=2kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量m=kg的小球相连。今用跟水平方向成角的力F=10N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，g取10m/s2.求：
（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角；
（2）木块与水平杆间的动摩擦因数。
【答案】（1）30°；（2）
【解析】
【分析】
【详解】（1）（2）对滑块受力分析可知
对小球
联立解得
θ=30°
18. 兰州轨道交通一号线正式运营后，某一兴趣小组在地铁上进行实地测量和研究。他们把一端拴有小物体的细线（不可伸长）固定在一竖直杆上端，发现列车在进、出站时细线与竖直方向会有一定夹角，这时小物体与车厢处于相对静止状态。经过多次测量，发现列车进、出站时的夹角近似相等，均约为7°，如图所示。列车在每站停车时间为35s。通过查询可知，东方红广场站到省政府站之间约1600m，省政府站到西关站之间约800m，地铁匀速运行的速度约为72km/h。省政府站在轨道一号线运行一段时间后才开始正常使用。设东方红广场站到西关站之间是直线，列车进、出站时均视为匀变速运动，已知tan7°=0.12，g取10m/s2。求：
（1）地铁进、出站时加速度的大小；
（2）省政府站开通前，从东方红广场站到西关站需要多长时间；
（3）省政府站开通后，从东方红广场站到西关站比开通前慢了多长时间。（结果均保留一位小数）
【答案】（1）1.2m/s2；（2）136.7m；（3）51.8s
【解析】
【详解】（1）对小球受力分析可知，由牛顿第二定律
可得
a=1.2m/s2
地铁进、出站时加速度的大小均为1.2m/s2；
（2）72km/h=20m/s，则动车加速和减速的时间均为
动车加速和减速的位移
匀速的时间
省政府站开通前，从东方红广场站到西关站需要时间
（3）省政府站开通后，动车匀速的时间为
从东方红广场站到西关站的时间
从东方红广场站到西关站比开通前慢了
19. 如图所示，倾角为37°的斜面长l＝1.9 m，在斜面底端正上方的O点将一小球以v0＝3 m/s的速度水平抛出，与此同时由静止释放斜面顶端的滑块，经过一段时间后，小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块。（小球和滑块均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8），求：
（1）抛出点O离斜面底端的高度；
（2）滑块与斜面间的动摩擦因数μ。
【答案】（1）1.7m；（2）0.125
【解析】
【分析】
【详解】(1)设小球击中滑块时的速度为v，竖直分速度为vy，如图所示
由几何关系得
tan37°=
设小球下落时间为t，竖直位移为y，水平位移为x，由运动学规律得
vy＝gt
y＝gt2
x＝v0t
设抛出点到斜面底端的高度为h，由几何关系得
h=y+xtan37°
联立解得
h=1.7m
(2)设在时间t内，滑块位移为s，由几何关系得
设滑块的加速度为a，由运动学公式得
s=at2
对滑块，由牛顿第二定律得
mgsin37°-μmgcos37°=ma
联立解得
μ=0.125
20. 如图所示，AB、CD为两个光滑的平台，一倾角为37°、长为5 m的传送带与两平台平滑连接．现有一小物体以10 m/s的速度沿平台AB向右运动，当传送带静止时，小物体恰好能滑到平台CD上．(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
(1)求小物体跟传送带间的动摩擦因数；
(2)当小物体在平台AB上的运动速度低于某一数值时，无论传送带顺时针运动的速度有多大，小物体都不能到达平台CD，求这个临界速度；
(3)若小物体以8 m/s的速度沿平台AB向右运动，欲使小物体能到达平台CD，传送带至少以多大的速度顺时针运动？
【答案】（1）0.5（2）2m/s；（3）3m/s
【解析】
【详解】(1)传送带静止时，小物体在传送带上受力如图甲所示，
根据牛顿第二定律得：
μmgcos37°＋mgsin37°＝ma1
B→C过程，有：
v02＝2a1l
解得：
a1＝10 m/s2，μ＝0.5．
(2)当小物体在传送带上受到的摩擦力始终向上时，最容易到达传送带顶端，此时，小物体受力如图乙所示，根据牛顿第二定律得：
mgsin37°－μmgcos37°＝ma2
若恰好能到达平台CD，有：
v2＝2a2l
解得：
v＝2m/s，a2＝2 m/s2
即当小物体在平台AB上向右运动的速度小于2 m/s时，无论传送带顺时针运动的速度有多大，小物体都不能到达平台CD．
(3)设小物体在平台AB上的运动速度为v1，传送带顺时针运动的速度大小为v2．
从小物体滑上传送带至小物体速度减小到传送带速度过程，有：
v12－v22＝2a1x1
从小物体速度减小到传送带速度至恰好到达平台CD过程，有：
v22＝2a2x2，
x1＋x2＝l
解得：
v2＝3 m/s，
即传送带至少以3 m/s的速度顺时针运动，小物体才能到达平台CD．
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