2022-2023学年甘肃省武威市凉州区高三上学期第二次质量检测物理试题含解析

武威市凉州区2022-2023学年高三上学期第二次质量检测物理试题

总分：100分   考试时间：100分钟

第I卷（选择题）

一、单选题（共8小题，每题只有一个正确选项，每小题3分，共24分）

1. 某玩具飞机初速度为零，做匀加速直线运动，飞行了100m时，速度达到10m/s则下列说法正确的是（　　）

A. 此次飞机飞行所需时间约为20s

B. 匀加速加速度为1m/s2

C. 当无人机飞行距离为50m时，速度达到5m/s

D. 当飞行时间10s时，飞行速度为10m/s

【答案】A

【解析】

【详解】A．由初速为零的匀加速直线运动规律

得

A正确；

B．由

代入数据可得

B错误；

C．由

代入数据x=50m，可得

C错误；

D．由

将t=10s代入可得

D错误。

故选A。

2. 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一位运动员从高处自由落下，以大小为的竖直速度着网，与网作用后，沿着竖直方向以大小为的速度弹回，已知运动员与网接触的时间，那么运动员在与网接触的这段时间内加速度的大小和方向分别为（　　）

A. ，向下 B. ，向上

C. ，向下 D. ，向上

【答案】D

【解析】

【详解】取运动员着网前的速度方向为正方向，则有

，

则加速度为

负号说明加速度的方向与正方向相反，故运动员在与网接触的这段时间内加速度的大小为，方向向上。

故选D。

3. 如图所示，将两个质量分别为m、2m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点。用力F拉下侧小球b，使两个小球在图示位置处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持，则力F达到最小值时细线Oa上的拉力为（　　）

A.  B. mg C. mg D. mg

【答案】A

【解析】

【详解】对小球a、b整体进行受力分析，根据平衡关系可知，当F与细线Oa垂直时，F最小，最小值为

故选A。

4. 汽车在过凹凸路面时，都会做减速操作，如图、分别是一段凹凸路面的最高点和最低点，若把汽车视作质点，则下列说法正确的是（　　）

A. 汽车行驶到点时，处于超重状态，如果采取加速操作会使车胎受到更大的压力

B. 汽车行驶到点时，处于超重状态，如果采取加速操作会使汽车飞离路面

C. 汽车行驶到点时，处于失重状态，如果采取减速操作会增加车胎与路面间的弹力，使得行驶更加稳定安全

D. 汽车行驶到点时，处于失重状态，如果采取减速操作会增加车胎与路面间的弹力，使得行驶更加稳定安全

【答案】C

【解析】

【详解】AC．汽车在A点具有向下的加速度，由牛顿定律可知，路面对汽车的支持力小于汽车的重力，此时汽车处于失重状态，如果采取加速操作，会使加速度增大，路面对汽车的支持力减小，汽车会飞离地面，若采取减速操作，加速度减小，路面对汽车的支持力增大，即车胎与路面间的弹力增大，汽车行驶更安全，故A错误，C正确；

BD．汽车在B点具有向上的加速度，由牛顿定律可知，路面对汽车的支持力大于汽车的重力，此时汽车处于超重状态，如果采取加速操作，会使加速度增大，路面对汽车的支持力增大，车胎受到的压力增大，汽车更紧贴地面；若采取减速操作，加速度减小，路面对汽车的支持力减小，即车胎与路面间的弹力减小，故BD错误。

故选C。

5. 一枚飞弹从M点以与MN水平线成θ角斜向上以初速为v抛出，轨迹如图，经过N点，最高点距MN水平线45m。忽略空气阻力，重力加速度取10m/s2。则（   ）

A. 飞弹从M到N的飞行时间为3s

B. 飞弹在最高点的速度为80m/s

C. 仰角θ=

D. M点初速度为50m/s

【答案】D

【解析】

【详解】A．由，解得

飞弹从M到N的飞行时间为

故A错误；

B．飞弹在最高点的速度为

故B错误；

C．M点竖直方向分速度

则

解得仰角

故C错误；

D．M点初速度为

故D正确。

故选D。

6. 如图甲所示，通过一拉力传感器（能测量力大小的装置）水平向右拉一水平面上质量为5.0kg的木块，A端的拉力均匀增加，时间内木块静止，木块运动后改变拉力，使木块在后做匀速直线运动。计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化的图线，下列说法正确的是（取）（　　）

A. 当时，木块与水平面间的摩擦力

B. 若继续增大拉力至，则木块与水平面间的摩擦力

C. 木块与水平面间的动摩擦因数为

D. 木块与水平面间的动摩擦因数为

【答案】C

【解析】

【详解】A.由图可知，物体的最大静摩擦力为，当外力小于最大静摩擦力时，物体静止，受力平衡有

故A错误；

B.由图可知，物体的最大静摩擦力为，当外力大于最大静摩擦力时，物体滑动，此时物体受的摩擦力为滑动摩擦力，大小由图可知为8N，故B错误；

CD. 物体滑动摩擦力大小由图可知为8N，有

故C正确D错误。

故选C。

7. 如图所示四幅图为物体做直线运动图像，下列说法正确的是（　　）

A. 甲图中，物体在这段时间内的位移小于

B. 乙图中，物体的加速度为

C. 丙图中，阴影面积表示时间内物体加速度变化量

D. 丁图中，时物体的速度为

【答案】D

【解析】

【详解】A．若物体做初速度为0、末速度为v0的匀加速直线运动，其位移为，根据图象与时间轴所围的面积表示位移，可知，该物体的位移大于匀加速直线运动的位移，故A错误；

B．由图得，根据公式

则得加速度大小

加速度是定值，是匀变速运动，故B错误；

C．根据，可知丙图象中，阴影面积表示t1到t2时间内物体的速度变化量，故C错误；

D．由图得

根据

得

对比可得

，

则时物体的速度为

故D正确。

故选D。

8. 如图甲，将一小球从地面以某一初速度v0竖直向上抛出，取地面为零重力势能参考面，小球的机械能E0和重力势能Ep随小球离开地面的高度h变化关系图像如图乙。重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（　　）

A. 小球从地面抛出的初速度

B. 小球所受空气阻力大小为小球自身重力的

C. 从抛出开始，小球经1s时间上升到最高点

D. 小球离地面高度h=3m时，小球的动能Ek=25J

【答案】D

【解析】

【详解】A．由题图可知，在h=0时，小球的机械能E0=100J，重力势能Ep=0，可知小球的动能为100J，h=4m，重力势能Ep=80J，由

解得

由动能的计算公式，可得

A错误；

B．当无空气阻力时，小球上升的高度为

当有空气阻力时，小球上升的高度为4m，则有

由牛顿第二定律可得

可知小球所受空气阻力大小为小球自身重力的，B错误；

C．小球从抛出开始到最高点所用时间

C错误；

D．小球离地面高度h=3m时，小球的速度为

小球的动能为

D正确。

故选D。

二、多选题（每小题4分，选对但未选全得2分，全部选对得4分，选错一项不得分，共16分）

9. 如图所示，质量为m的物块和质量为M的木板叠放在水平地面上，现给物块一个初速度，使它在木板上向右滑行。木板与地面间动摩擦因数为μ1，物块与木板间动摩擦因数为μ2，已知木板始终处于静止状态，那么下列说法正确的是（　　）

A. 物块对木板的摩擦力方向水平向右

B. 物块受到的摩擦力大小为

C. 地面对木板的摩擦力大小可能是

D. 地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．物块相对木板向右滑动，物块受到的摩擦力水平向左，据牛顿第三定律可知，物块对木板的摩擦力水平向右，A正确；

B．物块受到的滑动摩擦力大小为，B正确；

CD．相互作用力大小相等，可知物块对木板的摩擦力大小为，而木板处于静止状态，据平衡条件可知，地面对木板的摩擦力是水平向左的静摩擦力，大小为，C错误，D正确。

故选ABD。

10. 如图所示，光滑水平面上有一质量mA=1kg的A球和一质量mB=1.5kg的B球同向运动。已知A球的初速度v1=10m/s，B球的初速度v2=5m/s，运动一段时间后，两球发生对心正碰。下列说法正确的是（　　）

A. 当两球发生的碰撞是弹性碰撞时，A球对B球的冲量为7.5N·s

B. 碰撞的过程中，系统损失的机械能可能为8J

C. 碰撞后，A球的速度可能为5m/s

D. 当两球发生的碰撞是完全非弹性碰撞时，A球对B球的冲量为3N·s

【答案】CD

【解析】

【详解】A．发生弹性碰撞时，根据动量守恒及机械能守恒

，

得

，

A球对B球的冲量为

A错误；

BC．若发生完全非弹性碰撞，则

得

则碰撞后A球的速度在4m/s到7m/s之间。完全非弹性碰撞的机械能损失最大

B错误，C正确；

D．当两球发生的碰撞是完全非弹性碰撞时，A球对B球的冲量为

D正确。

故选CD。

11. 如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮用轻质细线相连，两球均处于静止状态，已知球质量为。点在半圆柱体圆心的正上方，与竖直方向成角，长度与半圆柱体半径相等，与竖直方向成角，则下列叙述正确的是（　　）

A. A球质量为

B. 光滑半圆柱体对A球支持力的大小为

C. 此时弹簧处于压缩状态，力的大小为

D. 若小球B缓慢下降，使小球A一直沿着半圆柱体缓慢向上运动，则小球A受到绳的拉力变小

【答案】AD

【解析】

【详解】ABC．分别对A、B进行受力分析如图所示

对B，根据受力可知弹簧处于伸长状态，则

解得

对A，由几何关系可知、与竖直方向的夹角相等，夹角为，则

其中

代入解得

A正确，BC错误；

D．根据相似三角形可得

若小球B缓慢下降，使小球A一直沿着半圆柱体缓慢向上运动，由于不断减小，可得小球A受到绳的拉力变小，D正确。

故选AD。

12. 如图所示，质量为M的长木板静止在光滑水平面上，上表面OA段光滑，AB段粗糙且长为l，左端O处有一固定挡板，挡板上固定轻质弹簧，右侧用不可伸长的轻绳连接在竖直墙上，轻绳所能承受的最大拉力为F。质量为m的小滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧，弹簧的压缩量达到最大时细绳恰好被拉断，再过一段时间后小滑块恰未掉落。重力加速度为g，则（  ）

A. 地面光滑，板块最终一起匀速直线运动

B. 细绳被拉断后，滑块与长木板组成系统动量守恒

C. 滑块运动到粗糙面前，滑块与弹簧组成系统机械能守恒

D. 滑块与长木板AB段间的动摩擦因数为

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．细绳被拉断后，滑块与长木板组成系统不受外力，所以系统动量守恒，过一段时间后小滑块恰未掉落，小滑块此时到达木板右端，速度与木板相同，设为，根据动量守恒，有

得

所以小滑块和木板最终静止，A错误，B正确；

C．因弹簧恢复原长时弹簧的弹性势能一部分转化为小滑块的动能，一部分转化为木板的动能，所以滑块运动到粗糙面前，滑块与弹簧组成系统机械能不守恒，C错误；

D．弹簧的压缩量达到最大时细绳恰好被拉断的瞬间，木板速度为零，小滑块速度也为零，小滑块的动能全部转化为弹簧的弹性势能，则

弹簧的压缩量达到最大到小滑块到木板右端，根据能量守恒

得

D正确。

故选BD。

第II卷（非选择题）

三、实验题（共10空，每空得2分，共20分）

13. 某同学用图甲所示装置探究小车做匀变速直线运动的规律，他采用电火花计时器进行实验。

（1）请在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横线上（填编号）________。

①电火花计时器　②天平　③低压交变电源

④细绳和纸带　⑤砝码、托盘和小车　⑥刻度尺　⑦停表　⑧一端带有滑轮的长木板

（2）安装好实验装置后，先________，再________。纸带上打出一系列点，其中一段如图乙所示，可知纸带的________（填“左”或“右”）端与小车相连。

（3）如图乙所示的纸带上，A、B、C、D、E为纸带上所选的计数点，相邻计数点间时间间隔为0.1s，则vB＝________m/s，a＝________m/s2。

【答案】    ①. ②③⑦    ②. 接通电源    ③. 释放小车    ④. 左    ⑤. 0.26    ⑥. 0.4

【解析】

【详解】（1）[1]本实验不需要天平测量质量，电火花计时器应使用220V交变电源，也不需要用停表测时间，故不需要的器材为②③⑦。

（2）[2][3][4]正确的操作顺序是先接通电源，再释放小车，不能颠倒，纸带上和小车相连的一端先被打点，此时纸带速度较小，点间距离较小，故左端与小车相连。

（3）[5] B点对应的速度是

vB＝＝m/s＝0.26m/s

[6]连续相等时间的四段位移可以判别式结合逐差法得

a＝＝0.4m/s2

14. 为验证机械能守恒，某同学完成实验如下：该同学用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的频率为50Hz的交流电，重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。

（1）他进行了下面几个操作步骤：

A．按照图1所示安装器件

B．将打点计时器接到电源的“交流输出”上

C．用天平测出重锤的质量

D．先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带

E．测量纸带上某些点间的距离

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能

其中没有必要进行的步骤是________。

（2）设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g，图2是实验得到的一条纸带，0、1、2、3、4为相邻的连续点，根据测得的s1、s2、s3、s4写出重物由1点到3点势能减少量的表达式_______，动能增量的表达式________，由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是______（填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减小量。

【答案】    ①. C    ②.     ③.     ④. 小于

【解析】

【详解】（1）[1]该实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，两端都有质量，可以约去，所以不必要测量重锤的质量。

故选C。

（2）[2]重物由1点到3点重力势能减少量

[3]1点的瞬时速度

3点的瞬时速度

则动能的增加量

[4]由于重锤下落时要克服阻力做功，可知实验中动能的增加量小于重力势能的减小量。

【点睛】解答实验问题的关键是明确实验原理、实验目的，了解具体操作，同时加强应用物理规律处理实验问题的能力，注意图像斜率的含义。

四、解答题（共40分）

15. 如图所示，质量为4kg的物体静止于光滑水平面上，物体受到大小为20N，与水平方向成37°角的斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动。已知：，，。求：

（1）2s内拉力F对物体所做的功；

（2）拉力F在2s内的平均功率及2s末的瞬时功率。

【答案】（1）；（2），

【解析】

【详解】（1）以物体为研究对象，在水平方向，根据牛顿第二定律有

解得

2s内物体的位移

2s内拉力F对物体所做功

（2）拉力F在2s内的平均功率

2s末物体的速度

拉力F在2s末的瞬时功率

16. 2021年12月14日，我国成功将天链二号02卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。假设该卫星绕地球做匀速圆周运动，离地球表面的高度等于地球的半径R。已知地球表面处的重力加速度大小为g，引力常量为G，忽略地球的自转，求：

（1）地球的密度；

（2）卫星绕地球转动的线速度；

（3）卫星所在处的重力加速度大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）在地球表面处物体受到的重力等于万有引力，则

解得地球质量

地球的体积

地球的密度

（2）根据万有引力提供向心力，有

联立可得卫星绕地球转动的线速度

（3）在轨道半径为处，仍有万有引力等于重力，即

联立解得卫星所在处的重力加速度大小

17. 如图所示，AB段是长为5R的粗糙水平轨道，BC段是半径为R的光滑竖直半圆形轨道，两段轨道在B点处平滑连接，质量均为m的滑块1和滑块2分别静止于A点和B点。现用力F对滑块1施加一水平向右的瞬时冲量，使其以的初速度沿轨道AB运动，与滑块2发生碰撞，碰后二者立即粘在一起沿轨道BC运动并通过C点。已知两滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数μ=0.4，半圆形轨道的直径BC沿竖直方向，重力加速度为g，滑块1和2均可视为质点。求：

（1）力F对滑块1所做的功W；

（2）滑块1和滑块2组成的系统在碰撞过程中损失的机械能E损；

（3）滑块1和滑块2经过C点时对轨道压力的大小F压。

【答案】（1）18mgR；（2）8mgR；（3）6mg

【解析】

【详解】（1）根据动能定理，力F对滑块1所做的功W为

（2）设滑块1到B点的速度为vB，从A到B由动能定理

解得滑块1与滑块2碰前的速度为

滑块1和滑块2碰后共同的速度为v，由动量守恒

解得

碰撞过程损失的机械能为

（3）滑块1和滑块2组成的系统从B到C过程，机械能守恒，设到C点的速度为vC，则有

解得

根据牛顿第三定律，滑块1和滑块2经过C点时对轨道压力大小与FN等大反向，则