2023天津市培杰中学高三上学期期末检测物理试题含解析

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天津市培杰中学2022—2023（一）高三年级期末检测物理试题一、单选题1. 如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动，滚筒上有很多漏水孔，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。某一阶段，如果认为湿衣服在竖直平面内做匀速圆周运动，已知滚筒半径为R，取重力加速度为g，那么下列说法正确的是（　　）A. 衣物通过最高点和最低点时线速度和加速度均相同B. 脱水过程中滚筒对衣物作用力不始终指向圆心C. 增大滚筒转动的周期，水更容易被甩出D. 为了保证衣物在脱水过程中能做完整的圆周运动，滚筒转动的角速度至少为【答案】BD【解析】【详解】A．衣服在竖直平面内做匀速圆周运动，在最高点与最低点线速度大小相同方向不同，加速度大小相同方向不同，故A错误；B．滚筒对衣物作用力有垂直于接触面支持力和相切于接触面的摩擦力，该作用力与重力的合力大小不变且始终指向圆心，故脱水过程中滚筒对衣物作用力不一定指向圆心，故B正确；C．当衣物做匀速圆周运动时，衣物上的水由于所受合外力不足以提供向心力而做离心运动，因此向心力越大，脱水效果越好因此周期越小，水越容易被甩出，故C错误；D．为了保证衣物在脱水过程中能做完整的圆周运动，则在最高点可知滚筒转动的角速度至少为故D正确。故选BD。2. 滑雪是一种常见的体育项目，具有很强的观赏性。半径为R的四分之一圆弧轨道如图所示，质量为m的运动员（含滑板）从A点由静止开始滑下，到达最低点B时，运动员对轨道的压力为2mg，已知轨道半径远大于运动员的身高，重力加速度为g，则运动员下滑的过程中，下列说法正确的是（　　）A. 运动员重力的冲量等于他动量的变化量B. 重力做功为C. 重力的功率一直变大D. 克服阻力做功为【答案】D【解析】【分析】由于轨道半径远大于运动员的身高，运动员可以看做质点。【详解】A．根据动量定理，运动员所受合力的冲量等于他的动量的变化量，他所受合力的冲量等于支持力和重力冲量的矢量和，故A错误；B．重力做功只与运动员下滑的位置所对应的高度有关，所以重力做功为，故B错误；C．重力的功率开始时为零，到达最低点时重力与速度方向垂直，重力的功率也为零，则重力的功率先增大后减小，故C错误；D．运动员在最低点时，受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力的合力充当向心力，根据牛顿第二定律有解得由于可知运动员的机械能不守恒，有阻力做功，根据动能定理得解得 所以运动员克服阻力做功为，故D正确。故选D。3. 2022年11月1日，梦天实验舱与“天宫”空间站在轨完成交会对接，目前已与天和核心舱、问天实验舱形成新的空间站“T”字基本构型组合体。已知组合体的运行轨道距地面高度为h（约为400 km），地球视为理想球体且半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（    ）A. 组合体轨道处的重力加速度大小为B. 组合体在轨道上运行的线速度大小为C. 地球的平均密度可表示为D. 组合体加挂实验舱后，空间站由于质量增大，轨道半径将变小【答案】A【解析】【详解】A．设组合体质量为m，地球质量为M，组合体轨道处重力大小等于万有引力大小 黄金代换式为联立以上解得故A正确；B．组合体在轨道上做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则解得故B错误；C．根据黄金代换式和密度公式解得 故C错误；D．组合体在轨道上做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则等式两边组合体的质量m可以约掉，所以轨道半径与m无关。故D错误。故选A。4. 如图所示，一蹦极爱好者正进行蹦极。从爱好者跳出高台直至最后在空中静止下来的整个运动过程中，下列说法正确的是（　　）A. 爱好者在加速下落过程中，其惯性增大B. 爱好者离开高台瞬间，其速度和加速度都为零C. 爱好者第一次下落到最低点时，其处于超重状态D. 爱好者第一次从最低点向上运动的过程中，绳对爱好者的拉力大于重力，处于超重状态【答案】C【解析】【详解】A．惯性的大小只与物体的质量有关，质量不变，惯性大小不变，故A错误；B．爱好者离开高台瞬间，速度为零，加速度不为零，故B错误；C．爱好者第一次下落最低点时，绳的拉力大于重力，具有向上的加速度，处于超重状态，故C正确；D．爱好者第一次从最低点向上运动的过程中，绳的拉力先大于重力，加速度向上，人处于超重状态；随着人向上运动，绳的拉力逐渐减小，当拉力等于重力时，人处于平衡状态，速度达到最大；人继续上升，绳的拉力小于重力，加速度向下，人处于失重状态，故D错误。故选C。5. 一个质点受到两个互成锐角的恒力、的作用，由静止开始运动。若保持两个力的方向和的大小不变，突然将增大为原来的两倍，则此后质点（　　）A 一定做匀变速直线运动 B. 一定做变加速直线运动C. 可能做匀速直线运动 D. 在相等的时间里速度的增量一定相等【答案】D【解析】【详解】ABC．质点原来静止，在、合力作用下开始做匀加速直线运动，若保持两个力的方向和的大小不变，突然将增大为原来的两倍，则其合力的方向与原合力方向不共线，即此时质点的速度与合力方向不共线，所以将做曲线运动。故ABC错误；D．依题意，改变后，质点所受合力仍为恒力，由牛顿第二定律可知其加速度为定值，所以质点一定是在做匀变速曲线运动，在相等的时间里速度的增量一定相等。故D正确。故选D。6. 放在光滑水平面上的弹簧振子作简谐振动，振子的质量为m，振子运动中的最大速度为v。以下说法中不正确的是（　　）A. 从某时刻算起，在周期内弹力做的功可能为零B. 从某时刻算起，在周期内弹力做的功可能为零到之间的某一个值C. 从某时刻算起，在周期内弹力的冲量一定为零D. 从某时刻算起，在周期内弹力的冲量可能是0到mv之间的某一个值【答案】C【解析】【详解】A．在四分之一个周期的时间内，如果初末位移大小关于平衡位置对称，弹力做功之和为零， A正确；B．如果初、末位置是平衡位置或最大位移处，从该时刻起在周期内弹力做的功等于，如果初、末位置不关于平衡位置对称，也不是平衡位置或最大位移处，在周期内弹力做的功可能为零到之间的某一个值。B正确；C．从最大位移处开始算起，在周期内弹力的冲量为零，不从最大位移处开始算起，在周期内弹力的冲量不为零。C错误；D．从平衡位置或最大位移处开始计时，在周期内弹力的冲量大小为mv，从某一时刻算起，若两个时刻关于平衡位置对称，经过的时间，速度可能与初始时刻一样，动量相同，动量变化为零。在周期内，初始时刻不关于平衡位置对称，也不是平衡位置或最大位移处，从某时刻算起，在周期内弹力的冲量可能是0到mv之间的某一个值。D正确。选不正确的，故选C。二、多选题7. 如图所示，长为L的轻绳一端系于O点，另一端系一小球，在O点正下方P点有一钉子。现将小球拉至A点由静止释放，小球摆至最低点B后继续向右摆至最高点C。整个过程中，小球摆角始终小于5°。下列说法不正确的是（　　）A. 小球在C点时回复力最大B. 小球从A摆至B点时合力突然变大C. 小球在B点时合力为零D. 若将钉子的位置上移，则小球从A点摆至C点的时间变长【答案】C【解析】【详解】AC．小球受重力和绳子拉力，所受合力沿切线方向提供回复力，在A、C两点合力最大，回复力最大。在B点回复力为零，但沿半径方向的力提供向心力，故合力不为零，A说法正确，不符合题意，C说法错误，符合题意。B．经过B点时，速度不变，圆周运动半径变小，根据可知，合力变大，B说法正确，不符合题意；D．根据若将钉子的位置上移，摆长变大，周期变大，则小球从A点摆至C点的时间变长，D说法正确，不符合题意。故选C。8. 如图所示，实线和虚线分别是沿x轴负方向传播的一列简谐横波在和时刻的波形图，则该波（　　）A. 传播的速度大小可能为25m/sB. 周期可能为10sC. 在到时间内，x=2m质点通过的位移可能为1mD. 在到时间内，x=2m的质点通过的路程可能为15cm【答案】AD【解析】【详解】A．波沿x轴负方向传播，则0.6s时间内波传播距离为（n=0，1，2，3…）则波传播的速度解得（n=0，1，2，3…）当波速为25m/s时，解得可知，该波传播的速度大小可能为25m/s，A正确；B．根据上述，周期可能为（n=0，1，2，3…）当周期为10s时，解得n=-0.69可知，该波传播的周期不可能为10s，B错误；C．根据图像可知，在时刻，x=2m的质点到达波峰位置，其位移为5cm，C错误；D．令振幅为A，根据上述，x=2m的质点通过的路程可能为4nA+3A=20n+15cm（n=0，1，2，3…）当n=0时，解得x=2m的质点通过的路程可能为15cm，D正确。故选AD。9. 甲、乙两物体从同一点开始沿一直线运动，甲的x—t图像和乙的v—t图像如图所示，下列说法不正确的是（　　）A. 甲运动过程中，距出发点的最大距离为4mB. 0到6s内，甲、乙两物体位移大小不相同C. 第4s内甲、乙两物体速度方向相同D. 第2s末到第4s末甲的位移大小为8m，乙的位移大小为4m【答案】AC【解析】【详解】A．根据图甲可知，位置坐标的最大值为4m，即甲运动过程中，距出发点的最大距离为4m，A正确；B．根据图甲可知，0到6s内，甲的位移为0，v—t图像中图线与时间轴所围面积表示位移，则0到6s内，乙两物体位移大小为即0到6s内，甲、乙两物体位移大小相同，B错误；C．x—t图像的斜率表示速度，斜率的正负表示速度的方向，第4s内甲图的图线斜率为负值，表示速度方向与规定正方向相反，第4s内乙物体速度为负值，表示速度方向与规定正方向相反，即第4s内甲、乙两物体速度方向相同，C正确；D．第2s末到第4s末甲的位移-4m-4m=-8m即大小为8m，第2s末到第4s末乙的位移D错误。故选AC。10. 生活中处处皆有物理知识，有关生活中的情景，下列说法正确的是（　　）A. 体操运动员在落地时总要屈腿是为了减小动量的变化量，使运动员避免受伤B. 玻璃杯掉在水泥地上比掉在铺有垫子的地上容易碎，是因为掉在水泥地上受到的冲量大C. 我们经常看到，运输物品时，会用充气袋包裹在物品外面，这样可以延长某次颠簸过程中物品动量变化的时间，从而减小物品受到的力D. 当静止的章鱼向前喷水时，可使身体向后运动，这是利用了反冲运动【答案】CD【解析】【详解】A．根据可知，体操运动员在落地时总要屈腿是为了增大作用的时间，减小作用力，使运动员避免受伤，A错误；B．根据玻璃杯掉在水泥地上比掉在铺有垫子的地上容易碎，是因为掉在水泥地上作用的时间短，受到的作用力大，B错误；C．我们经常看到，运输物品时，会用充气袋包裹在物品外面，根据可知，这样可以延长某次颠簸过程中物品动量变化的时间，从而减小物品受到的力，C正确；D．根据可知，当静止的章鱼向前喷水时，可使身体向后运动，这是利用了反冲运动，D正确。故选CD。三、实验题11. 小明利用如图所示的实验装置验证动量定理。将遮光条安装在滑块上，用天平测出遮光条和滑块的总质量M=120.0g，槽码和挂钩的总质量m=30.0g。实验时，将滑块系统系在绕过定滑轮悬挂有槽码的细线上。滑块由静止释放，数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间Δt1和Δt2，以及这两次开始遮光的时间间隔Δt。用游标卡尺测出遮光条的宽度，计算出滑块经过两光电门速度的变化量Δv。（1）游标卡尺测量遮光条宽度如图所示，其宽度d=________mm。（2）实验前打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨，直至看到气垫导轨上的滑块能在短时间内保持静止，其目的是___________。（3）多次改变光电门2的位置进行测量，得到Δt和Δv的数据如下表：/s0.7210.7900.8560.9130.9681.020/（ms-1）1.381.521.681.751.861.96请根据表中数据，在方格纸上作出Δv-Δt图线。（          ）（4）查得当地的重力加速度g=9.80m/s2.根据动量定理，Δv-Δt图线斜率的理论值为________m/s2。（5）实验结果发现，Δv-Δt图线斜率的实验值总小于理论值，产生这一误差不可能原因________。A．细线与气垫导轨不完全平行B．每次释放滑块的位置不同C．实验中Δt的测量值偏大D．滑块在运动过程中与导轨表面存在碰擦【答案】    ①. 10.10    ②. 将气垫导轨调至水平    ③.     ④. 1.96    ⑤. B【解析】【详解】(1)[1]游标卡尺测量遮光条宽度为(2)[2]实验前打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨，直至看到气垫导轨上的滑块能在短时间内保持静止，其目的是将气垫导轨调至水平；(3)[3]将表格中数据在坐标系中描点作图(4)[4]对系统应用动量定理，可得解得Δv-Δt图线斜率的理论值为(5)[5]AC．对滑块应用动量定理，可得解得细线与气垫导轨不完全平行，滑块实际所受合外力为F的水平分力，所以图线斜率的实验值偏小。同理实验中Δt的测量值偏大时，图线斜率的实验值也会偏小。故AC正确，与题意不符；B．每次释放滑块的位置不同，不影响实验的结果。故B错误，与题意相符；D．滑块在运动过程中与导轨表面存在摩擦时，滑块所受合力小于细线的拉力F，所以图线斜率的实验值偏小。故D正确，与题意不符。本题选错误的故选B。四、解答题12. 某校高一课外活动小组自制一枚水火箭，设水火箭发射后始终在竖直方向上运动。 在水火箭向下喷水过程中，水火箭可认为做匀加速直线运动。 水火箭从地面静止出发经过6 s 到达离地面高60 m处时水恰好喷完，接着水火箭向上做匀减速运动，最后落回到地面。 空气阻力不计，，求：（1）恰好喷完水时水火箭的速度；（2）水火箭上升离地面的最大高度；（3）水火箭从发射到残骸落回到地面过程的总时间。 【答案】（1）20m/s；（2）80m；（3）12s【解析】【详解】（1）若恰好喷完水时水火箭的速度为v，则解得v=20m/s（2）喷完水后火箭上升的高度水火箭上升离地面的最大高度（3）喷完水后火箭上升的时间从最高点到落地的时间总时间t=t1+t2+t3=12s13. 把一个质量为的小球放置于高度为的直杆顶端，一颗质量为的弹丸以的速度沿水平方向对准球心击打小球，。不计空气阻力。（1）若弹丸嵌入小球，求击中后瞬间小球的速度大小；（2）若弹丸穿透小球后，小球落地点离杆的距离，求弹丸的落地点离杆的距离；（3）若弹丸与小球发生弹性碰撞，求二者落地点的距离。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由动量守恒定律得解得（2）若子弹穿过小球，则     解得（3）若弹丸与小球发生弹性碰撞，则二者落地点的距离代入数据解得 14. 如图所示，可以看成质点的小球质量为m，从末端水平的圆弧轨道上最高点由静止开始沿轨道下滑，并沿水平方向抛出，小球抛出后落在圆弧面上。已知轨道高度为h，圆弧面的半径，圆弧面圆心与小球抛出点重合，下端与抛出点在同一竖直线上，圆弧面上M、N两点将圆弧面均分为三段。空气阻力不计，重力加速度为g。若小球落在圆弧面上的M点，求：（1）小球平抛的初速度v0（2）小球从轨道上最高点释放到落到圆弧面上M点的过程中克服摩擦力做的功W克【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）如图所示，平抛运动的水平位移和竖直位移，M、N两点为圆弧的三等分点平抛运动的时间为，根据平抛运动的规律可知解得（2）小球在轨道上滑动过程中，根据动能定理可得解得