山西省怀仁市2022届高三上学期期中考试物理试题含答案

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（考试时间 90 分钟，满分 100 分）
一、选择题：本题共 13 小题，每小题 4 分，共 52 分；在每小题给出的四个选项中，第 1~10
题只有一项符合题目要求，第 11、12、13 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但
A．若 x0
B
 5 x ，则甲、乙一定相遇两次
9
t1
3t1
不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
．若甲、乙在 2 时刻相遇，则下次相遇时刻为 4
如图，天花板下细线OC 悬挂着一个光滑轻质定滑轮，小物块 A 置于斜面上，通过细线跨过滑轮与沙漏 B 连接，滑轮右侧细线与斜面平行；开始时 A、B 都处于静
C．若 x0
 3 x ，则甲、乙一定相遇两次
4
1
止状态， OC 与竖直方向的夹角为 ，在 B 中的沙子缓慢流出的过程中（）
A．A 受到的摩擦力一定缓慢增大B．A 受到的细线拉力可能缓慢增加
细线OC 与竖直方向的夹角为可能增加 D．细线OC 的张力一定缓慢减小
甲、乙两车在平直公路上沿同一方向行驶，其vt 图像如图所示，在t  0 时刻，
乙车在甲车前方 x 处，在t  t 时间内甲车的位移为 x ，下列判断正确的是（）
若甲、乙在t1 时刻相遇，则 x0  3 x
如图所示，A、B 两物块的质量分别为 2m 和 m，静止叠放在水平地面上 A、B 间的动摩擦因数为μ，B 与地面间的动摩擦因数为 ．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g．现对 A 施加一水平拉力 F，则：
当 F＜2μmg 时，A、B 都相对地面静止
当时，A 的加速度为
无论 F 为何值，B 的加速度不会超过
当 F＞3μmg 时，A 不相对 B 滑动
如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB 是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一质量为 m 的小球从距 A 点正上方 R 处由静止释放，小球由 A 点沿切线方向进入
01
半圆轨道后又从 B 点冲出，已知圆弧半径为 R，小车质量是小球质量的 k 倍，不计一切摩擦，则下列说法正确的是（）
在相互作用过程中，小球和小车组成的系统动量守恒
若k  1，则小球从滑入轨道至圆弧轨道的最低点的过程中，支持力做的功为mgR
k
物轻轻地放在A 处，货物随皮带到达平台C ，货物在皮带上相对皮带滑动时会留下一定长度的痕迹。已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为.若皮带的倾角、运行 速度v 和货物质量m 都可以改变，且始终满足tan .可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力（ ）
A．当倾角一定时，若增大运行速度v ，则运送时间一定变短
小球从滑入轨道至圆弧轨道的最低点时，车的位移大小为 k 1 Rv
B．当倾角 一定时，若增大运行速度
，皮带上留下的痕迹一定变长
小球从小车的 B 点冲出后，不能上升到刚释放时的高度
如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角 30 ，传送带在电动机的带动下，始终保持 1m/s 的速度顺时针运行。现把一质量为 5kg 的工件（可视为质点）轻放在传送带的底端，经过一段时间工件与传送带达到共同速度后继续传送到 4m 高处。已
当倾角和速度v 一定时，货物质量m 越大，皮带上留下的痕迹越长
当倾角和速度v 一定时，货物质量m 越大，皮带上摩擦产生的热量不变
真空中两个点电荷Q1 、Q2 分别固定于 x 轴上 x1  0 和 x2  4a 的两点，在它们的连线上场强E 与 x 关系如图所示（取 x 轴正方向为场强正方向，无穷远处为电势零点），
知工件与传送带间的动摩擦因数为
下列说法正确的是（）
，重力加速度大小为 10 m / s2 ，则在此过程中，
3
2
以下判断正确的是（）
A．工件加速过程的时间为 0.8sB．传送带对工件做的功为 200J
C．工件与传送带间摩擦产生的热量为 7.5J D．电动机因传送工件多做的功为 120J 6．如图所示，工厂利用皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的平台C 上， 平台C 离地面的高度一定。运输机的皮带以一定的速度v 顺时针转动且不打滑。将货
A． Q1 带正电、Q2 带负电
B． Q1 的电荷量是Q2 的 3 倍
x 轴上3a 处的电势为零
正点电荷q在 x 轴上a 处的电势能比在2a 处的大
一质量为 m 的质点起初以速度 v0 做匀速直线运动，在 t＝0 时开始受到恒力 F 作用，速度大小先减小后增大，其最小值为 v＝0.5v0，由此可判断（）
C．物体运动的轨迹，可能是直线，也可能是曲线D．物体运动的轨迹是一条曲线
宇航员登上一个被气体包围的某行星上进行科学探索。他站在该行星表面，由
恒力 F 作用
3mv0 时间时质点速度最小
2F
静止释放一个质量为m 的物体，由于气体阻力，其加速度a 随下落位移 x 变化的关系
质点受到恒力 F 作用后可能做圆周运动
t＝0 时恒力 F 方向与速度 v0 方向间的夹角为 60°
质点受到恒力 F 作用后一定做非匀变速曲线运动
如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量均为 m的两个物体 A 和 B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为 RA=r，RB=2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为 g，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法不正确的是（ ）
图象如图所示（释放瞬间物体所受的气体阻力为 0）。已知该星球半径为R ，万有
引力常量为G 。下列说法正确的是（）
a0 R
2
该行星的第一宇宙速度为
该行星的平均密度为
3a0 4GR
此时绳子张力为 T=3μmg
2g
r
此时圆盘的角速度为ω=
此时 A 所受摩擦力方向沿半径指向圆外
此时烧断绳子，A 仍相对盘静止，B 将做离心运动
一物体在以 xOy 为直角坐标系的平面上运动，其运动规律为 x＝－2t2－4t，y＝
3t2＋6t（式中的物理量单位均为国际单位），关于物体的运动，下列说法正确的是
（）
物体在 x 轴方向上做匀减速直线运动
物体在 y 轴方向上做匀加速直线运动
卫星在距该行星表面高h 处的圆轨道上运行的周期为
2 ( R  h) 3
Ra0
从释放到速度刚达到最大的过程中，物体克服阻力做功为 ma0 x0
4
如图，足够长的水平传送带以v0  4 m s 逆时针匀速转动，质量m  1kg 的小物块以水平初速度v  6 m s 向右滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数为 0.2，g 取10 m s2 ，则物块从滑上传送带到离开传送带的过程（ ）
物块离开传送带时的速度大小为4 m s
摩擦力对物块一直做负功
物块向右滑行的最大距离为 9m
物块与传送带因摩擦产生的热量为 50J
如图甲所示，特殊材料制成的水平长直轨道上，静止着一质量为 m 的物体，物体在轨道上运动时，受到的阻力大小与其速度成正比，即 f=kv（k 为常量，大小未知）。从 t=0 时刻起，物体在一水平恒定拉力作用下，开始向右运动，其加速度 a 随速度 v 的变化规律如图乙所示（图乙中的 v0 和 a0 均为已知量）。已知物块经过时间 t0 达到最大速度，则下列说法正确的是（）
常量 k 的大小为 2ma0
v0
该拉力的大小为 ma0
在物体从开始运动到速度最大的过程中，阻力的冲量为mv0  ma0t0
在物体从开始运动到速度最大的过程中，该拉力对物体做的功为mv0 (a0t0  v0 )
二、实验题（本题共 2 小题，总分 15 分）
14.（7 分）为了测量木块与木板间的动摩擦因数μ，某小组使用位移传感器设计了如图甲所示实验装置，让木块从倾斜木板上一点 A 由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离．位移传感器连接计算机，描绘出滑块相对传感器的位移 x 随时间 t 变化的规律，如图乙所示。
（1）0.4s 时木块的速度 v＝ m/s，木块的加速度 a＝ m/s2。
为了测定动摩擦因数μ，还需要测量的量是 。（已知当地的重力加速度
g）
为了提高木块与木板间动摩擦因数μ的测量精度，下列措施可行的是 。
A．A 点与传感器距离适当大些
B．木板的倾角越大越好 C．选择体积较大的空心木块
D．传感器开始计时的时刻必须是木块从 A 点释放的时刻
15．（8 分）用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为 f=50 Hz。平衡摩擦力后， 在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为a ；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次。
在验证“质量一定，加速度a 与合外力F 的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a  F 图像，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有 。
A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足） B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）
砂桶和沙子的总质量m 远小于小车和砝码的总质量M （即m  M ）
砂桶和沙子的总质量m 未远小于小车和砝码的总质量M
实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，则小车运动的加速度
a = m/s2 。（结果保留 2 位有效数字）
某同学想利用该实验装置测出金属铝块和木板间动摩擦因数，进行了如下操作：
①将长木板重新平放于桌面上
②将小车更换为长方体铝块，为了能使细绳拖动铝块在木板上滑动时产生明显的加速度，又往砂桶中添加了不少砂子，并测得砂桶和砂子的总质量为 m，铝块的质量为 M（m 不再远小于 M）。
③多次实验测得铝块的加速度大小为 a
请根据以上数据（M、m、a、g），写出动摩擦因数μ= 。三、计算题（本题共 3 小题，总分 33 分）
16.（10 分）中国自行研制，具有完全自主知识产权的“神舟号”飞船，目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术，其发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由长征运载火箭送入近地点为 A、远地点为 B 的椭圆轨道上，A 点距地面的高度为 h1，飞船飞行五周后进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示，设飞船在预定圆轨道上飞行 n 圈所用时间为 t，若已知地球表面重力加速度为 g，地球半径为 R， 求：
地球的平均密度是多少；
飞船经过椭圆轨道近地点 A 时的加速度大小；
椭圆轨道远地点 B 距地面的高度 h2。
17.（11 分）质量不计的直角形支架两端分别连接质量为 2m 的小球 A 和质量为 3m 的小球 B。支架的两直角边长度分别为 2L 和 L，支架可绕固定轴 O 在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时 OA 边处于水平位置，取此时 OA 所在水平面为零势能面，现将小球 A 由静止释放，求：
小球 A 到达最低点时的速度大小 vA；
小球 A 到达最低点的过程中，杆对小球 A 所做的功 WA；
当 OA 直角边与水平方向的夹角为多大时，小球 A 的速度达到最大，并求这个最大速度。
18．（12 分）如图甲所示，一滑块置于足够长的长木板左端木板放置在水平地面上。已知滑块和木板的质量均为 2kg，现在滑块上施加一个 F=0.5t （N）的变力，从 t=0 时刻开始计时，滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图乙所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度 g 取 10m/s2 求：
木板与水平地面间的动摩擦因数；
滑块与木板间的动摩擦因数；
高三年级教学质量调研测试·物理 第9页 共 12 页高三年级教学质量调研测试·物理 第10页 共 12 页
t2 时刻木板的速度大小。