2022届四川省遂宁市高三上学期零诊考试物理试卷（解析版）

四川省遂宁市2022届高三上学期零诊考试

物理试卷

一、单选题

1．如图所示，完全相同的两车在水平面同心圆弧道路上转弯，甲行驶在内侧、乙行驶在外侧，它们转弯时速度大小相等，则两车在转弯时，下列说法正确的是（　　）

A．角速度

B．向心加速度a甲>a乙

C．地面对车的径向摩擦力f甲＜f 乙

D．若两车转弯速度过大，则乙车更容易发生侧滑

2．如图所示，竖直墙与水平地面交点为O，从竖直墙上的A、B两点分别搭两条光滑轨道到M点，、，M点正上方与B等高处有一C点。现同时将a、b、c球分别从A、B、C三点由静止开始释放。则（　　）

A．a球最先到达M点 B．b球最先到达M点

C．c球最先到达M点 D．b球和c球都可能最先到达M点

3．如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔，质量为m的小球套在圆环上。一根轻绳的下端系着小球，上端穿过小孔用手拉住。现拉绳，使小球沿圆环缓慢上移。在移动过程中手对绳的拉力F和轨道对小球的弹力FN的大小变化情况是（　　）

A．FN不变 B．F不变 C．FN变小 D．F变大

4．甲、乙两个物体在同一条直线上运动的 图像如图所示， 时两物体相距 ，在 时两物体相遇，则下列说法正确的是（　　） 

A． 时，甲物体在前，乙物体在后

B． 时，两物体相距最远

C． 时，两物体再次相遇

D． 时，甲物体在乙物体后 处

5．我国科学家在发射“天问一号”前，已精确掌握了火星运动规律。如图是火星绕太阳运动的椭圆轨道，M、N、P是火星依次经过的三位置（MN间路程小于NP间路程），F1、F2为椭圆的两个焦点。火星由M到N和由N到P的过程中经过时间相等，火星与太阳中心的连线扫过的面积分别为S1和S2。下列判断正确的是（　　）

A．S1>S2 B．太阳位于焦点F1处

C．在M和N处，火星的动能EkM>EkN D．在N和P处，火星的加速度aN＜aP

二、多选题

6．如图所示，A、B两个小球在同一竖直线上，离地高度分别为2h和h，将两球水平抛出后，不计空气阻力，两球落地时的水平位移分别为s和 2s。重力加速度为g，则下列说法正确的是 （　　）

A．A，B两球的初速度大小之比为1∶4

B．A，B两球的初速度大小之比为1∶2

C．两小球运动轨迹交点的水平位移为

D．两小球运动轨迹交点的高度

7．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t＝0时速率为1 m/s，从此刻开始在与速度平行的方向上对其施加一水平作用力F，力F和滑块速度v随时间的变化规律分别如图甲和乙所示，则（两图取同一正方向，取重力加速度g＝10 m/s2） （　　）

A．滑块的质量为0.5 kg

B．滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.05

C．第1 s内摩擦力对滑块做功为－0.5 J

D．第1 s内力F的平均功率为1.0W

8．如图甲，固定在竖直面内的光滑圆形管道内有一小球在做圆周运动，小球直径略小于管道内径，管道最低处N装有连着数字计时器的光电门，可测球经过N点时的速率vN，最高处装有力的传感器M，可测出球经过M点时对管道作用力F（竖直向上为正），用同一小球以不同的初速度重复试验，得到F与vN2的关系图像如图乙，c为图像与横轴交点坐标，b为图像延长线与纵轴交点坐标，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　） 

A．若小球经过N点时满足 ，则经过M点时对轨道无压力

B．当小球经过N点时满足 ，则经过M点时对内管道壁有压力

C．小球做圆周运动的半径为

D．F= -b表示小球经过N点时速度等于0

9．对于一定质量的稀薄气体，下列说法正确的是（　　）

A．如果气体绝热地自发向真空扩散，则扩散前后气体内能相同

B．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变

C．气体分子间距离增大，分子势能一定增大

D．在完全失重的状态下，气体的压强为零

E．气体体积不变时，温度降低，则每秒撞击单位面积器壁的力减小

10．一列简谐横波沿x轴传播， 时刻的波形如图甲所示，平衡位置在 的质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） 

A．该波的波长为12m

B．该波的波源的振动频率为2.5Hz

C．该波沿x轴正方向传播

D．该波的波速为60m/s

E． 时，质点P的速度正在减小

三、实验题

11．唐中“加速度”社的同学们在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度l的关系如图所示，则由图线可知：

（1）弹簧的劲度系数为　     　 N/m。

（2）为了用弹簧测定两木块A和B间的动摩擦因数μ，同学们分别设计了如图甲、乙的两种方案。

①若直接想用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案　     　（填“甲”或“乙”）更合理。

②若A和B的重力分别为10.0 N和20.0 N。当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0 N，b的示数为11.0 N，c的示数为4.0 N，则A和B间的动摩擦因数为　     　。

12．如图(a)所示的斜槽，其末端水平且有一定长度，靠在竖直板(前表面贴有白纸)的左侧前边缘，某同学利用该装置研究平抛运动规律，并验证机械能守恒定律。

（1）该同学将小钢球A从轨道的不同高度h处静止释放，斜槽轨道水平末端离落点的高度固定为H，钢球的落点距轨道末端的水平距离为s。

①若轨道完全光滑，s2与h的理论关系应满足s2＝　     　（用H、h表示）。

②图(b)中s2－h关系图线①②③中，第　     　条为理论关系图线，第　     　条为实验测量结果图线。

（2）接着该同学将质量为0.1kg的小钢球A由斜槽某位置静止释放，由频闪照相得到如图（c）所示的小球位置示意图，O点为小球的水平抛出点。（g取10m/s2）

①根据小球位置示意图计算出闪光间隔为0.1s。

②以O点为零势能点，小球A在O点的机械能为　     　J；小球A在C点时的机械能为　     　 J。（保留四位小数）

四、解答题

13．如图所示，粗糙斜面ABC竖直固定放置，斜边与一光滑的圆弧轨道相切，切点为，长为，圆弧轨道圆心为O，半径为R，，，水平。现有一质量为可视为质点的滑块从A点由静止下滑，沿轨道ADEG运功，滑块与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为，求

（1）滑块第一次经过E点时对轨道的压力大小。

（2）滑块在斜面上经过的总路程。

14．如图所示，高为h、表面光滑的矩形平台固定在光滑水平地面上，质量为2m和m的A、B两小球用长为l细轻绳相连，且有l>h。初时刻A球静止在平台上，B球在外力作用下静止于平台上表面边缘，细绳刚好拉直。现静止释放B球，两球开始运动。已知两球落地时速度立即变为0，重力加速度为g。求：

（1）B球落地瞬间的速度的大小。

（2）A球到达平台边缘的所用时间。

（3）B球落地后，在保证B球不再运动的条件下，求AB间的最小距离，并讨论为了使B球不再运动绳长l满足的条件。

15．如图所示，一竖直放置在水平面上的容积为V的柱形气缸，气缸内盛有一定质量的理想气体。活塞的面积为S，活塞将气体分隔成体积相同的A、B上下两部分，此时A中气体的压强为pA（未知）。现将气缸缓慢平放在水平桌面上，稳定后A、B两部分气体的体积之比为1：2，两部分气体的压强均为1.5p0。在整个过程中，没有气体从一部分通过活塞进入另一部分，外界气体温度不变，气缸壁光滑且导热良好，活塞厚度不计，重力加速度为g，求：

（1）pA的大小；

（2）活塞的质量m。

16．如图甲所示是某种透明材料制成的光学元件，该元件是一个中间圆 柱形中空的立方体，其某一横截面如图乙所示，其中OA=2R，中空圆形半径为R， 一束单色光（ 纸面内）从外正方柱面上的A点由空气中射入，入射角度为，光束经折射后恰好与内球面相切于B点。已知此材料对该单色光的折射率为，真空中的光速为c。求∶

（1）人射光的入射角度以及该单色光从A到B经历的时间；

（2）如果改变入射光的入射角度，恰好在内球面上发生全反射，则入射角为多大。

答案解析部分

1．【答案】B

【解析】【解答】A．由于题中已知二者线速度大小相等，即v甲=v乙，由于R甲＜R乙，根据

可知二者角速度大小关系为

A不符合题意；

B．向心加速度

可知二者向心加速度大小关系为

B符合题意；

C．地面对车的径向摩擦力提供向心力

由于甲、乙两辆车的质量相等，二者地面对车的径向摩擦力

C不符合题意；

D．由向心力

由于，所以当两车的速度大小相等时，甲需要的向心力大，当摩擦力不足以提供向心力时，就会发生侧滑，所以若两车转弯速度过大，则甲车更容易发生侧滑，D不符合题意。

故答案为：B。

【分析】同皮带转动各点的线速度相等，利用线速度与角速度的关系判断角速度的大小关系；利用向心加速度的表达式判断二者向心加速度的大小，利用牛顿第二定律判断摩擦力的大小关系；利用向心力的表达式 判断哪个车更容易发生侧滑。

2．【答案】C

【解析】【解答】以为圆心，BC为半径作圆，如图

根据“等时圆”原理可知，从圆上各点沿弦到最低点经过的时间相等，则

ABD不符合题意，C符合题意。

故答案为：C。

【分析】根据匀速圆周运动以及等时圆原理得出abc运动的时间关系。

3．【答案】A

【解析】【解答】小球沿圆环缓慢上移，可看作匀速运动，对小球进行受力分析，受到重力G、绳的拉力F、轨道对小球的弹力FN，三个力的合力为零。作出受力分析图如图所示

由图可知与相似，则

当A点上移时，半径不变，AB长度减小，所以F减小，FN不变，所以BCD不符合题意，A符合题意。

故答案为：A。

【分析】小球沿圆环缓慢上移的过程中对小球进行受力分析，根据共点力平衡得出F和FN的变化情况。

4．【答案】C

【解析】【解答】A．t=1s时，两物体相遇，由图像可知0~1s内甲的速度始终比乙大，因此可知t =0时刻甲物体在后，乙物体在前，A不符合题意；

B．t =0时，甲乙相距s0，此后甲乙间距离先减小后增大，速度相等时是第一次相遇后距离最远的时刻，但不是全过程甲乙之间距离的最大值，因为在甲乙第2次相遇后，随着时间的延长，乙反超甲的距离越来越大，两者相距最远的时刻无法确定，B不符合题意；

C．t =1s时两物体相遇，观察图像的对称性可知，第2s内甲超越乙的位移和第3s内乙反超甲的位移大小相等，因此t =3s时两物体再次相遇，C符合题意；

D．观察图像的对称性可知，t =4s时，甲物体在乙物体后s0处，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】v-t图像的斜率表示物体运动的加速度，与坐标轴围成图形的面积表示物体运动的位移，再结合相遇追击过程中的位移关系进行分析判断。

5．【答案】D

【解析】【解答】A．已知火星由M到N和由N到P的过程中经过时间相等，根据开普勒行星运动定律相同的时间扫过相等的面积可知：S1=S2，A不符合题意；

B．火星由M到N和由N到P的过程中经过时间相等，（MN间路程小于NP间路程）由M到P过程中，速度越来越快，所以太阳位于焦点F2处，B不符合题意；

C．已知由M到N过程中，速度越来越快，可得火星的动能，C不符合题意；

D．根据万有引力公式得火星在N处的引力小于在P处的引力，根据牛顿第二定律得

D符合题意；

故答案为：D。

【分析】根据开普勒第二定律得出星与太阳中心的连线扫过的面积关系；根据M到N过程中根据速度的变化情况得出动能的大小关系，利用牛顿第二定律得出向心加速度的大小关系。

6．【答案】B,D

【解析】【解答】AB．小球做平抛运动，竖直方向有

A球运动时间

B球运动时间

所以

由

得

结合两球落地时位移之比

可知A、B两球的初速度之比，

A不符合题意，B符合题意；

CD．两球相交时，，水平方向位移相同，因此有

B球下落高度

A球下落的高度

各式联立得

两小球运动轨迹交点的高度

两小球运动轨迹交点的水平位移

联立解得

C不符合题意D符合题意。

故答案为：BD。

【分析】AB两球做平抛运动，根据平抛运动的规律得出AB两球运动的时间之比初速度的大小之比，结合平抛运动的规律得出两小球运动轨迹交点的水平位移和 两小球运动轨迹交点的高度。

7．【答案】B,C

【解析】【解答】AB．由图象斜率得加速度为

由两图知，第一秒内有f+F=ma

第二秒内有F′-f=ma

代入数据得f+1=3-f

故f=1N

m=2kg

又由f=μmg

可得动摩擦因数μ=0.05

A不符合题意B符合题意；

C．第一秒内的位移为x=×1×1=0.5m

根据功的公式Wf=-fx=-0.5J

可得第1s内摩擦力对滑块做功为-0.5J，C符合题意；

D．根据v-t图象可知，第1秒内的平均速度

所以第1s的F平均功率P=F＝1×0.5W＝0.5W

D不符合题意。

故答案为：BC。

【分析】v-t图像的斜率表示物体运动的加速度，，与坐标轴围成图形的面积表示物体运动的位移，利用牛顿第二定律得出动摩擦因数；利用恒力做功的表达式得出摩擦力对滑块做的功，利用平均功率的表达式得出F的平均功率。

8．【答案】A,C

【解析】【解答】A．由图可知，若小球经过N点时满足 ，则经过M点时对轨道无压力，A符合题意；

B．由图可知，当小球经过N点时满足 ，则经过M点时对管壁的压力为正值，可知此时小球对外管道壁有压力，B不符合题意；

C．若小球经过N点时满足 ，则在M点时

由机械能守恒可得

联立解得 ，C符合题意；

D．F= -b表示小球经过M时对管壁的作用力方向向下，即此时小球能经过M点，经过N点时速度不等于0，D不符合题意。

故答案为：AC。

【分析】利用图像可以判别压力等于0时速度的大小；利用速度的比较可以判别小球对管壁作用力的方向；利用牛顿第二定律结合机械能守恒定律可以求出轨道半径的大小；利用截距可以判别小球经过N的速度大小。

9．【答案】A,B,E

【解析】【解答】A．绝热则

气体自发向真空扩散，不做功，故内能不变，A符合题意；

B．一定质量的稀薄气体可看作理想气体，若气体的压强和体积不变，根据理想气体状态方程

可知温度不变，而温度是一定质量理想气体内能的唯一标志，所以内能一定不变，B符合题意；

C．分子势能的大小随分子间距离的增加先减小后增大，由于最初分子间距的大小不定，所以分子间距离增大时，分子势能不一定增大，C不符合题意；

D．气体压强是由于气体分子热运动撞击器壁形成的，在完全失重状态下，气体分子的撞击仍然存在，故气体的压强不为零，D不符合题意；

E．一定质量的气体体积不变时，单位体积内分子的个数不变，温度降低，分子运动的激烈程度减小，每秒撞击单位面积器壁的分子数不变，但撞击力减小，压强减小，E符合题意。

故答案为：ABE。

【分析】根据理想气体状态方程得出内能的变化情况，利用分子间作用力和距离的变化判断分子势能的边阿虎情况，利用压强的定义进行分析判断。

10．【答案】B,D,E

【解析】【解答】A．由波的图像可知，该波的波长为24m，A不符合题意；

B．由振动图像可知，波的周期为0.4s，所以波源的振动频率为2.5Hz，B符合题意；

C． 时，由于质点P正在向下运动，根据“逆向波形法”可知，波沿x轴负方向传播，C不符合题意；

D．由波长、波速与周期的关系

D符合题意；

E．由振动图像可知 时，质点P正在远离平衡位置，速度正在减小，E符合题意。

故答案为：BDE。

【分析】利用图像可以得出波长和周期的大小，利用周期可以求出频率的大小；利用质点的振动方向可以判别波的传播方向；利用波长和周期可以求出波速的大小；利用质点振动的方向可以判别速度的变化。

11．【答案】（1）300

（2）甲；0.30

【解析】【解答】（1）由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为L0= 20cm，即弹簧的原长为20cm，由图读出弹力为F= 60N，弹簧的长度为L=40cm，弹簧压缩的长度

由胡克定律得弹簧的劲度系数为

（2）甲乙两种方案，在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计由于在不断地运动，示数可能会变化，读数不是很准，弹簧测力计a是不动的，指针稳定，便于读数，故甲方案更合理。

由于弹簧测力计a示数为6.0N，所以AB间的动摩擦因数为

【分析】（1）根据弹簧形变量以及胡克定律得出弹簧的劲度系数；
（2）根据研究弹簧弹力的实验原理以及注意事项判断更合理的方案，结合滑动摩擦力的表达式得出AB间的动摩擦因数。

12．【答案】（1）4Hh；①；②

（2）0.1125；0.1125

【解析】【解答】（1）①根据动能定理有

由平抛运动规律可得

联立可得

②若轨道不完全光滑，则从同一高度滑下的小钢球实际水平抛出的速率小于理论值，其水平位移也小于理论值，所以图(b)中s2－h关系图线①②③中，第①条为理论关系图线，第②条为实验测量结果图线。

（2）②水平方向的初速度为

小球A在O点的机械能为

设O点下第二个点为B点，其竖直方向速度为

小球A在C点时，其竖直方向速度为

小球A在C点时速度为

小球A在C点时的机械能为

【分析】（1）根据动能定理和平抛运动的规律得出s2-h的关系式；
（2）根据速度的分解以及机械能的定义得出O点和C点的机械能。

13．【答案】（1）解：滑块第一次到达E点时，根据动能定理

解得

.

解得

根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为3mg 。

（2）解：滑块最终将在以E点为最低点、D为最高点来回运动，根据动能定理

解得

【解析】【分析】（1） 滑块第一次到达E点时 根据动能定理得出E点的速度表达式，利用牛顿第二定律合力提供向心力得出轨道对小球的支持力；
（2）滑块在运动的过程中根据动能定理得出滑块在斜面上经过的总路程。

14．【答案】（1）解：从AB开始运动，到B着地，AB系统机械能守恒

解得

（2）解：B下落阶段加速度为

则

匀速运动时间为

A球到达平台边缘的所用时间

（3）解：以B球落点为原点建立平面坐标系，向上为y正方向，向右为x正方向。A的轨迹方程

解得

A在平抛过程中，设A距B落点的距离为r

代入得

当时，r取得最小值

当时，，代入可得

故：为了让B球着地后不动，需满足

【解析】【分析】（1）小球AB从开始运动到B点着地，利用机械能守恒得出B球落地瞬间的速度；
（2）利用牛顿第二定律和速度与时间的关系得出B下落的时间，结合匀速运动的规律得出匀速运动的时间，从而得出A球到达平台边缘的所用时间；
（3）利用平抛运动的规律以及几何关系得出使B球不再运动绳长l满足的条件。

15．【答案】（1）解：对气体A，由玻意耳定律可得

其中

解得

（2）解：对气体B，由玻意耳定律可得

其中

又因为

解得

【解析】【分析】（1）对气体A根据玻意耳定律得出pA的大小；
（2）对气体B根据玻意耳定律以及平衡得出活塞的质量m。

16．【答案】（1）解：光经过立方体表面折射后到达内圆面上的B点，由题意可知，入射角为，折射角为，由折射定律有

解得

根据几何关系可得

根据

解得

所以从A到B的时间

（2）解：如图光束以入射角由A点进入光学元件内折射到内圆面C点，如果C点发生全反射，则光束在球面上的入射角等于临界角C，则有

由正弦定理有

解得

由折射率

解得

所以

【解析】【分析】（1）利用几何关系以及折射定律得出入射角的大小，根据几何关系以及光在介质中传播的速度以及光速的关系得出光传播的速度，从而得出从A到B的时间；
（2）根据折射率以及全反射临界角的正弦值结合正弦定理得出恰好在内球面上发生全反射时入射角的大小。