2023烟台高三上学期期中学业水平测试物理试题含答案

2022年11月高三期中考试物理试题

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一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1.下列有关单位制的说法中正确的是（    ）

A.质量为国际单位制中的一个基本物理量      B.米、克、秒为国际单位制中的基本单位

C牛顿是国际单位制中的一个基本单位        D.导出单位有些不能用基本单位来描述

2.如图所示，用质量为0.5kg的铁锤钉钉子，打击前铁锤的速度为3m/s，打击后铁锤的速度变为0，设打击时间为0.05s，重力加速度g=10m/s2，则铁锤钉钉子的平均作用力大小为（    ）

A. 25N    B. 30N      C. 35N    D. 40N

3.一轻质三脚架静置于水平地面上，三脚架三根支杆可绕顶端的链接轴自由转动，现将一重力为G的相机固定于三脚架顶端，此时三脚架的三根支杆长度相同且与地面夹角均为60°，则每根支杆受到地面的（    ）

A.作用力为     B.作用力为      C.摩擦力为       D.摩擦力为

4.两质点同时由静止开始做直线运动，它们的位移x随时间t变化的图像均为抛物线。t0时刻它们的速度大小分别为vI和vII，加速度分别为aI和aII。则（    ）

A.vI<vII，aI<aII             B.vI>vII，aI<aII

C.vI<vII，aI>aII             D.vI>vII，aI>aII

5.用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以7.0×103m/s的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为500kg，最后一节火箭壳体的质量为100kg。某时刻火箭壳体与卫星分离，卫星以1.2×103m/s的速度相对火箭壳体沿轨道切线方向分离，则分离时卫星的速度为（    ）

A.6.0×103m/s        B.6.8×103m/s       C.7.2×103m/s       D.8.0×103m/s

6.为了能够减少太空垃圾的数量，目前世界各大国的卫星本身都会设置自毁程序。简单来说，就是在卫星使用寿命即将到期前，控制中心会给卫星发射指令，如果卫星处于高轨道上，需要点火推进把它升到比地球同步轨道高约200公里的高度，那里被称为卫星的“坟场”；如果卫星处于低轨道，便使它逐步降低高度进入大气层，大多数卫星在通过大气层时就会燃烧殆尽。关于卫星自毁过程中的变轨，下列说法正确的是（    ）

A.迁移到“坟场”后，卫星的线速度大于第一宇宙速度

B.迁移到“坟场”后，卫星的环绕周期大于24小时

C.在降低高度进入更低轨道后，卫星的机械能逐渐增加

D.在降低高度进入更低轨道后，卫星的向心加速度减小

7.一质量为m的汽车在平直的公路上以恒定功率P从静止开始加速运动，阻力始终保持不变。经过时间t1速度达到最大值v，然后立即关闭发动机，又经过时间t2汽车停止运动，根据以上数据，可以求出的物理量（    ）

①阻力大小

②加速阶段的平均速度大小

③减速阶段的位移大小

A.只有①

B.只有①②

C.只有①③

D.①②③

8.如图所示，物体A、B质量分别为m、2m，叠放在轻质弹簧上（弹簧下端固定于地面上，上端和物体A拴接）。对B施加一竖直向下、大小为F的外力，使弹簧再压缩一段距离（弹簧始终处于弹性限度内）后物体A、B处于平衡状态。已知重力加速度为g，F>3mg。现突然撤去外力F，设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN，则在A、B分离前，下列说法正确的是（    ）

A.刚撤去外力F时，F=2mg+F/3

B.弹簧弹力等于F时，FN=2F/3

C.两物体A、B在弹簧恢复原长之前分离

D.弹簧恢复原长时FN=2mg

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的位移s及其对应的速度大小v，根据传感器收集到的数据，得到如图所示的v-s图像。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略，根据图像信息，下列说法正确的是（    ）

A.当运动员下降的位移为s=15m时，加速度最大

B.从s=15m到最低点的过程中，合力对运动员做正功

C.从s=15m到最低点的过程中，运动员的机械能不断减少

D.当运动员下降20m时，处于超重状态

10.太空中有两颗互不影响的行星P、Q，图中纵轴表示行星周围卫星绕该行星做匀速圆周运动的周期T的平方，横轴表示卫星到行星中心距离r的立方，两行星均为匀质球体且表面的重力加速度相同，下列说法正确的是（    ）

A. P的质量比Q的大

B. P的半径比Q的小

C. P的平均密度比Q的大

D. P的第一宇宙速度比Q的大

11.如图所示，竖直面内固定一内壁光滑的圆形细管，其半径为R，A、C分别为细管的最高点和最低点，B、D为细管上与圆心O处于同一水平高度的两点，细管内有一直径稍小于细管内径的质量为m的小球，小球可视为质点。开始时小球静止在A点，某时刻对小球施加轻微扰动，使小球自A向B沿着细管开始滑动，小球到达P点时恰对细管无作用力。以过直线BOD的水平面为重力势能的参考平面，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ）

A.小球在C点时的机械能为mgR

B.小球在P点时的速度为

C.小球到达D点时，细管对小球的作用力大小为2mg

D.小球自A点下降到C点的过程中，重力的瞬时功率一直增大

12.如图所示，一倾角为θ的传送带由电动机带动，始终保持速率v匀速运动，质量为m的物块从传送带底端以平行于传动带斜向上的速度v/2释放，物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5，物块到达传送带顶端时速度恰好为v。已知重力加速度为g=10m/s2，tanθ=1/3，则在物块从传送带底端运动到传送带顶端的过程中，下列说法正确的是（    ）

A.物块运动的时间为0.1s

B.传送带克服摩擦力做的功为

C.系统因运送物块增加的内能为

D.电动机因运送物块多做的功为

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.(6分)某实验小组的实验装置如图甲所示，物块上方安装有一宽度为d的遮光片，前端安装一力传感器，可显示物块受到的拉力F大小。细线一端连接力传感器，另一端通过定滑轮悬挂钩码，实验中细线始终保持与长木板平行。在长木板上相距为L的A、B两个位置分别安装光电门，能够显示物块通过A、B两位置时的挡光时间。现保持物块、遮光片及力传感器的总质量不变，改变所挂钩码的个数，探究物块加速度a与拉力F的关系。整个实验过程中长木板始终保持水平。

(1)某次实验记录，物块释放先后通过A、B两位置时的挡光时间分别为tA、tB，则物块通过A位置时的速度为           ，物块的加速度为          (用题目中所给字母表示)；

(2)该小组通过多次实验，作出a-F图像，得到的图线如图乙所示，该图像不过坐标原点，原因为                                         ，已知物块、遮光片及力传感器的总质量为M，当地的重力加速度为g，则物块与长木板之间的动摩擦因数为             。

14.(8分)某同学用如图甲所示的实验装置验证物块A、B组成的系统机械能守恒。A从高处由静止开始下落，B上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：已知打点计时器所用电源的频率为f，0是打下的第一个点，每5个点取1个计数点，计数点间的距离表示如图乙所示。已知物块A、B的质量分别为mA、mB，重力加速度为g，则

(1)在纸带上打下计数点5时，物块A的速度为             ；

(2)在打计数点0~5点过程中系统动能的增加量ΔEk=                           ，系统势能的减少量ΔEp=                (以上均用题目中所给字母表示)；

(3)该同学以物块A速度的平方为纵轴，以物块A下落的高度h为横轴，做出v2-h图像如图丙所示，mA=60g、mB=40g，则当地的重力加速度g=         m/s2(计算结果保留3位有效数字)。

15.(7分)

国家法定假日期间，全国高速公路7座以下(含7座)载客车辆免费通行，车辆可以不停车通过收费站，但要求车辆通过收费站窗口前x0=9m区间的速度不超过v0=6m/s。现有甲、乙两辆小轿车在收费站前平直公路上分别v甲=20m/s和v乙=25m/s的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后，某时刻，甲车司机发现正前方收费站便开始匀减速刹车。已知开始刹车时甲车距收费站窗口的距离为x1=100m。

(1)甲车司机开始刹车的加速度至少为多大才能不违章；

(2)若甲车按(1)中所得临界加速度减速行驶，乙车司机在发现甲车刹车时经t0=0.8s的反应时间后开始以大小为a乙=3m/s2的加速度匀减速刹车。为避免两车相撞，且乙车在收费站窗口前9m区不超速，则在甲车司机开始刹车时，甲、乙两车至少相距多远？(计算结果保留一位小数)

16.(9分)

如图所示，一内壁光滑、底面半径为r=3m、高h1=1.4m的竖直薄壁圆筒固定在水平地面上方高h2=5.25m处，A是薄壁圆筒内壁上端的一点，AC是过A点的水平圆周的切线，A1点是A点在圆筒底面上的投影点。一小球从A点以大小为v0=10m/s、方向位于AC与 AA1决定的平面内且与AC成θ=37°的初速度沿内壁斜向下射入圆筒，小球从圆筒底面上的B点离开。已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力，求

(1)圆弧A1B的长度；

(2)小球的落地点距圆筒底面圆心O的水平距离L。

17.(14分)

如图甲所示，在光滑水平面上有A、B、C三个小球，A、B两球分别用水平轻杆通过光滑铰链与C球连接，两球间夹有劲度系数足够大、长度可忽略的压缩轻弹簧，弹簧与球不拴接。固定住C球，释放弹簧，A、B两球瞬间脱离弹簧并被弹出，已己知此过程中弹簧释放的弹性势能Ep=8J，A、B两球的质量均为m=0.5kg，C球的质量M=1kg，杆长L=0.5m，弹簧在弹性限度内。

(1)求A、B两球与弹簧分离瞬间杆中弹力大小；

(2)若C球不固定，求释放弹簧后C球的最大速度v；

(3)若C球不固定，求从A、B两球与弹簧分离时到两杆间夹角第一次为θ=90°的过程中(如图乙)，杆对B球所做的功W。

18.(16分)

如图所示，在光滑水平地面上静置一质量mA=4kg的长木板A和另一质量mC=3kg的滑块C，其中长木板的左端还放有质量mB=2kg的滑块B(可看成质点)。现给A、B组成的整体施加水平向右的瞬时冲量I=36N·s，此后A、B以相同速度向右运动，经过一段时间后A与C发生碰撞(碰撞时间极短)。木板足够长，则再经过一段时间后A、B再次以相同速度向右运动，且此后A、C之间的距离保持不变。已知A、B间的动摩擦因数为μ=0.1，重力加速度为g=10m/s2，则

(1)获得冲量后瞬间A、B的速度；

(2)A、C间的碰撞是否为弹性碰撞？若是，请说明理由；若不是，求A、C碰撞时损失的机械能；

(3)滑块B在长木板A上表面所留痕迹的长度L；

(4)最终A、C之间的距离ΔS。

2022—2023学年度第一学期期中学业水平诊断

高三物理参考答案及评分意见

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. A   2.C    3.B    4.D     5.C    6.B    7.D     8.B

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. CD     10.AD      11.ABC     12.BC

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13．(6分)⑴ (1分)，（或）（2分）

⑵ 物块与长木板间有摩擦力（1分），（2分）

14．(8分)⑴ ⑵，⑶9.60（每空2分，共8分）

15．(7分)

⑴甲车开始刹车时距离限速点的距离为m………………①（1分）

由公式：…………………………………………………②（1分）

m/s2…………………………………………………………………③（1分）

⑵设甲刹车后经时间t，甲乙两车速度相等，由运动学公式

………………………………………………………④（1分）

t=7.4s

m/s<6m/s，则乙车刚到达测速区时的速度恰好为v0=6m/s，两车开始时距离最短。

乙车从开始到减速到v0=6m/s的过程中

m…………………………………………………⑤（2分）

27.2m…………………………………………………………⑥（1分）

16．（9分）

⑴小球在圆筒内壁运动时，可以看做水平方向的匀速圆周运动与竖直方向的匀加速直线运动的合成。

水平方向m/s…………………………………………………………①（1分）

竖直方向m/s…………………………………………………………②（1分）

小球离开圆筒时，竖直方向 t1=0.2s………………………………③（1分）

圆弧A1B的长度m………………………………………………………④（1分）

⑵小球刚离开圆筒时速度的竖直分量m/s………………………⑤（1分）

设小球从离开圆筒到落地的时间为t2，…………………………⑥（1分）

此段时间内小球的水平位移m………………………………………⑦（1分）

根据几何关系得，小球的落地点距圆筒底面圆心O的水平距离

m………………………………………………………………⑧（2分）

17．(14分)

⑴由对称性可知，与弹簧分离瞬间两球速度大小相等，设为v0

由系统机械能守恒定律得：…………………………………………①（1分）

v0=4m/s……………………………………………………………②（1分）

对A球，由牛顿第二定律得：=16N……………………………………③（1分）

球与弹簧分离瞬间杆中弹力大小为16N。

⑵如图所示，设两杆夹角为θ时，C球的速度为vC，将A、B两球的速度正交分解，根据对称性可知，vAy= vBy= vy，vAx= vBx= vx

由y轴方向动量守恒得：0=MvC-2mvy……………………………………………④（2分）

系统机械能守恒得：………………………………⑤（2分）

BC两球沿杆方向的分速度相同，则

………………………………⑥（2分）

由以上④⑤⑥可得：……………………………………………⑦（1分）

故当θ=180°时，C球的速度最大，且最大值为m/s………………⑧（1分）

⑶球与弹簧分离后到两杆间夹角第一次为θ=90°时，由以上可求得：

m/s，m/s

m/s……………………………………………………………………⑨（1分）

对B球应用动能定理得：

J…………………………………………………………⑩（2分）

18．(16分)

⑴对A、B组成的整体，设获得冲量后瞬间A、B的速度为v0，由动量定理：

………………………………………………………………①（1分）

v0=6m/s………………………………………………………………………②（1分）

⑵不是弹性碰撞，最终A、B以相同速度向右运动，且A、C之间的距离保持不变，则三者速度相同，设为vC，以三者为系统由动量守恒定律得：

……………………………………………③（1分）

vC=4m/s

A与C发生碰撞且碰撞时间极短，设碰后A的速度为vA，由动量守恒定律得：

     ………………………………………………………④（1分）

vA=3m/s

A、C碰前，J ………………………………………………⑤（1分）

A、C碰后，J………………………………………⑥（1分）

所以A、C间的碰撞为非弹性碰撞，损失的机械能J……⑦（1分）

⑶从A、C发生碰撞到A、B再次以相同速度向右运动，

对A：m/s2……………………………………………………⑧（1分）

对B： m/s2   ……………………………………………………⑨（1分）

设经时间t两者达到共速，………………………………⑩（1分）

t=2s ……………………………………………………………⑪（1分）

 此过程中，m……………………………………………⑫（1分）

          =10m………………………………………………⑬（1分）

           m…………………………………………………⑭（1分）

⑷从A、C发生碰撞到最终三者一起匀速运动过程中

m………………………………………………………………⑮（1分）

m…………………………………………………………⑯（1分）