2022-2023学年湖北省黄冈市高三上学期期中质量抽测物理试题（解析版）

2022-2023学年湖北省黄冈市高三上学期期中质量抽测

物理

注意本项：

1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

小考试结束后，请将答题卡上交。

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 在物理学的发展历程中一代又一代的物理学家不惧艰难，勇于探索，为物理学的发展做出了巨大的贡献。下列说法正确的是（    ）

A. 亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因

B. 伽利略的理想实验可以在实验室中完成

C. 开普勒根据丹麦天文学家第谷的行星观测数据，总结出了万有引力定律

D. 卡文迪什测出了万有引力常量，被誉为是第一个称出地球质量的人

【答案】D

【解析】

【详解】A．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，A错误；

B．实验中不可能达到绝对光滑，因此伽利略的理想实验不能够在实验室里完成，B错误；

C．开普勒根据丹麦天文学家第谷的行星观测数据，总结出了开普勒三大定律，牛顿总结出了万有引力定律，C错误；

D．卡文迪什利用扭秤实验测出了万有引力常量，被誉为是第一个称出地球质量的人，D正确。

故选D。

2. 某同学登山时，发现悬崖下方有一块平地，该同学将一块石头从悬崖边上由静止释放，后听到石头砸到平地声音，忽略空气阻力和声音传播所用的时间，重力加速度取，则释放石头处离平地的高度为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据

解得

故选C。

3. 北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。北斗系统的空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成，地球同步轨道卫星的半径大于中圆轨道卫星的半径。设地球同步轨道卫星和中圆轨道卫星的线速度分别为、；角速度分别为、；向心加速度分别为、；周期分别为、。以下说法正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据

解得

由于地球同步轨道卫星的半径大于中圆轨道卫星的半径，则有

A错误；

B．根据

解得

由于地球同步轨道卫星的半径大于中圆轨道卫星的半径，则有

B错误；

C．根据

解得

由于地球同步轨道卫星的半径大于中圆轨道卫星的半径，则有

C错误；

D．根据

解得

由于地球同步轨道卫星的半径大于中圆轨道卫星的半径，则有

D正确。

故选D。

4. 如图甲所示。游人半躺在滑草场专用的滑具里，从滑道的顶端由静止沿倾斜的滑道下滑，最后停在水平滑道上某一位置。图乙为整个滑道的简化示意图。设倾斜道的倾角为，高度为。滑具与倾斜滑道和水平滑道的动摩擦因数均为，重力加速度为，倾斜滑道和水平滑道平滑连接。下列说法正确的是（　　）

A. 游人和滑具在倾斜轨道上的加速度为

B. 游人和滑具滑到倾斜滑道底端时的速度大小为

C. 游人和滑具在水平滑道上滑行的距离是

D. 游人和滑具在倾斜滑道下滑时处于超重状态

【答案】C

【解析】

【详解】A．设游人和滑具质量为m，对其受力分析可知，游人和滑具所受合外力为

则游人和滑具在倾斜轨道上的加速度为

故A错误；

B．游人和滑具在倾斜轨道上做匀加速直线运动，由运动学公式可知

解得

故B错误；

C．游人和滑具在水平滑道上滑行时，做匀减速直线运动，受力分析后，其加速度为

由运动学公式可知

解得

故C正确；

D．游人和滑具在倾斜滑道下滑时有平行斜面向下的加速度，竖直方向有向下的分加速度，则处于失重状态，故D错误。

故选C。

5. 如图所示，两个小球、通过一根刚性轻杆固定连接，沿半圆形凹槽下滑。在两球滑动过程中.下列说法正确的是（　　）

A. 、两球的角速度大小相等

B. 、两球线速度相同

C. 球的向心加速度大于球A的向心加速度

D. 、两球所受向心力大小相等

【答案】A

【解析】

【详解】A．将A与B的速度分解为沿杆方向和垂直于杆方向，如图所示

由几何关系可知，A与B的速度与杆的夹角均为，由于A与B沿杆方向的速度相同，则

则

由于A与B圆周运动半径相同，由于

则

故A正确；

B．A与B线速度大小相同，但方向不同，故B错误；

C．向心加速度大小为

由于线速度大小相等，则向心加速度大小相等，故C错误；

D．向心力为

向心加速度虽然相同，但A与B球的质量关系未知，则无法比较大小，故D错误。

故选A。

6. 如图所示，三根轻绳OA、OB、OC结于O点，OA和OB绳的另一端系于水平天花板上，OC绳C端与一重物相连，OA绳和OB绳的夹角为100°、OA绳与OC绳的夹角为120°。整个系统处于静止状态，OA绳、OB绳、OC绳上的拉力分别记为、、，则、、的大小关系正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】对节点O进行受力分析如图所示

根据正弦定理可得

可知

故选A。

7. 如图所示，位于长江中游鄂州段的观音阁距今已有六百多年的历史，屡经江水冲击而不倒。若观音阀的外围有一块平直的墙壁，墙壁受到江水冲击的面积为S，江水以恒定速度垂直撞击墙壁，之后沿墙壁两侧流走。已知江水密度为，则墙壁受到江水的冲击力为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】墙壁受到江水冲击的面积为S，则时间内流过的水的质量为

以水流运动方向为正方向，水在与墙壁碰撞的过程中，根据动量定理可得

解得

负号表示水受到的作用力与水运动方向相反，则墙壁受到江水的冲击力大小为。

故选B。

8. 某质点受竖直方向的合外力作用，在竖直面做匀变速曲线运动，轨迹如图所示。在轨迹上有A、B、C三点，其中B点是轨迹的最高点。以下说法正确的是（　　）

A. B点速度方向和质点所受合外力垂直

B. 质点所受合外力的方向竖直向下

C. B点速度最大

D. A点速度大于C点速度

【答案】AB

【解析】

【详解】AB．质点受竖直方向的合外力作用，曲线的轨迹弯向力的一边，则合外力方向竖直向下，B点是轨道的最高点，则B点沿竖直方向上速度为0，水平速度不为0，B点速度方向和质点所受合外力垂直，故AB正确；

C．质点合外力竖直向下，做匀变速曲线运动，则从A到B的过程中

随着高度的增加，速度变小，则在最高点速度最小，故C错误；

D．质点从A到C过程中，由动能定理可知

合外力做正功，则

即

故D错误。

故选AB。

9. 如图所示，一固定斜面倾角为30°，上表面光滑，斜面顶端固定一个光滑定滑轮。跨过定滑轮的轻质细线，一端竖直悬挂小球，另一端连接物块，细线的倾斜部分与斜面平行。用手按住物块。整个系统处于静止状态。小球的质量为，物块的质量为，重力加速度为。现突然松开按住物块的手，松手的瞬间，以下说法正确的是（　　）

A. 小球的加速度大小为零

B. 小球与物块的加速度大小相等

C. 小球的加速度大小为

D. 细线上的拉力大小为

【答案】BCD

【解析】

【详解】B．由于两物体是通过轻质细线连接，物体的速度均沿细线方向，则小球与物块的加速度大小相等，B正确；

AC．对小球与物块进行分析有

解得

A错误，C正确；

D．对小球进行分析有

结合上述解得

D正确。

故选BCD。

10. 一辆家用小轿车在水平面上在静止启动，达到最大速度后做匀速运动。整个过程中，小车的牵引力随时间的变化关系如图所示。小轿车发动机的额定功率，质量，运动过程中所受阻力恒定。下列说法正确的是（　　）

A.  B. 小车能获得的最大速度为

C. 小车能获得的最大速度为 D. 当小车的速度为时，其加速度为

【答案】B

【解析】

【详解】A．在时间段内，牵引力不变，则

在时，达到额定功率，速度继续增大，牵引力减小，当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，做匀速运动，则

则加速度为

功率公式为

解得

故A错误；

BC．小车能获得的最大速度为

故B正确，C错误；

D．当小车速度为

时，随着速度的增加，汽车牵引力减小，以恒定功率加速，则当小车的速度为时，则牵引力为

则此时加速度为

故D错误。

故选B。

11. 煤矿里常使用传送带来运送煤炭。如图所示，传送带与水平面的夹角。A端与B端的距离为，传送带在电动机的带动下以的恒定速率顺时针转动。某时刻，质量为的煤块以的速度滑上A端，已知煤块与传送带之间的动摩擦因数，取重力加速度，，。下列说法正确的是（    ）

A. 煤块从A端运动到B端的时间为

B. 煤块在传送带上留下的痕迹长为

C. 煤块与传送带之间因摩擦产生的热量为

D. 煤块到达B点速度大小为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．煤块滑上传送带做匀减速直线运动，加速度大小为

煤块与传送带达到共同速度时，煤块的位移

煤块匀减速运动的时间

煤块与传送带共速时由于

所以煤块匀减速上升，匀减速运动的加速度大小为

匀减速运动的最大距离

说明煤块一直匀减速运动到B端，由

解得匀减速运动的时间

，（舍去）

所以煤块从A端运动到B端的时间为

故A正确；

B．1s内传送带的位移

前1s煤块相对于传送带向上运动，煤块在传送带上留下的划痕长度为

后1s煤块相对于传送带向下运动，煤块在传送带上留下的划痕长度为

由于

所以煤块在传送带上留下的痕迹长为5m，故B错误；

C．煤块与传送带之间因摩擦产生的热量为

故C正确；

D．煤块到达B点速度大小为

故D错误。

故选AC。

二、非选择题：本题共5小题，共56分。

12. 打点计时器是高中物理实验中常用的实验仪器。比如探究加速度与力、质量的关系验证机械能守恒定律实验中均有应用。如图所示，是打点计时器打出的一条纸带的一部分，纸带上相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出，已知打点计时器采用的是频率为的交流电。

（1）相邻的两个计数点之间的时间间隔是________。

（2）打计数点4时，纸带的速度________（结果保留两位有效数字）。

（3）纸带的加速度________（结果保留两位有效数字）。

【答案】    ①. 0.1    ②. 0.30    ③. 0.50

【解析】

【详解】（1）[1]纸带上相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出，则相邻的两个计数点之间的时间间隔是

（2）[2]打计数点4时，纸带的速度为

（3）[3]用逐差法计算纸带的加速度为

13. 某学习兴趣小组用如图所示的装置验证动量守恒定律。实验中采用质量分别为和两个小球，实验步骤如下：

①用天平测出两个小球的质量分别为和；

②安装实验装置，将斜槽固定在桌边，使槽的末端水平；

③先不放小球，让小球从斜槽顶端S处由静止释放，标记小球在地上的落点位置；

④将小球放在斜槽末端，仍让小球从斜槽顶端S处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球、在地上的落点位置、；

⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端的水平距离。图中、、点是实验过程中记下的小球在地面上的三个落点位置，、、到斜槽末端在地面的投影点的距离分别为、、。

依据上述实验步骤，请回答下面问题：

（1）下列器材选取或实验操作符合实验要求的是______。

A.可选用半径不同的两小球

B.选用两球的质量应满足

C.小球每次必须从斜轨同一位置由静止释放

D.需用秒表测定小球在空中飞行的时间

（2）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度大小是不容易的，但是，可以通过测量（填选项前的符号）来验证动量守恒定律。（      ）

A.小球开始释放的高度

B.小球抛出点距地面的高度

C.小球做平抛运动的水平位移

（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______（用题目中所给的物理量表示）；若碰撞是弹性碰撞，那么还应该满足的表达式为______（用题目中所给的物理量表示）。

【答案】    ① BC##CB    ②. C    ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]A．为了确保发生对心正碰，需要两球的半径相等，A错误；

B．为了避免发生碰后反弹，两球质量需要满足

B正确；

C．为了确保小球每次飞出的速度大小一定，小球每次必须从斜轨同一位置由静止释放，C正确；

D．由于小球下落的高度相等，根据

，

解得

可知，小球碰撞后飞出速度与水平位移成正比，则实验时不需要测时间，D错误。

故选BC。

（2）[2]根据上述有

，，

根据动量守恒有

解得

可知，AB错误，C正确。

故选C。

（3）[3]根据上述，若两球相碰前后动量守恒，其表达式可表示为

[4]若碰撞是弹性碰撞，则有

，

结合上述解得

14. 如图所示，小明在教室擦黑板的过程中，对质量为的黑板擦施加一个与竖直黑板面成角斜向上的力，使黑板擦沿着竖直向上的方向以速度。做匀速直线运动。已知黑板擦与黑板之间的动摩擦因数为，重力加速度为。

（1）求小明给黑板擦施加的力的大小；

（2）若黑板足够高，小明沿竖直方向向上匀速擦黑板过程中，不慎松手，求松手后，黑板擦能上升的最大高度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）对黑板擦进行受力分析，水平方向上有

竖直方向上有

又由于

解得

（2）松手后，黑板擦做竖直上抛运动，设上升的高度为，则有

解得

15. 如图所示，一根长度的轻绳一端固定于O点，另一端系一个质量的小球，球静止时刚好与水平地面接触。O点上方有一短小的平台，平台上静止的放一个质量为的小球。现给球水平向左的初速度，当球运动到最高点时，与位于平台上的球发生弹性正碰，球随即水平飞离平台。重力加速度g取。空气阻力不计，求：

（1）球开始运动时，轻绳上的拉力大小；

（2）、球刚要相碰，球的速度大小；

（3）若球和球碰撞结束瞬间，轻绳断开，则球和球的落地点之间的距离是多少。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）球开始运动时，轻绳的拉力和球的重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得

（2）设球碰前速度为，球从最低点到最高点的过程中，由机械能守恒定律得

解得

（3）设球和球碰后的速度分别为、，由动量守恒定律得

由机械能守恒定律得

解得

碰后，球向左做平抛运动，球向右做平抛运动，设下落时间为，

解得

则球和球落地点之间的距离为

解得

16. 如图所示，光滑水平面上放一足够长的木板，其质量，开始处于静止状态。从木板左端滑上一小木块，其质量，初速度。距离木板右端处固定一竖直挡板，木板与挡板碰撞过程时间极短，且无机械能损失。木块与木板之间的动摩擦因数，重力加速度取。求：

（1）当木块刚滑上木板时，木块和木板的加速度大小；

（2）当木板与挡板刚要碰撞时、木块、木板的速度大小；

（3）木板与挡板碰撞之后，木块相对木板滑动的最大距离。

【答案】（1），；（2），；（3）

【解析】

【详解】（1）木块刚滑上木板时，设木块和木板的加速度大小分别为分别、，对木块进行受力分析有

对木板进行受力分析有

解得

、

（2）当木板刚要与挡板碰撞时，设木块和木板的速度大小分别为、，对木板，由位移公式有

解得

由速度公式得

，

解得

、

说明木板和挡板碰撞时，木板一直在加速，则木块和木板的速度分别为、。

（3）木板与挡板碰撞后，木板速度等大、反向。设木块和木板最终的共同速度为，从碰撞结束到木块与木板共速过程中，规定向左为正方向，由动量守恒定律有

解得

碰后，设木块相对木板滑动的最大距离为s，由能量守恒定律得

解得