广东省深圳市福田区红岭中学2022-2023学年高三物理上学期第二次统考试题（Word版附解析）

红岭中学2022-2023学年度第一学期高三第二次统一考试

物理试卷

一、单项选择题

1. 由于高度限制，车库出入口采用如图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆OP与横杆PQ链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起的过程中，杆PQ始终保持水平。杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中（  ）

A. P点的线速度不变

B. P点的加速度不变

C. Q点在水平方向的分速度增大

D. Q点在竖直方向的分速度增大

【答案】C

【解析】

【详解】A．由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°，则P点绕O点做匀速圆周运动，则P点的线速度大小不变，方向改变，故P点的线速度改变，选项A错误；

B．由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°，则P点绕O点做匀速圆周运动，P点的加速度方向时刻指向O点，方向发生变化，选项B错误；

C．Q点相对于O点在水平方向的位置x关于时间t的关系为

则由数学知识可知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中Q点在水平方向的分速度增大，选项C正确。

D．Q点在竖直方向的运动与P点相同，相对于O点在竖直方向的位置y关于时间t的关系为

则由数学知识可知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中Q点在竖直方向的分速度减小，选项D错误。

故选C。

2. 锤子是常用装修工具。铺木地板时，调整地板之间衔接平整，需要用锤子轻轻敲打；把铁钉钉入坚硬的木板需要用锤子重重敲打。关于两种情况下选用的锤子及理由，以下说法正确的是（　　）

A. 钉铁钉时，应选铁锤快速敲打，以获得较大的打击力

B. 钉铁钉时，应选木锤快速敲打，以获得较小打击力

C. 铺地板时，应选铁锤低速敲打，以获得较小的打击力

D. 铺地板时，应选木锤低速敲打，以获得较大的打击力

【答案】A

【解析】

【详解】AB．根据动量定理得

解得

钉铁钉时，为了获得较大的打击力F，应选择铁锤快速敲打。选择铁锤是增大锤子的质量m，选择铁锤还可以减小铁锤与铁钉的作用时间t，快速敲打是增加铁锤的初速度v0，A正确，B错误；

CD．根据

铺地板时，为了获得较小的打击力F，应该选择木锤低速敲打。选择木锤是为了减小锤子的质量m，选择木锤还可以增加木锤与地板的作用时间t，低速敲打是减小木锤的初速度v0，CD错误。

故选A。

3. 放风筝是有益身心的传统风俗活动，但风太大时也有危险。网络视频显示，在水平草地上，一男子双手伸向前上方紧紧拽住风筝牵引绳，双腿向前用力蹬地，试图使自己停下，但仍被风筝拉着向前滑（如图），在游人帮助下才停住。设图示时刻男子正被风筝拉着匀速向前滑，则此时（不计空气对男子的作用力）（  ）

A. 绳对他的拉力等于地面对他的摩擦力

B. 绳对他的拉力小于地面对他的摩擦力

C. 地面对他的弹力大于他的重力

D. 地面对他的弹力小于他的重力

【答案】D

【解析】

【详解】AB．图示时刻男子正被风筝拉着匀速向前滑，根据平衡条件，绳对他的拉力的水平分力等于地面对他的摩擦力，所以绳对他的拉力大于地面对他的摩擦力，故AB错误；

CD．竖直方向，地面对他的弹力与拉力竖直分力之和等于重力大小，所以地面对他的弹力小于他的重力，故D正确C错误。

故选D。

4. 如图所示，人准备秤量体重。体重计里的压力传感器能够测量人体的重力，是因为人静止在体重计上时（　　）

A. 人对体重计的压力与人的重力是同一个力

B. 人对体重计的压力与人的重力是一对平衡力

C. 人对体重计的压力与人的重力是一对相互作用力

D. 压力与支持力是一对相互作用力，支持力与重力又是一对平衡力

【答案】D

【解析】

【详解】人静止在体重计上时，人对体重计的压力与体重计对人的支持力是一对相互作用力，而支持力与重力又是一对平衡力，因此体重计里的压力传感器能够测量人体的重力。

故选D。

5. 一列高铁列车和一列普速列车匀速行驶相同的里程，高铁的速度为普速车的2倍，行驶时所受阻力都跟速度的平方成正比，则（  ）

A. 高铁克服阻力做功的功率是普速车的8倍，因此而消耗的能量是普速车的8倍

B. 高铁克服阻力做功的功率是普速车的8倍，因此而消耗的能量是普速车的4倍

C. 高铁克服阻力做功的功率是普速车的4倍，因此而消耗的能量是普速车的8倍

D. 高铁克服阻力做功的功率是普速车的4倍，因此而消耗的能量是普速车的4倍

【答案】B

【解析】

【详解】高铁速度为普速车的2倍，行驶时所受阻力都跟速度的平方成正比

克服阻力做功的功率

所以高铁克服阻力做功的功率是普速车的8倍，匀速行驶

消耗的能量是

行驶相同的里程，因此而消耗的能量是普速车的4倍。故B正确ACD错误。

故选B。

6. 如图，正在平直公路行驶的汽车紧急刹车，位于车厢前端、离地高度分别为H≈3.2 m、h≈2.4 m的两件物品，因没有固定而散落到路面，相距L≈2 m。由此估算刹车时的车速最接近（  ）

A. 30 km/h

B. 50 km/h

C. 70 km/h

D. 90 km/h

【答案】C

【解析】

【详解】设刹车时的车速为v0，根据平抛运动规律有

，

且

联立并代入数据解得

故选C。

7. 如图所示，MN为均匀带电细杆，a、b两点关于细杆对称，c、d两点连线与细杆平行，b点为cd连线的中点。则（    ）

A. a、b两点的场强方向与细杆不垂直

B. c、d两点的场强方向与细杆不垂直

C. a、b两点的电势不相同

D. c、d两点的电势不相同

【答案】B

【解析】

【详解】AB．MN为均匀带电细杆，根据场的叠加和对称性可知a、b两点的场强方向与细杆垂直，c、d两点的场强方向与细杆不垂直，选项A错误，B正确；

CD．根据场的叠加和对称性可知杆到a、b两点的场强大小以及杆到 c、d两点的场强大小分别成对称分布，根据电场强度和电势的关系可知a、b两点的电势相同，c、d两点的电势相同，选项CD错误。

故选B。

8. 物体在几个恒力作用下做匀速直线运动。某时刻开始，其中一个力逐渐增大，但方向不变，其它力都不变。从该时刻以后，物体可能（  ）

A. 动能一直不变，动量一直不变

B. 动能一直不变，动量一直变化

C. 动能一直减小，动量方向一直不变

D. 动能先减小后增大，动量方向一直变化

【答案】D

【解析】

【详解】若该力与速度方向同向，则物体将做加速直线运动，动能一直增大，动量方向一直不变；

若该力与速度方向反向，则物体将做先做减速直线运动后反向加速直线运动，动能先减小后增大，动量方向改变一次；

若该力与速度方向成锐角，则物体将做加速曲线运动，动能一直增大，动量方向一直变化；

若该力与速度方向成钝角，则物体将做先做减速曲线运动后做加速曲线运动，动能先减小后增大，动量方向一直变化；

若该力与速度方向成直角，则物体将做圆周运动，且由于力的增大，物体将做近心运动，速度变大，动能增大，动量方向也发生变化。

综上所述，可能的是D选项。

故选D。

二、多项选择题

9. 蹦床是很多人喜欢的一项游戏活动。如图所示，游戏者借助弹性网面的弹力上下弹跳，既锻炼身体，又收获快乐。忽略空气阻力，游戏者从最低点到刚离开网面的过程中（  ）

A. 所受弹力的冲量小于动量的变化量

B. 所受弹力的冲量大于所受重力的冲量

C. 网面弹性势能的减小量大于动能的增加量

D. 网面弹性势能的减小量小于重力势能的增加量

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．游戏者在最低点速度为0，刚离开网面时具有出速度，此过程根据动量定理有

所以

选项A错误，B正确；

CD．根据能量守恒可知网面弹性势能的减小量等于游戏者动能的增加量和重力势能的增加量，故网面弹性势能的减小量大于动能的增加量，大于重力势能的增加量，选项C正确，D错误。

故选BC。

10. 通过北斗定位系统可以记录飞机的海拔高度h、飞行速率v等即时数据。一架飞机从静止开始滑跑起飞，用记录数据拟合得到h-t、v-t图线分别如图甲、乙所示，图甲中40s~70s时间内的图线为抛物线，图乙中40s~100s时间内的图线为近似直线，其余图线均为直线。根据图中数据可知（　　）

A. 离开地面前，飞机加速滑行的距离为1600 m

B. 40s~70s时间内，飞机在竖直方向的加速度为0.2 m/s2

C. 40s~100s时间内，飞机爬升的高度约180 m

D. 100s~150s时间内，飞机的水平分速度不变

【答案】AB

【解析】

【详解】A．由题给信息可知飞机在40s时离开地面，由图乙可知离开地面前，飞机加速滑行的距离为

选项A正确；

B．图甲中40s~70s时间内的图线为抛物线，则飞机在竖直方向上做匀变速运动有

解得

选项B正确；

C．图甲中70s~150s时间内图线为直线，根据几何知识可知当t=100s时

h=670m

所以40s~100s时间内飞机爬升的高度约为

选项C错误；

D．图甲中70s~150s时间内图线为直线，说明飞机竖直方向做匀速直线运动，而由图乙可知100s~150s时间内速度均匀增加，所以飞机的水平分速度发生变化，选项D错误。

故选AB。

11. 2022年10月12日，中国空间站第三次太空授课活动取得圆满成功。正式授课前，直播画面显示了一段时间内空间站的位置和速度信息，表中记录了相隔22 s的两个时刻的相关数据。将空间站的运动视为匀速圆周运动，万有引力常量为已知，利用这些数据可算出（  ）

A. 地球的质量

B. 空间站的质量

C. 空间站的加速度

D. 空间站的绕行周期

【答案】ACD

【解析】

【详解】根据题中表格可以知道高度和运行速度以及角速度，根据

，

可以计算地球半径和运行周期，根据

可以计算空间站的加速度，根据

可以计算地球质量，无法计算空间站的质量，故ACD正确B错误。

故选ACD。

12. 有一颗地球静止轨道同步卫星，设想它与正下方地面之间有一条牢固光滑的管道连接，一个小球在管道内，相对管道由静止释放，释放后小球的运动情况和受力情况是（  ）

A. 若在卫星处释放，小球仍保持与管道相对静止

B. 若在卫星处释放，小球将沿管道下滑

C. 若在管道中段某处释放，管道将施给小球向东的弹力

D. 若在管道中段某处释放，管道将施给小球向西的弹力

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．若在卫星处释放，小球受到万有引力提供向心力不变，因此小球仍保持与管道相对静止，选项A正确，B错误；

CD．若在管道中段某处释放，根据万有引力提供向心力有

解得

可知小球的线速度大于卫星的线速度，若没有管道，小球向东转动的速度比卫星快，因此管道将施给小球向西的弹力，选项C错误，D正确。

故选AD。

三、非选择题

13. 如图为“验证动量守恒定律”的实验装置原理图。

（1）要保证实验成功，入射小球的质量应______（填“大于”、“等于”或“小于“）被碰小球的质量，入射小球的直径________（填“必须等于”或“可以不等于”）被碰小球的直径。

（2）固定斜槽轨道时，要求轨道末端切线水平，检验是否满足要求的最简便方法是______________________________________。

（3）图中h为入射小球在斜槽轨道下滑的高度，H为平抛下落高度，O为轨道末端在水平地面的投影，N为没有发生碰撞时入射小球的平均落点，M、P为发生碰撞后两个球的平均落点，则需要测量的长度量是____________________（用图中的字母表示）；若关系式____________________（用m1、m2和所测长度量表示）成立，则动量守恒定律得到验证。

【答案】    ①. 大于    ②. 必须等于    ③. 小球能否静止在轨道末段（小球能静止在轨道末段）    ④. OM、OP、ON    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1][2]入射小球的质量应大于被碰小球的质量，其理由是保证碰后A球不反向弹回；入射小球的直径必须等于被碰小球的直径。其理由是保证发生对心碰撞。

（2）[3] 固定斜槽轨道时，要求轨道末端切线水平，检验是否满足要求的最简便方法是小球能否静止在轨道末段（小球能静止在轨道末段）。

（3）[4][5] 要验证动量守恒定律定律，即验证

小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得

即

需要测量的长度量是OM、OP、ON.

14. 未来某一天，人类移居到一个新的星球，同学们想测量当地的重力加速度，两个实验小组分别设计了不同的方案。

（1）单摆方案：如图（a）为装置图。图（b）为秒表，表盘小圆一小格为0.5 min，大圆一小格为0.1 s。

（i）装好器材，将摆线从平衡位置拉开一个小角度，释放后需观察______________________。

（ii）测周期时，从摆球经过________（填“平衡位置”或“最高点”）开始记时，用秒表记录50次全振动的时间如图（b）所示，则单摆周期为________s（结果取三位有效数字）。

（iii）改变摆长，得到多组数据，进行适当处理，计算重力加速度。

（2）气垫导轨方案：如图（c）装置，打开气泵，将气垫导轨调水平，释放钩码，水平轻绳牵引滑块做匀加速运动，传感器测量滑块的加速度a。保持钩码质量不变，改变滑块质量M，得到若干组a、M数据。忽略滑轮质量和摩擦。

（i）除图（c）中显示出的仪器外，还需要的测量仪器是__________（填“秒表”、“直尺”或“天平”）。

（ii）以为纵坐标，以____________为横坐标，用所测数据描出如图（d）所示的直线。算出直线的斜率为k，纵截距为b，则当地的重力加速度为________（用k或b表示）。

【答案】    ①. 摆线（球）是否在同一竖直面内摆动    ②. 平衡位置    ③. 2.00    ④. 天平    ⑤. 滑块质量##M    ⑥.

【解析】

【详解】（1）（i）[1]装好器材，将摆线从平衡位置拉开一个小角度，释放后需观察摆线（球）是否在同一竖直面内摆动，以免形成圆锥摆。

（ii）[2]为减小测量误差测周期时，从摆球经过平衡位置开始记时。

[3]由图（b）可知50次全振动的时间

t=90s+9.8s=99.8s

单摆周期为

（2）（i）[3]由图可知钩码的重力提供滑块运动的拉力，根据牛顿第二定律可知要测量滑块的加速度a，还需要的测量仪器是天平，用来测量钩码质量。

（ii）[4][5]根据牛顿第二定律有

解得

故以为纵坐标，以滑块质量(M)为横坐标建立坐标系。其中

故当地的重力加速度为

15. 如图甲所示，均匀介质中有三角形PQR，m，m，P处有一个波源，从时刻开始按图乙所示规律做简谐运动，产生简谐横波在三角形平面内传播，经过时间s，R处的介质开始振动。求：

（1）从t1=1.1 s到t2=6.0 s波源的位移大小和路程；

（2）简谐横波的波长；

（3）若Q处也有一个与P处完全相同的振源，则达到稳定后，R处介质的振幅是多少？已知波传播时无衰减。

【答案】（1）1cm，33cm；（2）06m；（3）4cm

【解析】

【详解】（1）由图乙得振动周期

波源P的位移—时间关系为

分别代入、得

，

所求位移大小为

所求路程为

（2）由题意得波速

所求波长

（3））由题意得

且P、Q波源完全相同，故R处介质振动为加强点，振动的振幅为

16. 在xOy平面内有一个平行y轴的匀强电场，一个电荷量为 -q、质量为m的带电粒子，在 y轴上某处A以速度v0垂直于y轴射入第一象限，速度方向偏转θ角时经过点B（d, 0）。忽略粒子重力。求：

（1）场强的大小和方向；

（2）若仅改变场强大小，粒子能经过点C（, 0），则由A到C，带电粒子的电势能变化了多少？

【答案】（1）；电场指向+y方向（2）

【解析】

【详解】（1）由带电粒子偏转方向可知电场指向+y方向

粒子在第一象限，有

过点B（d, 0）时，有

联立解得

（2）场强变为，由

得

由

得

由

得

又

联立解得

17. 如图甲所示，足够大水平面上存在方向水平的匀强电场，场强E随时间t周期性变化的规律如图乙所示（向右为正方向），带电量q= +1.25×10-4 C、质量M=0.5 kg的小物块静止在电场区的左边缘，物块左侧镶嵌一个被压缩的小弹簧（图中未画出），长l =0.8 m的轻杆可绕一端O在竖直面内自由转动，另一端固定质量m=0.5 kg的不带电绝缘小球。将杆拉至水平由静止释放，小球下摆到最低点时撞击弹簧，触发弹簧弹开，小球被反弹至最高点时，轻杆对小球的作用力大小为45mg，小物块恰好在t=0时刻进入电场。小物块可视为点电荷，所带电量始终不变，与水平面之间的动摩擦因数μ=0.75。忽略空气阻力。g取10 m/s2。求：

（1）撞击弹簧前瞬间，杆对小球作用力的大小；

（2）弹簧释放的弹性势能；

（3）物块运动过程产生的内能。

【答案】（1）15N；（2）240J；（3）147J

【解析】

【详解】（1）小球下摆至撞击弹簧前，有

解得

撞击前瞬间，有

联立解得

（2）小球过圆周最高点时，有

小球从圆周最低到最高，有

解得

小球碰小物块，取水平向右为正，有

解得

弹簧释放的弹性势能

联立解得

（3）由于，故0~0.2 s和0.2 s~0.4 s，物块都减速，分别有

解得

显然，物块速度以为周期递减，每个周期内速度减少，总周期数

第一个周期内，物块的位移

相邻两个周期的位移差

总位移

物块运动过程产生的内能