2023铜川王益中学高三上学期期末考试物理含解析

陕西省铜川市2022—2023学年度第一学期高三物理期末考试

（测试范围：机械能守恒定律、功能关系、动量守恒定律、动量和能量综合应用）

本试题卷共8页，17题，全卷满分100分，考试用时90分钟。

第I卷

一 、选择题：本题共12小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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。

1. 在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑影缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，这种天文现象称为“金星凌日”，如图所示。下面说法正确的是（　　）

A. 地球在金星与太阳之间

B. 观测“金星凌日”时可将太阳看成质点

C. 以太阳为参考系，金星绕太阳一周位移不为零

D. 以太阳为参考系，可以认为金星是运动的

2. 2021年4月13日的苏州奥体中心，在近万名现场球迷的加油声中，中国女足战胜韩国女足，拿到了东京奥运会的入场券。如图所示，若运动员将足球以12m/s的速度踢出，足球沿草地做加速度大小为2m/s2的匀减速直线运动，踢出的同时运动员以恒定速度8m/s去追足球，则运动员追上足球所需时间为（　　）

A. 2s B. 4s C. 6s D. 8s

3. 如图所示，固定的倾斜直杆上套有一个质量为m的小球（可视为质点）和两根原长均为L的轻弹簧，两根弹簧的一端与小球相连，另一端分别固定在杆上相距为2L的A、B两点。已知杆与水平面的夹角为θ，两根弹簧的劲度系数均为，小球在距B点，的P点处于静止状态，重力加速度为g。则小球在P点时受到的摩擦力为（　　）

A. ，方向沿杆向下 B. ，方向沿杆向上

C. ，方向沿杆向下 D. ，方向沿杆向上

4. 某小组利用频闪照相的方法研究单摆的运动过程，即用在同一张底片上多次曝光的方法，在远处从与单摆摆动平面垂直的视角拍摄单摆在摆动过程中的多个位置的照片。从摆球离开左侧最高点A时开始，每隔相同时间曝光一次。得到了一张记录摆球从A位置由静止运动到右侧最高点B的照片，如图所示，其中摆球运动到最低点O时摆线被一把刻度尺挡住。对该实验进行分析可知（　　）

A. 在O点附近摆球影像相邻位置的间隔较大，说明在O点附近摆球的速率较大，重力功率较大

B. 摆球在A点所受合力大小等于在B点所受的合力大小

C. 摆球从A点运动到B点的过程中，机械能守恒

D. 摆球从A点运动到B点的过程中，重力的冲量为0

5. 如图所示，斜面固定且光滑，分别用力F1、F2将同一物体由静止以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端。物体到达斜面顶端时，力F1、F2的功率分别为P1、P2，则（　　）

A. F1＝F2，P1＝P2 B. F1＝F2，P1＜P2

C. F1＜F2，P1＜P2 D. F1＜F2，P1＝P2

6. 如图甲是我国首艘“海上飞船”一“翔州1”。“翔州1”在平静的水面由静止开始在水平面上沿 直线运动，若运动过程中受到的阻力不变，水平方向的动力F随运动时间t的变化关系如图乙 所示t=50s后，“翔州1”以20m/s的速度做匀速直线运动。则下列说法正确的是（　　）

A. “翔州1”所受阻力的大小为2. 0×104N

B. 0-50s内，“翔州1”所受合外力冲量的大小为1. 0×106N•s

C. “翔州1”的质量为2. 5×104kg

D. 0-50s内，动力F的功为5. 0×106J

7. 如图所示，平直的水平轨道上P点左侧光滑，右侧粗糙段、光滑段交替排列，每段长度都为 L=0.1m。物块A以v0=6m/s的速度向右做匀速直线运动与在P点静止的物块B碰撞，碰撞后粘在一起。已知A、B两物块均可视为质点，质量均为m=1kg的A、B两物块与各粗糙段间的动摩擦因数均为μ=0.1，重力加速度g=10 m/s²。则A、B两物块运动过程中经过粗糙段的个数k为（　　）

A. 45 B. 46 C. 64 D. 72

8. 汽车沿平直公路以恒定功率P从静止开始启动，如图所示为牵引力F随速度v变化的图像，加速过程共经历的时间t=8s，加速过程通过的路程s=50m，在图中的N点结束加速，之后汽车做匀速直线运动，汽车运动过程中所受的阻力始终不变，则汽车的质量为（　　）

A.  B.  C.  D.

9. 质量为1kg的物块以某一初速度沿斜面从底端上滑，其重力势能和动能随上滑距离s的变化如图中直线I、Ⅱ所示，以斜面底端所在水平面为重力势能的参考面，重力加速度取。则（　　）

A. 物块上滑过程中机械能守恒 B. 物块与斜面间的滑动摩擦力大小为4N

C. 物块下滑时加速度的大小为 D. 物块返回到斜面底端时的动能为10J

10. 2021年5月15日7时18分，“天问一号”探测器成功着陆于火星，我国首次火星探测任务着陆火星取得成功。“天问一号”发射后经过地火转移轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道，经变轨调整后，进入着陆准备轨道，如图所示。已知“天问一号”火星探测器的火星着陆准备轨道是半长轴为a1．周期为T1的椭圆轨道，我国北斗卫星导航系统的中圆地球轨道卫星的轨道半径为r2，周期为T2，引力常量为G。则下列说法正确的是（   ）

A.

B. “天问一号”在A点从环火星圆轨道进入着陆准备轨道时需要开启发动机向前喷气

C. “天问一号”在环火星圆轨道上A点的加速度大于在着陆准备轨道上A点的加速度

D. 由题目已知数据可以估算出火星的质量

11. 如图所示，内壁光滑、半径为R的圆轨道固定在竖直面内，质量为m的可视为质点的小球静止在轨道的最低点。现用小锤沿水平方向快速击打小球，使小球瞬间获得速度v1，且恰好能到达圆心O的等高处，当小球回到最低点时第二次用小锤快速击打小球，使小球瞬间获得速度v2，且恰好沿圆轨道完成圆周运动，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 速度v1的大小为

B. 速度v2的大小为

C. 第二次击打对小球的冲量一定为

D. 第二次击打后，小球运动至最高点和最低点时与轨道间的弹力之差为6mg

12. 第24届冬季奥运会上跳台滑雪是最具观赏性的项目之一，北京跳台滑雪赛道“雪如意”如图甲所示，其简化图如图乙所示，跳台滑雪赛道由助滑道AB，着陆坡BC，减速停止区CD三部分组成。比赛过程中质量为m的运动员从A处由静止下滑，运动到B处后水平飞出，运动员在空中飞行4.5s后落在倾角θ=37°的着陆坡的C点，重力加速度g=10 m/s²，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，下列说法正确的是（　　）

A. 运动员从B点水平飞出的速度大小为30m/s

B. 运动员从B点飞出后经历1.5s距离着陆坡最远

C. 若运动员从A点运动到B点的过程中有2%的能量损失，则A、B两点间的竖直高度约为45.9m

D. 若运动员从B点水平飞出速率变小，则其落在着陆坡上时的速度方向与着陆坡的夹角会减小

第Ⅱ卷

二 、非选择题：本题共5小题，共52分。

13. 某同学用如图所示的装置验证动能定理和测量滑块与长木板之间的动摩擦数。将木板固定在水平桌面上，木板左端固定一个挡板，挡板与滑块之间有一个轻质弹簧，轻质弹簧与挡板固定连接，滑块靠近弹簧。长木板上安装有两个光电门。

（1）用螺旋测微器测量遮光片的宽度，如图所示，其读数为d=___________mm；

（2）给滑块装上遮光片，向左推动滑块，压缩弹簧到适当位置，由静止松手，滑块离开弹簧后先后通过光电门1、2，与光电门相连的计时器记录下遮光片通过光电门1、2的时间分别为和，用刻度尺测出PQ间的距离为l，设滑块质量为m，滑块与长木板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则滑块从P位置运动到Q位置的过程中验证动能定理的表达式为___________（用第1、2小问中所给的字母表示）；

（3）改变弹簧的压缩程度进行多次实验，并计算得出多组滑块通过P点和Q点的速度v1和v2，根据下表中的数据在坐标纸上描点连线，作出图象如图所示。

（4）若重力加速度g取9.8m/s2，用刻度尺测出PQ间的距离l=33.0cm，由图象可得，滑块与长木板间的动摩擦因数为___________（结果保留两位小数）。

14. 如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量________（填选项前的符号），间接地解决这个问题。

A.小球开始释放高度h

B.小球抛出点距地面的高度H

C.小球做平抛运动的射程

(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。

接下来要完成的必要步骤是________。（填选项前的符号）

A.用天平测量两个小球的质量m1、m2

B.测量小球m1开始释放高度h

C.测量抛出点距地面的高度H

D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

E.测量平抛射程OM、ON

(3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_______（用(2)中测量的量表示）。

(4)经测定，m1＝45.0g，m2＝7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示。碰撞前、后m1的动量分别为与，则＝_____∶11；若碰撞结束时m2的动量为，则＝11∶________。实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值为________。

15. 如图甲所示，质量为1kg的物块，在水平向右、大小为5N的恒力F作用下，沿粗糙水平面由静止开始运动，在运动过程中，物块受到水平向左的空气阻力，其大小随着物块速度的增大而增大。且当物块速度为零时，空气阻力也为零，物块加速度a与时间t的关系图线如图乙所示。取重力加速度g＝10m/s2，求：

(1)物块与水平面间的动摩擦因数μ；

(2)t＝5s时物块速度的大小；

(3)t＝6s时空气阻力的大小。

16. 如图所示，甲、乙两滑块的质量分别为1kg、2kg，放在静止的足够长的水平传送带上，两者相距2m，与传送带间的动摩擦因数均为0.2。t=0时，甲、乙分别以6m/s、2m/s的初速度开始沿同一直线向右滑行。重力加速度g取10m/s2，求：

（1）甲、乙经过多长时间发生碰撞；

（2）甲、乙发生弹性碰撞（碰撞时间极短），则两滑块最终静止时，相距的距离为多大；

（3）若从t=0时，传送带以v0=4m/s的速度向右做匀速直线运动，求在0~1s内，电动机为维持传送带匀速运动而多做的功。

17. 如图所示，物块A和长度L=1.8 m的木板C静止在粗糙水平面上，物块A到木板C左端 的距离为x0=1.5 m，物块B静止放置在木板C的右端。现用水平向右的恒力F由静止开始 向右推动物块A，使物块A向右运动并撞击木板C，碰撞前后力F始终存在，碰后瞬间木板C的速度大小为3 m/s，已知物块A与木板C的质量均为M=0.5 kg，物块B的质量为m= 0.25kg，物块A与水平面间的动摩擦因数μ1=0.4，物块B与木板C之间、木板C与地面之间的动摩擦因数均为μ2=0.25，物块A、B均可看作质点，物块A与木板C的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。重力加速度g=10m/s²，求：

（1）恒力F的大小；

（2）物块A和木板C第一次碰撞后经过多长时间物块B、木板C的速度大小相等；

（3）物块A和木板C从第一次碰撞后到第二次碰撞前时间及此过程中系统产生的热量。