2022-2023学年黑龙江省肇东市第四中学高三上学期期末物理试题含解析

肇东四中2022-2023学年度上学期期末高三物理试卷

一、单选题

1. 蹦床是一项既好看又惊险的运动.如图所示，运动员从高处自由落下，以大小为5m/s的速度着网，与网作用后，沿着竖直方向以大小为8m/s的速度弹回.已知运动员与网接触的时间，那么运动员在与网接触的这段时间内的平均加速度大小是（　　）

A. 5m/s2 B. 13m/s2 C. 4m/s2 D. 14m/s2

【答案】B

【解析】

【详解】设向下为正方向，根据加速度公式可得

平均加速度大小为，负号表示与正方向相反。

故选B。

2. 关于匀变速直线运动，下列说法正确的是（　　）

A. 匀变速直线运动速度的变化率恒定

B. 匀减速直线运动就是加速度为负值的运动

C. 匀加速直线运动的速度一定与时间成正比

D. 速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动

【答案】A

【解析】

【详解】A．匀变速直线运动速度的变化率即加速度恒定，故A正确；

B．匀减速直线运动中，如初速度方向为正方向，则加速度方向与初速度方向相反，为负；如初速度的反方向为正方向，则加速度方向与初速度方向相反，为正，故B错误；

C．匀加速直线运动的速度均匀变化，但不一定与时间成正比，故C错误；

D．速度先减小再增大，但加速度不变，有可能为匀变速直线运动，故D错误。

故选A。

3. 甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动图像如图所示，下列判断正确的是（　　）

A. 在前6s内甲做匀速直线运动，乙做匀变速直线运动

B. 在1s末，甲、乙两物体的速度相同，加速度相同

C. 乙在前2s内做匀加速直线运动，2s~6s内做匀减速直线运动

D. 第2s后，甲、乙两物体的速度方向相反

【答案】C

【解析】

【详解】AC．由图像可知，甲以2m/s的速度做匀速直线运动；乙在0~2s内做匀加速直线运动，加速度

2s~6s内做匀减速直线运动，加速度

故整个过程中加速度发生变化，不是匀变速直线运动，故A错误，C正确；

B．由图像可知，在第1s末，甲、乙的速度相同，甲做匀速直线运动，无加速度，故B错误；

D．在0~6s内，甲、乙的速度均为正，所以速度的方向相同，故D错误。

故选C。

4. 如图所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，水平力Ｆ作用于C物体，使A、B、C以共同速度向右匀速运动，且三者相对静止，下面关于摩擦力的说法正确的是( )

A. A对B的摩擦力方向向右

B. C对A的摩擦力方向向左

C. A受6个力作用

D. 以A、B、C为整体，整体受到的摩擦力为零

【答案】C

【解析】

【详解】A：对B受力分析，若B受摩擦力，则B所受的合外力不为零，不会做匀速直线运动，所以A对B的摩擦力为零．故A项错误．

B：对C受力分析，C做匀速直线运动，则C受到的摩擦力与水平力等值反向，即A对C的摩擦力方向向左，所以C对A的摩擦力方向向右．故B项错误．

C：结合ABC三项的分析知，物体A受重力、B对A的压力、C对A的压力、地面对A的支持力、C对A的摩擦力和地面对A的摩擦力，即A受6个力作用．故C项正确．

D：以A、B、C为整体，整体做匀速直线运动，对整体受力分析知，整体受到地面的摩擦力大小与水平力相等、方向向左．故D项错误．

【点睛】静摩擦力的有无、方向的判断除利用定义外，通常还用假设法或根据物体运动状态判断．

5. 如图所示，物体A和B相对静止，以共同的速度沿斜面匀速下滑，则（　　）

A. A、B间无摩擦力的作用

B. B受到的滑动摩擦力的大小为

C. B受到的静摩擦力的大小为

D. 取走A物后，B物将做匀加速直线运动

【答案】B

【解析】

【详解】ABC．两物体组成的系统受力如图所示

由共点力平衡条件可得

滑动摩擦力为

解得

物体B的滑动摩擦力为

方向沿斜面向上；

对A受力分析知A受到的静摩擦力大小为mAgsinθ，方向平行斜面向上，所以B受到的静摩擦力大小为mAgsinθ，方向平行斜面向下，故AC错误，B正确；

D．取走A后，物体B受到的滑动摩擦力

摩擦力等于重力沿斜面向下的分力，B所受合力为零，B做匀速直线运动，故D错误。

故选B。

6. 如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为和的小球，当它们处于平衡状态时，质量为的小球与O点的连线与水平线的夹角为。两小球的质量比为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】球保持静止状态，根据二力平衡可知

球受力如图

由几何关系可知

根据共点力平衡条件有

代入数据联立解得

故A正确，BCD错误。

故选A。

7. 如图所示，质量为m的物体A固定在轻弹簧上端，弹簧的下端固定在地面上，质量也为m的物体B静止在物体A上，竖直向下的力F大小为2mg，系统处于静止状态，重力加速度为g，现撤去外力F，则（　　）

A. 撤去外力F瞬间，物体B的加速度大小为0

B. 撤去外力F瞬间，物体A和物体B之间的作用力大小为mg

C. 物体A和物体B未分离前，二者及弹簧构成的系统机械能守恒

D. 物体A和物体B分离瞬间，物体B的加速度为0

【答案】C

【解析】

【详解】A．初始时，系统处于静止状态，有

撤去力F的瞬间，弹簧弹力不能发生突变，A、B具有相同的加速度，所以

解得A、B的加速度大小为

方向竖直向上，故A错误；

B．对B物体，根据牛顿第二定律得

解得

故B错误；

C．物体A和B未分离前，A和B、弹簧组成的系统只有重力和弹簧弹力做功，所以系统机械能守恒，故C正确；

D．A和B分离瞬间，A和B间的作用力为0，B只受重力作用，其加速度为重力加速度g，故D错误。

故选C。

8. 斜面上的物体受到平行于斜面向下的拉力的作用，力随时间变化的图象及物体运动的图象如图所示。由图象中的信息能够求出的量或可以确定的关系是（取）（　　）

A. 物体的质量

B. 物体与斜面间的动摩擦因数

C.

D. 斜面的倾角

【答案】A

【解析】

【详解】ABD．由图像可以看出，在内，物体的加速度为

分析物体受力有

在2s以后，物体做匀速直线运动，受力平衡，故有

将，联立可解得

但无法解得其它物理量，故A正确，BD错误；

C．有向下的推力物体才做匀速运动，说明滑动摩擦力大于重力沿斜面向下分力，即

可得

故C错误。

故选A。

9. 如图所示，一轻杆两端分别固定质量为mA和mB的两个小球A和B（可视为质点），将其放在一个直角形光滑槽中，已知当轻杆与槽左壁成α角时，B球沿槽上滑的速度为vB，则此时A球的速度vA的大小为（　　）

A. vB B.  C.  D. vBtanα

【答案】D

【解析】

【详解】对B球的速度合成与分解可知，杆运动的速度为

对A球分析可知

故选D。

10. 已知地球半径为R，月球半径为r，地球与月球之间的距离（两球中心之间的距离）为L。月球绕地球公转的周期为T1，地球自转的周期为T2，地球绕太阳公转周期为T3，假设公转运动都视为圆周运动，万有引力常量为G，由以上条件可知（　　）

A. 地球的质量为

B. 太阳的质量为

C. 地球的密度为ρ=

D. 月球绕地球运动的加速度为a=

【答案】D

【解析】

【详解】A．月球绕地球公转时，根据万有引力提供向心力

可得

故A错误；

B．地球绕太阳公转时，地球中心到太阳中心的距离未知，无法求解太阳的质量，故B错误；

C．物体在地球表面绕地球运转时，设其周期为，根据万有引力提供向心力

可得

根据密度公式可知地球的密度为

但是绕地球表面的物体的周期，故C错误；

D．月球绕地球公转时，根据牛顿第二定律

可得

故D正确。

故选D。

11. 全球最大水平臂上回转自升塔式起重机的开发和应用，意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从t=0时刻由静止开始提升质量为m的物体，其所受合外力随时间变化的图像如图所示，内起重机的功率为额定功率，不计物体受到的空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 物体匀加速阶段的加速度为

B. 和时间内牵引力做的功之比为

C. 时刻物体正在减速上升

D. 阶段牵引力所做的功为

【答案】B

【解析】

【详解】A．题图纵轴表示合外力，因此时间内，物体加速度为

故A错误；

BD．时间内牵引力做功为

时间内牵引力做功为

联立可得和时间内牵引力做的功之比为

故B正确，D错误；

C．由题图可知时刻合外力仍大于零，合外力仍向上，物体继续做加速运动，故C错误。

故选B。

二、多选题

12. 如图所示，已知带电小球A、B的电荷量分别为、，A球固定，B球用长为L的绝缘丝线悬挂在O点，静止时A、B相距为d，若A球电荷量保持不变，B球缓慢漏电，不计两小球半径，则下列说法正确的是（　　）

A. 丝线对B球的拉力逐渐变大

B. A球对B球的库仑力逐渐变小

C. 当AB间距离减为时，B球的电荷量减小为原来的

D. 当AB间距离减为时，B球的电荷量减小为原来的

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．根据题意，对B受力分析，受重力、丝线拉力和库仑力，如图所示

由相似三角形可得

根据库仑定律可知，由于B球缓慢漏电，则F减小，由于、、均不变，则d逐渐减小，FT不变，故A错误，B正确；

CD．根据AB分析可知，当AB间距离减为时，库仑力减小到原来的，根据可知，B球的电荷量减小为原来的，故C错误，D正确。

故选BD。

13. 某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M运动到N，以下说法正确的是（　　）

A. 粒子必定带正电荷

B. M点的电势小于N点的电势

C. 粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度

D. 粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能

【答案】AD

【解析】

【详解】A．由电荷的运动轨迹可知，电荷的受力沿着电场线的方向，所以电荷为正电荷，故A正确；

B．沿电场线的方向电势逐渐降低，所以M点的电势高于N点的电势，故B错误；

C．电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，由图可知，N点的场强大于M点的场强的大小，在N点的受力大于在M的受力，所以粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度，故C错误；

D．正电荷沿着电场的方向运动，所以电场力做正功，电荷的电势能减小，所以粒子在M点的电势能大于它在N点的电势能，故D正确。

故选AD。

14. 某次实验记录数据画出的U—I图像如图丙所示，下列关于这个图像的说法正确的是（　　）

A. 纵轴截距表示待测干电池的电动势，即E=1.45V

B. 横轴截距表示短路电流，即I短=0.5A

C. 电源的内阻为2.9Ω

D. 电源的内阻为0.5Ω

【答案】AD

【解析】

【详解】A．U－I图像的纵截距为I＝0时的路端电压，其大小等于待测干电池的电动势，故

E=1.45V

A正确；

B．横轴截距表示路端电压为1.2V时的电流，并非短路电流， B错误；

CD．U－I图像的斜率的绝对值表示干电池的内阻，故

C错误，D正确。

故选AD。

15. 如图所示，两平行金属板M、N通过开关K与电源E连接，N板接地，当开关闭合时有一带电液滴刚好静止在P点。则（  ）

A. 液滴带负电

B. 只向上移动M板，电容将变大

C. 只向上移动M板，P点电势将升高

D 只向上移动M板，液滴将向下运动

【答案】AD

【解析】

【详解】A．电容器的上极板带正电，开始时液滴静止，故

mg=Eq

电场力向上，则液滴带负电荷，故A正确；

B．将M板上移一小段距离，板间距增大，根据电容决定式可知，电容C减小，故B错误；

C．保持开关闭合，将M板上移一小段距离，板间距增大，两板间的电势差不变，由

U=Ed

可知E减小，PN间的电势差为

而N板接地

且不变，则P点的电势将降低，故C错误；

D．保持开关闭合，将M板上移一小段距离，板间距增大，两板间的电势差不变，由

U=Ed

可知E减小，液滴所受电场力减小，则合力向下，故液滴将向下运动，故D正确。

故选AD。

三、实验题

16. （1）在“研究平抛物体的运动”实验中，已备有下列器材∶白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的____。

A．秒表　        B．天平         C．重垂线　　　　D．弹簧测力计

（2）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差____。

A．斜槽轨道末端必须水平

B．斜槽轨道必须光滑

C．每次实验要平衡摩擦力

D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放

（3）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为____m/s。

（4）在另一次实验中，将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5 cm。通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为____m/s，经过B点时的速度为____m/s，抛出点的坐标为____（用L表示）。（此问g取10 m/s2）

【答案】    ①. C    ②. AD##DA    ③. 1.6    ④. 1.5    ⑤. 2.5    ⑥. （-L，L）

【解析】

【详解】（1）[1]除所给器材外，还需要重垂线，来确定y轴。由于实验不需要测量小球的质量、受力以及运动的时间，所以不需要天平、弹簧测力计、秒表。

故选C。

（2）[2]A．为了保证小球离开斜槽轨道后做平抛运动，需调节使斜槽轨道的末端水平，故A正确；

BD．为了保证小球每次平抛的初速度大小相等，应使小球每次均从斜槽的同一位置由静止开始下滑，斜槽不需要光滑，故B错误，故D正确；

C．本实验中不需要平衡摩擦力，故C错误。

故选AD。

（3）[3]取题图乙可知，时，，在竖直方向有

可得小球平抛运动的时间

则小球做平抛运动的初速度

（4）[4]小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，有

解得

小球做平抛运动的初速度

[5]小球经过B点时的竖直分速度

则小球经过B点时的速度

[6]小球从抛出点到B点时间

则抛出点到B点的水平距离

抛出点到B点的竖直距离

由于B点的坐标为（5L，5L），所以抛出点的坐标为（-L，L）‍‍。

17. 用如图甲所示的实验装置来探究加速度与质量、合外力的关系。在探究质量一定，加速度与合外力关系时，用砂和小桶的重力代替小车受到的拉力，测出多组加速度与对应合外力的数据，并作出图像。

（1）下列实验操作中，哪些是正确的______（填字母代号）。

A.调节滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行

B.每次实验，都要先放开小车，再接通打点计时器的电源

C.平衡摩擦力时，应将悬挂小桶的细线系在小车上

D.实验中需要保证小车质量远大于小桶和砂的总质量

（2）在一次实验操作中，获得如图乙所示的纸带，A、B、C、D为计数点，其中相邻两计数点间均有四个点未画出，所用交变电源的频率为，由纸带可求得小车运动的加速度a=______，点的瞬时速度大小______。（计算结果均保留两位有效数字）

（3）保持小车的质量不变，改变小桶中砂的质量，进行多次测量。根据实验数据作出了加速度随拉力的变化图线，如图丙所示。图中直线没有通过原点，其主要原因是______。

A.可能是平衡摩擦力时木板倾角过大

B.可能是平衡摩擦力时木板倾角过小

C.能是砂和小桶的质量过大

D.可能是小车的质量过大

【答案】    ①. AD    ②. 0.80    ③. 0.22    ④. B

【解析】

【详解】（1）[1]A．为了使小车在运动过程中细线中的拉力大小一定，调节滑轮的高度，使牵引小车的细线与长木板保持平行，A正确；

B．实验时，为了避免纸带上出现大量的空白段落，每次实验，都要先接通打点计时器的电源打点，再放开小车，B错误；

C．平衡摩擦力时，是平衡小车所受的摩擦力，应该让小车单独做匀速直线运动，实验时不能将悬挂小桶的细线系在小车上，C错误；

D．由于用砂和小桶的重力代替小车受到的拉力，为了减小实验的系统误差，实验中需要保证小车质量远大于小桶和砂的总质量，D正确。

故选AD。

（2）[2]由于相邻两计数点间均有四个点未画出，则相邻两计数点间的时间间隔为

根据逐差法，小车运动的加速度

[3]点的瞬时速度大小

（3）[4]图中直线没有通过原点，表明在小桶中有少量砂时候，即细线有较小的拉力时，小车没有运动，加速度仍然为0，说明实验时没有平衡摩擦力，或者平衡摩擦力时木板倾角过小。

故选B。

四、计算题

18. 如图所示，质量为M、长度为L的长木板放在水平桌面上，木板右端放有一质量为m长度可忽略的小木块，木块与木板之间、木板与桌面之间的动摩擦因数均为µ。开始时小块、木板均静止，某时刻起给木板施加一水平向右的恒定拉力F，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

（1）要把长木板从小木块下拉出，求拉力F应满足的条件；

（2）若拉力F=5µ（m+M）g，求从开始运动到木板从小木块下拉出经历的时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）要把M从m下拉出，则m与M之间发生了相对滑动，故对m有

对M有

且有

联立解得

（2）在此过程中，木块与木板各做匀加速运动，对m有

对M有

木块的位移

木板的位移

且

联立各式整理得

19. 圆弧轨道AB固定于地面上，半径R＝2 m，所对圆心角为60°，其末端与逆时针转动的水平传送带相切于B点，如图所示，传送带长l＝1.5 m，速度v＝4 m/s。一质量为m＝0.1 kg的滑块从最高点A由静止开始滑下并滑上水平传送带，运动到B点时速度＝3 m/s。（g取10 m/s2），求：

（1）滑块沿圆弧从A到B运动过程中摩擦力对滑块做的功；

（2）若滑块不从右端滑离传送带，滑块与传送带的动摩擦因数μ应满足什么条件？

（3）若传送带与滑块的动摩擦因数μ＝0.6，求滑块从B点开始到第一次离开传送带过程中产生的热量Q？

【答案】（1）-0.55 J；（2）μ≥0.3；（3）2.4J

【解析】

【详解】（1）A→B过程，由动能定理得

代入数据解得

Wf＝-0.55 J

（2）滑块在传送带上受到向左的摩擦力，当滑块恰好不从右端离开传送带时，

由动能定理得

解得

即μ至少为0.3时滑块不从右端滑离传送带。

（3）由牛顿第二定律，得

滑块向右做匀减速运动的最大距离

此时未从右端滑离传送带，接下来向左反向加速从B点离开传送带，向左加速位移为

滑块运动时间

传送带向左运动的距离

s3＝vt＝4 m

则滑块从B点开始到第一次离开传送带过程中产生的热量

20. 一长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中。开始时，将细线与小球拉成水平，小球静止在A点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点，速度恰好为零。（已知重力加速度为g，答案可以带根号），求：

（1）A、B两点间的电势差和电场强度大小；

（2）判断小球的电性和小球到达B点时，细线对小球的拉力大小。

（3）小球由A到B过程中，细线对小球的最大拉力。

【答案】（1），；（2）正电，；（3）

【解析】

【详解】由动能定理可得

解得A、B两点间的电势差

又由可得，A、B两点间的电场强度大小

（2）小球由A到B过程电场力做负功，小球在 B点受到水平向右的电场力,与电场方向相同,故小球带正电；小球在A、B间摆动，由对称性得知，B处细线的拉力与A处细线的拉力大小相等，而在A处由水平方向受力平衡有

故小球到达B点时，细线对小球的拉力大小

（3）由单摆运动的对称性可知，重力与电场力的合力方向与A、B两点连线垂直，即等效的复合场沿OC方向，且在B点受力分析，重力与电场力的合力方向与OC平行，如图所示

小球在复合场中受的合场力为

小球由A到B过程中，细线对小球的最大拉力即在等效复合场中等效最低点，由于小球做圆周运动，等效最低点线速度最大，绳子拉力也最大，则由A点做圆周运动至最低点由动能定理有

解得等效最低点的线速度为

则在等效最低点由牛顿第二定律有

解得等效最低点的最大拉力为