北京市第四十三中学2021-2022学年高三上学期期中考试物理【试卷+答案】

北京市第四十三中学2021—2022学年度第一学期期中考试

高三物理          2021.11.4

班级                姓名                教育ID号              .

试卷满分：  100  分     考试时间：  90  分钟

第一部分（选择题  共42分）

一、单项选择题（共10个小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。）

1、功的单位是焦耳（J），焦耳与基本单位米（m）、千克（kg）、秒（s）之间的关系正确的是（    ）

A．1J=1kg·m/s    B．1J=1kg·m/s2    C．1J=1kg·m2/s    D．1J=1kg·m2/s2

2、作用在同一物体上的下列几组力中，一定能使物体做匀速直线运动的是（    ）

A．10N，20N，20N，20N        B．10N，20N，20N，60N

C．10N，10N，20N，50N        D．10N，20N，30N，70N

3、如图是物体在某段运动过程中的υ-t图象，在t1、t2时刻的瞬时速度分别为υ1和υ2，则由t1到t2的过程中（    ）

A．加速度不断增大

B．物体做匀减速直线运动

C．平均速度＞

D．物体运动的距离Δx＜·(t1-t2)

4、2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2.8102km、远火点距离火星表面5.9105km，则下列说法错误的是（    ）

A．“天问一号”在近火点的加速度比远火点的大

B．“天问一号”在近火点的运行速度比远火点的大

C．“天问一号”在近火点的机械能比远火点的大

D．“天问一号”在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动

5、如图，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆环轨道内侧作圆周运动，半径为R。小球经过圆环最高点时恰好不脱离圆环，则通过最高点时，下列说法正确的是（    ）

A．小球的线速度大小等于0    B．小球的向心加速度等于0

C．小球的向心力等于0        D．小球对圆环的压力等于0

6、如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（    ）

A．在ab段汽车的输出功率逐渐减小      B．汽车在ab段的输出功率比bc段的大

C．在cd段汽车的输出功率逐渐减小      D．汽车在cd段的输出功率比bc段的大

7、某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20 cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40 cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（    ）

A．30 cm刻度对应的加速度为-0.5g

B．40 cm刻度对应的加速度为g

C．50 cm刻度对应的加速度为2g

D．各刻度对应加速度的值是不均匀的

8、某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法正确的是（    ）

A．实验中必须让木板保持匀速运动

B．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线

C．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10︰7

D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数

9、在同一竖直平面内，3个完全相同的小钢球（1号、2号、3号）悬挂于同一高度；静止时小球恰能接触且悬线平行，如图所示。在下列实验中，悬线始终保持绷紧状态，碰撞均为对心正碰。以下分析正确的是（    ）

A．将1号移至高度h释放，碰撞后，观察到2号静止、3号摆至高度h。若2号换成质量不同的小钢球，重复上述实验，3号仍能摆至高度h

B．将1、2号一起移至高度h释放，碰撞后，观察到1号静止，2、3号一起摆至高度h，释放后整个过程机械能和动量都守恒

C．将右侧涂胶的1号移至高度h释放，1、2号碰撞后粘在一起，根据机械能守恒，3号仍能摆至高度h

D．将1号和右侧涂胶的2号一起移至高度h释放，碰撞后，2、3号粘在一起向右运动，未能摆至高度h，释放后整个过程机械能和动量都不守恒

10、在无风的环境，某人在高处释放静止的篮球，篮球竖直下落；如果先让篮球以一定的角速度绕过球心的水平轴转动（如图）再释放，则篮球在向下掉落的过程中偏离竖直方向做曲线运动。其原因是，转动的篮球在运动过程中除受重力外，还受到空气施加的阻力f1和偏转力f2。这两个力与篮球速度υ的关系大致为：f1=k1υ2，方向与篮球运动方向相反；f2=k2υ，方向与篮球运动方向垂直。下列说法正确的是（    ）

A．k1、k2是与篮球转动角速度无关的常量

B．篮球可回到原高度且角速度与释放时的角速度相同

C．人站得足够高，落地前篮球有可能向上运动

D．释放条件合适，篮球有可能在空中持续一段水平直线运动

二、多项选择题（共4个小题，每小题3分，共12分。每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，不选或有选错的得0分。）

11、如图，质量为m的箱子，受到与水平方向成α夹角的恒力F作用，箱子沿水平地面做匀速直线运动，箱子与地面的动摩擦因数为μ。下列说法正确的是（    ）

A．箱子受到的支持力大小为mg

B．箱子受到的支持力大小为mg﹣Fsinα

C．箱子受到的摩擦力大小为Fcosα

D．箱子受到的摩擦力大小为μmg

12、如图，在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B。足球的质量为m，悬绳与墙壁的夹角为α，网兜的质量不计。悬绳对足球的拉力F，墙壁对足球的支持力为N，则下列选项正确的是（    ）

A．F=mg·cosα，N=

B．F=，N=mg·tanα

C．若只缩短细绳的长度，其他条件不变，则N和T都将增大

D．若只缩短细绳的长度，其他条件不变，则N将增大，T将减小

13、如图，晾晒衣服的绳子轻且光滑，悬挂衣服的衣架的挂钩也是光滑的，轻绳两端分别固定在两根竖直杆上的a、b两点，衣服处于静止状态。如果保持绳子a端位置不变，将b端分别移动到不同的位置。下列判断正确的是（    ）

A．b端竖直向上移到b1位置时，绳子张力不变

B．b端竖直向上移到b1位置时，绳子张力变大

C．b端在杆上位置不动，将杆水平移动到虚线位置时，绳子张力变小

D．b端在杆上位置不动，将杆水平移动到虚线位置时，绳子张力不变

14、如图，不可伸长的轻质细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从左侧某一高度，由静止释放后摆下，不计空气阻力和细绳与钉子相碰时的能量损失。下列正确的是（    ）

A．小球摆动过程中，所受合力大小保持不变

B．当细绳与钉子碰后的瞬间，小球的向心加速度突然变小

C．钉子的位置越靠近小球，在细绳与钉子相碰时绳就越容易断

D．小球在右侧所能达到的最大高度应等于在左侧释放时的高度

第二部分（非选择题  共58分）

三、实验题（共18分。）

15、如图是向心力演示仪的示意图，转动手柄，可使变速塔轮和以及长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。皮带分别套在塔轮的不同圆盘上，可改变两个塔轮的转速比，以探究物体做圆周运动向心力大小的影响因素。

（1）在研究向心力的大小F向与质量m、半径r和角速度ω之间的关系时，我们主要用到了物理学中的        。

A．理想实验法      B．等效替代法      C．控制变量法      D．演绎法

（2）探究向心力和半径的关系时，应使两球做圆周运动的半径不同，保证两球的质量和运动角速度相同。为此应将传动皮带套在两个半径        （选填“相同”或“不同”）的塔轮上，将质量相同的小球分别放在挡板      （选填“a”或“b”）和挡板c处。

（3）如图，圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。下列说法正确的是        。

A．圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向

B．圆盘停止转动前，小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为2mωr

C．圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径方向运动

D．圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为mωr

16、在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：

（1）为猜想加速度与质量的关系，可利用图1所示装置进行对比实验。两小车放在水平板上，前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。抬起板擦，小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量大致成反比。关于实验条件，下列正确的是        。

A．小车质量相同，钩码质量不同      B．小车质量不同，钩码质量相同

C．小车质量相同，钩码质量相同      D．小车质量不同，钩码质量不同

（2）某同学为了定量验证（1）中得到的初步关系，设计实验并得到小车加速度a与质量M的7组实验数据，如下表所示。在下图所示的坐标纸上已经描好了6组数据点，请将余下的一组数据描在坐标纸上，并作出a-图像。

（3）在（2）中，从有效数字要求来看，表格中的第      次实验的数据记录有误；从描出的点迹分布趋势来看，表格中的第      次实验的数据应该舍去。

（4）在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。请在图2中画出小车受力的示意图。

为了简化“力”的测量，下列说法正确的是
        （多选）。

A．使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力

B．若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力

C．无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力

D．让小车的运动趋近于匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力

（5）如图所示为某同学在某次实验中打出纸带的一部分，纸带上的A、B、C为三个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，A、B间的距离x1，A、C间的距离x2，则打B点时小车的速度υB＝        ，纸带的加速度a＝        。（用x1、x2和T表示）

（6）①若打点计时器额定电压为220V，而实际使用的电源电压为225V，则（5）中得出的速度与物体速度的真实值相比将会        ；（选填“偏大”、“偏小”、“没有影响”）

②若实验中交流电源频率变为60Hz，实验者仍按50Hz的频率计算，则（5）中得出的速度与物体速度的真实值相比将会        。（选填“偏大”、“偏小”、“没有影响”）

四、计算题（本题共4小题，9分+9分+10分+12分=40分。）

17、2021年10月16日，我国成功发射了神舟十三号载人飞船，与空间站组合体完成自主快速交会对接，3名航天员翟志刚、王亚平、叶光富成功送入了天和核心舱，他们将在轨驻留6个月，任务主要目标为验证中国空间站建造相关技术，为我国空间站后续建造及运营任务奠定基础。

已知神舟十三号与空间站组合体完成对接后在轨道上运行，可视为匀速圆周运动，它们飞行n圈所用时间为t。已知它们的总质量为m，它们距地面的高度为h，地球半径为R，引力常量为G。求：

（1）神舟十三号与空间站组合体对接后，地球对它们的万有引力F；

（2）地球的质量M；

（3）地球表面的重力加速度g。

18、民用航空客机的机舱，一般都设有紧急出口。发生意外情况的飞机着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊构成的斜面，机舱中的人可沿该斜面滑行到地面。若机舱离气囊底端的竖直高度h=3.2m，气囊所构成的斜面长度l=4m。一个质量m=60kg的人在气囊上滑下时所受的滑动摩擦力f=240N。不计其它阻力，取g=10m/s2。求：

（1）该人与气囊之间的动摩擦因数μ；

（2）该人在气囊上滑下时的加速度大小a；

（3）该人滑至底端的速度大小υ。

19、如图所示，小物块A、B的质量均为m=0.10kg，B静止在轨道水平段的末端。A以水平速度υ0与B碰撞，碰后两物块粘在一起水平抛出。抛出点距离水平地面的竖直高度为h=0.45m，两物块落地点距离轨道末端的水平距离为x=0.30m，取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）两物块在空中运动的时间t；

（2）两物块碰前A的速度υ0的大小；

（3）两物块碰撞过程中损失的机械能ΔE。

20、秋千由踏板和绳构成，人在秋千上的摆动过程可以简化为单摆的摆动，等效“摆球”的质量为m，人蹲在踏板上时摆长为l1，人站立时摆长为l2。不计空气阻力，重力加速度大小为g。

（1）如果摆长为l1，“摆球”通过最低点时的速度为v，求此时“摆球”受到拉力T的大小。

（2）在没有别人帮助的情况下，人可以通过在低处站起、在高处蹲下的方式使“摆球”摆得越来越高。

a．人蹲在踏板上从最大摆角θ1开始运动，到最低点时突然站起，此后保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为θ2。假定人在最低点站起前后“摆球”摆动速度大小不变，通过计算证明θ2＞θ1。

b．实际上人在最低点快速站起后“摆球”摆动速度的大小会增大。随着摆动越来越高，达到某个最大摆角θ后，如果再次经过最低点时，通过一次站起并保持站立姿势就能实现在竖直平面内做完整的圆周运动，求在最低点“摆球”增加的动能ΔEk应满足的条件。

北京市第四十三中学2021-2022学年度第一学期期中考试

高三物理参考答案及评分标准

一、每题3分，共30分，共10道小题

1D  2A  3D  4C  5D  6B  7A  8C  9D  10C

二、每题3分，漏选2分，共12分，共4道小题

11BC    12BC    13AC    14CD

三、实验题

15、（共5分）（1）  C    1分

（2）  相同       a      2分

（3）  D    2分

16、（共13分）（1）  B    1分

（2）描点连线如图  2分

（3）  5        6    2分

（4）小车受力如图    1分

  AD      1分

（5）υB＝    2分

a＝  2分

（6）①  没有影响    1分

②    偏小      1分

四、计算题

17、（共9分）解：（1）    1分

    2分

（2）  2分

∴  1分

（3）  3分

18、（共9分）解：（1）  1分

  1分

  2分

（2）  3分

（3）υ2﹣0=2al

∴ υ==4 m/s    3分

19、（共10分）（1）竖直方向为自由落体运动，由 

得  t = 0.30 s  3分

（2）设A、B碰后速度为υ

水平方向为匀速运动，由 

得    1分

根据动量守恒定律，由 

得    2分

（3）两物体碰撞过程中损失的机械能    2分

得    2分

20.（共12分）（1）根据牛顿运动定律 

得    2分

（2）a．设人在最低点站起前后“摆球”的摆动速度大小分别为v1、v2，根据功能关系得    1分

  1分

已知v1 = v2，得    1分

因为，得 

所以     1分

b．设“摆球”由最大摆角摆至最低点时动能为，根据功能关系得

  2分

“摆球”在竖直平面内做完整的圆周运动，通过最高点最小速度为

根据牛顿运动定律得     2分

“摆球”在竖直平面内做完整的圆周运动，根据功能关系得

得   2分