安徽省合肥市第一中学2022-2023学年高三物理上学期11月期中考试试题（Word版附解析）

2022-2023高三第一学期期中考试试题

一、选择题：（共12小题，其中1～8题只有一个选项是正确的，9～12题有两个或两个以上的选项是正确的）

1. 如图所示，木块B上表面是水平的，木块A置于B上，并与B保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中（  ）

A. A所受的合力对A做正功 B. B对A的弹力对A做正功

C. B对A的摩擦力对A做负功 D. A对B的作用力对B做正功

【答案】A

【解析】

【详解】A．A、B作为整体，由牛顿第二定律得

解得

由牛顿第二定律知，A所受合力方向沿斜面向下，与速度方向相同，故A所受合力对A做正功，故A正确；

B．B对A的弹力竖直向上，与速度方向的夹角大于90°，故B对A的弹力对A做负功，故B错误；

C．B对A的摩擦力方向水平向左，与速度方向的夹角小于90°，故B对A的摩擦力对A做正功，故C错误；

D．由于

可知B对A的摩擦力和支持力的合力大小为，且方向垂直斜面向上，所以B对A的摩擦力和支持力的合力对A不做功。由牛顿第三定律知，A对B的摩擦力和压力垂直斜面方向向下，则A对B的作用力对B也不做功，故D错误。

故选A。

2. 某工厂为了落实有关节能减排政策，水平的排水管道满管径工作，减排前、后，水落点距出水口的水平距离分别为x0、x1，则减排前、后单位时间内的排水量之比（　　）

A  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】设管的横截面积为S，则排水量为

减排前，水流速为v1，则t时间内排水量

减排后，水流速为v2，则t时间内排水量

减排前、后单位时间内的排水量之比

故选A。

3. 如图所示，a、b两细绳一端系着质量为m的小球，另一端系在竖直放置的圆环上，小球位于圆环的中心，开始时绳a水平，绳b倾斜。现将圆环在竖直平面内顺时针缓慢地向右滚动一锐角至绳b水平，在此过程中绳a上张力为和b上张力为 ，则（  ）

A. 逐渐增大， 逐渐增大 B. 逐渐减小， 逐渐减小

C. 逐渐减小， 逐渐增大 D. 逐渐增大， 逐渐减小

【答案】D

【解析】

【详解】设圆环在转动过程中绳b与竖直方向夹角为，转动的过程中小球受力平衡，可得两绳拉力的合力不变等于mg，两绳拉力和小球重力组成一个三角形，根据几何知识可得两绳拉力的夹角设为不变，根据正弦定理可得

在转动的过程中变大，且小于，所以可得变大，变小。

故选D。

4. 如图甲所示，两段等长轻质细线将质量均为m的小球A、B（均可视为质点）悬挂在O点，小球A受到水平向右的恒力F1的作用，小球B受到水平向左的恒力F2的作用，当系统处于静止状态时，出现了如图乙所示的状态，小球B刚好位于O点正下方，则F1与F2的大小关系是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】设AO、BO与竖直方向的夹角为，首先对两个球整体分析，受、重力及AO拉力，如图所示

根据平衡条件，有

再隔离球B分析，如图所示

根据平衡条件，有

联立解得

故

故选B。

5. 某同学在课外活动时设计了一个小游戏，将质量为的滑块套在竖直杆上，滑块外侧有一轨道（可使轻绳绕滑块无摩擦转动），长为的轻绳一端与轨道相连，另一端与质量为的小球相连，滑块与竖直杆间的动摩擦因数。让小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑块恰不下滑，则小球做圆周运动的角速度为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【分析】本题考查圆周运动规律、摩擦力和牛顿第二定律等知识，考查考生的理解能力和分析综合能力。

【详解】设轻绳与竖直方向夹角为，小球做匀速圆周运动，有

、一定，有

解得

故A正确，BCD错误。

故选A。

6. 在一颗半径为地球半径的行星表面，将一物体以的速度竖直上抛，从抛出开始计时，已知物体第内和前内通过的位移相同，地球表面的重力加速度为，不计空气阻力，则下列说法正确的是

A. 该行星表面的重力加速度大小为

B. 该行星的质量与地球的质量之比为

C. 该行星的第一宇宙速度和地球的第一宇宙速度之比为

D. 地球的平均密度和该行星的平均密度之比为

【答案】C

【解析】

【详解】A、已知物体第内和前内通过的位移相同，可知物体上升到最高点的时间为，物体上升时的加速度大小即行星表面重力加速度大小，为

故A错误；

B、物体在天体表面受到的重力近似等于万有引力，有

解得

故B错误

C、根据

可知第一宇宙速度为

解得

故C正确；

D、根据

可得

故D错误。

故选C。

7. 在抢险救灾工作中常见到直升机的身影。如图为直升机抢救伤员的情景，直升机悬停在空中，用绳索将伤员由静止向上吊起，绳索对伤员做功的功率恒定。则在伤员加速上升的过程中（不计空气阻力）（　　）

A. 绳索对伤员的拉力越来越大 B. 伤员克服重力做功的功率恒定

C. 伤员运动的速度变化越来越慢 D. 合力对伤员做功的功率越来越大

【答案】C

【解析】

【详解】A．绳索对伤员的拉力做功的功率不变，而伤员加速上升，速度增大，由

P=Fv

可知，绳索对伤员的拉力F越来越小，A项错误；

B．由

P1=mgv

可知，伤员克服重力做功功率不断增大，B项错误；

C．由

F-mg=ma

可知，伤员运动的加速度越来越小，速度变化得越来越慢，C项正确；

D．合力对伤员做功的功率

（F-mg）v=P-mgv，

由于P不变，速度越来越大，则合力对伤员做功的功率越来越小，D项错误。

故选C。

8. 如图所示，一个小球(视为质点)从H=11m高处，由静止开始沿光滑弯曲轨道AB进入半径R=4m的竖直圆环内侧，且与圆环的动摩擦因数处处相等，当到达圆环顶点C时，刚好对轨道压力为零，然后沿CB圆弧滑下，进入光滑弧形轨道BD，到达高度为h的D点时速度为零，则h的值可能为

A. 10m B. 9.5m C. 9m D. 8.5m

【答案】B

【解析】

【分析】到达圆环顶点C时，刚好对轨道压力为零，则可得C点的速度；由于从C到B过程克服摩擦力做功小于从B到C过程克服摩擦力的功，几何动能定理列出从C→B→D过程的方程即可求解h的范围．

【详解】到达圆环顶点C时，刚好对轨道压力为零，则，解得vC=2m/s；则物体在BC阶段克服摩擦力做功为，解得WBC=10m；由于从C到B过程小球对圆轨道的平均压力小于从B到C过程小球对圆轨道的平均压力，则从C到B过程克服摩擦力做功小于从B到C过程克服摩擦力的功，即0<WCB<10m；从C到D由动能定理： ，联立解得10m>h>9m；故选B.

9. 挥杆套马是我国蒙古族传统体育项目，烈马从骑手身边奔驰而过时，骑手持6m长的套马杆，由静止开始催马追赶，二者的v-t图像如图所示，则（　　）

A. 0~4s内骑手靠近烈马 B. 6s时刻骑手刚好追上烈马

C. 骑手在9s时刻挥杆，能套到烈马 D. 8~9s内烈马加速度大于0~6s内骑手的加速度

【答案】CD

【解析】

【详解】AB．v-t图像图线与坐标轴所围的面积表示位移，骑手与烈马在t=0时并排运动，通过图线在0~4s内所围的面积可以看出4s内烈马位移大于骑手位移，所以4s末烈马与骑手间距离在增大，0~6s内烈马位移还是大于骑手的位移，说明6s末烈马仍在前方，故AB错误；

C．由图形所围的面积可以算出0~9s内，烈马的位移为

骑手的位移为

套马杆长l=6m，x2+l>x1,所以骑手在9s时刻挥杆，能套到烈马，故C正确；

D．由加速度定义式知

8~9s内烈马加速度

0~6s内骑手的加速度

故D正确

故选CD。

10. 如图所示，一根细线绕过光滑斜面上的定滑轮，细线与斜面平行，其两端分别连接物块A、B。物块B通过细线连接物块C，轻弹簧上端与A相连，下端固定于挡板上。已知三个物块的质量均为m，斜面倾角为30°，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A. 剪断B、C间细线的瞬间，A、B间细线上的弹力大小为

B. 剪断B、C间细线的瞬间，B的加速度大小为g

C. 剪断A、B间细线的瞬间，A的加速度大小为g

D. 剪断A、B间细线的瞬间，B、C间细线上的弹力大小为mg

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】B．开始由平衡条件可得

剪断B、C间细线的瞬间，弹簧的弹力保持不变，AB一起运动，则有

联立解得

所以剪断B、C间细线的瞬间，B的加速度大小为，则B错误；

A．对C分析有

解得

所以A正确；

C．剪断A、B间细线的瞬间，弹簧的弹力保持不变，有

解得

所以C错误；

D．剪断A、B间细线的瞬间，BC一起运动向下做自由落体运动，则B、C间细线上的弹力大小为0，所以D错误；

故选A。

11. 我国自主研发的北斗卫星导航系统是世界四大导航系统之一，它由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段由若干地球静止轨道卫星A（GEO）、倾斜地球同步轨道卫星B（IGSO）和中圆地球轨道卫星C（MEO）组成。如图所示，三类卫星都绕地球做匀速圆周运动，A距地面高度为，C距地面高度为，地球自转周期为T，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 卫星A的加速度

B. 卫星B的加速度

C. 卫星C的线速度为

D. 卫星C的线速度

【答案】AC

【解析】

【详解】A．卫星A是地球同步卫星，则周期为T，则加速度

选项A正确；

B．卫星B是倾斜地球同步轨道卫星，则周期为T，距离地面的高度也为hA，根据

可得B的加速度

选项B错误；

C．根据

结合

GM=gR2

可得卫星C的线速度为

选项C正确；

D．因卫星C的周期不等于地球自转周期T，则卫星C的线速度不等于，选项D错误。

故选AC。

12. 如图所示甲、乙两种粗糙面不同的传送带。倾斜于水平地面放置。以同样恒定速率向上运动。现将一质量为的小物体（视为质点）轻轻放在A处，小物体在甲传送带上到达处时恰好达到传送带的速率；在乙传送带上到达离竖直高度为的C处时达到传送带的速率。已知处离地面高度为，则在物体从A到的运动过程中（  ）

A. 两种传送带对小物体做功相等

B. 将小物体传送到处，乙传送带上的划痕长

C. 将小物体传送到处，乙系统由于摩擦产生的热量多

D. 将小物体传送到处，甲上的小物体需要的时间较长

【答案】AD

【解析】

【详解】A．传送带对物块做的功等于物块机械能的增加量，两种情况物块重力势能和动能增加量都相同，所以机械能增加量相同，所以两种传送带对小物体做功相等，A正确；

B．设甲图中到达处时时间为，乙图中到达C处时时间为，根据题意可得乙图中物块到达C处后随传送带以速率匀速运动到B点，所以甲图中划痕长为

同理乙图中划痕长为

同时有

，

可得

所以有

B错误；

C．甲图中系统由于摩擦产生的热量为

根据动能定理有

所以有

同理可得

所以有

C错误；

D．传送到处，甲上的小物体需要的时间为

乙上的小物体需要的时间为

所以有

D正确。

故选AD。

二、实验题：（每空2分，共16分）

13. 某实验小组利用图甲所示的装置探究加速度与力的关系，将力传感器固定在小车上，细绳的一端固定在传感器上，传感器的示数就是拉力F的大小，用手机的连拍功能对小车进行照相。

（1）下列操作正确的是_______；

A．调节滑轮的高度，使细线与长木板平行

B．在细绳下端挂上重物，垫高长木板左端到恰当高度以补偿阻力

C．实验时，小车的加速度可以通过传感器的示数除以小车的质量获得。

D．为尽可能减小实验误差，重物的质量应远小于小车的质量

（2）将拍摄的照片进行处理，从某一张照片起每隔四张照片选取一张，依次分别记为A、B、C、D、E，拼接后将得到的图像如图乙所示。已知手机连拍的频率为50Hz，则小车加速度的大小a=______ m/s2（计算结果保留三位有效数字）。

【答案】    ①. AC    ②. 2.40

【解析】

【详解】（1）[1]A．实验中必须要使细绳与长木板平行，这样才能使得绳子的拉力沿长木板斜面方向，才能使细绳的拉力等于小车的合外力，A正确；

B．实验前不挂重物，垫高长木板左端到恰当高度以补偿阻力，以保证细绳拉力等于小车受的合力，B错误；

C．实验是为了验证牛顿第二定律，故不能用牛顿第二定律的结论循环验证，C错误；

D．由于有力传感器测量绳的拉力，则没必要使重物的质量应远小于小车的质量，D错误。

故选A。

（2）[2]由手机连拍的频率为50Hz，每隔四张照片选取一张，可知图中照片时间间隔

根据逐差法可知

14. 小明利用手机测量当地的重力加速度，实验场景如图1所示，他将一根木条平放在楼梯台阶边缘，小球放置在木条上，打开手机的“声学秒表”软件，用钢尺水平击打木条使其转开后、小球下落撞击地面，手机接收到钢尺的击打声开始计时，接收到小球落地的撞击声停止计时，记录下击打声与撞击声的时间间隔t，多次测量不同台阶距离地面的高度h及对应的时间间隔t。

（1）现有以下材质的小球，实验中应当选用___________。

A．钢球     B．乒乓球     C．橡胶球

（2）用分度值为的刻度尺测量某级台阶高度h的示数如图2所示（零刻线），则___________。

（3）作出图线，如图3所示，则可得到重力加速度___________（保留三位有效数字）。

（4）在图1中，将手机放在木条与地面间的中点附近进行测量，若将手机放在地面A点，设声速为v，考虑击打声的传播时间，则小球下落时间可表示为___________（用h、t和v表示）。

（5）小明在实验中未考虑木条厚度，用图像法计算的重力加速度g跟真实值相比，结果___________（填偏大、偏小或无影响）。

【答案】    ①. A    ②. 61.20    ③. 9.55    ④.     ⑤. 无影响

【解析】

【详解】（1）[1]为了减小空气阻力等误差影响，应该选用材质密度较大的小钢球。

故选A。

（2）[2]刻度尺的分度值为1mm，估读到分度值的下一位，由图可知h=61.20cm；

（3）[3]根据自由落体运动公式可知

故在图像中斜率表示重力加速度，则根据图线有

（4）[4]下落过程中声音传播的时间为

则小球下落的时间为

（5）[5]设木条厚度为H，则台阶距离地面的高度h1时的时间为t1，高度h2时的时间为t2；则根据前面的分析有

可知与H无关。

三、计算题：（第15小题12分、第16小题12分、第17小题14分，共38分）

15. 如图所示，一质点做匀加速直线运动，依次经过a、b、c、d四点。已知经过ab、bc和cd三段所用时间之比为1：2：3，ab段的位移为2m，bc段的位移为10m，求cd段的位移。

【答案】30m

【解析】

【详解】设ab段时间为t，则bc段和cd段时间分别为2t、3t，从ab中间时刻到bc中间时刻，有

得

从bc中间时刻到cd中间时刻，有

即

联立求得

16. 如图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动，到达A孔进入半径R=0.3 m的竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L=2 m，θ=53°，小球质量为m=0.5 kg，D点与A孔的水平距离s=2 m，g取10 m/s2.（sin 53°=0.8，cos 53°=0.6）

（1）求摆线能承受的最大拉力为多大；

（2）要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，求摆球与粗糙水平面间的动摩擦因数μ的范围。

【答案】（1）9 N；（2）0.25≤μ<0.4或者μ≤0.025

【解析】

【分析】

【详解】解：（1）当摆球由C到D运动，根据动能定理有

mg（L−Lcos θ）=mvD2

在D点，由牛顿第二定律可得

Fm−mg=m

可得

Fm=1.8mg=9 N

由牛顿第三定律可知，摆线能承受的最大拉力为9N。

（2）小球不脱离圆轨道分两种情况：

①要保证小球能到达A孔，设小球到达A孔的速度恰好为零，由动能定理可得

−μ1mgs=0−mvD2

可得

μ1=0.4

若小球进入A孔的速度较小，那么将会在圆心以下做往返运动，不脱离轨道，其临界情况为到达圆心等高处速度为零，由动能定理可得

−mgR=0−mvA2

由动能定理可得

−μ2mgs=mvA2−mvD2

可求得

μ2=0.25

②若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道，当小球恰好到达最高点时，在圆周的最高点，由牛顿第二定律可得

mg=m

由动能定理可得

−μ3mgs−2mgR=mv2−mvD2

解得

μ3=0.025

综上所述，要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，摆球与粗糙水平面间动摩擦因数μ的范围为

0.25≤μ<0.4

或者

μ≤0.025

17. 如图所示，在倾角为的足够长的固定的光滑斜面上，有一质量为的长木板正以的初速度沿斜面向下运动，现将一质量的小物块（可视为质点）轻放在长木板最下端。已知物块与长木板间的动摩擦因数，设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m，，。求：

（1）放上小物块后，木板和小物块的加速度大小。

（2）要使小物块不滑离长木板，长木板至少要有多长。

（3）假设长木板长，在轻放小物块的同时对长木板施加一沿斜面向上的的恒力，求小物块在长木板上运动时间。

【答案】（1）4m/s2；10m/s2；（2）12m；（3）2.25s

【解析】

【详解】（1）小物块在长木板上滑动时受到沿板的滑动摩擦力大小为

Ff=μmgcosθ=8N

设放上小物块后，长木板和小物块的加速度大小分别为a1和a2，对二者分别由牛顿第二定律得

Ff+mgsinθ=ma1

Mgsinθ－Ff=Ma2

解得

a1=10m/s2

a2=4m/s2

（2）设经过时间t1小物块与长木板达到共同速率v1，根据运动学公式有

v1=a1t1=v0+a2t1

解得

t1=2s

v1=20m/s

t1时间内小物块与长木板的相对位移大小为

所以木板的最小长度为

L=Δx=12m

（3）将恒力F刚开始作用在长木板上之后，小物块的加速度大小为

a3= a1=10m/s2

设此时长木板的加速度大小为a4，对长木板根据牛顿第二定律得

F+Ff－Mgsinθ=Ma4

解得

a4=6m/s2

方向沿斜面向上；设经过时间t2小物块与长木板达到共同速率v2，根据运动学公式有

v2=a3t2=v0－a4t2

解得

t2=0.75s

v2=7.5m/s

t2时间内小物块和长木板的位移大小分别为

此时木块相对木板已经向上滑行了

二者共速后，木块向下做匀加速运动，加速度向下，大小

长木板的加速度大小为a6，则根据牛顿第二定律有

F－Ff－Mgsinθ=Ma6

a6=2m/s2

设从共速后经过时间t3小物块从长木板上滑落，根据运动学公式有

解得

小物块在长木板上运动时间为

t=t2+t3=2.25s

18. 如图甲所示，一个质量为M的木板静止在光滑的水平桌面上，用劲度系数为k的轻弹簧将板连在竖直墙上，开始时弹簧处于原长，一质量为m的物块(可视为质点)从木板左端以初速度滑上长木板，最终恰好停在长木板的右端．通过传感器、数据采集器、计算机绘制了物块和木板的图象，如图乙所示，其中A为物块的图线，B为木板的图线且为正弦函数图线．根据图中所给信息，求：

（1）物块与木板间的滑动摩擦因数μ；

（2）从开始到系统产生的热量Q；

（3）若物块从木板左端以更大的初速度滑上长木板，则初速度取何值时，才能让木板与弹簧组成的系统最终获得最大的机械能。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）由图象可知物块做匀减速运动，时停止．所以

根据牛顿第二定律，有

代入数据得

（2）当时木板速度达到最大，加速度为零，有

得

从开始到，木块的位移

所以系统产生的热量

（3）当时物块刚好脱离木板，此时木板相对地面向右运动的位移最大，摩擦力对木板做的正功最大，木板与弹簧构成的系统获得最大的机械能，木块的位移

木板的位移

物块以初速度滑上长木板，最终恰好停在长木板的右端，则板长

物块脱离木板，有

代入数据得