广东省潮州市高级中学2022-2023学年高三上学期期中考试物理试卷（解析版）

这是一份广东省潮州市高级中学2022-2023学年高三上学期期中考试物理试卷（解析版），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（每题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有1个选项正确，选对的得4分，选错或不答的得0分）
1. 将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止，则（ ）
A. 绳子上拉力可能为零B. 地面受到的压力可能为零
C. 地面与物体间可能存在摩擦力D. AB之间一定存在摩擦力
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．以整体为研究对象，当重力和支持力相等时绳子上拉力为零，故A正确；
B．地面受到的压力最小时等于B的重力，故B错误；
C．以整体为研究对象，水平方向如果受摩擦力，没有其他力与之平衡，不可能静止，所以地面与物体间没有摩擦力，故C错误；
D．以A为研究对象，根据平衡条件，如果AB间有压力则一定存在摩擦力，但AB之间挤压力可能为零，摩擦力可能不存在，故D错误。
故选A。
2. 质量为m的小鸟，以速度v沿着与水平成角斜向上的方向匀速飞行，重力加速度为g，则（ ）
A. 小鸟处于超重状态更多课件教案等优质滋源请 家 威杏 MXSJ663 B. 空气对小鸟作用力的方向与v的方向相反
C. 空气对小鸟作用力大小为mg
D. 重力对小鸟做功功率为-mgv
【答案】C
【解析】
【详解】A．小鸟匀速飞行，合力为零，既不超重也不失重。故A错误；
BC．小鸟受重力和空气对小鸟的作用力，由于小鸟匀速飞行，则合力为零，即空气对小鸟的作用力与重力等大反向，大小为。故B错误，C正确；
D．功率公式，要求力与速度共线，所以重力对小鸟做功功率为
故D错误。
故选C
3. 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。汽车额定功率为P，空气阻力和摩擦阻力大小总和为f，且不考虑变化。下列说法正确的是（ ）
A. 在ab段汽车的输出功率逐渐减小
B. 在cd段汽车的输出功率逐渐减小
C. 汽车在路面abcd行驶的最大速率为
D. 汽车在cd段的输出功率比bc段的小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．在ab段，根据平衡条件可知，牵引力
所以在ab段汽车的输出功率
保持不变，A错误；
B．在cd段牵引力
汽车的输出
保持不变，B错误；
C．在cd段牵引力
汽车在路面abcd行驶的最大速率为
C错误；
D．在bc段牵引力
bc段的输出功率
在cd段牵引力
汽车的输出
在cd段汽车的输出功率不变，且小于bc段，D正确。
故选D。
4. 如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中（ ）
A. 弹簧的最大弹力为μmg
B. 摩擦力对物体做的功为2μmgs
C. 弹簧的最大弹性势能为μmgs
D. 物块在A点的初速度为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．物体向右运动时，当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等时，即
时，速度最大，所以弹簧最大弹力大于μmg，A错误；
B．整个过程中，物块所受的摩擦力大小恒定，摩擦力一直做负功，摩擦力所做的功为-2μmgs，B错误；
C．物体向右运动的过程，根据能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能
C正确；
D．设物块在A点的初速度为v0，对整个过程，利用功能定理
所得
D错误。
故选C。
5. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点，该物体的和随它离开地面的高度h的变化如图所示。取重力加速度g=10m/s2分析图中数据可得（ ）
A. 物体的质量为1kgB. 离开地面时物体的速度大小为20m/s
C. 离开地面2m过程中物体克服阻力做功40JD. 离开地面4m过程中物体的动能减少100J
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图知，h=4m时Ep=80J，由
Ep=mgh
得
故A错误；
B．h=0时，Ep=0，E总=100J，则物体的动能为
由
得
故B错误；
C．h=2m时，Ep=40J，E总=90J，由克服阻力做功等于机械能的变化，则离开地面2m过程中物体克服阻力做功10J，故C错误；
D．从地面至h=4m，物体的机械能减少了20J，重力势能增加了80J，因此，物体的动能减少100J，故D正确。
故选D。
6. 2020年，中国航天完成了多项壮举，震惊了全世界，火星探测器“天问一号”以及月球探测器“嫦娥五号”的成功发射标志着中国航天进入了另一个新时代，如图所示为嫦娥五号着陆月球前部分轨道的简化示意图，I是地月转移轨道，II、III是绕月球运行的椭圆轨道，IV是绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道II的远月点和近月点，除了月球之外，忽略嫦娥五号在II、III、IV轨道上运行时地球以及其他天体对嫦娥五号的影响，下列关于嫦娥五号说法正确的是（ ）
A. II轨道运行的周期小于III轨道运行的周期
B. 由I轨道进入II轨道需在P处向前喷气，由II轨道进入III轨道需在Q处向前喷气
C. 在II轨道上经过Q点时的加速度小于轨道IV经过Q点时的加速度
D. 在III轨道上的机械能比IV轨道上小
【答案】B
【解析】
【分析】
详解】A．根据开普勒第三定律，可得
由于II轨道的半长轴大于III轨道的半长轴，所以II轨道运行的周期大于III轨道运行的周期，故A错误；
B．由I轨道进入II轨道需要减速，故需在P处向前喷气；由II轨道进入III轨道需要减速，故需在Q处向前喷气，故B正确；
C．根据牛顿第二定律可得
解得
由于在II轨道上经过Q点和轨道IV经过Q点时到月心距离相等，则在II轨道上经过Q点时的加速度等于轨道IV经过Q点时的加速度，故C错误；
D．从低轨进入高轨，需要火箭点火加速，机械能增大，所以轨道越高，嫦娥五号机械能越大，故在III轨道上的机械能比IV轨道上大，故D错误。
故选B。
7. 2013年6月20日，宁波宁海桃源街道隔水洋村发生惊险一幕，一名两岁女童从5楼窗台突然坠落。但幸运的是，楼下顺丰快递员高高举起双手接住了孩子，孩子安然无恙。假设从5楼窗台到接住女童的位置高度差为h=20m，快递员接住女童的整个过程时间约为0.2s，经缓冲后女童最终以的速度着地，女童的质量为m=25kg，则（忽略空气阻力，g取10m/s2）（ ）
A. 女童接触快递员手臂时的速度大小为40m/s
B. 女童自由下落时间约为4s
C. 快递员手臂受到的平均冲击力大小约为2125N
D. 在接住女童的过程中，女童处于失重状态
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．女童坠落的过程可看做自由落体过程，接触快递员时的速度
，
AB错误；
C．取向上为正方向，由动量定理可知
C正确；
D．女童与快递员接触时速度约为20m/s，最后着地时的速度为5m/s，所以女童做减速运动，加速度向上，处于超重状态，D错误；
故选C。
二、多选题（每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有2~3个选项正确，选对得6分，漏选得3分，选错或不答得0分）
8. 水平地面上有一个质量为6kg的物体，在大小为12N的水平拉力F的作用下做匀速直线运动，从x=2.5m位置处拉力逐渐减小，拉力F随位移x变化规律如图所示，当x=7m时拉力减为零，物体也恰好停下，取g=10N/kg，下列说法正确的是（ ）
A. 2.5m后物体做匀减速直线运动
B. 合外力对物体所做的功为－27J
C. 物体在减速阶段动摩擦因数为0.2
D. 物体匀速运动时的速度大小9m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】A．物体最开始做匀速运动，牵引力与摩擦力相等F=f，x=2.5m后，随着牵引力F的减小摩擦力不变，合外力增大且与速度方向相反，物体做的是加速度增大的变减速运动，故A错误；
B．0～2.5m物体做匀速直线运动，拉力等于摩擦力；全过程拉力做正功
摩擦力做负功
Wf=-fs=-12×7J=-84J
合外力做功
W合=（57-84）J=-27J
故B正确；
C．匀速阶段F=f，即
解得
μ=0.2
故C正确；
D．根据动能定理可得
可得物体匀速运动时的速度大小
v0=3m/s
故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，A、B两小球由绕过定滑轮的轻质细线相连，B、C球放在固定不动倾角为α的光滑斜面上，通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球靠在与斜面垂直的挡板上。现用手托住A球，并使细线刚好伸直但无拉力作用，保证滑轮左侧细线与斜面平行、右侧细线竖直。开始时整个系统处于静止状态，释放A后，A下落的速度最大时C恰好对挡板无压力，已知A、B、C三球的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，运动过程中A未落地，B未与滑轮相撞，则（ ）

A. 该过程A、B、C三球及弹簧所组成的系统机械能守恒
B. 当C球刚要离开档板时B球的加速度为
C. 斜面的倾角为37°
D. 小球A速度最大时，球B的速度也最大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．在运动过程中A、B、C及弹簧组成的系统只有重力做功，所以系统机械能守恒，故A正确；
BD．A下落的速度最大时C恰好对挡板无压力，当轻质细线向上的拉力等于A的重力时，A球加速度为零，速度达到最大，此时通过细绳与A球相连的B球有相同的运动情况，加速度为零，速度达到最大，故B错误、D正确；
C．当A球速度最大瞬间对B、C当成整体受力分析
而拉力为
联立解得
由三角函数关系可得
故C错误；
故选AD。
10. 在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方静止的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞（如图甲所示），碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向的冰面来减小阻力，碰撞前后两壶运动的图线如图乙中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，红壶的质量为20kg，则（ ）
A. 蓝壶的质量为20kgB. 碰后蓝壶再运动5s停止运动
C. 碰后蓝壶再运动1s停止运动D. 碰后红﹑蓝两壶所受摩擦力之比为5：4
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．由图乙可得：碰后瞬间红壶速度为0.2m/s，碰后瞬间蓝壶速度为0.8m/s，1s末红壶和蓝壶碰撞时动量守恒，可得
即
解得
选项A正确；
BC．设红壶的加速度大小为，对红壶由可得
解得
若没有发生碰撞，红壶从1s末再经过时间停止运动，则
解得
即碰后蓝壶再运动5s停止运动，选项B正确，选项C错误；
D．蓝壶的加速度为
则红、蓝两壶所受摩擦力之比
选项D正确。
故选ABD。
三、实验题
11. 如图是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。（g取9.8 m/s2）
(1)选出一条清晰的纸带如图甲所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通过频率为50 Hz的交变电流。用分度值为1 mm的刻度尺测得OA＝12.41 cm，OB＝18.90 cm，OC＝27.06 cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1.00 kg。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了________J；此时重锤的动能比开始下落时增加了________J。（结果均保留三位有效数字）
(2)某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，然后以h为横轴、以v2为纵轴作出了如图乙所示的图线，图线的斜率近似等于________。
A．19.6 B.9.8
图线未过原点O的原因是____________________。
【答案】 ①. 1.85 ②. 1.67 ③. B ④. 先释放了纸带，再合上打点计时器的开关
【解析】
【详解】(1)[1]当打点计时器打到B点时，重锤的重力势能减少量
ΔEp=mg·OB=1.00×9.8×18.90×10－2J≈1.85 J
[2]打B点时重锤的速度
m/s≈1.83m/s
此时重锤的动能增加量
(2)[3]由机械能守恒定有
可得，由此可知图线的斜率近似等于重力加速度g，故选B；
[4]由图线可知，h=0时，重锤的速度不等于零，原因是该同学做实验时先释放了纸带，然后才合上打点计时器的开关。
12. 图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与Q小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端与挡片相碰后水平飞出，同时由于电路断开使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。（两球下落过程不发生碰撞）

（1）关于实验条件的说法，正确的有_______。
A．斜槽轨道必须光滑
B．P球的质量必须大于Q球的质量
C．P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放
D．P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放
（2）在某次实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为L=1.6cm，则频闪相机的拍照频率f=_______Hz，该小球平抛时的速度大小v0=_______m/s。（结果保留2位有效数字，重力加速度g取10m/s2）
【答案】 ①. D ②. 25 ③. 0.80
【解析】
【详解】（1）[1]A．在研究小球做平抛运动规律的实验中，并不需要斜槽轨道光滑，只要保证保证小球做平抛运动即可，斜槽是否光滑对实验没有影响，故A错误；
B．P球不与Q球直接发生碰撞，P球从斜槽上无初速度释放后在斜槽末端只需与挡片相碰就可使电路断开使电磁铁释放Q小球，这个对照实验验证了做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，与P、Q之间的质量无关，故B错误；
CD．该实验过程只为验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，并不是为了得到平抛运动的轨迹，因此不需要保证小球每次做平抛运动的初速度相同，所以P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放，故C错误，D正确。
故选D。
（2）[2][3]平抛运动在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，根据坐标纸中的点迹可得，在水平方向
在竖直方向由逐差相等可得
联立解得
，
根据周期与频率之间的关系可得
四、解答题（解答过程要求写出必要的文字说明和重要的解题步骤）
13. 如图，物块A静止在光滑轨道水平段的末端，物块B从光滑轨道顶端无初速度释放，B与A碰撞后A水平抛出。已知A、B开始时的高度差h0=0.20m，抛出点距离水平地面的高度为h=0.45m。两物块落地点距离轨道末端的水平距离为s1=0.15m、s2=0.30m，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）B撞击A的速度大小；
（2）A、B的质量之比。
【答案】（1）；（2）或或
【解析】
【分析】
【详解】(1)B在轨道上下滑过程，据机械能守恒定律可得
解得B撞击A的速度大小为
(2)据平抛运动规律可得，两物块抛出至落地所用时间相同，均为
水平方向满足
若A、B两物块落地点距离轨道末端的水平距离为s1=0.15m、s2=0.30m，则A、B做平抛运动的初速度分别为
，
由于，则AB碰撞时，B反向。碰撞过程据动量守恒定律可得
联立解得A、B的质量之比为
此情况符合实际。
若A、B两物块落地点距离轨道末端的水平距离为s2=0.30m、s1=0.15m，则A、B做平抛运动的初速度分别为
，
这情况存在两种情况:
a. B碰撞时，B不反向，碰撞过程据动量守恒定律可得
联立解得A、B的质量之比为
此情况符合实际。
b. B碰撞时，B反向，碰撞过程据动量守恒定律可得
联立解得A、B的质量之比为
此情况符合实际。
故A、B的质量之比可能为，，
14. 如图所示，物流公司包裹分拣水平传送带以恒定速度顺时针运转，某一时刻在左端无初速地放上一质量的包裹A，相隔时间后，在左端无初速地放上另一质量的包裹B，再经过，B与A发生碰撞，B、A碰撞时间极短，碰撞后紧贴在一起向右运动，其中A与传送带间的动摩擦因数，传送带足够长，包裹大小不计，取，求：
（1）碰前A的位移大小，以及碰前瞬间A的速度大小；
（2）碰前B的加速度大小，以及碰后瞬间A和B共同速度的大小。
【答案】（1），；（2），
【解析】
【详解】（1）对物块A受力分析，根据牛顿第二定律
可知
根据题意可知碰前瞬间A运动时间为
根据公式
，
代入数据解得
，
（2）由题意可知，物块B经过，追上物块A，设物块B的加速度为，根据公式
代入数据解得
设物块B碰撞前的速度为，根据公式
B与A发生碰撞，且碰撞时间极短，则碰撞过程中动量守恒，设碰后瞬间A和B共同速度为，根据动量守恒定律
代入数据解得
15. 长为L的不可伸长的细绳一端固定在O点，一端栓接质量为m的小球，质量均为m的滑块与长木板在光滑地面一起向右运动，滑块与静止的小球发生弹性正碰，小球恰能做完整的圆周运动，最终滑块停在板的中点，已知滑块与滑板之间的动摩擦因数为µ=0.5，求：
（1）碰后瞬间细绳上的拉力大小；
（2）长木板的长度。
【答案】（1）6mg；（2）5L
【解析】
【详解】（1）根据题意，碰后小球恰能做完整的圆周运动，设小球被碰后获得的速度大小为，运动至最高点时的速度大小为，则可知在最高点由牛顿第二定律有
小球从最低点到最高点由机械能守恒有
小球被碰后瞬间，设绳子上的拉力大小为，则由牛顿第二定律有
联立以上各式解得
，
（2）设木板长度为，碰撞前滑块的速度为，碰后滑块的速度为，则碰撞前后瞬间滑块与小球组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律有
根据题意，碰撞过程中滑块与小球组成的系统机械能守恒，则有
解得
即碰撞后滑块与小球交换速度，由此可知发生碰撞前滑块与木板共同运动的速度大小为
碰后木板速度不变，对木板与滑块组成的系统由动量守恒定律有
对该系统在滑块与小球碰后，滑块与木板达到共速的过程中，由能量守恒有
联立以上各式解得