江苏省南京市中华中学2022-2023学年高三物理上学期期中试题（Word版附解析）

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物理2022.11注意事项：考生在答题前请认真阅读本注意事项1．本试卷包含选择题和非选择题两部分，考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效，全卷共15题，本次考试时间为75分钟，满分100分。2．答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案，答非选择题必须用书写黑色宇迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效.一、单项选择题：本大题共10小题，每小题4分，共计40分。每小题只有一个选项符合题意。1. 某次飞行表演时的画面如图所示，五架飞机保持队形不变飞过观众上方，下列判断正确的是（　　）A. 选地面为参考系，飞机是静止的B. 选编队中某飞机为参考系，编队中其它飞机是运动的C. 研究飞机的飞行轨迹时，可将其视为质点D. 研究飞机所受的空气阻力时，可将其视为质点【答案】C【解析】【详解】A．选地面为参考系，飞机相对于地面的位置发生变化，飞机是运动的，故A错误；B．五架飞机保持队形不变飞过观众上方，选编队中某飞机为参考系，编队中其它飞机相对于这架飞机位置不变，则编队中其它飞机是静止的，故B错误；C．研究飞机的飞行轨迹时，飞机的形状和大小对研究的影响可以忽略，则可作为质点，故C正确；D．研究飞机所受的空气阻力时，飞机的形状和大小对研究的影响不能忽略，故不可以作为质点，故D错误。故选C。2. 电动自行车依靠后轮的电机驱动行驶，在加速骑行的过程中，后轮受到地面的摩擦力为，断开电源后，电瓶车靠惯性继续前行，后轮受到地面的摩擦力为，则下列说法正确的是（　　）A. 的方向向前，的方向向后 B. 的方向向后，的方向向前C. 的方向向后，的方向向后 D. 的方向向前，的方向向前【答案】A【解析】【详解】电动自行车依靠后轮电机驱动行驶，在加速骑行的过程中，后轮会向前加速转动，说明后轮相对于地面有向后的转动趋势，摩擦力方向与运动趋势方向相反，则摩擦力方向向前；断开电源后，电瓶车靠惯性继续前行，后轮相对于地面有向前的转动趋势，则摩擦力向后。故选A。3. 举重是我国奥运会上传统优势项目．如图所示，举重运动员成功把196公斤杠铃举过头顶并保持静止一段时间，下列关于在杠铃保持静止过程中的说法正确的是（　　）A. 运动员此过程中处于超重状态B. 杠铃所受合力的冲量为零C. 运动员对杠铃做功不为零D. 运动员的重力与地面对运动员的支持力是一对平衡力【答案】B【解析】【详解】A．举重运动员成功把196公斤杠铃举过头顶并保持静止一段时间，无加速度，合力为0，既不超重也不失重，故A错误；B．杠铃处于静止状态，则所受合力为0，由冲量公式可知合力的冲量为0，故B正确；C．杠铃处于静止状态，没有发生移动，位移0，则由公式可知，运动员对杠铃做功为零，故C错误；D．运动员和杠铃的重力与地面对运动员的支持力是一对平衡力，故D错误。故选B。4. 为了合理利用空间资源，可将两个废弃的卫星变轨到同一椭圆轨道上围绕地球运动，如图所示，A卫星此刻处在近地点，B卫星此刻处在远地点，下列说法正确的是（　　）A. B卫星从远地点运动至近地点的过程中动能增加，势能减少B. A卫星从近地点运动至远地点的过程中机械能增加C. B卫星此刻所受万有引力小于A卫星所受万有引力D. A卫星此刻的速度一定小于第一宇宙速度【答案】A【解析】【详解】A．B卫星从远地点运动至近地点的过程中，地球的引力对卫星做正功，则动能增加，势能减少，选项A正确；B．A卫星从近地点运动至远地点的过程中，只有地球引力做功，机械能不变，选项B错误；C．两卫星的质量关系不确定，则不能比较万有引力大小关系，选项C错误； D．若A卫星所在位置正好等于地球半径，则过该位置的圆轨道的卫星的速度等于第一宇宙速度，则卫星从该圆轨道变轨到过A点的椭圆轨道要加速，则A卫星此刻的速度大于第一宇宙速度，选项D错误。故选A。5. 如图所示，小红同学把一个轻质乳胶气球充气到直径1.0m左右，以的速度水平投向小明间学，气球被原速率反弹。已知气球与小明同学接触时间约为0.1s，球内气体密度约，则小明同学受到气球的平均冲击力约为（  ）A. 136N B. 68N C. 34N D. 17N【答案】B【解析】【详解】气球的质量约为以气球为对象，根据动量定理可得解得可知小明同学受到气球的平均冲击力约为。故选B。6. 两同学用手机上安装的声音秒表软件测量声速，声音秒表检测到第一次声音时开始计时，第二次声音时停止计时，如图所示，A、B、C、D在一条直线上，将两个手机放置在相距为的B、C两点，一同学在A处拍手一次、D处的同学听到声音后过了一段时间后也拍手一次，B、C两处的手机秒表计时值分别为和，则声速为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】设声速为，D处的同学听到声音后过了时间后也拍手，根据题意有，联立可得解得故选A。7. 如图所示，竖直墙壁O处用光滑铰链铰接一轻质杆的一端，杆的另一端固定一小球，轻绳的一端与小球相连，另一端悬于P点，杆与墙壁的夹角45°，绳与墙壁的夹角为30°，．保持球的位置不变，绳的固定点由P点沿墙壁缓慢下移至A点过程中，下列关于轻绳对小球的拉力及轻质杆对小球的支持力的说法正确的是（　　）A. 减小、不变 B. 增大、增大C. 减小、先增大后减小 D. 先减小后增大、增大【答案】D【解析】【详解】对小球受力分析，轻杆的支持力F2与细绳的拉力F1的合力与重力G等大反向，根据力的平行四边形定则可知，保持球的位置不变，绳的固定点由P点沿墙壁缓慢下移至A点过程中先减小后增大、增大。故选D。8. 水平粗糙地面上有两个质量和形状相同的物体A、B，A、B物体与地面的动摩擦因数分别为、且。将其组成如图甲、乙所示的结构，分别施加水平作用力、推动A、B物体沿水平方向做匀速运动，运动过程中A、B始终保持相对静止，不计其它摩擦，下列说法正确的是（　　）A. 大小等于 B. 大小小于C 图甲中物体B可能不受摩擦力 D. 图乙中物体A可能不受摩擦力【答案】D【解析】【详解】AB．设两物体接触面与水平地面的夹角为，甲乙图中A、B物体间的作用力分别为N1、N2，对甲图中两物体进行受力分析可得，对于A有
 
 对B物体有
 
 对乙图中两物体进行受力分析可得，对于A有
 
 对B物体有
 
 综合可得
 
 由可知
 故AB错误；C．由上述分析可知，对于图甲中，若B不受摩擦力作用，则B将做匀加速直线运动，故C错误；D．由上述分析可知，对于图乙中，当N2沿竖直方向的分量等于A的重力时，物体A可以不受摩擦力作用，此时F2大小等于物体B所受的摩擦力，故D正确。故选D。9. 一物体静置在粗糙水平地面上，物体与地面的滑动摩擦力为。从时刻开始对物体施加一方向不变的水平力F，其大小随时间变化如图所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，a为物体的加速度，为物体的速度，为物体所受摩擦力的冲量大小，为物体所受拉力的冲量大小，下列图像中正确的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】C【解析】【详解】A．对物体受力分析可知，在,时间段，物体处于静止状态，即物体加速度为0，时间继续增加，在以后，对物体受力分析得则由数学知识可知图像为一次函数截距为负值，，故A错误；B．在,时间段，物体处于静止状态，速度为0，物体在以后做加速度增加的加速运动，则速度时间图像的斜率增加，故B错误；C．在,时间段，物体所受摩擦力为静摩擦力，大小随F变化，则摩擦力冲量为图像为抛物线，在以后物体处于运动状态，摩擦力为滑动摩擦力，则摩擦力冲量为图像为一次函数，故C正确；D．物体所受拉力的冲量为图像为抛物线，故D错误。故选C。10. 如图所示，一根长为L的轻杆的两端分别固定小球A和B。轻杆可绕距A球为处的轴O在竖直平面内转动。初始时杆处于竖直位置，小球B恰好与水平光滑地面接触，在杆的左侧紧贴着B球为边长为的立方体滑块C，A、B、C的质量均为m，现用一水平恒力F作用于A球上，使之绕O轴顺时针转动，直到B转动到C的右上角分离，设在此过程中C物块一直紧贴地面，不计一切摩擦，关于此过程，下列判断正确的是（　　）A. 力F的功率先增大后减小B. 分离之前C的动能始终小于A的动能C. 力F做的功等于A、B重力势能和C的动能增量D. C的最大速度为【答案】D【解析】【详解】AC．用表示A球转过角时A球的速度大小，用表示A球转过角时B球的速度大小，v表示此时立方体的速度大小，则由于A与B的角速度相同，且则则根据能量守恒定律可得解得由几何关系可知转过的最大角度为则力F的功率为由数学知识可知,功率增加，故A错误；B．分离前C的动能为分离前A的动能为由数学知识可知角度转动的范围为则可知故B错误；C．B与立方体弹力做功之和为0，在整个过程中推力F所做的功等于球A、B和立方体机械能的增量，故C错误；D．当时，C速度最大为故D正确。故选D。二、实验探究题：本题共1小题，共计15分。请将解答填写在答题卡相应的位置。11. 某兴趣小组通过实验测量滑块和长木板之间的动摩擦因数，实验装置示意图如图甲所示，光电门固定在水平长木板的O点，不可伸长的细线一端连接滑块，另一端通过定滑轮连接钩码。实验步骤如下：①用天平测出钩码的质量m，滑块和遮光条的总质量为M；②用游标卡尺测量遮光条的宽度d：③调整定滑轮使细线水平；④用刻度尺测出滑块左端到固定光电门的O点距离为L；⑤让滑块由静止释放，滑块在钩码的拉动下做加速运动，测出遮光条经过光电门所用的时间t；⑥多次改变滑块的初始位置重复步骤④⑤，测出多组遮光条经过光电门的时间t和滑块左端到固定光电门的O点距离L；⑦根据上述实验数据作出图像，根据图像求出动摩擦因数。（1）某次测量中游标卡尺如图乙所示，其读数为__________mm；（2）遮光条经过光电门的速度v为__________（用题目所给的字母表示）；（3）实验中得到的数据如下：实验次数123456L/m1.000.900.800.700.600.500.840.770.680.590.510.44m/kg0.050M/kg0.200重力加速度g取，根据表格中的数据作出图像__________，由图像可求得动摩擦因数为__________（保留1位有效数字）；（4）某同学提出在L的测量中漏测了遮光条到滑块左端的距离，考虑此因素的影响，实验测量结果__________（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。【答案】    ①. 13.4    ②.     ③.     ④. 0.2    ⑤. 等于【解析】【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为（2）[2]（3）[3][4]由图可知，滑块做匀加速直线运动对滑块故代入数据得（4）[5]设遮光条到滑块左端的距离为，则根据匀变速直线运动的速度位移关系可知任取两个点和代入计算得故实验测量结果与真实值相等。三、计算题：本题共4小题，共计45分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只有最后答案不能得分。有数值计算的题，必须明确写出数值和单位。12. 如图所示，某机械装置控制板A在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，经过时间转过的角度为30°，板A运动过程中始终保持水平方向，物体B置于板A上且与A始终保持相对静止。物体B的质量，半径，取重力加速度g为，，。（1）求物体B的线速度大小；（2）当物体B转动到与水平方向夹角为37°时，求此时物体B所受的支持力和摩擦力的大小。【答案】（1）；（2），【解析】【详解】（1）设物体B的线速度大小为，由题意可得可解得（2）物体B做匀速圆周运动的加速度为a，由题意可知根据牛顿第二定律得    解得13. 如图所示，光滑水平地面上放置一个光滑的圆弧轨道，将一物块从圆弧轨道的最高点无初速度释放。物块质量m=1kg，圆弧轨道质量，轨道半径为，圆弧轨道底端距离水平地面的高度，取重力加速度g为。求：（1）物块离开圆弧轨道时的速度大小；（2）物块落地时，物块和圆弧轨道左端的水平距离。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）以向右为正方向，设物块的速度大小为，轨道的速度大小，由物块和轨道组成的系统水平方向动量守恒得由能量关系可解得（2）离开轨道后，物块向左做平抛运动，轨道向右做匀速运动可解得14. 如图所示，一根轻质橡皮绳固定于O点，通过定滑轮A与质量为m的物块B相连接，物块B静止在A正下方的粗糙水平面上。OA间距恰好为橡皮绳的原长，A到物块的距离为L，现对物块施加一个水平向右的恒力的作用，物体立刻获得的初始加速度开始向右运动，为重力加速度。物块与地面的动摩擦因数，橡皮绳产生的弹力满足胡克定律，物块B、定滑轮A可作为质点且不考虑其他摩擦。求：（1）橡皮绳的劲度系数k；（2）物体向右运动到与初始位置相距为x时，其加速度a与x的关系式；（3）物体向右运动的最大速度。【答案】（1）；（2）或；（3）【解析】【详解】（1）对B受力分析可知解得由于由于竖直方向合力为零，则可得橡皮绳弹力为根据胡克定律解得（2）物块向右滑行到距离为x时，弹性绳长量为，绳与水平方向夹角为，可得由牛顿第二定律可得由几何关系可得可解得或者（3）解法一：物体向右运动至最大速度时，加速度为零，此时水平位移为弹力做功为摩擦力为定值，做功为由动能定理可得解得解法二：物体向右运动至最大速度时，加速度为零，此时水平位移为由（2）问可知关系如图由运动学公式可知其中等于图中图线与x轴围成的面积，即由上可得15. 如图所示，一水平面内放置的传送带，传送带区域为ABCD，长为，宽为d=1m，点为AC的中点，传送带以速度匀速运动，小物块质量，小物块与传送带的动摩擦因数为，取重力加速度为。（1）小物块从传送带的A点无初速速释放，求小物块从释放到运动到CD端的时间；（2）小物块从传送带P点向A点以某一水平速度射出时，小物块与传送带摩擦产生的热量可达到最大值，求此最大值；（3）小物块从传送带的A点以平于AB方向的速度射出，求小物块离开传送带时的位置。【答案】（1）；（2）；（3）距离B点【解析】【详解】（1）摩擦力加速度为小物块先加速到传送带速度，所用时间为加速位移为小物块之后做匀速运动，时间为可得总时间为（2）小物块向A点射出后，恰好能从A点返回时，与传送带摩擦产生的热量最大，设射出的初速度为v，恰好到A点7运动的时间为此段产生的热量为然后，小物块反向加速到传送带速度此段产生的热量可得热量最大值（3）小物块射出后相对于传送带的运动方向如图,滑动摩擦力与相对运动方向相反可得由于所以加速变a的方向不变，小物体的两个方向的加速度分量不变，由上可知，相对地面，小物体在方向做匀减速直线运动，在AC方向做匀加速直线运动，设小物块从BD边射出，运动时间为t，由匀减速运动可知可得此时沿AC方向的位移为假设成立；所以小物块从BD边射出，射出点距离B点