黑龙江省哈尔滨市第三中学2022-2023学年高三上学期期中考试物理试题

18/1919/19/2022-2023学年度哈三中上学期高三学年阶段性考试物理试卷一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1～8小题只有一个选项正确，其余小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的不得分）1.下列说法中正确的是（）A.伽利略发现了行星运动的规律B.牛顿总结出了万有引力定律C.哥白尼经过对天体运动的观测，提出了“地心说”D.卡文迪什通过库仑扭秤实验测出了万有引力常量【答案】B【解析】【详解】A．开普勒发现了行星运动的规律，故A错误；BD．牛顿总结出了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量，故D错误，B正确；C．哥白尼经过对天体运行的观测与推算，提出了“日心说”，故C错误。故选B。2.以下说法正确的是（）A.动能相同，动量一定相同B.功的正负表示功的大小，的功小于的功C.根据可知，功率P与功W成正比，与时间t成反比D.动量变化率越大，合外力越大【答案】D【解析】【详解】A．动能相同，动量不一定相同。如当两个物体质量相等时，速度大小也相等，则动能相同，但动量方向可能不同，所以动量不一定相等，故A错误；B．?功的正负不代表大小，只代表做正功还是负功，故B错误；C．功率是定义式，功率P与做功W及做功时间t无关，故C错误；D．由动量定理可知，合外力，则动量变化率越大，合外力越大，故D正确故选D。3.一个物体做自由落体运动，为动能，为重力势能，E为机械能，h为下落的距离，t为下落的时间，以水平地面为零势能面。下列图象中，能正确反映各物理量之间关系的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】A．物体下落的高度满足则图像为开口向上的过原点的抛物线，故A错误；B．物体下落过程中，只有重力做功，则机械能守恒，机械能E随着下落高度的增大而始终不变，故B正确；C．根据动能的定义和自由落体运动知，下落过程中速度v增大，所以动能增大，故C错误；D．重力势能为由数学知识可知，重力势能与t并不是线性关系，故D错误；故选B。4.2022年3月23日，“天宫课堂”进行了第二次授课活动。授课过程中信号顺畅不卡顿，主要是利用天链系列地球同步轨道卫星进行数据中继来实现的。如图所示，天链卫星的发射过程可以简化如下：卫星先在近地圆形轨道I上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入圆形同步轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动。设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。则下列说法中正确的是（??）A.卫星在轨道I和轨道Ⅲ运动的周期均与地球自转周期相同B.卫星在轨道Ⅱ上从A点到B点运动过程中处于超重状态C.卫星分别在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运动过程中，经过B点的加速度相同D.卫星在轨道Ⅲ上的运行速率大于【答案】C【解析】【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有可得卫星在同步轨道Ⅲ的周期与地球自转周期相同，卫星在轨道I的周期小于地球自转周期，故A错误；B．卫星在轨道Ⅱ上从A点到B点运动过程中万有引力完全提供圆周运动的向心力，处于完全失重状态，故B错误；C．卫星在运行过程只受地球的万有引力，根据牛顿第二定律可得解得由于、都相同，可知卫星在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运动经过B点的加速度相同，故C正确；D．卫星在轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有物体在地球表面受到的重力等于万有引力，则有联立解得故D错误。故选C。5.如图所示，轻杆的一端固定一光滑球体，杆的另一端为自由转动轴，而球又搁置在光滑斜面上。若杆与墙面的夹角为，斜面倾角为，开始时，且，重力加速度为，为使斜面能在光滑水平面上向右缓慢移动，在球体离开斜面之前，作用于斜面上的水平外力的大小及轻杆所受球体的作用力和地面对斜面的支持力的大小变化情况是（）A.逐渐增大，逐渐减小，逐渐减小B.逐渐减小，逐渐减小，逐渐增大C.逐渐增大，先减小后增大，逐渐增大D.逐渐减小，先减小后增大，逐渐减小【答案】C【解析】【详解】利用矢量三角形法对球体进行分析如图甲所示，可知先减小后增大，根据牛顿第三定律，T先减小后增大，斜面对球的支持力逐渐增大，对斜面受力分析如图乙所示，可知因为也逐渐增大，所以F逐渐增大，水平面对斜面的支持力FN=G+故逐渐增大。故选C。6.一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受牵引力F随时间t变化关系图线如图所示。若汽车的质量为m，阻力恒定，汽车达到额定功率后保持不变，则以下说法正确的是（??）A.汽车匀速运动的速度大小为B.汽车匀加速运动阶段的加速度大小为C.汽车先做匀加速直线运动，然后再做减速直线运动D.汽车的额定功率为【答案】D【解析】【详解】C．由图可知，汽车在前时间内的牵引力不变，汽车做匀加速直线运动，时间内汽车的牵引力逐渐减小，则汽车的加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的加速运动，直到车的速度达到最大值，以后做匀速直线运动，故C错误；B．可知在时间末汽车的功率达到额定功率，汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力，所以阻力f=F1，汽车匀加速运动阶段的加速度大小为故B错误；D．时间末汽车的速度汽车的额定功率为故D正确；A．汽车匀速运动的速度大小为故A错误。故选D。7.如图为游乐场滑道的简化模型，光滑曲面滑道PA与水平粗糙滑道AB在A点平滑连接，PA高度差为1m，AB长为4m。质量为50kg的滑块从P点由静止滑下，到A点进入减速区，在B点与缓冲墙发生碰撞后，运动至C点停下。已知碰撞过程中缓冲墙对滑块的冲量大小为150N·s，滑块与AB间的动摩擦因数为0.2，g=10m/s2，则滑块与缓冲墙碰撞后运动的距离为（）A.0.5m B.0.25m C.1.25m D.2.25m【答案】B【解析】【详解】根据能量守恒定律可得，滑块与缓冲墙碰撞前瞬间的速度大小为代入数据，解得设滑块与缓冲墙碰撞后瞬间的速度大小为，取向右为正方向，碰撞过程中，根据动量定理有代入数据可得负号表示方向水平向左，加速度为滑块与缓冲墙碰撞后运动的位移为故选B。8.如图所示，长为的倾斜传送带与水平面间的夹角为，在电动机的带动下以的速率顺时针转动。现将一质量2kg的小物块（可视为质点）轻放在传送带的下端B点，己知小物块与传送带间的动摩擦因数，，则传送带将小物块从B点传送到A点的过程中（）A.电动机比空载时多消耗的电能为160JB.小物块运动到A点时，重力的瞬时功率大小为100WC.摩擦力对小物块做的功为75JD.小物块从B运动到A所用的时间为2s【答案】A【解析】【详解】AD．小物块放到B点后，受到的滑动摩擦力沿传送带向上，做匀加速直线运动由牛顿第二定律可得解得假设小物块能与传送带达到相同速度，则匀加速直线运动小物块上滑的位移为由于则假设成立，小物块匀加速运动的时间为速度相同后，小物块与传送带一起匀速，小物块匀速运动的时间为则小物块从B运动到A所用的时间为小物块与传送带的相对位移为系统因摩擦力产生的热量为则电动机比空载时多消耗的电能为故A正确，D错误；B．小物块运动到A点时，重力的瞬时功率大小为故B错误；C．设摩擦力对小物块做的功为W，根据动能定理可知解得故C错误。故选A。9.如图所示，小球从a点由静止自由下落，到b点与竖直放置的轻弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短且未超过弹性限度，不计空气阻力，则小球在下落过程中（）A.弹簧和小球组成的系统机械能不断减小B.从b到c，小球所受重力的功率先变大后变小C.小球在b点动能最大D.从b到c，弹簧的弹性势能一直增大【答案】BD【解析】【详解】A．根据题意可知，小球从下落到最低点的过程中，由于只有重力和弹簧的弹力做功，故系统的机械能保持不变，故A错误；B．从b到c的过程中，小球接触弹簧后，重力先大于弹力，向下做加速运动，然后弹力大于重力，向下做减速运动，可知小球的速度先增大后减小，由可知，小球所受重力的功率先变大后变小，故B正确；C．当小球的重力等于弹力时，加速度为零，速度最大，即动能最大，该处在点和点之间，故C错误；D．从b到c的过程中，弹簧一直在压缩，弹性势能一直增大，故D正确。故选BD。10.有四个物体A、B、C、D，物体A、B运动的x-t图像如图甲所示，物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v-t图像如图乙所示。根据图像做出的以下判断中正确的是（）A.物体A和B均做匀速直线运动且A的速度比B大B.在0～3s的时间内，物体B运动的位移为15mC.物体C比物体D的加速度大D.相遇前，物体C与物体D最远距离为22.5m【答案】ACD【解析】【详解】A．x-t图像斜率表示速度，A和B的斜率都不为零，都为固定值，且A的斜率大于B的斜率，所以A和B均做匀速直线运动且A的速度比B大。故A正确；B．由甲图可得，在0～3s的时间内，物体B运动的位移为10m。故B错误；C．v-t图像的斜率表示加速度，由乙图得，D的加速度大小为C的加速度大小为所以物体C比物体D的加速度大。故C正确；D．v-t图像的面积表示位移，相遇前当C和D速度相同时，相距最远为故D正确。故选ACD。11.手球作为奥运会上正式比赛项目是综合篮球和足球的特点而发展起来的一种用手打球、以球攻入对方球门得分的球类运动。手球比赛场地为长方形，球门位于各自球门线的中央。球门内径高2米，宽3米。一次比赛中，防守球员因拉对方衣服使进攻球员失去身体平衡，从而失去明显得分机会，裁判判决“7米球”。如图所示，进攻球员在七米线中间位置正上方2.45m高处沿水平方向将球射出，球视为质点，不计空气阻力，g=10m/s2，，以下说法正确的是（）A.球落在地面球门线中间位置的时间为0.7sB.球落在地面球门线中间位置的时间为C.进攻球员将球射入球门的最大发球速度约为10.3m/sD.进攻球员将球射入球门的最大发球速度约为24m/s【答案】AD【解析】【详解】AB．根据平抛运动的规律，有解得故A正确，B错误；CD．根据题意，球运动的水平位移最大为联立解得故C错误，D正确。故选AD。12.如图所示，不计所有接触面之间的摩擦，斜面固定，物体质量为，物体质量为。放在倾角的斜面上，套在竖直杆上，和通过定滑轮与轻绳相连，与滑轮间的细线与斜面平行。若将从与定滑轮等高位置A由静止释放，当落到位置B时，获得最大速度，且绳子与竖直方向的夹角为O，己知定滑轮与轻杆的距离为，和均可看成质点，则下列说法正确的是（）A.的最大速度为B.的最大速度为C.上滑到最高点的过程中，的机械能增加量为D.下滑到最低点的过程中，的机械能先增大后减小【答案】BC【解析】【详解】D．下滑的过程，绳子的拉力对一直做负功，的机械能一直减小，故D错误；C．设下滑的最大距离为，两物体组成的系统满足机械能守恒，则有解得上滑的过程，即下滑的过程，两物体组成的系统满足机械能守恒，则的机械能增加量等于的机械能减少量，则有故C正确；AB．当落到位置B时，获得最大速度，且绳子与竖直方向的夹角为，设此时物体的速度为，物体的速度为，则有两物体组成的系统满足机械能守恒，则有联立解得故A错误，B正确。故选BC。二、实验题（本题共2小题，共14分）13.如图所示是探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验装置。转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的之比。图中A、B、C到转轴的距离之比为。在探究向心力的大小与半径的关系时，图中需要让与皮带连接的变速塔轮相对应的半径___________（选填“相同”或“不同”），将质量相同的两小球分别放在长槽的___________（选填“A”或“B”）处和短槽的C处。若实验中观察到标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，则可以得到的结论是___________。【答案】①.相同②.B③.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比。【解析】【详解】[1]在探究向心力的大小与半径的关系时，应控制两小球的质量相等，两小球做圆周运动的角速度相等，根据可知为了使两小球角速度相等，图中需要让与皮带连接的变速塔轮相对应的半径相同；[2]将质量相同的两小球分别放在长槽的B处和短槽的C处；[3]若实验中观察到标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，由于则可以得到的结论是：在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比。14.某实验小组用图甲所示的装置验证机械能守恒定律，重力加速度g=9.80m/s2，实验操作如下：①测量重锤的长度d；②把光电门安装在重锤正下方，将表面平整的圆柱形重锤上表面吸在电磁铁上；③断开电磁铁的电源，让重锤自由下落，读出重锤通过光电门的遮光时间△t。（1）为了验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量及满足的条件有___________；A．重锤的质量mB．测量电磁铁下表面到光电门之间的竖直高度hC．电磁铁下表面到光电门之间的竖直高度h远大于重锤长度dD．重锤从释放到上表面下落至光电门的时间t（2）重锤通过光电门的瞬时速度v＝___________（用题目中给出的物理量符号表示）：（3）改变h，多次重复实验。把实验测量的h和计算出的v2记入表格。根据表格中的数据，在所给的坐标系中绘出拟合图线如下图所示。类别12345h/m0.10.20.30405v2/（m2·s-2）1.573.525.507.459.40（4）绘制出的v2-h图线斜率大小为___________m/s2（保留三位有效数字）；（5）某同学发现，所绘制出的v2-h图线并不过坐标原点，主要原因是：___________。【答案】①.BC##CB②.③.19.0##19.1##19.2##19.3##19.4##19.5##19.6##19.7##19.8##19.9##20.0##20.1##20.2##20.3##20.4##20.5##20.6④.高度h测量值偏大（或重锤长度不可忽略）【解析】【详解】（1）[1]A．验证机械能守恒的实验原理是重力势能的减少等于动能的增加方程两边的质量可以消去，所以没有必要称出重锤的质量，A错误；B．由于需要重力势能减少，所以需要测量电磁铁下表面到光电门之间的竖直高度h，B正确；C．为了减少误差，电磁铁下表面到光电门之间的竖直高度h远大于重锤长度d，C正确；D．重锤的经过光电门的速度是通过光电门测出来的，重力势能的减少需要的高度是直接测量的，所以重锤从释放到上表面下落至光电门的时间t不需要测量，D错误。故选BC。（2）[2]重锤的经过光电门的速度是通过光电门测出来的，测量原理是重锤的长度，与重锤通过光电门的挡光时间的比值（4）[3]根据绘制出的v2-h图线求出其斜率大小为（5）[4]绘制出的v2-h图线并不过坐标原点，主要原因是高度h测量值偏大或重锤长度不可忽略。三、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）15.我国发射的探月卫星有一类为绕月极地卫星。利用该卫星可对月球进行成像探测。如图所示，设卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面的高度为h，绕行周期为T2；月球绕地球公转的周期为T1，公转轨道半径为r；地球半径为R1，月球半径为R2，忽略地球引力、太阳引力对绕月卫星的影响，万有引力常量已知。（1）求月球质量M2；（2）求地球表面重力加速度g1。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）卫星环绕月球做匀速圆周运动，可得月球质量为（2）月球绕地球做匀速圆周运动，可得在地球表面解得16.如图甲所示，竖直平面内的轨道由倾斜直轨道AB和光滑圆轨道BCD组成，AB和BCD相切于B点，AB与水平面夹角为，O为圆心，C、D为圆轨道的最低点和最高点。可视为质点的小滑块，从轨道AB上某点由静止滑下，该点到B点的竖直高度为H。小滑块与AB间动摩擦因数，用力传感器测出滑块经过C点时对轨道的压力大小为F，如图乙所示压力大小F与高度H的关系图像。，，，求：（1）圆轨道的半径R；（2）若要滑块在轨道上的运动过程中不脱离轨道，求其在AB上静止滑下的高度H的范围。【答案】（1）；（2）或【解析】【详解】（1）由A运动到C，根据动能定理在C点，由牛顿第二定律知由牛顿第三定律有当时，解得（2）不脱离轨道分两种情况，第一种情况的临界是到圆心等高处速度为