河北省邢台市五校2022-2023学年高三上学期物理期中联考试卷（含答案）

河北省邢台市五校2022-2023学年高三上学期物理期中联考试卷一、单选题1．关子行星运动定律和万有引力定律的建立过程，下列说法正确的是（）A．开普勒通过天文仪器观察到行星绕太阳运动的轨道是椭圆B．第谷通过严密的数学运算，得出了行星的运动规律C．牛顿通过比较月球和近地卫星的向心加速度，对万有引力定律进行了“月－地检验”D．卡文迪什通过对几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量的数值2．2019年12月17日，我国第一艘国产航空母舰“山东舰”正式交付海军，“山东舰”发动机最大输出功率为P，最大航行速度为vmA．若“山东舰”匀加速启动，则在匀加速阶段，发动机提供的牵引力大小恒定B．若“山东舰”以恒定功率P启动，经时间t后速度达vm，则有C．若“山东舰”以vm2D．若“山东舰”以vm23．如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球从静止开始下落20cm，被竖直顶起，离开头部后上升的最大高度仍为20cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度g取10m/sA．下落到与头部刚接触时，足球动量大小为1.6kg·m/sB．头部对足球的平均作用力为足球重力的4倍C．从最高点下落至重新回到最高点的过程中，足球重力的冲量为2N·sD．与头部作用过程中，足球动量变化量为04．2022年7月25日3时13分，问天实验舱入轨后，顺利完成状态设置，成功对接于天和核心舱前向端口，假设组合体在距地面高度h约为400km的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，周期为T。已知地球半径为R，引力常量为G，不考虑地球自转的影响，地球看成质量分布均匀的球体，则（）A．地球的质量为4B．地球的密度为3πC．组合体的加速度大小比地球同步卫星的小D．为了实现对接，实验舱和核心舱应在同一轨道上运行，且两者的速度都应大于第一宇宙速度5．穿在光滑曲杆上的质量为m的小环从A点以初速度v0释放，沿曲杆运动最终落地，B点离地高度为h1，C点离地高度为h2，（h1＞h2），为使得小环落地动能最小，则在A处重力势能为（以地面为零势能面，重力加速度为g）（）A．mgh1 B．mgh2 C．mgh1−6．如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处开始自由下滑则（）A．在以后的运动过程中，小球和槽的动量始终守恒B．在以后的运动过程中，小球和槽的机械能始终守恒C．被弹簧反弹后，小球和槽都做速率不变的直线运动D．被弹簧反弹后，小球和槽的机械能守恒，小球能回到槽高h处7．如图甲所示，曲面为四分之一圆弧、质量为M的滑块静止在光滑水平地面上，一光滑小球以某一速度水平冲上滑块的圆弧面，且没有从滑块上端冲出去，若测得在水平方向上小球与滑块的速度大小分别为v1、vA．小球的质量为bB．小球能够上升的最大高度为aC．小球运动到最高点时的速度为abD．若a=b，小球在与圆弧滑块分离后做自由落体运动二、多选题8．一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1.5×10A．汽车的最大功率为5×B．汽车匀加速运动阶段的加速度为2C．汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动D．汽车从静止开始运动26s内位移是330m9．已知空间站绕地球作匀速圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程（宇航员看不见太阳），如图所示，已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0，太阳光可作为平行光，空间站上的宇航员在A点测出对地球的张角为αA．空间站轨道半径r=B．空间站绕地球飞行的周期T=C．若空间站的周期为T，空间站每次“日全食”过程的时间t=D．若空间站的周期为T，一天内经历的“日全食”的次数n=10．如图，粗糙水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R一个质量为m的物块（可视为质点）将弹簧压缩至A点并由静止释放后向右弹开，当它经过B点进入圆形导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能到达最高点C．物块与粗糙水平面AB之间的动摩擦因数为μ，AB部分长为L，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．物块经过B点时的速度大小7gRB．物块经过B点时的速度大小6gRC．物块从B点运动至C点的过程中阻力做的功mgRD．物块在A点时弹簧的弹性势能μmgL+3mgR11．某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型，竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态。当滑块从A处以初速度v0为10m/s向上滑动时，受到滑杆的摩擦力f为1N，滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞，带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动。已知滑块的质量m=0.2kg，滑杆的质量M=0.6kg，A、B间的距离l=1.2A．滑杆向上运动的最大高度0.2mB．滑块在向上滑动的过程中，桌面对滑杆支持力的大小为8NC．滑块碰撞前瞬间的速度大小8m/sD．滑块在静止时，桌面对滑杆支持力的大小为5N三、实验题12．一研究学习小组利用下图装置验证动量守恒定律，将钢球a用细线悬挂于O点，钢球b放在离地面高度为H的支柱上，O点到a球球心的距离为L。将a球拉至悬线与竖直线夹角为α，由静止释放后摆到最低点时恰与b球正碰，碰撞后a球把轻质指示针（图中未画出）推移到与竖直线夹角β处，b球落到地面上，测出b球的水平位移s，当地重力加速度为g。（1）a球碰撞前后的速度的表达式v0=，va=（用L、g、（2）b球碰后的速度的表达式vb=（3）若在钢球b的被碰位置贴一小块胶布，依然将a球拉至悬线与竖直线夹角为α由静止释放，增大的物理量是______；A．碰撞过程中系统的总动量 B．碰撞过程中系统动能的损失13．某物理实验小组的同学用不同的实验方法验证“机械能守恒定律”。（1）同学甲用如图1所示的实验装置让重物做自由落体运动来验证“机械能守恒定律”。①下列说法正确的是。A．重物的质量和体积应大一些B．重物释放时应尽量靠近打点计时器C．实验时，应先接通电源，后松开纸带D．可以用公式v=gt计算某点的速度②该同学规范操作后，打出一条纸带，如图2所示，O点为速度为零的起始点，A、B、C、D、E、F、G为选取的计数点。已知OE之间的离为h，E点的瞬时速度大小为vE，重力加速度为g，将12v（2）同学乙利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光条的滑块（总质量为M，遮光条两条长边与导轨垂直），左端由跨过定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连，导轨上B点处有一光电门。实验时，将滑块从A点由静止释放，测得遮光条的宽度d，遮光条经过光电门时的挡光时间t，A点到B点的距离l，A点与B点间的高度差为h。①首先测量出遮光条的宽度d。a．测遮光条的宽度需要用图乙中的（选填“C”或“D”）b．某同学用卡尺把遮光条夹紧后直接进行读数，如图丙所示读数为cm。c．上一步骤中该同学漏掉的操作是。②滑块从A点B点的过程中，m和M组成的系统动能增加量可，表示为ΔEk=，系统的重力势能减少量可表示为ΔE四、解答题14．一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点，距离A点5m的位置B处是一面墙，如图所示，物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s，碰后以6m/s的速度反向运动直至静止．g取10m/s2．（1）求物块与地面间的动摩擦因数μ；（2）若碰撞时间为0.05s，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F；（3）求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W．15．如图所示，杂技“双人空中飞人”是一种精彩绝伦的表演。小明同学为了研究其中的物理原理简化情景如下：一名质量为M演员倒挂在秋千上，在秋千绳子与竖直方向成θ角时，在其他工作人员帮助下由静止开始运动，另一名质量为m的演员从秋千运动轨迹的正下方舞台上同平面水平由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，当经过时间t，秋千运动到最低点时，质量为M的演员正好双手抓住质量为m的演员，并一起恰好荡到竖直高度比秋千最低点高h的一个平台上。已知秋千绳子长度为L，两名演员的身高均可在该问题中忽略，且不计一切阻力。求：（1）质量为M的演员在最低点时的速度？（2）求平台比秋千最低点高的距离h为多少？16．如图所示，弹性轻绳（绳的弹力与其伸长量成正比）左端固定在A点，弹性绳自然长度等于AB，跨过由轻杆OB固定的定滑轮连接一个质量为m的小球，小球穿过竖直固定的杆，初始时A、B、C在一条水平线上，小球从C点由静止释放，滑到D点时速度恰好为零。已知C、D两点距离为h，小球在C点时弹性绳的拉力为mg2（1）现想使小球恰好回到C点，需要在D点给小球一个向上的速度v，则v等于多少；（2）如果仅将小球质量更换为3m，则小球到达D点时速度大小为多少。

答案解析部分1．【答案】D【解析】【解答】AB．开普勒对第谷的行星运动观察记录的数据做了多年的研究得出行星的运动规律，其中开普勒第一定律为：行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的其中一个焦点上，AB不符合题意；C．牛顿通过总结论证，总结出了万引力定律，并通过比较月球公转的周期，根据万有引力充当向心力，对万有引力定律进行了“月地检验”，C不符合题意；D．卡文迪什在实验室里通过对几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量的数值。引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的有力证据，D符合题意。故答案为：D。

【分析】根据物理学史进行分析判断。2．【答案】D【解析】【解答】A．根据牛顿第二定律可得F−f=ma，在匀加速阶段，所受的阻力随速度增大而增大，可知发动机提供的牵引力也增大，A不符合题意；B．若“山东舰”以恒定功率P启动，经时间t后速度达vm，根据动能定理可得Pt−CD．若“山东舰”以vm匀速航行时，此时牵引力等于阻力，则有fm=F=Pvm，若“山东舰”以故答案为：D。

【分析】根据牛顿第二定律得出发动机牵引力的变化情况，结合动能定理得出发动机做的功，结合机车的运动进行分析判断。3．【答案】C【解析】【解答】A．下落到与头部刚接触时，由运动学公式v2=2gh，解得v=2ghB．以向上为正方向，由动量守恒定律可知(F−mg)Δt=mv2−mC．从最高点下落到头部的时间为t=2hg=D．由题可知，与头部碰撞后，离开头部后上升的最大高度仍为20cm，则离开时速度反向，大小不变取向上为正方向，则动量变化为Δp=mv故答案为：C。

【分析】结合匀变速直线运动的位移与速度的关系以及动量的表达式得出足球的动量，通过动量守恒定律和自由落体运动的规律以及冲量的表达式得出足球重力的冲量。4．【答案】A【解析】【解答】A．对组合体有GMm(R+h)B．根据ρ=MV，V=4C．对于绕地卫星有GMmr2D．第一宇宙速度是卫星的环绕地球飞行的最大环绕速度，故实验舱和核心舱的速度应该均小于第一宇宙速度，D项错误。故答案为：A。

【分析】根据万有引力提供向心力从而得出地球质量的表达式，结合质量和密度的关系得出密度的表达式，利用万有引力为卫星的合力，从而得出向心加速度的表达式。5．【答案】C【解析】【解答】保证最小速度落地则小环在B点时速度应为0，小环在B时机械能为EPA+1故答案为：C

【分析】根据机械能守恒得出小环在A处的重力势能。6．【答案】C【解析】【解答】A．在弧形槽上运动时，竖直方向合外力不为零，系统动量不守恒；当小球也与弹簧接触后，小球受到弹力，小球和槽组成的系统动量不守恒，A不符合题意；B．在以后的运动过程中，小球和槽以及弹簧组成的系统机械能守恒，小球和槽的机械能不守恒，B不符合题意；CD．根据水平方向动量守恒可知，小球和槽分开时的速度大小相等，方向相反，0=mv故答案为：C。

【分析】根据动量守恒的条件判断动量是否守恒，结合动量守恒定律判断小球能否回到槽高处。7．【答案】B【解析】【解答】A．设小球的质量为m，初速度为v0，在水平方向上由动量守恒定律得mv0=mv1+Mv2D．若a=b，小球与滑块质量相等，小球在与圆弧滑块分离时，由水平方向上动量守恒定律知两者交换速度。小球速度为零，小球在与圆弧滑块分离后做自由落体运动，D正确，不符合题意。C．小球运动到最高点时，竖直方向速度为零，在水平方向上与滑块具有相同的速度v共，在水平方向上由动量守恒定律得mv0=(m+M)vB．小球从开始运动到最高点的过程中，由机械能守恒定律得12mv02故答案为：B。

【分析】水平方向上由动量守恒定律结合图像得出小球的质量，利用机械能守恒定律得出h的表达式。8．【答案】B,D【解析】【解答】C．由图可知，汽车在前4s内的牵引力不变，汽车做匀加速直线运动，4~26sB．由上述分析可知在4s末汽车的功率达到最大值，26s末汽车的速度达到最大值，汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力，所以阻力f=2×103N，前4s内汽车的牵引力为F=5×103A.4s末汽车的速度v4=atD．汽车在前4s内的位移x1=12at42=12×2×42m故答案为：BD。

【分析】结合F-T图像得出汽车的运动情况，通过牛顿第二定律得出加速度的大小，通过匀变速直线运动的速度与时间的关系和瞬时功率的表达式得出汽车的最大功率，结合动能定理和瞬时功率的表达式得出汽车总位移。9．【答案】B,C【解析】【解答】A．由几何关系可知sin(α2B．万有引力提供向心力，则Mmr2G=mC．由几何关系可知，空间站每次“日全食”过程的时间内转过α角所需时间为αt=2πD．地球自转一圈时间为T0，空间站的周期为T，空间站绕一圈会有一次日全食，所以每过时间T就有一次日全食，得一天内经历的日全食的次数为n=故答案为：BC。

【分析】根据几何关系以及万有引力提供向心力得出周期的表达式，通过周期和时间的关系得出空间站每次“日全食”过程的时间内转过α角所需时间。10．【答案】B,D【解析】【解答】AB．物块经过B点进入轨道瞬间，由牛顿第二定律得N−mg=mvB2RC．物块恰能到C点，有mg=mvC2RD．A到B由动能定理得W−μmgL=12m故答案为：BD。

【分析】物块经过B点时根据合力提供向心力得出B点的速度，恰能通过C点时根据重力等于向心力以及动能定理得出阻力做的功，从A到B结合动能定理得出弹簧的弹性势能。11．【答案】A,C【解析】【解答】BD．当滑块处于静止时桌面对滑杆的支持力等于滑块和滑杆的重力，即N1=(C．滑块向上运动到碰前瞬间根据动能定理有−mgl−fl=12A．由于滑块和滑杆发生完全非弹性碰撞，即碰后两者共速，碰撞过程根据动量守恒有mv1=(m+M故答案为：AC。

【分析】对滑块进行受力分析，根据共点力平衡以及得出桌面对滑杆的支持力，滑块向上运动到碰前瞬间根据动能定理得出h的大小。12．【答案】（1）2gL(1−cosα)（2）s（3）B【解析】【解答】（1）a球碰撞前，根据动能定理有mgL(1−cosα)=碰撞后，由动能定理有mgL(1−cosβ)=（2）b球碰后做平抛运动，有s=vbt，（3）若在钢球b的被碰位置贴一小块胶布，依然将a球拉至悬线与竖直线夹角为α由静止释放，则碰撞后二者将粘合在一起运动，为完全非弹性碰撞，根据完全非弹性碰撞的特点可知a、b系统仍然满足动量守恒，但系统损失的动能最大，所以增大的物理量是碰撞过程中系统动能的损失。故答案为：B。【分析】（1）a球碰撞前，根据动能定理得出a球碰撞前的速度，碰撞后结合动能定理得出a的速度；

（2）b球碰后做平抛运动，结合平抛运动的规律得出b球碰后瞬间的速度。13．【答案】（1）BC；gh（2）C；0.230；拧紧紧固螺钉，移出遮光条再读数；12(M+m)【解析】【解答】（1）①A．在该实验中，为了减小空气阻力的影响，重物应选用的质量大，体积小的物体，A不符合题意；B．为了充分利用纸带，使纸带上能记录较多清晰的点，重物释放时应尽量靠近打点计时器，B符合题意；C．实验时，应先接通电源，后松开纸带，C符合题意；D．在本实验中，若用公式v=gt计算某点的速度，就已经默认为重物的机械能守恒了，就没有验证的必要了，D不符合题意。故答案为：BC。②已知OE之间的离为h，E点的瞬时速度大小为vE，重力加速度为g，则重物的重力势能的减少量为ΔEp=mgh，动能的增量为ΔEk=（2）a．测遮光条的宽度需要用图乙中的外测量爪，即C测量；b．如图丙所示读数为d=2mm②滑块从A点B点的过程中，通过B点时的速度大小为v=dt，所以，m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=【分析】（1）根据实验方法验证“机械能守恒定律”的实验原理以及注意事项选择正确的选项；

（2）利用游标卡尺的读数原理进行读数；结合短时间的平均速度等于瞬时速度以及动能和恒力做功的表达式判断机械能是否守恒。14．【答案】（1）解：物块从A到B过程，由动