2022届湖北省部分学校高三上学期期中考试物理试题（Word版含答案）

2022届高三上学期期中考试
物理试题
（测试时间：75分钟卷面总分：100分）
一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1.2021年10月1日国庆节，新中国迎来72周年华诞，天安门广场隆重举行升国旗仪式。在太阳跃出地平线的两分零七秒的时间内，升旗手要分秒不差的将国旗从旗杆底升到杆顶。已知国旗上升的高度为30米，可将此过程简化为：先做初速度为零的匀加速运动、再做匀速运动、最后做匀减速运动到速度减
为零。则匀速阶段的速度可能为
A.0.20m/s B.0.30m/s C.0.60m/s D.0.50m/s
2.三轮高压清洗车是一种环保清洁设备，主要用来冲洗城市和乡村人行道、辅道、路沿石、背街小巷等小型道路，也可以用来清理城市小广告，清理效果明显。如图所示，一高压清洗设备喷口的出水速度为100m/s，水的密度ρ=1.0g/cm3，则此设备喷口的出水压强为
A.2.0×105Pa B.1.0×107Pa C.2.0×103Pa D.1.0×103Pa
3.表面光滑的四分之一圆柱体紧靠墙角放置，其横截面如图所示。细绳a、b一端固定在竖直墙面上同一点P，另一端分别连接小球A、B，A、B两球均在柱体上保持静止。已知a的长度为b的2倍，A的质量为B的2倍。则a、b的拉力之比为
A. B. C.2 D.4
4.如图所示是倾角θ=45°的斜坡，小明在在斜坡底端P点正上方高h=1.35m的Q点以速度v0水平向左抛出一个小球A，小球A恰好能以垂直斜坡的速度落在斜坡上，小球被反弹后，速度大小变为原来的0.8倍，再次到达最高点时被小明接住，不计空气阻力和碰撞时间，g取10/s2，则小球在空中的运动时间为
A.0.30s B.0.54s C.0.60s D.0.24s
5.一个质点沿x轴做匀变速直线运动时，在不同时刻t相对原点的位置坐标x如下表所示，则下列说法正确的是
时刻t（s） 0 1 2
坐标x（m） 10 5 2
A.质点沿x轴正方向运动 B.质点运动的初速度大小为8m/s
C.质点运动的加速度大小为2m/s2 D.t=4s时，坐标x=3m
6.转运码头上起吊机正在工作，启动电动机收紧钢索，将原来静止的重物竖直向上提升。提升的前两个阶段，重物的机械能E与上升距离h的关系如图所示。若全过程各种摩擦忽略不计，下列判断正确的是
A.钢索拉重物的力一直增大
B.钢索拉重物的力先减小后不变
C.在第二阶段，钢索拉重物的力一定大于重物的重力
D.在第二阶段，重物的速度不可能匀速运动
7.如图，倾角为30°、质量为的斜面体置于光滑水平面上。轻弹簧的上端固定在斜面体的顶端A处，下端拴一质量为的小球。现让系统在水平恒力F的作用下以加速度大小为水平向左做匀加速直线运动。已知重力加速度大小为g，静止时弹簧与斜面平行，不计一切摩擦和空气阻力。若突然撤去力F，在撤去力F的瞬间，假设小球与斜面之间的弹力不变，则
A.弹簧的弹力大小为 B.小球对斜面的压力大小为
C.斜面体的加速度大小为 D.小球的加速度大小为O
8.2021年5月15日7时18分，“天问一号”探测器成功着陆于火星，我国首次火星探测任务着陆火星取得成功。“天问一号”发射后经过地火转移轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道，经变轨调整后，进入着陆准备轨道，如图所示。已知“天问一号”火星探测器的火星着陆准备轨道半长轴为a1，周期为T1的椭圆轨道，我国北斗导航系统的中圆地球轨道卫星轨道半径为r2，周期为T2，引力常量为G。则下列判断正确的是
A.
B.“天问一号”在A点从环火星圆轨道进入着陆准备轨道时需要开启发动机向前喷气
C.由题目已知数据可以估算火星质量和密度
D.由题目已知数据可以估算火星质量及火星质量和地球质量的比值
9.如图所示，ACB为半径为R、由光滑细杆制成的圆弧的一部分，A与圆心O等高，B为最低点，C为圆弧AB中点，圆弧ACB位于竖直平面内，一小球穿在细杆上，固定于一轻弹簧的一端，轻弹簧另一端固定在O1点，O、O1、C三点共线，当小球经过D点时弹簧处于原长，OD与OA方向间的夹角为30°。小球从A点由静止释放，从A点运动到B点的过程中，已知重力加速度为g，下列说法中正确的是
A.小球滑到D点时加速度大小为 B.弹簧弹性势能先减小后增大
C.小球的机械能先增大后减小再增大又减小 D.小球到达B点时速度大小为
10.如图所示，AB为竖直放置的光滑圆筒，一根长细绳穿过圆筒后一端连着质量为m1=5kg的小球，另一端和细绳BC（悬点为B）在结点C处共同连着一质量为m2的小球，长细绳能承受的最大拉力均为60N，细绳BC能承受的最大拉力均为27.6N。圆筒顶端A到C点的距离=1.5M，细绳BC刚好被水平拉直时长=0.9，转动圆筒并逐渐缓慢增大角速度，在BC绳被拉直之前，用手拿着m1保证其位置不变，在BC绳被拉直之后，放开m1，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是
A.在BC绳被拉直之前，AC绳中拉力逐渐增大
B.当角速度时，BC绳刚好被拉直
C.当角速度ω=2rad/s时，AC绳刚好被拉断
D.当角速度ω=4rad/s时，BC绳刚好被拉断
11.如图所示，两块相同的质量分布均匀的长方形薄木板并排放在水平桌面上，每块木板长为L，质量为m，与桌面间的动摩擦因数为μ，木板1的右边与桌子的右边相齐。现用大小为3μmg的水平恒力向右推木板2，下列说法正确的是
A.木板1与2分离前，木板1对2的弹力大小为2μmg
B.木板1与2分离时，木板2的速度大小为
C.木板2即将从桌面翻落时的动能为2.25μmgL
D.从施加恒力到木板2即将从桌面翻落，两木板与桌面间摩擦产生的总热量为2μmgL
二、非选择题：本题共5小题，共56分。
12.（7分）某同学用图示装置验证机械能守恒定律，实验步骤如下：
①将拉力传感器固定在A处，传感器与显示屏连接，用细线系着一实心小球，细线另一端固定在传感器下端的O点，调整激光笔的高度使其光线水平经过O点。
②小球静止在细线下端时读出传感器示数F0；
③将小球拉起，使细线伸直且与激光束重合，释放小球，读出小球下摆过程中传感器最大示数F1；
④增大悬线长度，多次重复步骤③，依次读出小球下摆过程中传感器最大示数F2、F3、F4、……、Fn；
⑤求出传感器最大示数的平均值
（1）实验中选用哪种小球更有利于验证机械能守恒定律？___________
A.钢球 B.塑料球 C.铝合金球
（2）在误差允许范围内，若=___________F0，则该过程满足机械能守恒。若改换为密度更大的同型号小球，重复实验，该关系式___________（选填“仍然”或“不再”）成立。
（3）一同学实验时没有注意小球材质，实验时得到F1=2.8F0，则第一次摆下过程中机械能损失占比为___________%。
13.（9分）某实验小组利用如图甲所示装置研究匀变速直线运动，实验开始时，小球静止在O点，将小球从O点静止释放后，小球经过A点到达斜面底端B，A、B两点的传感器可以测出A、B间的距离x及小球在AB段运动的时间t。改变A点及A点传感器的位置，重复多次实验，记录数据如下表：
x（m） 8.0 7.5 6.0 3.5
t（s） 2.0 1.5 1.0 0.5
（1）为了便于用图像法进行数据处理，则描绘x与t的关系的图像应该选用__________。（选填“x一t2图”“-t图”或“x-图”）
（2）在如图乙所示的坐标系中画出对应的图像，注意标明坐标轴的物理量及单位，选定合理的标度；
（3）根据图线可得小球在斜面上运动的加速度大小为__________m/s2，小球运动到斜面底端时的速度大小为__________m/s。
14.（9分）2021年5月15日，天问一号探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，标志着我国
首次火星探测任务取得成功。已知地球的质量与火星的质量之比，地球的半径与火星的半径之比，地球的自转周期与火星的自转周期之比，求：
（1）地球与火星的第一宇宙速度之比；
（2）地球与火星的同步卫星的轨道半径之比。
15.（15分）如图所示，水平地面上有两个小球A和B，A球质量mA=3m，不受摩擦力作用，B球质量为mB=m，与地面间的动摩擦因数为μ。A球以初速度v0开始向静止的B球运动，A球与B球发生的都是弹性碰撞，不计碰撞的时间，重力加速度为g。求：
（1）第一次碰后到第二次碰前B球的位移；
（2）从AB第一次碰后到AB即将发生第三次碰撞的时间.
16.（16分）如图所示，质量为m=3kg的物体以某一速度恰好通过半径R=0.32m的光滑半圆轨道的最高点A，然后沿着半圆轨道运动到最低点B，半圆轨道最低点B与长度为L的水平传送带平滑连接，传送带以v=2m/s的速度逆时针匀速转动。物体滑离半圆轨道后立即撤走半圆轨道。重力加速度g取10m/s2，物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，不考虑物体的大小，求：
（1）物体运动到B点时的速度；
（2）要使物体不从传送带右端滑下，则L应满足什么条件？
（3）若L=6m，物体冲上传送带到滑离的过程中，传送带电动机额外消耗的电能为多少？
物理试题参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
答案 B B D B C B C BD CD ABD CD
1.【答案】B
【解析】国旗在上升的过程中，若将全程看为匀速，则速度约为，若全程先匀加速直线运动到速度达最大值再立即匀减速直线运动到速度减为0，则最大速度约为，由以上分析可知匀速运动的速度取值介于和之间，故选B。
2.【答案】B
【解析】设喷口的横截面积为S，在时间内从喷口喷出的水的质量，设此设备喷口的出水压强为p，以这些水为研究对象由动量定理有，解得，故B正确。
3.【答案】D
【解析】A球受力如图，因A平衡，则A的重力、a的拉力、柱体的支持力构成闭合的三角形。由几何关系知，，同理可得，解得，D正确。
4.【答案】B
【解析】设小球A垂直落在斜面上时的速度为v，平抛运动的水平位移为x，竖直位移为y；小球B自由落体运动下落高度为h，对小球A将其末速度v按水平方向和竖直方向分解，如图所示：
则竖直方向有，，且，水平方向有，，即为，且，代入数据联立解得，反弹后速度为，竖直分速度为，到最高点的时间为，小球在空中的运动时间为，B正确。
5.【答案】C
【解析】质点沿x轴负方向运动，A错误；时间内，质点的位移大小等于两坐标之差，即，根据位移公式有；时间内，质点的位移大小等于两坐标之差，即，根据位移公式有；联立，解得，，B错误，C正确；根据位移公式求得内质点的位移为，坐标，D错误。
6.【答案】B
【解析】重物机械能的变化由钢索的拉力做功决定，即，所以图线的斜率表示拉力，A错误，B正确；第二阶段，拉力为恒力，可能是匀速运动，也可能是匀变速运动，C，D错误。
7.【答案】C
【解析】在力F作用下，由于恰好等于，说明小球恰好不离开斜面，弹簧拉力。撤去力F的瞬间，弹簧弹力不发生突变，仍为，小球受力不变，小球对斜面的压力大小为零，A、B错误；小球受力不变，加速度不变，仍为，D错误；斜面体的加速度大小设为a，则，解得，C正确。
8.【答案】BD
【解析】由于我国北斗导航系统的中圆地球轨道卫星绕地球运动，而“天问一号”火星探测器在着陆准备轨道上运动时是绕火星运动，中心天体不一样，因此开普勒第三定律不适用，故A错误；“天问一号”从环火圆轨道进入着陆准备轨道时需要减速，所以开启发动机向前喷气，故B正确；由开普勒第三定律可知轨道半径为的绕火星做匀速圆周运动的卫星的周期也为，设火星的质量为，所以有，所以，所以能估算火星质量，而如果估算火星密度还需要知道火星半径，故C错误；利用中圆轨道卫星可以估算地球质量，所以能够估算火星质量及火星质量和地球质量的比值，故D正确。
9.【答案】CD
【解析】小球滑到D点时重力沿切线方向的分力提供切向合力产生切向加速度，即，所以，而此时小球还有向心加速度，所以小球的加速度肯定不是，故A错误；由题意可知弹簧在小球经过D点时处于原长，而小球经过C点时弹簧处于压缩状态且长度最短，所以小球从A点到C点过程中弹簧弹性势能先减小后增大，由对称性可知当小球从C点到B点过程中弹簧弹性势能先减小后增大，故B错误；运动过程中小球的机械能和弹簧弹性势能之和保持不变，由前面分析可知小球的机械能先增大后减小再增大又减小，故C正确；小球从A点滑到B点的过程中弹簧弹性势能没有变化，所以小球减小的重力势能全部转化为小球的动能，即，所以小球在B点的速度大小为，故D正确。
10.【答案】ABD
【解析】转动圆简并逐渐缓慢增大角速度的过程中，绳与竖直方向的夹角逐渐增大，竖直方向处于平衡，由可知在绳被拉直之前，绳中拉力逐渐增大，A正确；在绳被拉直之后，放开，就一直处于平衡状态，绳中拉力不变，C错误；绳刚好被拉直时，绳与竖直方向的夹角，对小球受力分析，由牛顿第二定律可知，解得，B正确；对小球，竖直方向有，可知，当被拉断时，，解得，D正确。
11.【答案】CD
【解析】木板1与2分离前，两木板一起运动，加速度设为a，木板2对1的弹力为，对整体，取木板1为研究对象，，解得，根据牛顿第三定律，木板1对2的弹力大小为，A错误；木板1加速前进与木板2分离，速度大小为，解得，B错误；木板1与2分离后，木板2再继续运动L开始从桌面翻落，由动能定理，解得，C正确；由功能关系，两木板与桌面间摩擦产生的总热量为，D正确。
12.【答案】（1）A （2）3 仍然 （3）10
【解析】（1）摆下过程中若只有重力做功机械能守恒，为减小阻力影响，相同体积时应选用密度大的小球，故应选钢球，A正确；
（2）竖直悬挂时，小球受力平衡；小球摆下过程若机械能守恒，在最低点拉力最大，，解得，最大值与半径无关，故，因此。若仅增大小球质量，关系仍成立；
（3）若，则在最低点，，则在最低点的动能为，机械能损失了，故第一次摆下过程中机械能损失占比为。
13.【答案】（1）图 （2）如图所示 （3）4 8
【解析】（1）根据匀变速直线运动公式、，联立可得，可见图是一条直线，便于数据处理；
（2）如图所示：
（3）由图像的函数表达式可知，纵轴截距为小球运动到斜面底端B点时速度大小，则，图像斜率，则。
14.【答案】（1） （2）
【解析】（1）由万有引力提供向心力有
可得
所以
可得
（2）由万有引力提供向心力有
可得
所以
可得
15.【答案】（1） （2）
【解析】（1）A球以初速度开始向静止的B球运动，A球与B球发生弹性碰撞，设第一次碰后A球与B球的速度分别为、，则
碰后A做匀速运动，B做匀减速运动，由牛顿第二定律：
当B速度减为零所需要的时间
第一次碰后到B速度减为零过程中的位移
在此时间内A的位移
由于，即B速度减为零时，A还未追上，则第二次碰撞发生在B停下的位置
联立解得第一次碰后到第二次碰前B球的位移
（2）第一次碰撞到第二次碰撞所经历的时间
解得
同理，第二次碰撞到第三次碰撞所经历的时间
从第一次碰后到即将发生第四次碰撞的时间
联立解得
16.【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）物体刚好能通过半圆轨道的最高点A，则
根据机械能守恒定律，从A到B过程有
解得
（2）物体在传送带上运动，根据牛顿第二定律
设物体向右减速滑行的位移为，根据运动学公式
要使物体不从传送带右端滑下，则
解得
（3）设物体向右减速滑行的时间为，
根据运动学公式
物体向右减速滑行过程中，传送带运动的位移
物体向右减速滑行的位移
所以物体先向右减速，后向左加速再匀速从传送带左端滑出。物体向左加速运动的时间
传送带运动的距离
物体从滑上传送带到滑离传送带的过程中，传送带电动机额外多消耗的电能
代入数据得