黑龙江省齐齐哈尔市普高联谊校2022-2023学年高三上学期期中物理试题（含答案）

齐市普高联谊校2022~2023学年上学期期中考试
高三物理
考生注意：
1.本试卷满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：新人教版必修第一册和第二册。
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，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12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）
1．一个质点做匀加速直线运动，经过三个连续位置A、B、C。已知，，且由A到B和B到C两过程所用时间均为，则质点经过B点时速度大小为（　　）
A． B． C． D．
2．如图所示，光滑的水平地面上有一个匀速运动的小车，轻质弹簧的一端固定在小车左侧挡板上，另一端固定在物块上，物块和小车相对静止，小车上表面粗糙，弹簧处于伸长状态。下列说法正确的是（　　）
A．物块一定受向右的摩擦力 B．小车一定受向右的摩擦力
C．小车所受合外力向右 D．物块和小车整个系统所受合外力向右
3．如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面土的M、N点，两球运动的最大高度相同。若空气阻力不计，则（　　）
A．B的加速度比A的小 B．B在最高点的速度比A大
C．B的飞行时间比A的长 D．B落地时的速度大小与A相等
4．如图，三晋文化主题乐园内的“晋在眼中”摩天轮，深受游客喜爱。某次观光体验时，游客乘坐包厢转了圈，所用时间为t。已知摩天轮半径为R，则此过程中，游客的平均速度大小为（ ）
A． B． C． D．
5．已知地球质量为，半径为，自转周期为，地球同步卫星质量为，引力常量为，有关同步卫星，下列表述中正确的是（　　）
A．卫星的运行速度可能等于第一宇宙速度
B．卫星距离地面的高度为
C．卫星运行的向心加速度大于地球表面的重力加速度
D．卫星运行的向心速度等于地球赤道表面物体的向心加速度
6．如图所示，木箱置于水平地面上，一轻质弹簧一端固定在木箱顶部，另一端系一小球，小球下端用细线拉紧固定在木箱底部。剪断细线，小球上下运动过程中木箱刚好不能离开地面。已知小球和木箱的质量相同，重力加速度大小为g，若时刻木箱刚好不能离开地面，下面说法正确的是（　　）
A．时刻小球速度最大 B．时刻小球处于超重状态
C．时刻小球的加速度大小为 D．时刻就是刚剪断细线的时刻
7．踢出的足球在空中运动轨迹如图所示，足球视为质点，空气阻力不计。用vy、E、Ek、P分别表示足球的竖直分速度大小、机械能、动能、重力的瞬时功率大小，用t表示足球在空中的运动时间，下列图像中可能正确的是（　　）
A． B． C． D．
8．某汽车质量为，发动机的额定功率为，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍。若汽车以的加速度由静止开始匀加速启动，经过，汽车达到最大速度。重力加速度g取，在这个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．汽车的最大速度为 B．汽车匀加速的时间为
C．汽车启动过程中的位移为 D．末汽车发动机的输出功率为
9．我国北斗三号导航卫星共有三种卫星，地球同步卫星P、倾斜同步轨道卫星Q、中圆轨道卫星M，P与Q轨道高度相同，M的轨道半径为Q的轨道半径的五分之三，则下列说法正确的是（　　）
A．卫星P、Q的运行周期相同
B．卫星P、Q的运行线速度大小不同
C．卫星P、M的运行加速度大小之比为
D．卫星P、M的运行时受到地球引力大小之比为
10．一质量为m的小球，以O为圆心，在竖直面内做半径为R的圆周运动。图甲是用轻绳连接小球，图乙是用轻杆连接小球，如图所示。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）
A．图甲中小球过最高点的最小速度为
B．图乙中小球过最高点的最小速度为
C．图甲中小球过最高点时，轻绳对小球的作用力一定随速度的增大而增大
D．图乙中小球过最高点时，轻杆对小球的作用力一定随速度的增大而增大
11．如图甲所示，物块的质量，初速度，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图像如图乙所示，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　）
A．内物块的加速度大小为
B．在末恒力F开始反向物块做匀加速运动
C．内物块的加速度大小为
D．物块与水平面的动摩擦因数为0.0375
12．从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。由图中数据可得（　　）
A．物体的质量为2kg
B．h=0时，物体的速率为10m/s
C．h=2m时，物体的动能Ek=40J
D．从地面至h=4m，物体的动能减少100J
二、实验题（本题共2小题，共16分）
13．某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。将一钢球用细线系住悬挂在铁架台上，钢球静止于A点。在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条。在A的正下方固定一光电门。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出。记录钢球每次摆下的高度h和计时器示数t，就能验证机械能是否守恒。
(1)用刻度尺测量遮光条宽度，如图乙所示，读数为__________cm。某次测量中，计时器的示数为0.00320s，则钢球经过A时的速度v＝__________m/s。
(2)下表为该实验小组的实验结果：
第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
gh 0.122 0.305 1.034 3.117 5.121
v2 0.135 0.321 1.143 3.125 5.124
从表中发现gh与v2之间存在差异，造成该差异的原因，可能的有__________________。
A．钢球下落过程中存在空气阻力
B．实验中用的是遮光条的速度，比钢球实际速度略大
C．所测钢球摆下高度h为释放时球心到球在A点时底端之间的高度差
D．释放时给了小球一个初速度
14．如图甲所示为某实验小组“探究物体加速度与所受合外力关系”的实验装置。他们调整长木板和滑轮，使长木板水平放置且细线平行于长木板；在托盘中放入适当的砝码，接通电源，释放物块，多次改变托盘中砝码的质量，记录传感器的读数F，求出加速度a。
请回答下列问题：
（1）实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知交流电频率为，两计数点间还有四个点没有画出，根据纸带可得打计数点3时的速度大小为___________，物块的加速度大小为___________。（均保留三位有效数字）
（2）若以力传感器的示数F为纵坐标，加速度a为横坐标，画出的图像是一条如图丙所示的直线，求得图线的斜率为k，纵轴截距为，若传感器的质量，则物块的质量为___________。若已知重力加速度为g，物块与长木板动摩擦因数为___________。
（3）该实验___________（填“需要”或“不需要”）满足钩码质量远远小于物块和传感器的总质量。
三、计算题（本题共3小题，共36分。作答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15．如图所示，水平圆盘可以沿逆时针方向旋转，小物块A（可视为质点）的质量为，到圆心的距离为，物块与圆盘间的最大静摩擦力为自身重力的0.5倍，重力如速度取。圆盘绕过圆心的竖直轴转动，转动的角速度由零缓慢增大。求：
（1）当角速度时，物块A受到的摩擦力大小；
（2）要使物块A与圆盘之间不发生相对滑动，角速度的最大值。
16．如图甲所示，质量为的小物块静止在倾角为37°的斜面的底端，现对其施加沿斜面向上的力F，力随时间变化的情况如图乙所示，2s后撤去力F。已知，，物块与斜面间的动摩擦因数，重力加速度，斜面足够长，求：
（1）力F作用下物块的加速度大小；
（2）物块沿斜面向上运动的最大距离。
17．如图所示，有一个可视为质点的质量为的小物块，从光滑平台上的点以的初速度水平抛出，到达点时，恰好沿点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端点的质量为的长木板。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑接触，小物块与长木板间的动摩擦因数，圆弧轨道的半径为，点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角，不计空气阻力，取重力加速度.。求：
（1）、两点的高度差；
（2）小物块刚要到达圆弧轨道末端点时对轨道的压力；
（3）要使小物块不滑出长木板，木板的最小长度。（，）
1．D
【详解】
因B点是AC的中间时刻，则质点经过B点时速度大小等于AC的平均速度，则
故选D。
2．A
【详解】
A．物块受力平衡，受到弹簧向左的拉力，则受到小车向右的摩擦力，选项A正确；
B．小车对木块的摩擦力向右，则小车一定受木块向左的摩擦力，选项B错误；
C．小车静止，则所受合外力为零，选项C错误；
D．物块和小车整个系统处于静止状态，则所受合外力为零，选项D错误。
故选A。
3．B
【详解】
A．两物体的加速度相等，均为g，选项A错误；
BC．两球运动的最大高度相同，将从最高点到落地视为平抛运动，根据
可知，两物体运动时间相同，B的水平位移较大，则B的水平速度较大，B在最高点的速度比A大，选项B正确，C错误；
D．两物体落地时竖直速度相等，因B的水平速度较大，可知B落地时的速度大小大于A的速度，选项D错误。
故选B。
4．A
【详解】
根据平均速度公式
其中
解得
故选A。
5．B
【详解】
A．第一宇宙速度为
而同步卫星的速度为
因此同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故A错误；
B．万有引力提供向心力，有
且有
r=R+h
解得
故B正确；
C．卫星运行时受到的向心力大小是
向心加速度
地表重力加速度为
故卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故C错误；
D．同步卫星与地球赤道表面的物体具有相同的角速度，根据
a=ω2r
知，卫星运行的向心加速度大于地球赤道表面物体的向心加速度，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】
小球运动到最高点时木箱恰好不能离开地面，此时小球速度为零，对木箱受力分析有
对小球受力分析有
又
解得
A．时刻小球速度为零，选项A错误；
B．时刻小球加速度向下，处于失重状态，选项B错误；
C．时刻小球的加速度大小为，选项C正确；
D．时刻小球运动到最高点，不是刚剪断细线的时刻，选项D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．足球做斜抛运动，在竖直方向上做加速度为g的匀变速直线运动，上升阶段
vy=vy0－gt
下落阶段
vy=gt
由关系式可知，速度与时间成一次函数关系，图像是一条倾斜直线，故A错误；
B．不考虑空气阻力，足球只受重力作用，机械能守恒，E不变，故B错误；
C．足球在水平方向上一直有速度，则足球的动能不能为零，故C错误；
D．上升阶段
vy=vy0－gt
下落阶段
vy=gt
再由重力的瞬时功率
P=mgvy
可得重力的瞬时功率与时间成一次函数关系，且在最高点重力的瞬时功率为零，故D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．当阻力与牵引力平衡时，汽车速度达到最大值，由汽车的功率和速度关系可得
解得
A错误；
B．汽车以0.5m/s2的加速度运动时，当汽车的功率达到额定功率时，汽车达到了匀加速运动阶段的最大速度，由汽车的功率和速度关系可得
由牛顿第二定律，可得此时汽车的牵引力为
由以上方程可得
这一过程能维持的时间
B正确；
C．匀加速过程中汽车通过的位移为
启动过程中，由动能定理得
解得，汽车启动过程中的位移为
x = 120m
C错误；
D．由B项分析可知，4s末汽车还在做匀加速运动，实际功率小于额定功率，所以4s末汽车发动机的输出功率小于60kW，D错误。
故选B。
9．AC
【详解】
A．由于P、Q卫星的轨道半径相同
可得
可知轨道半径相同，运行周期相同，A正确；
B．同理由
可得
P、Q两卫星运行轨道半径相同，所以运行速度也相同，B错误；
C．由
可得
可知加速度与半径平方成反比，M的轨道半径为P的轨道半径的五分之三，卫星P、M的运行加速度大小之比为
C正确；
D．由万有引力
可知引力除了与半径有关还与卫星质量有关，由于卫星质量不确定，所以不能确定卫星P、M所受引力之比，D错误。
故选AC。
10．AC
【详解】
A．当小球到达最高点弹力为零时，重力提供向心力，有
解得
所以，小球过最高点的最小速度为，故A正确；
B．小球过最高点时，由于杆能支撑小球，所以小球通过最高点的最小速度为零，故B错误；
C．小球过最高点时，则有
显然，绳子对球的作用力随着速度增大而增大，故C正确。
D．小球在最高点，若时，则有
解得
杆子杆对球的作用力随着速度的增大而减小，故D错误；
故选AC。
11．CD
【详解】
A．物块在0~10m内速度减小，做匀减速直线运动，物块匀减速直线运动的加速度大小为
选项A错误；
B．物块做匀减速直线运动的时间为
即在4s末恒力F反向物块做匀加速运动，选项B错误；
C．物块匀加速运动的加速度大小
选项C正确；
D．根据牛顿第二定律得
联立两式解得
F=0.875N
f=0.375N
则动摩擦因数为
选项D正确。
故选CD。
12．ABD
【详解】
A．Ep-h图像知其斜率为G，故
G= =20N
解得
m=2kg
故A正确；
B．h=0时，Ep=0
Ek=E机-Ep=100J-0=100J
故
=100J
解得
v=10m/s
故B正确；
C．h=2m时，Ep=40J
Ek= E机-Ep=90J-40J=50J
故C错误；
D．h=0时
Ek=E机-Ep=100J-0=100J
h=4m时
Ek’=E机-Ep=80J-80J=0J
故
Ek- Ek’=100J
故D正确。
故选ABD。
13． 0.80 2.50 BD
【详解】
(1)[1]用刻度尺测量遮光条宽度，读数为0.80cm。某次测量中，计时器的示数为0.00320s，则钢球经过A时的速度
(2)[2]由表格数据可知，gh比v2偏小，则：
A．若钢球下落过程中存在空气阻力，则会使gh比v2偏大，选项A错误；
B．实验中用的是遮光条的速度，比钢球实际速度略大，造成v2比gh偏大，选项B正确；
C．若所测钢球摆下高度h为释放时球心到球在A点时底端之间的高度差，则h测量值偏大，会造成gh比v2偏大，选项C错误；
D．释放时给了小球一个初速度，则会造成v2比gh偏大，选项D正确；
故选BD。
14． 0.611 2.00 不需要
【详解】
（1）[1]两计数点间还有四个点没有画出，则T=0.1s
打计数点3时的速度大小为
[2]根据
可求出物块的加速度为
（2）[3][4]由牛顿第二定律
则
由图像可知
解得
（3）[5]该实验由于有力传感器测量物块的拉力，则不需要满足钩码质量远远小于物块和传感器的总质量。
15．（1）；（2）
【详解】
（1）小物块A与圆盘间的最大静摩擦力为
当角速度时，设物块A与圆盘相对静止，则有
假设成立，则物块A受到的摩擦力大小为。
（2）当物块A与圆盘间的静摩擦力达到最大时，则有
解得
要使物块A与圆盘之间不发生相对滑动，角速度的最大值为。
16．（1）；（2）
【详解】
（1）撤去力F前，根据牛顿第二定律得
解得
（2）物块加速运动的距离为
撤去力F时物块的速度为
撤去力F后，根据牛顿第二定律得
解得
撤去力F后，物块向上滑动的距离为
物块沿斜面向上运动的最大距离为
17．（1）；（2），方向竖直向下；（3）
【详解】
（1）小物块在点速度大小为
小物块在点的竖直分速度为
下落高度为
（2）小物块由到的过程中，由动能定理可得
解得
小球在点时由牛顿第二定律得
代入数据解得
根据牛顿第三定律可知，小物块刚要到达圆弧轨道末端点时对轨道的压力大小为，方向竖直向下。
（3）设小物块刚滑到木板左端时，与木板达到共同速度，小物块在木板上滑行的过程中，小物块与长木板的加速度大小分别为
，
速度分别为
，
解得
对物块和木板系统，由能量守恒定律得
解得
即木板的长度至少是。