山东省青岛市城阳区2022-2023年高三上学期期中物理试题

2022-2023学年度第一学期期中考试
高三物理 2022．11
注意事项：
1． 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2． 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，只需要上交答题卡。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，每小题只有一个选项符合题目要求。
1．如图，有两个同样的梯子，其顶部用活页连在一起，在两梯中间某相对的位置用一轻绳系住，便形成了人字梯。将两个同样的人字梯甲、乙放置于水平地面上，甲梯用的绳更长一些。当某人先、后站在甲、乙两梯顶端时，下列说法正确的是（ ）
A．甲梯所受地面的支持力较大
B．甲、乙两梯所受地面的支持力相等
C．绳子张紧时，甲梯所受地面的摩擦力比乙梯的大
D．绳子张紧时，甲梯所受地面的摩擦力比乙梯的小
2．一弹簧振子作简谱振动，周期为。下列说法正确的是（ ）
A．若，则在时刻和时刻弹簧的长度相等
B．若，则在时刻和时刻振子运动加速度相等
C．若时刻和时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则等于的整数倍
D．若时刻和时刻振子运动速度的大小相等、方向相反，则等于的奇数倍
3．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向下运动，直至手掌与物体分离，不计空气阻力。对此现象分析正确的是（ ）
A．手掌离开物体的瞬间，手的加速度大于重力加速度
B．手掌离开物体的瞬间，物体的加速度小于重力加速度
C．手托物体向下运动的过程中，物体将先后经历超重状态和失重状态
D．手托物体向下运动的过程中，手对物体的作用力大于物体对手的作用力
4．“雪如意”是我国首座国际标准跳台滑雪场地。跳台滑雪运动中，裁判员主要根据运动员在空中的飞行距离和动作姿态评分。运动员在进行跳台滑雪时大致经过四个阶段：①助滑阶段，运动员两腿尽量深蹲，顺着助滑道的倾斜面下滑；②起跳阶段，当进入起跳区时，运动员两腿猛蹬滑道快速伸直，同时上体向前伸展；③飞行阶段，在空中运动员保持身体与雪板基本平行、两臂伸直贴放于身体两侧的姿态；④着陆阶段，运动员落地时两腿屈膝，两臂左右平伸。下列说法正确的是（ ）
A．助滑阶段，运动员深蹲是为了减小与滑道之间的摩擦力
B．起跳阶段，运动员猛蹬滑道主要是为了减少飞行时间
C．飞行阶段，运动员所采取的姿态是为了增加水平方向速度
D．着陆阶段，运动员两腿屈膝是为了增加与地面的作用时间
5．如图，质量的小球（可视作质点）从点以初速度水平抛出后撞到竖直挡板上，已知档板与点的水平距离为，点足够高，空气阻力不计，。则小球撞到板上时的最小动能为（ ）
A．
B．
C．
D．
6．图甲是演示简谐振动图象的装置。当盛沙漏斗下面的薄木板被匀速地拉出时，摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系，板上的直线代表时间轴。图乙是两个摆中的沙在各自木板上形成的曲线，若板和板拉动的速度和的关系为=，则板、上曲线所代表的振动的周期和的关系正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
7．甲、乙两车在同一直线上同方向运动，两车运动的图像如图所示。在末两车相遇。由图可知（ ）
A．时刻，两车相距
B．时刻，乙车在甲车之前处
C．时刻，甲车在乙车之前处
D．甲、乙两车相遇前的最远距离为
8．在建筑工地上有一种打夯机，其结构如图所示，用一长为的连杆（质量可忽略）一端固定一质量为的铁块，另一端固定在电动机的转轴上，铁块可在竖直平面内做圆周运动，打夯机质量为（不包括铁块质量）。若打夯机底座与地面间的动摩擦因数为，当电动机以某一角速度匀速转动时，打夯机恰好不在地面上滑动。已知重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则该角速度的大小为（ ）
A． B．
C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．2020年7月23日，我国用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务“天问一号”探测器。2021年5月15日，“天问一号”火星探测器搭载的“祝融号”火星车成功软着陆火星表面，是我国航天事业发展的又一具有里程碑意义的进展。此前，我国“玉兔二号”月球车首次实验月球背面软着陆，若“祝融号”的质量是“玉兔二号”的倍，火星的质量是月球的倍，火星的半径是月球的倍，火星与月球均视为球体，下列说法正确的是（ ）
A． 长征五号遥四运载火箭的发射速度介于与之间
B．火星的平均密度是月球的倍
C．火星的第一宇宙速度是月球的倍
D．火星表面的重力加速度大小是月球表面的倍
10．如图，相同的物块、叠放在一起，放置在水平圆盘上随圆盘一起匀速转动，它们和圆盘
保持相对静止，下列说法正确的是（ ）
A．图中时刻对的摩擦力水平向右
B．所需要的向心力比大
C．两物块所受的合力大小始终是相等的
D．圆盘对的摩擦力等于对的摩擦力
11． 额定功率相同的甲、乙两车在同一水平路面上从静止启动，其发动机的牵引力随时间的变化曲线如图所示。两车分别从和时刻开始以额定功率行驶，从和时刻开始牵引力视为不变，若两车行驶时所受的阻力大小与其总重成正比，且比例系数相同，下列说法正确的是（ ）
A．甲车的总重比乙车的大
B．甲车比乙车先开始运动
C．甲车在时刻的速率大于乙车在时刻的速率
D．甲车在时刻的速率大于乙车在时刻的速率
12．如图，竖直平面内固定有两根足够长的平行导槽，质量为的型管恰好能在两导槽之间自由滑动，其弯曲部分是半圆形，点为圆弧部分中点，轻弹簧右端固定于型管下端点处。一半径略小于管半径、质量为的小球以初速度从型营上端点向左射入，最终又从点离开型管。已知小球刚到达型管圆弧上端时与型管之间没有作用力，不计一切摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．小球在点的速度大小为 B．小球在点的速度大小为
C．型管获得的最大速度为 D．型管获得的最大速度为
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（6分）某实验小组利用数字实验系统探究圆周运动中向心力与速度、半径的关系。首先让一小球做半径的圆周运动，通过数字系统得到多组向心力和对应的速度，做出的关系图像如图甲所示。
（1）通过分析图甲的图线特点，为了更直观地分析、的关系，可考虑做______关系图像来探究。
（2）将小球做圆周运动的半径分别调整为和，在一个坐标系中又得到两条图线，如图乙所示。根据乙图中信息，可以得到、的关系结论是__________________，得出该结论的依据是___________________________________________________________________。
14．（9分）某学习小组利用气垫导轨装置来探究“质量一定时加速度与力的关系”，下图为实验装置示意图。利用气垫导轨上的光电门可测出滑块上的细窄挡光条经过时的挡光时间。将砝码和托盘的重力作为滑块受到的拉力，气垫导轨水平放置。实验步骤如下：
a．测出挡光条的宽度为，滑块与挡光条的质量为；
b．轻细线的一端固定在滑块上，另一端绕过定滑轮挂上一砝码盘，盘和砝码的总质量为，细绳与导轨平行；
c．让滑块静止放在导轨左侧的某一位置，测出挡光条到光电门的距离为；
d．释放滑块，测出挡光片经过光电门的挡光时间为；
e．改变砝码的质量，保证滑块每次都在同一位置由静止释放，光电门可测得对应的挡光时间。
（1）盘和砝码的总质量与滑块质量应该满足______。
（2）滑块加速度的计算式=_________（用题目中所给的字母来表达）；
（3）某实验小组同学根据实验记录的多组、数据，建立了的关系图像，下列图像中更符合真实的实验情况的是（ ）
（4）若用该装置验证机械能守恒定律，应该满足的的表达式是_________（用题目中所给的字母来表达），实验存在系统误差，原因是______________________________。
15．（8分）某同学将一质量为的小球靠近墙面（砌砖的厚度均相同）从地面以初速度竖直向上抛出，小球在运动中受到的空气阻力大小不变。用频闪照相机记录了小球上升和下降过程中的两张频闪照片，如图甲、乙所示。当地重力加速度为，求：
（1）空气阻力的大小；
（2）小球落回地面时的速度。
16．（8分）我国古人的智慧真是令人赞叹，早在3000年前就发明了辘舻，其简化模型如图所示，辘舻卷筒可绕水平轻轴转动，某人转动卷筒通过细绳从井里吊起装满水的薄壁柱状水桶，水桶的高为，空桶质量为，桶中水的质量为，重力加速度为，不计转动轴处的摩擦。
（1）若人以恒定功率转动卷筒，装满水的水桶到达井口前已做匀速运动，求水桶上升过程的最大速度；
（2）若提水过程中水面高度不变，求把水桶从图示位置缓慢拉出水面过程中人做的功。
17．（13分）科技节上某中学科技社团设计了一个竖直面轨道模型，如图所示，该模型由一个半径的光滑四分之一圆弧轨道和一个固定半径的“”型光滑管道以及一个倾角可调的斜直轨道构成。现从圆弧轨道的顶端点由静止释放一个质量的小球，小球从点水平进入“”型管道，该管道、两管口切线水平，、为两细管道圆心，连线与竖直线间的夹角。在光滑水平轨道中间静止放置一个质量也为的小滑块，小滑块与小球发生弹性碰撞冲上与水平面平滑连接的足够长倾斜直轨道，不计小滑块经过点处的机械能损失，直轨道的倾角可以在到间调节、小滑块与轨道间的动摩擦因数。已知，，重力加速度取，求：
（1）小球运动到点时对管道作用力的大小和方向；
（2）若，滑块在倾斜轨道上经过的总路程；
（3）写出取不同值时，滑块在倾斜轨道上克服摩擦力所做的功与的关系。
18．（16分）航天技术的发展是当今各国综合国力的直接体现，近年来，我国的航天技术取得了让世界瞩目的成绩，也引领科技爱好者思索航天技术的发展，有人就提出了一种不用火箭发射人造地球卫星的设想。其设想如下：如图所示，在地球上距地心处沿一条弦挖一通道，在通道的两个出口处和分别将质量为的物体和质量为的待发射卫星同时自由释放，，在中点弹性正撞后，质量为的物体，即待发射的卫星就会从通道口冲出通道，设置一个装置，卫星从冲出就把速度变为沿地球切线方向，但不改变速度大小，这样就有可能成功发射卫星。已知地球可视为质量分布均匀的球体，且质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，地球半径为，表面的重力加速度为，
（1）求地球的第一宇宙速度；
（2）求在地球内部距球心处的重力加速度大小：
（3）试证明：若单独释放物体，则物体将以为平衡位置作简谐运动；
（4）求卫星成功发射时，的最大值。