江西省南昌市三校2022-2023学年高三上学期期中联考物理试题（Word版含答案）

南昌市三校2022-2023学年高三上学期期中联考
物 理 试 卷
考试时长：100分钟 试卷总分：110分
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. 如图所示，篮球从同一高度先后抛出后均直接落入篮筐，运动轨迹如图所示，则篮球先后两次（　　）
A. 入篮前运动的时间相同 B. 入篮前时的速度相同
C. 入篮前运动动量变化率相同 D. 入篮前时重力做功的功率相同
2.如图所示，斜面1、曲面2和斜面3的顶端高度相同，底端位于同一水平面上，斜面1与曲面2的底边长度相同。一物体与三个面间的动摩擦因数相同，当它由静止开始分别沿三个面从顶端下滑到底端的过程中，下列判断正确的是
A. 物体减少的机械能
B. 物体减少的机械能
C. 物体到达底端时的速度
D. 物体到达底端时的速度
3．质量分别为2m和m的A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止，其v－t图象如图所示，则下列说法错误的是( )
A．F1、F2大小之比2∶1
B．F1、F2对A、B做功之比为1∶1
C．A、B受到的摩擦力大小相等
D．全过程中摩擦力对A、B做功之比为1∶2
4.一辆货车在满载情况下，以恒定功率P匀速经过一平直路段，速率为v；当货车空载再次经过同一路段的某位置时，功率为，速率仍为v，此时加速度为。已知重力加速度为g，货车所受阻力是货车对地面压力的，则货车满载与空载时的质量之比为
A. B. C. D.
5. 如图所示，斜面光滑的楔形物体放置在粗糙水平面上，一轻质细线绕过滑轮1和滑轮2，两端分别与物体a和轻环c连接，轻环c穿在粗糙水平横杆上，滑轮2下吊一物体b。物体a和滑轮1间的细线平行于斜面，系统静止。现将c向右移动一些，系统再次静止（即撤去外界干预后的新平衡，楔形物体始终在原来位置）。不计滑轮质量和滑轮与绳间的摩擦。则（　　）
A. 在两次平衡中物体a在同一位置 B. 地面对斜面体的支持力变大
C. 横杆对轻环c的摩擦力变大 D. 地面对楔形物体的摩擦力不变
6.如图所示，长度不同的两根轻绳L1与L2，一端分别连接质量为m1和m2的两个小球，另一端悬于天花板上的同一点O，两小球质量之比m1∶m2＝1∶2，两小球在同一水平面内做匀速圆周运动，绳L1、L2与竖直方向的夹角分别为30°与60°，下列说法中正确的是(　　)
A．绳L1、L2的拉力大小之比为1∶3
B．小球m1、m2运动的向心力大小之比为1∶6
C．小球m1、m2运动的周期之比为2∶1
D．小球m1、m2运动的线速度大小之比为1∶2
7.青青四季滑雪滑草乐园位于河北省邯郸市，交通便利，风景秀丽。如图所示，在滑雪比赛中，一运动员视为质点从弧形雪坡上距弧形雪坡底端高度为处滑下，从弧形雪坡底端水平飞出后，落到斜面雪坡上。若斜面雪坡的倾角为，不计一切阻力，则运动员在空中运动的过程中到斜面雪坡的最大距离为( )
A. B. C. D.
8.如图所示，长为的轻杆一端可绕点自由转动，杆的中点和另一端分别固定两个质量均为的小球、。让轻杆从水平位置由静止释放，在转动至竖直位置的过程中，不计空气阻力，重力加速度大小为，下列说法正确的是( )
A. 杆对球做的功为
B. 重力对球做功的功率一直增大
C. 杆转动至竖直位置时，点对杆的弹力大小为
D. 杆转动至竖直位置时，球的速度大小为
9.如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动．两球质量关系为mB＝2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6 kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4 kg·m/s，则(　　)
A．该碰撞为弹性碰撞
B．该碰撞为非弹性碰撞
C．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2∶5
D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1∶10
10. 如图甲所示，水平地面上固定一竖直光滑杆，轻弹簧套在杆上且下端与杆下端固定，上端与一套在杆上的小物块接触但不拴接。将小物块向下压缩弹簧至离地高度处，由静止释放小物块，小物块上升过程中的机械能E和位移x之间的关系如图乙所示，图像后一部分为直线。以地面为零势能面，不计空气阻力，重力加速度，则（　　）
A. 轻弹簧原长为 B. 小物块的质量为
C. 弹簧最大弹性势能为0.3J D. 滑块上升后，距地面的最大高度为
11.如图所示，赤道上空的卫星A距地面高度为R，质量为m的物体B静止在地球表面的赤道上，卫星A绕行方向与地球自转方向相同。已知地球半径也为R，地球自转角速度为，地球的质量为M，引力常量为G。若某时刻卫星A恰在物体B的正上方，下列说法正确的是
A. 物体B受到地球的引力为
B. 卫星A的线速度为
C. 卫星A再次到达物体B上方的时间为
D. 卫星A与物体B的向心加速度之比为
12.竖直平面内的四个光滑轨道，由直轨道和平滑连接的圆弧轨道组成，圆轨道的半径为，为圆弧轨道的最低点。点左侧的四个轨道均相同，点右侧的四个圆弧轨道的形状如图所示。现让四个相同的小球可视为质点，直径小于图丁中圆管内径分别从四个直轨道上高度均为处由静止下滑，关于小球通过点后的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A. 若 ，则四个小球能达到的最大高度均相同
B. 若 ，则四个小球能达到的最大高度均相同
C. 若 ，则图乙中的小球能达到的高度最大
D. 若 ，则图甲、图丙中的小球能达到的最大高度相同
二、实验题(本题共2小题，每空2分，14题第2空4分，共12分)
13. （1）在探究牛顿第二定律的实验中，有两个重要的实验要求，第一是需要补偿摩擦力，第二是要求砂和砂桶的质量要远小于小车的质量。某学校高一有一个研究小组，利用实验室现有的器材，对本实验进行了改装：用水平气垫导轨代替长木板；在小车和连接的细绳间接有力传感器，直接显示拉力大小。利用改装后的装置做该实验时，下列选项正确的是___________。（填选项序号）
A．不需要补偿摩擦力，但仍然需要满足砂和砂桶的质量要远小于小车的质量
B．需要补偿摩擦力，但不需要满足砂和砂桶的质量要远小于小车的质量
C．不需要补偿摩擦力，也不需要满足砂和砂桶的质量要远小于小车的质量
D．需要补偿摩擦力，也需要满足砂和砂桶的质量要远小于小车的质量
（2）某同学在做探究小车质量一定，加速度和合外力的关系时，没有使用力传感器，把砂和砂桶的重力作为小车受到的合外力，小车真实加速度和求出的加速度的比值，控制在90%及以上。实验中，各方面操作规范，为了达到预期效果，砂和砂桶的质量和小车的质量比值至少控制在___________（填选项序号）
A．小于等于　　B．大于等于
C．小于等于　　D．大于等于
14. 某同学设计了一种方法来测量一木块与桌面之间的动摩擦因数：如图所示，木块A放在水平桌面上，用细绳通过定滑轮与另一个与A完全相同的木块B相连。开始时两木块均静止不动，细绳拉直且与桌面平行，由静止释放木块B后，系统一起做加速运动，直到B落地，最终木块A停在桌面上。
（1）根据以上过程，设计者只用一把毫米刻度尺测量有关量，就能求出木块和桌面之间的动摩擦因数，需要测量的物理量有___________、___________（填物理量及相应符号）
（2）用测量的物理量符号表示木块与桌面之间动摩擦因数___________。(此空4分）
三、计算题(本题共5小题，共50分)
15.(8分）短跑运动员完成赛跑的过程可简化为静止开始匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段。一次比赛中，某运动员用跑完全程，已知运动员在加速阶段的第内通过的距离为，求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离。
16. （8分）如图所示，用长为l的细线将质量为M的小木块悬挂于O点，质量为m的子弹以水平初速度击中木块并留在其中，小木块恰能运动到O点的正上方．重力加速度为g．试求：
（1）子弹刚击中木块时，细线中的张力F；
（2）子弹击中木块的过程中损失的动能。
17．（10分）圆弧轨道AB固定于地面上，半径R＝2 m，所对圆心角为60°，其末端与逆时针转动的水平传送带相切于B点，如图所示，传送带长l＝1.5 m，速度v＝4 m/s.一质量为m＝0.1 kg的滑块从最高点A由静止开始滑下并滑上水平传送带，运动到B点时速度vB＝3 m/s.（g取10 m/s2），求：
(1)滑块沿圆弧从A到B运动过程中摩擦力对滑块做的功？
(2)若滑块不从右端滑离传送带，滑块与传送带的动摩擦因数μ应满足什么条件？
(3)若传送带与滑块的动摩擦因数μ＝0.6，求滑块从B点开始到第一次离开传送带过程中产生的热量Q？
18．（12分）如图所示，一轻质弹簧原长为2m，一端固定在倾角为θ=37°的固定斜面直轨道AC的底端A处，另一端位于轨道的B处，弹簧处于自然伸长状态。轻绳的一端固定在O点，另一端系着一金属小球P质量为m= 1kg，轻绳长L=2.56m，将轻绳拉直，让轻绳从偏离竖直方向=37°的位置由静止释放小球P，当P运动到最低点时，轻绳刚好被拉断，P继续运动一段时间后恰好从C点沿CA方向进入倾斜直轨道，运动到最低点D（图中未画出），随后P被弹回，运动到最高点E。已知AE= 4m，AC=5m， P与斜面直轨道AC间的动摩擦因素为，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，1.62=2.56.求：
（1）轻绳的最大承受力的大小；
（2）小球P第一和第二次经过B点时的速度大小；
（3）小球P运动到D点时弹簧的弹性势能EP。
19．（12分）如图所示，水平地面上固定一个半径为R＝0.8 m的四分之一光滑圆轨道，圆轨道末端水平并与一个足够长的匀质木板的左端等高接触但不连接。木板的质量为M＝2 kg，其左端有一个处于静止状态的小物块a，质量为ma＝1 kg。现将一质量为mb＝3 kg的小物块b由圆轨道最高点无初速释放，并与物块a在圆轨道最低点发生碰撞，碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失(物块a、b可视为质点，重力加速度g取10 m/s2)。
(1)求碰后瞬间a、b两物块的速度大小；
(2)若两个小物块a、b与木板间的动摩擦因数均为μ1＝0.3，木板与地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1，求最终两个小物块a、b间的距离。
南昌市三校2022-2023学年高三上学期期中联考
物 理 试 卷答案
1. C 2、B 3．D 4.C 5. D 6．B 7、C 8、C 9、AC．10. CD 11、BD 12、ACD
13. ①. C ②. A (每空2分）
14. ①. B开始下落时离地面的高度h ②. 物块A在桌面上滑行的总的长度s
③. （此空4分）
【详解】（1）设A、B两物体的质量均为m，当B下落h时落地，此后A继续滑动一段距离后停止，设整个过程中A在桌面上滑动的距离为s，则对B下落过程中，根据动能定理，则有
当B下落后，A在滑行过程中，根据动能定理，则有 解得
15.（8分） 解：根据题意，在第和第内运动员都做匀加速直线运动，设运动员在匀加速阶段的加速度为，在第和第内通过的位移分别为和，
由运动学规律得：，（1分）
，（1分）
， 联立解得：，（2分）
设运动员做匀加速运动的时间为，匀速运动的时间为，匀速运动的速度为，跑完全程的时间为，全程的距离为，依题决及运动学规律，得：，，，
即为：，（2分）
=2s （1分）
设加速阶段通过的距离为，则，求得：。（1分）
答：该运动员的加速度为，加速阶段通过的距离为。
16. （8分）【答案】（1）；（2）
【解析】【详解】（1）设子弹击中木块时木块的速度为，木块在最高点的速度为，则最高点时
（1分）
最低点到最高点机械能守恒 （1分）
最低点 （1分）
解得 （1分）
（2）设子弹的初速度为，子弹击中木块过程中动量守恒，则 （1分）
根据能量守恒定律可得 （1分）
解得 （2分）
17．（10分）解析　(1)A→B的过程，由动能定理得：mgR(1－cos 60°)+Wf＝mv （2分）
代入数据解得Wf＝-0.55 J （1分） （若最后结果为0.55J的此问最多给2分）
(2)滑块在传送带上受到向左的摩擦力，当滑块恰好不从右端离开传送带时，
由动能定理得：－μmgl＝0－mv （1分）
解得μ＝＝0.3 （1分）
即μ至少为0.3时滑块不从右端滑离传送带
(3)a＝＝6 m/s2 （1分）
滑块向右运动的最大距离：s1＝＝0.75 m（1分）
滑块向左运动的最大距离：s2＝＝0.75 m
滑块运动时间：t＝2＝1 s（1分）
传送带向左运动的距离：s3＝vt＝4 m（1分）
则摩擦生热：Q＝Ffl相对＝μmg(s1＋s3-s2)＝2.4 J （1分）
（分两段求Q1=1.65J Q2=0.75J ,利用V-t图像直接求相对位移，过程清晰也同样满分）
答案　(1)0.55 J　(2)μ≥0.3　(3)2.4J
（12分）（1）小球由静止运动到最低点，由动能定理：（1分）
解得
在最低点，由牛顿第二定律：（1分）
解得F=14N所以轻绳最大承受力的大小为14N。 （1分）
（2）由小球恰好沿C点进入斜面轨道： 解得vC=4m/s （1分）
小球从C到第一次经过B时，由动能定理得（1分）
解得 （1分）
小球被反弹第二次经过B后从B到E过程，得： （1分）
解得 （1分）
（3）设小球P运动到D点时弹簧压缩量为，从C到D过程由动能定理得：
（1分）
反弹后小球P从D到E过程由动能定理得：（1分）
联立解得（2分）
19、（12分）[解析] (1)对物块b由机械能守恒定律有mbgR＝mbv
得v0＝4 m/s （1分）
两物块相碰撞由动量守恒定律得 mbv0＝mbvb＋mava （1分）
由能量守恒定律得 mbv＝mbv＋mav （1分）
解得vb＝2 m/s，（1分）
va＝6 m/s （1分）
(2)物块a、b做匀减速运动的加速度大小分别为
aa＝＝3 m/s2 ab＝＝3 m/s2 （1分）
木板做匀加速运动的加速度大小为
aM＝＝3 m/s2 （1分）
物块b与木板共速时的速度为v1，时间为t1 v1＝vb－abt1＝aMt1
解得v1＝1 m/s，t1＝ s （1分）
此时物块a的速度为 v2＝va－aat1＝5 m/s
此后物块b与板相对静止一起减速到速度为零的时间为t2，加速度大小为a共
a共＝＝ m/s2 （1分）
0＝v1－a共t2 解得t2＝ s 物块a减速到零的时间为 t3＝＝ s
可见，恰好有t2＝t3，即物块a、b与木板恰好同时停下来。
综上，物块a整个过程中的对地位移为xa，物块b的对地位移为xb
xb＝t1＋t2＝ m （1分）
xa＝＝6 m （1分）
所以最终两物块间距Δx＝ m （1分）
[答案] (1)6 m/s　2 m/s　(2)m