陕西省咸阳市礼泉县2022-2023学年高三上学期中期学科素养评价物理试题（含答案）

礼泉县2022～2023学年度第一学期中期学科素养评价
高三物理
注意事项：
1.本试题共6页，满分100分，时间90分钟。
2.答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收.
第Ⅰ卷（选择题 共52分）
一、选择题（本大题共13小题，每小题4分，计52分.在每小题给出的四个选项中，第1～9题只有一项符合题目要求；第10～13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，有选错或不选的得0分）
1．学习物理除了知识的学习外，还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法。下列关于物理学中的思想方法，叙述不正确的是（　　）
A．在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的思想
B．伽利略在研究自由落体运动时采用了理想实验法
C．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量法
D．在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法
2．李明住在咸阳的家里，他的爸爸在哈尔滨工作，他们都随着地球的自转做匀速圆周运动，则两人做圆周运动具有相同的（　　）
A．线速度大小 B．角速度大小 C．向心加速度大小 D．向心力大小
3．一乘客乘坐竖直观光电梯上楼，其位移s与时间t的关系图像如图，其中t1~t2时间内的图像为直线。该乘客处于超重状态的时间是（　　）
A．0~t1 B．t1~t2
C．t2~t3 D．t1~t3
4．如图所示，某学习小组利用刻度尺估测反应时间∶甲同学捏住刻度尺上端，使刻度尺保持竖直，刻度尺零刻度线a位于乙同学的两指之间。当乙看见甲放开刻度尺时，立即用手指捏住刻度尺，根据乙手指所在位置的刻度值即可算出反应时间。为简化计算，某同学将刻度尺刻度进行了改进，在刻度尺的反面标记反应时间的刻度线和刻度值（单位：s），制作了“反应时间测量仪”。下列四幅示意图中刻度线和刻度值标度可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
5．如图所示，某中学生用力F拖着一个箱子，在粗糙的水平面上加速运动了一段距离。该过程中，拉力F对箱子做功为W1，箱子动能的增加量为，箱子克服摩擦力做功为W2，不计空气阻力，下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
6．如图，完全相同纸杯竖直叠放，每个杯子的重量均为G，下面杯子顶部均呈水平状态。则最底层中间的杯子对水平地面的压力约为（　　）
A． B． C． D．
7．甲乙两质点在同一直线上运动，从时刻起同时出发，甲做匀加速直线运动，图像如图甲所示。乙做匀减速直线运动，整个运动过程的图像如图乙所示。则下列说法正确的是（　　）
A．甲质点的加速度大小为
B．乙质点的加速度大小为
C．时，乙的位移为10m
D．时刻，甲、乙的初速度均为10m/s
8．某同学在校运会上参加跳远比赛，他跨空过程离地面的最大高度1.5L，成绩为5L，该同学落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α，将该同学视为质点，不计空气阻力，则有（　　）
A． B． C． D．
9．如图所示，足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量均为m的光滑小球A、B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度ω绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度为时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为，重力加速度为g，则（　　）
A．角速度时，小球A对弹簧的压力为mg
B．角速度
C．角速度从继续增大的过程中，小球A对弹簧的压力增大
D．当角速度变为时，AB与杆的夹角变为时的两倍
10．由于某种原因，商场内的自动扶梯（可视为固定的斜面）的电源关闭，顾客用大小为F、方向沿扶梯向上的恒力将购物车从扶梯的底端匀加速推到顶端，如图所示。已知购物车的质量为m，扶梯的倾角为θ、长度为L ，扶梯对购物车的阻力大小为其所受重力的k倍。人和购物车均可视为质点，重力加速度大小为g，在购物车由静止开始沿扶梯运动到顶端的过程中（　　）
A．重力对购物车做正功
B．恒力F对购物车做的功为FL
C．扶梯对购物车的支持力做的功为mgLcosθ
D．购物车克服扶梯阻力做的功为kmgL
11．一辆小汽车在水平路面上由静止匀加速启动，功率到达额定功率后保持不变，其图像如图所示，已知汽车的质量为1500kg，汽车受到地面的阻力。g取，下列说法正确的是（　　）
A．汽车在前5s内的加速度大小为 B．汽车在前5s内的牵引力为3000N
C．汽车的最大速度为20m/s D．汽车的最大速度为30m/s
12．两物体、置于粗糙水平面上，中间用细线相连，现用一力作用在物体上，已知，，，，，，求物体的共同加速度及中间细线上的张力多大（　　）
A． B． C． D．
13．如图所示，一根弯折的光滑杆上套着两个小环A、B，小环直径略大于杆，两小环用轻绳相连，杆的下半部分竖直。小环A在沿杆的力F的作用下缓慢沿杆向下运动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．杆对B环的弹力减小 B．轻绳上的张力会变大
C．力F变大 D．杆对A环的弹力增大
第Ⅱ卷（非选择题 共48分）
二、实验探究题（本大题共2小题，计16分）
14．（1）如图1甲所示，在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学进行实验的主要步骤是：将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计。沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将该位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录为、，并用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点，分别将其与O点连接，表示两力的方向.再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向。
①这位同学在实验中确定分力方向时，图1甲所示的a点标记得不妥，其原因是______；
②图1乙是在白纸上根据实验结果作出的力的图示，其中______是和合力的实际测量值；
（2）“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中，选用的螺旋弹簧如图2甲所示；
①将弹簧的上端O点固定悬吊在铁架台上，旁边置一刻度尺，刻度尺的零刻线跟O点对齐，在弹簧的下端A处做一标记（如固定一个指针）。在弹簧下端的挂钩上挂上钩码（每个钩码的质量都是50g），指针在刻度尺上指示的刻度为x。逐个增加所挂钩码的个数，刻度x随挂钩上的钩码的重量F而变化，几次实验测得相应的F、x各点已描绘在图2乙中。由图像得出弹簧的劲度系数______N/m（结果取两位有效数字）；此弹簧的弹力大小F跟弹簧伸长量的关系是______；
②如果将指针固定在A点的下方P处，再作出x随F变化的图像，得出弹簧的劲度系数与相比，可能是______。（选填选项前的序号）
A．大于 B．等于 C．小于 D．无法确定
15．在探究动能定理的实验中，将小车放在一端有滑轮的长木板上，让纸带穿过打点计时器，一端固定在小车上。实验中平衡摩擦力后，小车的另一端用细线挂钩码，细线绕过固定在长木板上的定滑轮，线的拉力大小就等于钩码的重力，这样就可以研究拉力做功和小车动能的关系。已知所挂钩码的质量m=1.0×10-2kg，小车的质量m0=8.5×10-2kg（g取10m/s2）。
（1）若实验中打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，每三个计时点取一个计数点，O点是打点起点，则打B点时，小车的速度vB=______m/s，小车的动能EkB=_______J，从钩码开始下落至B点，拉力所做的功是_______J；（均保留3位有效数字）
（2）根据纸带算出相关各点的速度v，量出小车运动距离s，则以为纵轴，以s为横轴画出的图线应是_______，图线的斜率表示_______。
A． B．
C． D．
三、计算题（本大题共3小题，计32分。解答应写出必要的文字、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16．如图所示，某人距离平台右端m处起跑，以恒定的加速度向平台的右端冲去，离开平台后恰好落在地面上的小车车厢底板中心，设平台右端与车厢底板间的竖直高度，与车厢底板中心的水平距离，取，求
（1）人离开平台时的速度；
（2）人运动的总时间t；
（3）人落在车厢底板中心瞬间的速度大小v。（结果可含根号）
17．如图甲所示，一个质量为的小物体以的初速度从斜面底端沿斜面向上运动，在时到达最高点，而后沿斜面返回，在时刻回到斜面底端。物体运动的图像如图乙所示，斜面倾角，（，重力加速度）。求：
（1）物体向上运动的加速度大小和滑动摩擦力大小f；
（2）物体回到出发点时的速度大小。
18．如图甲所示，一辆小汽车以5m/s的速度从水平路段的A点，以恒定功率沿平直公路段行驶，在斜坡底B处瞬时换挡，以的恒定功率沿倾角为30°的段斜坡上行，用12s通过整个路段，其图像如图乙所示，在乙图像上处水平虚线与曲线相切，假设小汽车在段和段受到的阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）大小相等，换挡时小汽车的速率不变。，求
（1）小汽车的质量m；
（2）小汽车在4～12s时间段运动的路程；（结果保留一位小数）
（3）若该小汽车以10m/s的速度分别通过半径为40m的拱形桥的最高点及凹形桥的最低点，此时小汽车对桥面的作用力大小。
1．B
【详解】
A．在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的思想，故A正确，不符合题意；
B．伽利略在研究自由落体运动时采用了逻辑推理的方法，故B错误，符合题意；
C．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量法，故C正确，不符合题意；
D．在不需要考虑物体本身的形状和大小时，用质点来代替物体的方法叫“理想化模型法”，故D正确，不符合题意。
故选B。
【点睛】
理解并掌握各种物理方法的含义及应用情况。
2．B
【详解】
李明和爸爸都随地球做匀速圆周运动，其转动的周期均等于地球自转的周期，所以两人的角速度相同，而由于半径不同，所以线速度、向心加速度、向心力均不同。
故选B。
3．A
【详解】
A．乘客乘坐竖直观光电梯上楼，位移s与时间t的关系图像上某点切线的斜率表示速度，由图像可知，0~t1乘客速度方向向上，速度在变大，加速度向上，处于超重状态。A正确；
B．t1~t2乘客速度不变，既不超重也不失重。B错误；
C．t2~t3乘客速度方向向上，速度在变小，加速度向下，处于失重状态。C错误；
D．t1~t2乘客既不超重也不失重，t2~t3处于失重状态。D错误。
故选A。
4．C
【详解】
自由落体的物体在连续的相等的时间内位移之比是1:3:5，由此刻度尺的反面标记反应时间的刻度线和刻度值应按C项排列,
故选C。
5．C
【详解】
根据动能定理可知
即
故选C。
6．D
【详解】
对最上面的杯子受力分析，受到竖直向下的重力为G，则对下一层每个杯子的力为 ，则中间层左面的杯子，受到竖直向下的力为
则对下一层每个杯子的力为
则最底层中间的杯子受到的竖直向下的力为
故选D。
7．C
【详解】
AD．由甲图可知，前1s的位移
前2s的位移
根据匀变速直线运动位移时间关系可知
代入数据解得
AD错误；
BC．质点乙做匀减速直线运动，根据匀变速直线运动位移速度关系可知
乙的初速度为，根据可知，乙匀减速停下来的时间
此时乙的位移刚好为10m，C正确，B错误；
故选C。
8．C
【详解】
该同学全程为斜抛运动，从最高点到落地为平抛运动，则从最高点到落地的过程中，水平位移为，竖直位移为，则根据平抛运动的推论得
故选C。
9．B
【详解】
AB．当转动的角速度为时，小球B刚好离开台面，即，设杆与转盘的夹角为，由牛顿第二定律可知
而对A球依然处于平衡，有
而由几何关系
联立四式解得
则弹簧对A球的弹力为2mg，由牛顿第三定律可知A球对弹簧的压力为2mg，故B正确，A错误；
C．当角速度从继续增大，B球将飘起来，杆与水平方向的夹角变小，对A与B的系统，在竖直方向始终处于平衡，有
则弹簧对A球的弹力是2mg，由牛顿第三定律可知A球对弹簧的压力依然为2mg，故C错误；
D．设AB与杆的夹角变为，根据牛顿第二定律
可得
可知当角速度变为时，AB与杆的夹角的余弦值减小为原来的，但AB与杆的夹角不一定变为时的两倍，故D错误。
故选B。
10．BD
【详解】
A．购物车所受重力与位移夹角大于90°，所以重力对购物车做负功，故A错误；
B．恒力F与位移同向，所以恒力F对购物车做的功为
故B正确；
C．扶梯对购物车的支持力方向与位移方向垂直，所以做的功为零，故C错误；
D．购物车克服扶梯阻力做的功为
故D正确。
故选BD。
11．AD
【详解】
A．由图像可知，前5秒内汽车做匀加速直线运动，其加速度为图像的斜率，为
故A项正确；
B．对汽车受力分析，汽车在水平方向上受牵引力和阻力，故有
解得
故B项错误；
CD．当牵引力与阻力相等时，汽车速度达到最大值，有
解得
故C项错误，D项正确。
故选AD。
12．BD
【详解】
对A、B整体受力分析，由牛顿第二定律得
加速度
代入数据
故B正确；
单独对B受力分析，根据
得中间细线上的张力
故D正确；
故选BD。
13．AD
【详解】
AB．两环受力分析如图所示
设绳子与竖直杆的夹角为α，绳子与倾斜杆的夹角为β，设绳的张力为T，杆对B环的弹力为NB，对B环有
，
在环A向下移动的过程中，α不断减小，则杆对B环的弹力减小，轻绳上的张力也会减小，A正确，B错误；
C．对环A单独分析，设杆对其弹力为NA，则有
在环A向下移动的过程中，β变大，保持不变，则F减小，C错误；
D．将两个环看成一个整体进行分析，有
因NB不断减小，则杆对A环的弹力会增大，D正确。
故选AD。
14． O、a两点太近，误差大 F 40 A
【详解】
（1）[1]由图可知，O、a两点距离太近，画力的方向时容易产生误差，应使O、a两点距离远一些；
[2]实际测量值一定与AO在同一直线上，而另一个合力是由平行四边形法则得出来的，一定是平行四边形的对角线，故F是实际测量值；
（2）[3][4]由胡克定律可知图2乙中x随F变化的图像斜率的倒数表示劲度系数，即
故此弹簧的弹力大小F跟弹簧伸长量的关系是
[5]如果将指针固定在A点的下方P处，弹簧的长度没变化，故弹簧的劲度系数不变，仍等于kA，故选B。
15． 0.197 1.65×10-3##0.00165 1.76×10-3##0.00176 C 小车的加速度
【详解】
（1）[1]由题意可知相邻两计数点间的时间间隔为
易知小车做匀加速直线运动，打B点时，小车的速度等于打A、C两点间的平均速度，即
[2]打B点时，小车的动能为
[3]从钩码开始下落至B点，拉力所做的功是
（2）[4]设小车所受合外力大小为F，根据动能定理有
整理得
所以图像为过原点的倾斜直线。
故选C。
[5]根据牛顿第二定律可知图线的斜率表示小车的加速度。
16．（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）人离开平台时后做平抛运动，设运动时间为，有
解得
（2）人在平台上做静止开始的匀加速直线运动，设时间为t1，则有
解得
人运动的总时间为
（3）人落在车厢底板中心瞬间的速度大小为
又
解得
17．（1）10m/s2；4N；（2）5.37m/s
【详解】
(1)由图像
可得
根据牛顿第二定律，沿斜面上升过程
解得
(2)根据牛顿第二定律，沿斜面返回过程，如图
由运动学规律
解得
18．（1）2000kg；（2）73.3m；（3）15000N，25000N
【详解】
（1）在AB段，汽车做匀速直线运动，有
解得
在BC段，当汽车速度达到最大值，有
解得
（2）根据题意，小汽车在4～12s时间段在BC段运动，根据动能定理
解得
（3）若该小汽车以10m/s的速度分别通过半径为40m的拱形桥的最高点，设桥对汽车的支持力为，则
解得
根据牛顿第三定律，小汽车对桥面的作用力大小为15000N。
若该小汽车以10m/s的速度分别通过半径为40m的拱形桥的最高点，设桥对汽车的支持力为，则
解得
根据牛顿第三定律，小汽车对桥面的作用力大小为25000N。