辽宁省鞍山市第五中学2022-2023学年高三上学期第二次摸底考试物理试题（含答案）

鞍山市第五中学23届高三二模物理试卷
一、选择题：本题共10小题。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8~10题有多项符合题目要求。
1．某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术，汽车的位置与时间的关系如图所示，段为直线，则汽车行驶速度与时间的关系图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．汽车在过凹凸路面时，都会做减速操作，如图、分别是一段凹凸路面的最高点和最低点，若把汽车视作质点，则下列说法正确的是（　　）
A．汽车行驶到点时，处于超重状态，如果采取加速操作会使车胎受到更大的压力
B．汽车行驶到点时，处于超重状态，如果采取加速操作会使汽车飞离路面
C．汽车行驶到点时，处于失重状态，如果采取减速操作会增加车胎与路面间的弹力，使得行驶更加稳定安全
D．汽车行驶到点时，处于失重状态，如果采取减速操作会增加车胎与路面间的弹力，使得行驶更加稳定安全
3．如图所示，长为的水平直杆右端固定于竖直墙上的点，长为的轻绳一端固定于直杆左端点，另一端固定于墙上点正下方的点，重为的钩码由光滑挂钩挂在轻绳上处于静止状态，则轻绳的弹力大小为（　　）
A． B． C． D．
4．质量为m的汽车行驶在平直公路上，在运动中所受阻力不变．当汽车加速度为a，速度为v时发动机的功率为P1；当功率为P2时，汽车行驶的最大速度应为( )
A． B．
C． D．
5．图（a）为一列简谐横波在时的波形图，图（b）为介质中平衡位置在处的质点的振动图像，是平衡位置为的质点，下列说法正确的是（　　）
A．波速为
B．，向轴正方向运动
C．时间内，运动的路程为
D．当时，恰好到波谷位置
6．如图所示，是一只理想二极管，电流只能从流向，而不能从流向。平行板电容器的A、B两极板间有一电荷，在点处于静止状态。以表示两极板间的电场强度，表示两极板间的电压，表示电荷在点的电势能。若保持极板A不动，将极板B稍向下平移，则下列说法中正确的是（　　）
A．变小 B．不变 C．变大 D．电荷仍保持静止
7．中国行星探测任务名称为“天问系列”，首次火星探测任务被命名为“天问一号”。若已知“天问一号”探测器在距离火星中心为的轨道上做匀速圆周运动，其周期为。火星半径为，自转周期为。引力常量为，若火星与地球运动情况相似，下列说法正确的是（　　）
A．火星的质量为
B．火星表面两极的重力加速度为
C．“天问一号”探测器环绕速度为
D．火星的同步卫星距离星球表面高度为
8．2022年2月5日，由曲春雨、范可新、张雨婷、武大靖、任子威组成的短道速滑混合接力队夺得中国在本次冬奥会的首枚金牌如图所示，若将武大靖在弯道转弯的过程看成在水平冰面上的一段匀速圆周运动，转弯时冰刀嵌入冰内从而使冰刀受与冰面夹角为（蹬冰角）的支持力，不计一切摩擦，弯道半径为R，重力加速度为g。以下说法正确的是（　　）
A．武大靖转弯时速度的大小为
B．武大靖转弯时速度的大小为
C．若武大靖转弯速度变大则需要增大蹬冰角
D．若武大靖转弯速度变大则需要减小蹬冰角
9．如图所示，在平面直角坐标系中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，坐标系内有、、三点，坐标分别为、、，、、三点的电势分别为0、、.现有一带电粒子从坐标原点处以某一速度垂直电场方向射入，恰好通过点，不计粒子所受重力，下列说法正确的是（　　）
A．点的电势为
B．匀强电场的场强大小为
C．粒子带正电
D．若把一电子从移到，电场力对它做了的功
10．如图所示，BD是竖直平面内圆的一条竖直直径，AC是该圆的一条直径，该圆处于匀强电场中，场强方向平行于圆。带等量负电荷的相同小球从O点以相同的动能沿不同方向射出。小球会经过圆周上不同的点。小球在经过这些点时，过A点的小球的动能最小。忽略空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）
A．可以断定电场方向由O点指向圆弧AMB上的某一点
B．小球经过圆周上的不同点时，过B点的小球的动能和电势能之和最小
C．小球经过圆周上的不同点时，过A点的小球的电势能和重力势能之和最大
D．小球经过圆周时，机械能最小的小球应经过圆弧CND上的某一点
二、非选择题：本题共2小题
11．利用单摆测当地重力加速度的实验中
（1）利用游标卡尺测得金属小球直径如图1所示，小球直径______；
（2）某同学测量数据如下表，请在图2中画出图象______；
0.400 0.500 0.600 0.800 1.200
1.60 2.10 2.40 3.20 4.80
（3）某同学在实验过程中，摆长没有加小球的半径，其它操作无误，那么他得到的实验图象可能是下列图象中的______。
12．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道平部分碰撞前后的动量关系。
（1）关于本实验，下列说法中正确的是______；
A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放
B．入射小球的质量必须小于被碰小球的质量
C．轨道倾斜部分必须光滑
D．轨道末端必须水平
（2）图中点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置，测出平抛射程。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为、。实验中还需要测量的有______；
A．入射小球和被碰小球的质量、 B．入射小球开始的释放高度
C．小球抛出点距地面的高度 D．两球相碰后的平抛射程、
（3）在某次实验中，记录的落点平均位置、几乎与在同一条直线上，在实验误差允许范围内，若满足关系式______，则可以认为两球碰撞前后在方向上的总动量守恒；[用（2）中测量的量表示]
（4）某同学在上述实验中更换了两个小球的材质，且入射小球和被碰小球的质量关系为，其它条件不变。两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如下图所示。他将米尺的零刻线与点对齐，测量出点到三处平均落地点的距离分别为、、。该同学通过测量和计算发现，两小球在碰撞前后动量是守恒的。
若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，还需要判断关系式______是否成立。[用（4）中的物理量表示]
三、计算题
13．躺在床上看手机是一种非常不好的习惯，不仅不利于视力健康，更容易造成意外伤害。若手机质量为，从离人眼约的高度无初速掉落，砸到眼睛后经手机停止运动。假设手机对眼睛的平均冲击力视为恒力，不计空气阻力，取重力加速度，求：手机对眼睛的冲击力大小为自身重力的多少倍？
14．如图所示，在平静的水面上有两个波源S1和S2，软木塞静止在水面上的P点，波源S1和S2、软木塞分别位于边长为L=6 m的等边三角形的三个顶点。t=0时刻，S1开始自平衡位置向下振动，S2开始自平衡位置向上振动，且S1振动的频率是S2的倍，产生的两列波在水面传播的速度均为2.0 m/s，其中S1产生波的波长为3 m。求：
（i）振源S2振动的周期；
（ii）从t=0开始，经过多长时间P质点第一次偏离平衡位置位移为负向最大值。（规定垂直水面向上为正方向）
15．如图所示，可视为质点的质量为且电荷量为的带电小球，用一绝缘轻质细绳悬挂于点，绳长为，现加一水平向右的上下足够大的匀强电场，电场强度大小为，求：
（1）小球静止时，悬线与竖直方向的夹角？
（2）小球由最低点静止释放后的最大拉力？
（3）小球初始位置在最低点，若给小球一个水平向右的初速度，使小球能够在竖直面内做完整圆周运动，忽略空气阻力，重力加速度为。初速度最小值为多大？
1．A
【详解】
位移-时间图像的斜率等于速度，可知，汽车始终做加速运动。斜率先变大，再保持不变，最后逐渐减小，故汽车可能先做匀加速运动，再做匀速运动，最后做匀减速运动。
故选A。
2．C
【详解】
AC．汽车在A点具有向下的加速度，由牛顿定律可知，路面对汽车的支持力小于汽车的重力，此时汽车处于失重状态，如果采取加速操作，会使加速度增大，路面对汽车的支持力减小，汽车会飞离地面，若采取减速操作，加速度减小，路面对汽车的支持力增大，即车胎与路面间的弹力增大，汽车行驶更安全，故A错误，C正确；
BD．汽车在B点具有向上的加速度，由牛顿定律可知，路面对汽车的支持力大于汽车的重力，此时汽车处于超重状态，如果采取加速操作，会使加速度增大，路面对汽车的支持力增大，车胎受到的压力增大，汽车更紧贴地面；若采取减速操作，加速度减小，路面对汽车的支持力减小，即车胎与路面间的弹力减小，故BD错误。
故选C。
3．D
【详解】
设挂钩所在位置为N点，延长PN交墙于M点，如图所示
同一条绳子拉力相等，根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等，根据几何关系可知NM=NQ，即PM等于绳长，有几何关系
根据平衡条件有
解得
故选D。
4．D
【详解】
对汽车受力分析，设受到的阻力的大小为f，由牛顿第二定律可得F f=ma，所以F=f+ma，所以功率P1=Fv=(f+ma)v，解得f= ma，
当功率恒为P2时，设最大速度为v′，则P2=F′v′=fv′，所以v′==，故ABC错误，D正确．
故选：D.
【点睛】
对汽车受力分析，由牛顿第二定律，可以求得汽车运动过程中的受到的阻力的作用，再由P=Fv=fv可以求得汽车的最大速度．
5．C
【详解】
A．从图中可得波长
λ=2m
周期
T=4s
波速为
故A错误；
B．t=2s时，x=1.5m处的质点向下运动，故波的传播方向向左，则t=2s，P向y轴负方向运动至波谷，故B错误；
C．0～2s时间内，经过了半个周期，P运动的路程为
故C正确；
D．t=2s时，x=2m处的质点P位于波谷，从t=2s到t=7s经过时间
所以当t=7s时，质点P恰好回到平衡位置，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】
ABD．若保持极板A不动，将极板B稍向下平移，根据
板间距离变大，则电容变小，由于二极管电流不能从流向，则电容器电荷量保持不变，根据
，
可知，极板间的电压增大，极板间的电场强度保持不变，则电荷受力保持不变，电荷仍保持静止，故AB错误，D正确；
C．根据
由于极板B稍向下平移，变大，电场强度保持不变，可知点的电势增大，根据
由受力平衡可知，电荷受到电场力方向与电场方向相反，电荷带负电，故电势能减小，故C错误。
故选D。
7．B
【详解】
A．设火星的质量为、“天问一号”探测器的质量为， “天问一号”探测器在距离火星中心为的轨道上做匀速圆周运动，有
解得
A错误；
B．假定有一质量为的物体静止在火星两极表面上，则有
得
B正确；
C．设“天问一号”探测器环绕速度为，则有
解得
C错误；
D．设火星的同步卫星的质量为，距离星球表面高度为，则有
解得
D错误。
故选B。
8．AD
【详解】
AB．依题意，武大靖转弯时，根据牛顿第二定律有
可得其转弯时速度的大小为
故A正确，B错误；
CD．依题意，根据武大靖转弯时速度的大小
可知，若减小蹬冰角，则减小，武大靖转弯速度将变大，故C错误，D正确。
故选AD。
9．AB
【详解】
A．在匀强电场中，已知点的电势为0，A点的电势为4V，根据，可得AO的中点C的电势为。故A正确；
B．两点的电势相等，连接BC，BC线是一条等势线，如下图所示
所以匀强电场的方向垂直于BC斜向下，过点作BC的垂线相交BC于D点，由几何关系得
则电场强度为
故B正确；
C．带电粒子从坐标原点处垂直电场方向射入，恰好通过B点，做类平抛运动，粒子受到的电场力的方向逆着电场线，所以粒子带负电，故C错误；
D．电子从A移到B，电场力做的功为
故D错误。
故选AB。
10．BC
【详解】
A．对小球受力分析，小球受重力和电场力，在A点动能最小，说明速度最小，可知OA方向发射的小球克服合力做功最大，也就是说在这个电场跟重力场中，合力方向是OC，对O点小球受力分析，重力竖直向下，合力方向指向OC，受力方向指向为OB与OC之间，即电场方向应该是由O指向AD弧方向，故A错误；
B．由于只有重力和电场力做功，根据能量守恒定律可得，小球的动能、重力势能和电势能之和保持不变，当小球在B点时重力势能最大，所以该点小球的动能与电势能之和最小，故B正确；
C．小球在A点动能最小，则电势能和重力势能之和最大，故C正确；
D．机械能最小，即重力势能与动能之和最小，电势能最大，对于带负电荷的小球，电势能最大的位置应该沿着电场线方向在弧线AD（劣弧）之间，故D错误。
故选BC。
11． 22.6mm B
【详解】
（1）[1]游标卡尺的精度为0.1mm，故读数为
（2）[2]
（3）[3]根据单摆的周期公式，得
若没把小球半径计入摆长则
有表达式可知选B。
12． AD AD
【详解】
（1）[1]A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放，以保证小球运动到轨道末端的速度大小相等，A正确；
B．为保证碰撞后均向前运动，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，B错误；
C．实验中，轨道倾斜部分对实验结果无影响，所以轨道倾斜部分不必光滑，C错误；
D．为了使小球离开轨道末端做平抛运动，所以轨道末端必须水平，D正确。
故选AD。
（2）[2]设碰撞前入射小球的速度为，碰撞后入射小球速度为，被碰小球的速度为，小球碰撞后动量守恒，有
入射小球和被碰小球离开轨道末端后做平抛运动，根据平抛运动规律，入射小球和被碰小球做平抛运动的时间相等，水平方向的位移分别为
联立得
所以实验中还需要测量的有入射小球和被碰小球的质量、和两球相碰后的平抛射程、。
故选AD。
（3）[3]根据上述分析，若满足关系式
则可以认为两球碰撞前后在方向上的总动量守恒；
（4）[4]由动量守恒可知，C点是入射球碰前的落点；A点是入射球碰后的落点；B点是被碰球碰后的落点；若该碰撞为弹性碰撞，则碰撞前后机械能守恒，有
又
联立得
13．21
【详解】
设手机砸到眼睛前瞬间的速度大小为，则有
解得
设眼睛对手机的作用力大小为，根据动量定理可得
可得
根据牛顿第三定律可得手机对眼睛的冲击力大小与自身重力之比为
手机对眼睛的冲击力大小为自身重力的21倍。
14．（i）；（ⅱ）4.875s
【详解】
（i）根据波速公式可得
依题意有
，
解得
（ⅱ）设两列波刚传播到P点所用的时间为t0，
则
第一列波的波谷传到P点再用的时间为
（n1=0，1，2…）
第二列波的波谷传到P点再用的时间为
（n2=0，1，2…）
当P点的位移为负向最大值时，有
得
；
当时，，时间最短
则
15．（1）37°；（2）；（3）
【详解】
（1）小球静止时，设悬线与竖直方向的夹角为，根据平衡条件可知
故悬线与竖直方向的夹角为37°；
（2）小球在电场中运动的等效最高点和最低点分别为A点和B点，如图所示
等效重力
小球由最低点静止释放后的最大拉力位置在等效最低点，从静止到等效最低点由动能定理得
根据牛顿第二定律得
解得
（3）设给小球一个水平向右的初速度为v0，使小球能够在竖直面内做圆周运动，即小球恰好通过等效最高点；小球在等效最高点的最小速度v2满足
根据从最低点到等效最高点，由动能定理得
联立解得