福建省三明市2022_2023学年高三上学期期中物理模拟试卷（含答案）

福建省三明市2022~2023学年高三上学期期中物理模拟试卷
一、单选题（本大题共5小题，共20.0分）
已知地球半径约为，空气的摩尔质量约为，一个标准大气压约为利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为( )
A. B. C. D.
如图甲，一长为且不可伸长的轻绳一端固定在点，另一端系住一小球，使小球在竖直面内圆周运动，小球经过最高点的速度大小为，此时绳子拉力大小为，拉力与速度的平方的关系如图乙所示，以下说法正确的是( )
A. 利用该装置可以得出重力加速度
B. 利用该装置可以得出小球的质量
C. 小球质量不变，换绳长更长的轻绳做实验，图线点的位置不变
D. 绳长不变，用质量更大的球做实验，得到的图线斜率更大
抓举是举重比赛的方式之一。在比赛中，要求运动员伸直双臂，用一次连续动作将杠铃举过头顶。图所示为某运动员保持支撑状态的简化示意图，运动员手臂与杠铃的夹角为，假设运动员每条手臂上承受的力均沿手臂。下列说法正确的是( )
A. 运动员处于超重状态
B. 运动员每条手臂承受的力为杠铃重力的倍
C. 若运动员两手更靠近中间进行支撑，则手臂上承受的力减小
D. 若运动员两手更靠近中间进行支撑，则两手臂对杠铃的合力增大
对以下几种物理现象解释正确的是( )
A. 坐在竖直匀速转动的圆形摩天轮轿厢中的乘客的机械能守恒
B. 推车时车不动是因为推车的力的冲量为零
C. 运动员落在沙坑中是为了减小力的冲量
D. 在绕地球做匀速圆周运动的空间站内不能用天平测量物体的质量
如图所示，斜面倾角为，从斜面的点分别以和的速度水平抛出、两个小球，不计空气阻力，若两小球均落在斜面上且不发生反弹，则
A. ，两球的水平位移之比为
B. ，两球飞行时间之比为
C. ，下落的高度之比为
D. ，两球落到斜面上的速度大小之比为
二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）
如图所示，是一定质量的理想气体的三种升温过程，那么，以下四种解释中，哪些是正确的( )
A. 的过程气体体积增加 B. 的过程气体体积不变
C. 的过程气体体积增加 D. 的过程气体体积减小
一艘小船在宽的河中横渡到对岸，已知水流速度为，小船在静水中速度为，则( )
A. 小船渡河的最短时间为 B. 小船渡河的最短时间为
C. 小船渡河的最短位移为 D. 小船渡河的最短位移为
如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙速度恒定不变，甲的速度为物体离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，乙的速度为物体与乙之间的动摩擦因数为，重力加速度为，若乙的宽度足够大。下列说法正确的( )
A. 物体刚滑上乙传送带时，受到摩擦力大小为
B. 物体刚滑上乙传送带时，受到摩擦力大小为
C. 物体在乙上侧向垂直于乙的运动方向滑过的距离为
D. 物体在乙上侧向垂直于乙的运动方向滑过的距离为
太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某地行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学中称为“行星冲日”，假定两个地外行星和，地球公转周期年，公转轨道半径为，行星公转周期年，行星公转轨道半径，则下列说法正确的是( )
A. 星与星的公转轨道半径之比为：
B. 星与星公转线速度之比为：
C. 星冲日时间为年
D. 相邻两次、两星同时冲日时间间隔为年
一质量为的物体以某一速度冲上一个倾角为的斜面，其运动的加速度的大小为。这个物体沿斜面上升的最大高度为，则在这过程中( )
A. 物体克服重力做功 B. 物体克服摩擦力做功
C. 物体的动能损失了 D. 物体的重力势能增加了
三、填空题（本大题共2小题，共8.0分）
如图所示，某同学在环境温度稳定的实验室里做热学小实验，用手指堵住注射器前端小孔，这时注射器内就封闭了一定质量的空气可看成理想气体若该同学往里缓慢地推活塞如图甲，气体的压强 _____ 选填“增大”或“减小”若该同学缓慢推进活塞过程中做功为；然后将活塞缓慢稍稍拉出一些如图乙，此过程中做功为，则全过程中注射器内空气的内能增加量 ____ ．
分空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为，时气体的内能增加了试问：
此压缩过程中，气体________选填“吸收”或“放出”的热量等于________．
若一定质量的理想气体分别按如图从状态变化到状态所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是________选填“”、“”或“”，该过程中气体的内能________选填“增加”、“减少”或“不变”．
四、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
某同学用图甲所示装置测量木块与木板间的动摩擦因数。其主要实验步骤如下：
用弹簧测力计测量个相同的钩码受到的总重力，其示数如图乙所示，则弹簧测力计的示数为______，每个钩码受到的重力大小为______。
将绕过定滑轮的柔软轻绳两端分别与木块和弹簧测力计连接，在木块上放钩码；调整实验桌使木板水平，调整滑轮位置使滑轮与木块间的轻绳平行木板。
向左缓慢拉动木板，待弹簧测力计指针稳定时读出弹簧测力计的示数。
每次往木块上添加一个钩码，重复步骤，根据实验数据，作出弹簧测力计示数与钩码个数的关系图象如图丙所示，则木块与木板间的动摩擦因数为______，木块受到的重力大小为______结果均保留两位有效数字
某探究学习小组的同学欲探究恒力做功与物体动能变化的关系，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到打点计时器所用的学生电源一台、天平、刻度尺、导线、复写纸、纸带、小桶和沙子若干．当小车连接上纸带，用细线通过滑轮挂上小沙桶．
某同学的实验步骤如下：用天平称量小车的质量和沙与桶的总质量让沙桶带动小车加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距，算出这两点的速度与．
本实验装置图准备放开小车时刻中有什么缺点或错误？_________________________________________________至少两处
要完成本实验，还缺哪些重要实验步骤？__________________________________________________________．
本实验认为小车所受合外力等于沙桶重力，则应控制的实验条件是什么？______
在实验操作正确的前提下，若挑选的一条点迹清晰的纸带如图所示，已知相邻两个点间的时间间隔为，从点到、、、、点的距离依次为、、、、图中未标、、，则由此可求得纸带上由点到点所对应过程中，合外力对小车所做的功 ____________；该小车动能改变量的表达式为 ______________结果用题中已知物理量的符号表示；若满足______ ，则动能定理得证．

五、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
一定质量的理想气体经历如图所示的、、三个变化过程，设气体在状态、时的温度分别为和，已知，求：
；
若气体从的过程中做功为，同时吸热，则此过程中气体内能怎么改变？变化了多少？
某学习小组做了轻重物体在空气环境下落的对比实验：在大楼的阳台边同高度、同时静止释放小铁球与硬纸片，落至一楼水平草地上，观察到小铁球先落地，并测出它们下落的时间分别为、若假设小铁球所受的空气阻力忽略不计，硬纸片所受的空气阻力大小不变．重力加速度取求：
小铁球下落的高度；
硬纸片下落过程的加速度大小；
硬纸片下落过程所受空气阻力的大小与其重力的比值．
质量为的物体放在水平地板上，用一轻弹簧水平拉物体，当它刚开始运动时，弹簧的伸长为，当弹簧拉着物体匀速前进时，弹簧的伸长为，弹簧的劲度系数为取求：
物体受到的最大静摩擦力是多少？
物体受到的滑动摩擦力是多少？
物体与水平间的动摩擦因数为多少？
参考答案
1.【答案】
【解析】试题分析：大气压强，地球表面积
则地球周围空气质量为：由于标准状态下，一摩尔任何气体的体积都是升，即摩尔体积为；
故空气密度为：空气的总体积为；
代入解得，故选B．
考点：阿伏加德罗常数．
点评：本题要注意大气压强与容器中气体压强产生的原因不同，容器中气体压强是由于大量气体分子频繁碰撞容器壁而产生的．
2.【答案】
【解析】解：、当时，此时绳子的拉力为零，物体的重力提供向心力，则有：
解得：
解得：，即，与物体的质量无关，与绳长有关，故AC错误；
B、当时，对物体受力分析，则有：解得：，故B错误；
D、根据可知：斜率，用质量更大的球做实验，得到的图线斜率更大，故D正确。
故选：。
在最高点，若时，则；若时，则；若，则，联立即可求得小球质量和当地的重力加速度大小；若。根据向心力公式即可求解。
本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，要求同学们能根据图象获取有效信息，尤其是图象与坐标轴的交点的物理意义
3.【答案】
【解析】解：、运动员处于静止状态，加速度为零，并非处于超重状态，故A错误；
B、两手臂的合力大小等于杠铃的重力，根据题意，两手臂的力大小相等，夹角等于，有，即，故B错误；
C、由，若运动员两手更靠近中间进行支撑，变小，变大，变小，手臂上承受的力减小，故C正确；
D、运动员两手更靠近中间进行支撑，则两手臂对杠铃的合力仍然为零，故D错误。
故选：。
加速度方向向上为超重状态，加速度向下为失重状态；根据公式有可以计算分力和和力的关系。
本题考查了力的合成和分解、超重失重状态等知识点。掌握两个相等力的合力计算公式是本题的关键。
4.【答案】
【解析】解：、摩天轮在竖直方向匀速转动，乘客的动能不变，但重力势能改变，机械能要改变，故A错误；
B、由知，推力不为零，则推力的冲量不为零，故B错误；
C、根据动量定理知，，当一定时，大，就小，所以运动员落在沙坑是为了延长作用时间，减小地面对运动的作用力，力的冲量不变，故C错误；
D、天平是根据杠杆平衡的原理工作的，空间站处于完失重状态，不能用天平测量物体的质量，故D正确。
故选：。
乘客的机械能重力势能动能，由此分析选项；
由分析推力的冲量；
根据动量定理分析选项；
天平是根据杠杆平衡的原理工作的，由此分析选项。
本题主要是考查动量定理、机械能守恒定律、超重失重等，关键是知道机械能守恒定律的条件，掌握动量定理在生活中的应用。
5.【答案】
【解析】本题考查平抛运动的相关知识。
由于落在斜面上所以两物体位移偏向角相同，均为斜面倾角，根据得，可知飞行时间之比是，水平位移，由于水平速度之比为：；则水平位移之比为：，故A错误，B正确；
根据由于时间之比为：，则下落高度之比为：，故C错误；
速度应该为竖直方向和水平方向速度的矢量和，根据，竖直速度之比为：，合速度，由于竖直分速度，水平速度均为：，所以合速度经过计算也为：，所以D错误；
故选：。
6.【答案】
【解析】试题分析：
根据可知，对于一定质量的理想气体，在一定情况下，，倾斜程度越大，说明体积越小，则，而过原点证明是体积不变，所以AB正确。同理，所以均错
考点：理想气体状态方程
点评：本题考查了理想气体状态方程的理解，通过对倾斜程度的含义分析出体积大小的变化趋势。
7.【答案】
【解析】解：、船渡河时间最短，就是在垂直于河岸方向上的速度最大，即为让船头始终指向对岸，渡河时间为：
，故A错误，B正确；
、要使船航程最短，即为让船垂直河岸渡河，船航行的实际速度垂直于河岸，如图所示
因船在静水中的速度大于水流速度，则当船头指向上游，合运动即可垂直河岸，最短位移为河宽，即为，故C错误，D正确。
故选：。
当船在垂直于河岸方向上的速度最大时，渡河时间最短，即为船头始终指向河对岸时，时间最短．
船垂直渡河时船的航程最短，此时船头要指向上游，并且沿河岸方向上的分量大小与水流的速度大小相等即可．
该题通过渡河的模型考察了运动的合成与分解，关于渡河问题，应注意几种渡河方式，一是垂直渡河，此时渡河位移最短，但是所用时间不是最短的，此种情况要求船的合速度与河岸垂直，二是船头始终指向对岸的渡河，此种情况下渡河时间最短，但是渡河位移不是最短；关于渡河问题，还要会判断能否垂直渡河，其条件是船在静水中的速度大小要大于河水流动的速度大小．
8.【答案】
【解析】解：、物体刚滑上乙传送带时，受到的是滑动摩擦力，物体与乙之间的动摩擦因数一定，则物体受到的滑动摩擦力的大小与正压力成正比，与物体的速度无关，所以物体受到的摩擦力大小为，故A正确，B错误；
、因为物体所受的摩擦力沿传送带甲方向的分量为，沿此方向的加速度大小，所以物体在乙上侧向垂直于乙的运动方向滑过的距离为，故C正确，D错误。
故选：。
物体刚滑上乙传送带时，受到的是滑动摩擦力，根据公式求摩擦力大小。物体滑上乙传送带后参与两个方向的运动，一是垂直于乙方向的初速度为的匀减速运动，二是沿着乙运动方向上初速度为的匀加速运动直到速度为根据牛顿第二定律和运动学公式相结合求物体沿着乙的运动方向滑过的距离和物体在乙上侧向垂直于乙的运动方向滑过的距离。
本题考查摩擦力与运动的分解问题，应分别从两个方向去考虑。要知道两个方向的受力决定了两个方向加速度，也决定了两个方向运动规律。
9.【答案】
【解析】解：、行星公转周期年，地球公转周期年，根据扑克脸第三定律：，
所以：年；
所以：故A正确；
B、根据万有引力提供向心力得：，可得：，
所以星与星公转线速度之比：故B错误；
C、年，根据得：星冲日时间：年，故C正确；
D、根据的公式，行星公转周期年，地球公转周期年，则当星与地球处于同一直线上时，再经过年，行行又与地球在同一直线上，所以相邻两次星冲日间隔为年；
若某个时刻、两星冲日，根据以上的分析可知，经过年，、两星再次冲日，故D正确．
故选：
行星围绕太阳做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律，其轨道半径的三次方与周期的平方的比值都相等求出行行公转周期，如果时间是两个周期的最小公倍数，则两个行星都转动整数圈，两者一定共线．
解答本题关键是结合开普勒第三定律分析也可以运用万有引力等于向心力列式推导出，找到两个行星的周期与地球周期的最小公倍数是关键，难度不大，属于基础题．
10.【答案】
【解析】解：、重力势能的增加量等于克服重力做的功，物体克服重力做功，故重力势能增加了，故A错误、D正确；
B、物体上滑过程，根据牛顿第二定律，有：，
解得：；
物体克服摩擦力做功为，故B错误；
C、上滑过程中的合力大小：；
动能减小量等于克服合力做的功，为：，故C正确；
故选：。
重力势能的增加量等于克服重力做的功；动能变化等于力的总功；机械能变化量等于除重力外其余力做的功。
本题关键根据功能关系的各种具体形式得到重力势能变化、动能变化和机械能变化。重力势能变化与重力做功有关；动能的变化与合力做功有关；机械能的变化与除重力以外的力做功有关。
11.【答案】增大；
【解析】试题分析：该同学往里缓慢地推活塞，温度不变，体积变小，压强变大；该同学缓慢推进活塞过程中做功为和将活塞缓慢稍稍拉出一些做功为相等，一个正功，一个负功，则全过程中注射器内空气的内能增加量为。
考点：本题考查理想气体的状态方程。
12.【答案】放出， ，增加
【解析】试题分析：：由热力学第一定律，代入数据得：，解得；即气体放出的热量等于。
根据气体状态方程，压强不变时，随温度的变化是一次函数关系，故选择图；一定质量的气体的内能的变化，由温度变化所决定．由于温度增加，所以该过程中气体的内能增加。
考点：本题考查了理想气体状态方程、热力学第一定律．
13.【答案】
【解析】解：由图知，弹簧测力计的最小分度为，所以其读数为，每个钩码受到的重力大小为；
木块受到的滑动摩擦力大小，由平衡条件可知：
，
解得：，
结合图乙可知：
，
联立解得：
木块受到的重力大小约为。
故答案为：
由弹簧测力计的最小分度可读出其读数，再算出每个钩码的重力；
分析实验可知，对摩擦力的测量是采用“间接法”进行的，当拉动木块运动时，拉力与摩擦力成为一对平衡力，它们大小相等，据此求解动摩擦因数。
本题考查了力的平衡条件，利用平衡条件求解动摩擦因数，当木块运动时，弹簧测力计的拉力与摩擦力等大反向。
14.【答案】细线与轨道平面应该平行；初始时刻，小车应紧靠打点计时器；调节轨道的倾斜程度，使小车在无拉力时能在轨道上匀速运动或平衡摩擦力；
；；
【解析】解：实验装置图中存在的问题有：细线与轨道平面应该平行；初始时刻，小车应紧靠打点计时器；
所缺的步骤：调节轨道的倾斜程度，使小车在无拉力时能在轨道上匀速运动或平衡摩擦力；
沙桶加速下降，处于失重状态，拉力小于重力，只有当加速度较小时可以用重力代替拉力，故应该控制的实验条件是；
拉力等于重力，故拉力做功为：；
平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故：
点速度为；
点速度为；
动能增加量为：；
当总功和动能的增加量相等，即时，动能定理得证；
故答案为：细线与轨道平面应该平行；初始时刻，小车应紧靠打点计时器；调节轨道的倾斜程度，使小车在无拉力时能在轨道上匀速运动或平衡摩擦力；；
；；．
细线与平板不平行，小车要从靠近计时器位置开始释放；
要平衡摩擦力；
沙桶加速下降，处于失重状态，拉力小于重力，只有当加速度较小时可以用重力代替拉力，故必须保证；
到过程拉力做的功等于拉力与位移的乘积；根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度求解点和点速度，得到动能的增加量；当总功和动能的增加量相等时动能定理得证．
本题关键明确明确实验原理、误差来源，能够根据运动学规律求解出动能的增加量，求解出拉力的功后进行判断，较难．
15.【答案】增加，
【解析】试题分析：：为等容过程，，，，根据查理定律得，解得
根据热力学第一定律可得：，可得：。
考点：本题考查了气体的等容变化、热力学第一定律
16.【答案】解：小铁球做自由落体运动，故下落的高度为：
由得：
有牛顿第二定律可知
故
答：小铁球下落的高度为；
硬纸片下落过程的加速度大小为；
硬纸片下落过程所受空气阻力的大小与其重力的比值为．
【解析】小铁块做自由落体运动，由位移时间公式求的高度；
由位移时间公式求的加速度；
由牛顿第二定律求的阻力，即可求得所受空气阻力的大小与其重力的比值．
本题主要考查了牛顿第二定律与运动学公式，加速度是关键
17.【答案】解：物体所受的最大静摩擦力就等于物体刚开始滑动时的弹簧拉力大小，
由胡克定律可求得：，因此最大静摩擦力大小为．
匀速前进时，弹簧伸长则弹簧的拉力等于滑动摩擦力．
所以滑动摩擦力
当拉着物体匀速前进时，弹簧伸长则弹簧的拉力等于滑动摩擦力．
所以动摩擦因数为
答：物体所受的最大静摩擦力大小．
物体所受的滑动摩擦力的大小为．
物体和水平间的动摩擦因数．
【解析】通过弹簧的伸长，由胡克定律来计算出物体刚开始运动的摩擦力大小，与物体正在运动的摩擦力大小．滑动摩擦力等于动摩擦力因数与正压力的乘积．
学会区别静摩擦力与滑动摩擦力，同时静摩擦力的大小由引起它有运动趋势的外力决定，而滑动摩擦力等于．
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