上海市高东中学2023-2024学年高三上学期期中考试物理试卷（含答案）

上海市高东中学2023-2024学年度第一学期
高三物理期中质量调研试卷
注意事项：
1．试卷满分100分，考试时间60分钟；
2．本考试分设试卷和答题纸。答案一律写在答题纸上。
3．标注“简答”的题需要给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
一、阅读材料，回答下列问题
10月19日，我校举办了第三十六届运动会，运动场上的每个项目都能体现物理规律的应用。
1、以下哪个项目中的运动员最接近质点模型（ ）
（A）跳高 （B）400米径赛 （C）推铅球 （D）拔河
2、在百米决赛时，甲、乙两位计时员同时记录第一名的成绩，甲看到发令枪的烟雾时开始记时，乙听到发令枪响开始记时，当运动员到达终点，甲、乙同时停止计时。那么（ ）
（A）甲、乙记录的时间相同；
（B）甲所记录的运动员成绩更准确；
（C）乙记时员所记录的时间偏长；
（D）发令枪设在终点可以避免运动员成绩记录产生误差。
3、400米比赛中，外侧跑道的起跑点需要靠前一些，这是为了（ ）
（A）避免拥挤 （B）增加比赛观赏性
（C）保证每个跑道的比赛路程相同 （D）保证每个跑道的比赛位移相同
4、（多选）运动员保持速度大小不变向左前方跑过弯道时，身体需要轻微向左侧倾斜，下列说法正确的是（ ）
（A）此时运动员处于平衡状态
（B）地面对运动员的摩擦力向后
（C）运动员受到的摩擦力提供向心力
（D）地面对运动员的作用力大于运动员的重力
5、甲、乙两个同学在直跑道上练习接力赛的交接棒，他们在奔跑时有相同的最大速度。乙从静止开始全力奔跑需跑出25m才能达到最大速度，这一过程可看作匀变速直线运动。现在甲持棒以最大速度向乙奔来，乙在接力区伺机全力奔出。若要求乙接棒时奔跑的速度达到最大速度的80％，则乙在接力区须奔出______m时接棒，乙起跑时距离甲______m。
二、阅读材料，回答下列问题
在建筑学上，拱指的是跨过空间且能承受重量的圆弧结构。拱结构通常由彼此密合的楔状拱石构成，上一块拱石的负重通过密合界面，均匀地传递给下一块。拱顶中央的拱石就是所谓的拱心石。如图所示，石拱桥由三块质量均为m的石块组成，拱心石B的两个侧面与竖直方向的夹角均为θ，重力加速度为g，B与A、C的接触面间的摩擦忽略不计，则
6、石块B对A的压力沿着哪个方向（ ）
（A）① （B）② （C）③ （D）④
7、石块B的侧面所受弹力的大小为（ ）
（A） （B）
（C） （D）
8、地面对石块A的静摩擦力的方向向________，大小为__________。
9、（多选）若建造者在保持三块石块质量不变的情况下减小图中θ角的大小，将会使（ ）
（A）AB间的弹力增大 （B）AB间的弹力减小
（C）地面对C的支持力减小 （D）A与地面间的摩擦力变大
三、阅读材料，回答下列问题
“弩”是一种利用物理原理的武器，弩最早被用于战争的可考记录可以追溯到公元前341年的齐魏马陵之战，但是考古学家在中国的墓陵中曾找到更加古老的弩。传统的弓箭只有非常强壮的射手才能使用，因为他们必须一边把弓拉开并且在一边瞄准时维持稳定。但有了弩箭后，比较弱小的人就可以借助腿部的力量来拉弦。弩箭和传统弓箭的穿透力来自于弓在弯曲时所储存的能量。就像拉开并固定弹簧时一样，这些能量会储存成弓的弹性势能。放开后这些势能就转变成运动时的动能。
10、一个士兵在拉开弓弦的过程中，拉力从50N逐渐增大到250N，拉弓的手移动的距离约0.5m，储存在弓中的弹性势能最接近（ ）
（A）25J （B）75J （C）125J （D）150J
11、（多选）若士兵将箭竖直向上射出，在箭由静止开始加速到刚好与弓弦分离的过程中（ ）
（A）箭的速度不断增大
（B）箭的速度先增大后减小
（C）箭的加速度一直大于g
（D）箭获得的最大动能小于弓弦储存的弹性势能
12、若士兵把弩箭沿水平方向射出，箭离开弓时的初速度为v1，落地时速度为v2，忽略空气阻力，图中能够正确地反映速度矢量演变过程的是（ ）
13、若士兵在同一位置先后以不同的初速度水平射出a、b两只箭，箭射入远处的墙壁时，a与竖直方向的夹角为45°，b与数值方法的夹角为30°，两者在墙上的射入点相距为d，不计空气阻力，则飞行时间较长的是______箭，初速较大的是______箭。
14、（计算题）在13题中，已知图中的d与两只箭与墙壁的夹角，求士兵与墙的水平距离是多少？
四、阅读材料，回答下列问题
旋转木马是游乐场机动游戏的一种，即旋转大平台上有装饰成木马且上下移动的座位供游客乘坐。最早记录的旋转木马出现在拜占庭帝国时期。如今在各大小游乐场、商场等地皆有各式的旋转木马。如图所示是一种简易儿童旋转木马。
15、（多选）在转台上有两匹小马A、B，若A的旋转半径小于B的旋转半径，下列说法正确的有（ ）
（A）小马A、B的线速度相同
（B）小马A、B的角速度相同
（C）小马A、B的向心加速度相同
（D）小马A、B的转速相同
16、（g=10m/s2）一质量为40kg的小孩坐在旋转木马上，绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动，圆周运动的半径为3.0m，小孩旋转5周用时1min，则小孩做圆周运动的角速度为___________rad/s，小孩做圆周运动所需的向心力为___________N，木马对小孩的作用力为___________N。（结果保留3位有效数字）
17、后来人们又设计出与旋转木马相似的“旋转飞椅”，由于悬挂座椅的绳索可以绕悬挂点自由转动，所以当整个装置匀速旋转时，绳索与竖直方向保持一定的夹角，如果测得这个夹角，则可以求出（ ）
（A）绳索受到的拉力 （B）人对座椅的压力
（C）座椅和人的速度 （D）座椅和人的加速度
五、阅读材料，回答下列问题
过山车（Roller coaster，别名为云霄飞车），是一项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。人们在设计过山车时巧妙地运用了许多物理学原理，如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果，对力学定律会有更深的理解。
18、如图所示，过山车从斜轨上的最高点A由静止滑下，经最低点B运动到圆形轨道最高点C，设整个过程过山车无动力且忽略摩擦阻力，取地面为零重力势能的参考平面，则过山车（ ）
（A）在A处的重力势能大于在C处的动能
（B）在A处的机械能大于在C处的机械能
（C）在B处的机械能小于在C处的机械能
（D）在B处的动能等于C处的动能
19、某同学自己动手制作了一个过山车轨道模型，如图所示。他将质量为m的小球从倾斜轨道上的某一位置由静止释放，小球将沿着轨道运动到最低点后进入圆轨道。该同学通过测量得到圆轨道的半径为R，轨道连接处都是平滑连接，已知重力加速度为g，当小球的释放点距轨道最低点的高度为3R时，小球恰能通过圆轨道的最高点，则小球在圆形轨道最高点的速度大小为_______，从开始释放到通过圆轨道最高点的过程中损失的机械能为________。
20、“绝顶雄风”过山车位于上海欢乐谷，是中国第二高的过山车。车辆和乘客的总质量为4×103kg，车辆启动后以45°的爬升角缓缓爬上65米的高坡，之后会沿接近竖直方向的轨道下冲。此段滑道被称作“零G下滑”地段，当游客在坡底以高速进入圆周滑道时，又会体验强烈的超重现象。接近终点时，过山车会沿水平方向冲入一个狭窄的水槽，利用水的阻力为车辆减速（g=10m/s2）（结果保留3位有效数字）。
（1）在缓慢爬坡阶段，动力系统至少为车辆提供多大的动力维持车辆爬坡？
（2）当“零G下滑”阶段结束时，车辆的速度达到115km/h，不计阻力，车辆的高度下降了多少？
（3）若车辆以115km/h的速度从大圆周轨道的最低点进入轨道，此时座椅对乘客的支持力会突然增大到乘客重力的4.5倍，求该圆周轨道的半径是多少？
（4）在水槽减速阶段，若水对车厢的阻力与车厢的速度大小成正比，请定性分析车辆的运动情况。
参考答案
（一）
1.B
2.B
3.C
4.CD
5.16；24
（二）
6.B
7.C
8.右；mgcotθ/2
9.AD
（三）
10.B
11.BD
12.D
13.b；a
14.（+1）d
（四）
15.BD
16.π/6；32.9；401
17.D
（五）
18.A
19.，0.5mgR
20.（1）28300N（2）51.0m（3）29.2m（4）随着速度减小，阻力逐渐减小，车辆的合外力就是阻力，所以合外力减小，根据牛顿第二定律，车辆的加速度减小，所以车辆做加速度减小的减速运动，最终停止。