2023届江苏省宿迁市北大附属宿迁实验学校高三物理第一学期期中学业水平测试试题含解析

2022-2023高三上物理期中模拟试卷 考生请注意： 1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。 2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。 3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1、、为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星、做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示、周围的a与的反比关系，它们左端点横坐标相同，则（ ） A．、的平均密度相等 B．的第一宇宙速度比的小 C．的向心加速度比的大 D．的公转周期比的大 2、如图所示，由轻杆AB和BC构成的三角形支架固定在墙壁上，A、B、C各固定点均用铰链连接．在B处挂一重物，以F1、F2分别表示轻杆AB、BC对B点的弹力，则以下说法中正确的是(　　) A．F1沿AB延长线方向，F2沿BC方向 B．F1沿BA方向，F2沿CB延长线方向 C．F1沿BA方向，F2沿BC方向 D．F1沿AB延长线方向，F2沿CB延长线方向 3、万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，利用它我们可以进行许多分析和预测。2016年3月8日出现了“木星冲日”。当地球位于太阳和木星之间且三者几乎排成一条直线时，天文学家称之为“木星冲日”。木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动，木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5倍。下列说法正确的是（　　） A．木星运行的加速度比地球的大 B．木星运行的周期比地球的小 C．下一次的“木星冲日”时间肯定在2017年 D．下一次的“木星冲日”时间肯定在2018年 4、如图所示，如果下表中给出的是简谐振动的物体的位移或速度或加速度与时刻的对应关系，是振动周期，则下列选项正确的是( ) 时刻 状态 物理量 甲 零 正向最大 零 负向最大 零 乙 零 正向最大 零 负向最大 零 丙 正向最大 零 负向最大 零 正向最大 丁 负向最大 零 正向最大 零 负向最大 A．若甲表示位移，则丙表示相应的速度 B．若丁表示位移，则甲表示相应的加速度 C．若丙表示位移，则甲表示相应的加速度 D．若丁表示位移，则丙表示相应的速度 5、如图所示为发射同步卫星的三个轨道，轨道Ⅰ为近地轨道，轨道Ⅱ为转移轨道，轨道Ⅲ为同步轨道，P、Q分别是转移轨道的近地点和远地点。假设卫星在个轨道运行时质量不变，关于卫星在这个三个轨道上的运动，下列说法正确的是（ ） A．卫星在各个轨道上的运行速度一定都小于7.9 km/s B．卫星在轨道Ⅲ上Q点的运行速度小于在轨道Ⅱ上Q点的运行速度 C．卫星在轨道Ⅱ上从P点运动到Q点的过程中，运行时间一定小于12h D．卫星在各个轨道上的机械能一样大 6、某同学手持篮球站在罚球线上，在裁判员示意后将球斜向上抛出，篮球刚好落入篮筐。从手持篮球到篮球刚好落入篮筐的过程中，已知空气阻力做功为Wf，重力做功为WG，投篮时该同学对篮球做功为W。篮球可视为质点。则在此过程中 A．篮球在出手时刻的机械能最大 B．篮球机械能的增量为WG-Wf C．篮球动能的增量为W+WG-Wf D．篮球重力势能的增量为W-WG+Wf 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7、下列说法正确的是_____________。 A．全息照相主要是利用了光的衍射现象 B．单反相机的增透膜利用了光的偏振现象 C．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉 D．用光导纤维传输信息是利用了光的全反射的原理 E.医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点 8、双星系统中两个星球A、B的质量都是m，相距L，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值T0，且＝k(k＜1)，于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响，并认为C位于A、B的连线正中间，相对A、B静止，则下列说法正确的是( ) A．A、B组成的双星系统周期理论值 B．A、B组成的双星系统周期理论值 C．C星的质量为 D．C星的质量为 9、如图所示，水平固定放置的两根足够长的平行光滑杆AB和CD，各穿有质量均为m的小球a和b，两杆之间的距离为d，两球间用原长也为d的轻质弹簧连接。现从左侧用固定挡板将a球挡住，再用力把b球向左边拉一段距离（在弹性限度内）后静止释放，则下面判断中正确的是（ ） A．在弹簧第一次恢复原长的过程中，两球和弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒 B．弹簧第一次恢复原长后，继续运动的过程中，系统的动量守恒、机械能守恒 C．弹簧第二次恢复原长时，a球的速度达到最大 D．释放b球以后的运动过程中，弹簧的最大伸长量总小于运动开始时弹簧的伸长量 10、如图．倾角为θ的斜面上有A、B、C三点，现从这三点分别以不同的初速度水平抛出一小球，三个小球均落在斜面上的D点．今测得AB：BC：CD=5：3：1，由此可判断（　 　） A．ABC处抛出的三个小球运动时间之比为3：2：1 B．ABC处抛出的三个小球的速率变化率之比为3：2：1 C．ABC处抛出的三个小球的初速度大小之比为3：2：1 D．ABC处抛出的三个小球落在斜面上时速度与斜面间的夹角之比为1：1：1 三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。 11．（6分）用游标卡尺测一根金属管的内径和外径时，卡尺上的游标位置分别如图（a）、（b）所示。这根金属管内径读数是______cm，管壁的厚度是____ cm。 12．（12分）用如图所示的实验装置可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系,地面水平,图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,用天平测量两个小球的质量m1、m2,先让人射球1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP,然后，把被碰小球2静置于轨道的水平部分，再将入射球1从斜轨S位置静止释放,与小球2相撞,并多次重复,分别找到球1、球2相碰后平均落地点的位置M、N,测量平抛射程OM、ON。 ①关于本实验下列说法正确的是__________. A．入射球1的质量应比被碰小球2质量大 B．小球与斜槽间的摩擦对实验有影响 C．人射球1必须从同一高度释放 D．两小球的半径可以不同 ②若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为_______________(用题中测量的量表示) ③若两个小球质量均未知,只知道m1>m2,则只需验证表达式_________成立，可证明发生的碰撞是弹性碰撞。(用题中测量的量表示) 四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 13．（10分）如图所示，一人站在高台上，将质量为m=0.5kg的石块以30°角斜向上抛出，初速度是v0=10m/s，抛出点距地面的高度h=15m，g取10m/s2，求： （1）若不计空气阻力，以地面为参考面，石块刚抛出时的机械能； （2）若不计空气阻力，石块落地时的速度大小； （3）若测得石块落地的速度大小为18m/s，则石块在空中飞行过程中克服空气阻力做功为多少？ 14．（16分）一辆汽车的质量为m，其发动机的额定功率为P1，从某时刻起汽车以速度v1在水平公路上沿直线匀速行驶，此时汽车发动机的输出功率为，接着汽车开始沿直线匀加速行驶，当速度增加到时，发动机的输出功率恰好为P1．如果汽车在水平公路上沿直线行驶中所受到的阻力与行驶速率成正比，求： （1）汽车在水平公路上沿直线行驶所能达到的最大速率vm； （2）汽车匀加速行驶所经历的时间和通过的距离． 15．（12分）如图所示,甲、乙两名宇航员正在离空间站一定距离的地方执行太空维修任务.某时刻甲、乙都以大小为v0=2 m/s的速度相向运动,甲、乙和空间站在同一直线上且可视为质点.甲和他的装备总质量为M1=90 kg,乙和他的装备（不包括A的质量）总质量为M2=90 kg,为了避免直接相撞,乙把手中质量为m=45 kg的物体A推向甲,甲迅速接住A后即不再松开,此后甲、乙两宇航员在空间站外做相对距离不变的同向运动,且安全“飘”向空间站. 求： (1)乙要以多大的速度v(相对于空间站)将物体A推出? (2)设甲与物体A作用时间为t=0.5 s,求甲与A的相互作用力F的大小？ 参考答案 一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1、C 【解析】 根据牛顿第二定律得出行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a的表达式，结合a与r2的反比关系函数图象得出P1、P2的质量和半径关系，根据密度和第一宇宙速度的表达式分析求解；根据根据万有引力提供向心力得出周期表达式求解． 【详解】 A项：根据牛顿第二定律，行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度为：两曲线左端点横坐标相同，所以P1、P2的半径相等，结合a与r2的反比关系函数图象得出P1的质量大于P2的质量，根据，所以P1的平均密度比P2的大，故A错误； B项：第一宇宙速度，所以P1的“第一宇宙速度”比P2的大，故B错误； C项：s1、s2的轨道半径相等，根据，所以s1的向心加速度比s2的大，故C正确； D项：根据万有引力提供向心力得出周期表达式，所以s1的公转周期比s2的小，故D错误． 故应选：C． 【点睛】 解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，知道线速度、角速度、周期、加速度与轨道半径的关系，并会用这些关系式进行正确的分析和计算．该题还要求要有一定的读图能力和数学分析能力，会从图中读出一些信息．就像该题，能知道两个行星的半径是相等的． 2、B 【解析】 考虑到绳子只能受拉，不能受压，所以可假设将本题中的轻杆换成绳子进行分析，若将AB杆换成绳子，则在重物的作用下绳子将被拉紧，可见AB杆受拉；若将BC杆换成绳子，则在重物的作用下绳子将被压缩，可见BC杆受压，再由弹力跟引起物体形变的外力方向相反可知，F1沿BA方向，F2沿CB延长线方向，故B正确，ACD错误。 故选B。 3、C 【解析】 AB．设太阳质量为M；质量为m 的行星，轨道半径为r ，周期为T ，加速度为a ，对行星由牛顿第二定律可得 解得 ， 由于，因此，土星运行的加速度比地球小，土星运行周期比地球大，故AB错误； CD．地球公转周期T1＝1年，土星公转周期 年 设经时间t，再次出现土星冲日，则 其中，，解得：年，因此下一次土星冲日发生在2017年，C 正确，D错误。 故选C。 4、A 【解析】 A、若甲表示位移x，振子从平衡位置向正向最大位移处运动，速度从正向最大开始减小零，所以丙可以表示相应的速度v，故A正确； B、依据简谐运动的特点，加速度大小与位移成正比，与位移方向相反，故BC错误； D、若丁表示位移x，位移从最大负向位移变化到零，则振子速度从零开始到正向最大速度变化，故D错误。 点睛：简谐运动中速度与位移大小变化情况是相反的，即位移增大，速度减小，再分析方向以及位移与加速度之间的关系即可进行选择。 5、C 【解析】解:A、在轨道II上P点速度大于第一宇宙速度7.9 km/s,故