2022年山东省临沂市兰陵县第四中学高三物理第一学期期中综合测试试题含解析

2022-2023高三上物理期中模拟试卷 注意事项: 1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。 2．答题时请按要求用笔。 3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。 4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。 5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 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、如图所示，两个竖直圆弧轨道固定在同一水平地面上，半径R相同，左侧轨道由金属凹槽制成，右侧轨道由金属圆管制成，且均可视为光滑。在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别为hA 和hB，下列说法正确的是( ) A．若使小球A沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为 B．若使小球B沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为 C．适当调整hB，可使B球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处 D．适当调整hA，可使A球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处 2、某质量为m的电动玩具小车在平直的水泥路上由静止沿直线加速行驶．经过时间t前进的距离为x，且速度达到最大值vm，设这一过程中电动机的功率恒为P，小车受阻力恒为F，则t时间内（　　） A．小车做匀加速运动 B．小车受到的牵引力逐渐增大 C．合外力对小车所做的功为 Pt D．牵引力对小车所做的功为 Fx+mvm2 3、如图，图线I和Ⅱ分别表示先后从同一地点以相同速度v做竖直上抛运动的两个物体的v－t图，则两个物体 A．在第Ⅰ个物体抛出后3s末相遇 B．在第Ⅱ个物体抛出后4s末相遇 C．在第Ⅱ个物体抛出后2s末相遇 D．相遇时必有一个物体速度为零 4、如图，两根完全相同的轻弹簧下挂一个质量为m的小球，小球与地面间有一竖直细线相连，系统平衡．已知两弹簧之间的夹角是120°，且弹簧产生的弹力均为3mg，则剪断细线的瞬间，小球的加速度是 A．a=3g，竖直向下 B．a=3g，竖直向上 C．a=2g，竖直向下 D．a=2g，竖直向上 5、2018年11月央视报道了一则“超级高铁”新闻，最高时速可达4000公里/小时，观众惊呼是“黑科技”其实就是利用真空管技术和磁悬浮技术，让列车在没有摩擦阻力的"胶囊管道”中实现超高速运动．工程人员在3.2公里的直线测试轨道进行试验，启动后仅用时3秒就可以通过，则（ ） A．新闻中4000公里/小时是平均速度 B．用时3秒是时刻 C．列车在真空管道中只受重力作用 D．测试轨道为3.2公里是位移的大小 6、如图所示，一定质量的物体用轻绳AB悬挂于天花板上，用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中 A．F逐渐变大，T逐渐变大 B．F逐渐变大，T不变 C．F逐渐变小，T不变 D．F逐渐变小，T逐渐变小 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、如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上，A、B间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一个水平拉力F，则以下说法正确的是 A．当时，A、B都相对地面静止 B．当时，A的加速度为 C．当时，A相对B滑动 D．无论F为何值，B的加速度不会超过 8、如图所示，小明分别沿甲、乙两个光滑滑梯从同一高度由静止下滑到底端，在此过程中（ ） A．甲、乙两过程重力做功不同 B．机械能不守恒 C．动能的增加量相同 D．重力势能减少量相同 9、明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可．一游僧见之,曰：无烦也，我能正之．”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身．假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力N，则： A．若F一定，θ大时N大 B．若F一定，θ小时N大 C．若θ一定，F大时N大 D．若θ一定，F小时N大 10、如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐。A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。先水平敲击A，A立即获得水平向右的初速度vA，在B上滑动距离L后停下。接着水平敲击B，B立即获得水平向右的初速度vB，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，相对静止前B的加速度大小为a1，相对静止后B的加速度大小为a2，此后两者一起运动至停下。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A． B．vA= C． D．从左边缘再次对齐到A、B停止运动的过程中，A和B之间没有摩擦力 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）某同学利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示．气垫导轨与水平桌面的夹角为θ，导轨底端P点有一带挡光片的滑块，滑块和挡光片的总质量为M，挡光片的宽度为b，滑块与沙桶由跨过轻质光滑定滑轮的细绳相连．导轨上Q点固定一个光电门，挡光片到光电门的距离为d． （1）实验时，该同学进行了如下操作： ①开启气泵，调节细沙的质量，使滑块处于静止状态，则沙桶和细沙的总质量为 ________； ②在沙桶中再加入质量为m的细沙，让滑块从P点由静止开始运动．已知光电门记录挡光片挡光的时间为Δt，则滑块通过Q点的瞬时速度为________. （2）在滑块从P点运动到Q点的过程中，滑块的机械能增加量ΔE1＝________，沙桶和细沙的机械能减少量ΔE2＝________．在误差允许的范围内，如果ΔE1＝ΔE2，则滑块、沙桶和细沙组成的系统机械能守恒． 12．（12分）用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图所示，斜槽与水平槽平滑连接．安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下铅垂线所指的位置O.接下来的实验步骤如下： 步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，认为其圆心就是小球落点的平均位置； 步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘处的B点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置； 步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度． (1)在上述实验操作中，下列说法正确的是________． A．小球1的质量一定大于小球2的质量，小球1的半径可以大于小球2的半径 B．将小球静止放置在轨道末端看小球是否滚动来检测斜槽轨道末端是否水平 C．小球在斜槽上的释放点应该越高越好，这样碰前的速度大，测量误差较小 D．复写纸铺在白纸的上面，实验过程中复写纸可以随时拿起来看印迹是否清晰并进行移动 (2)以下提供的器材中，本实验必需的有（____） A．刻度尺　　B．游标卡尺　　C．天平　　D．秒表 (3)设小球1的质量为m1，小球2的质量为m2，MP的长度为l1，ON的长度为 l2，则本实验验证动量守恒定律的表达式为________． 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）一球形人造卫星的最大横截面积为、质量为，在轨道半径为的高空绕地球做圆周运动．由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小．卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了，由于，所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动．设地球可看成质量为的均匀球体，万有引力常量为． （）求人造卫星在轨道半径为的高空绕地球做圆周运动的周期． （）取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为．请估算人造卫星由半径为的圆轨道降低到半径为的圆轨道的过程中，机械能的变化． （）某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为，且为恒量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变．在满足上述假设的条件下，请估算空气颗粒对卫星在半径为轨道上运行时，所受阻力大小的表达式． 14．（16分）如图所示，竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成，AB恰与圆弧CD在C点相切，轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块（可视为质点）从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB，沿着轨道运动，由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点。已知水平轨道AB长为L。求： (1)小物块与水平轨道的动摩擦因数μ。 (2)为了保证小物块不从轨道的D端离开轨道，圆弧轨道的半径R至少是多大？ (3)若圆弧轨道的半径R取第(2)问计算出的最小值，增大小物块的初动能，使得小物块冲上轨道后可以达到最大高度是1.5R处，试求物块的初动能并分析物块能否停在水平轨道上。如果能，将停在何处？如果不能，将以多大速度离开水平轨道。 15．（12分）如图甲，真空中竖直放置两块相距为d的平行金属板P、Q，两板间加上如图乙最大值为U0的周期性变化的电压，在Q板右侧某个区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场．在紧靠P板处有一粒子源A，自t=0开始连续释放初速不计的粒子，经一段时间从Q板小孔O射入磁场，然后射出磁场，射出时所有粒子的速度方向均竖直向上．已知电场变化周期，粒子质量为m，电荷量为+q，不计粒子重力及相互间的作用力．求： （1）t=0时刻释放的粒子在P、Q间运动的时间； （2）粒子射入磁场时的最大速率和最小速率； （3）有界磁场区域的最小面积． 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、AC 【解析】小球A恰好能到A轨道的最高点时，由， ；根据机械能守恒定律得，mg（hA-2R）=mvA2，解得，故A正确；小球恰好能到B轨道的最高点时，临界速度为零，根据机械能守恒定律得：mg（hB-2R）=0，若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，B小球hB＞2R的任意高度释放都可以，故B错误；小球恰好能到B轨道的最高点时，临界速度为零，适当调整hB，B可以落在轨道右端口处．故C正确．小球A恰好能到A轨道的最高点时，由， ；小球A从最高点飞出后下落R高度时，根据平抛运动规律得：水平位移的最小值为，小球落在轨道右端口外侧．故D错误．故选AC. 点睛：本题是向心力、机械能守恒定律、平抛运动的综合，A轨道与轻绳系的球模型相似，B轨道与轻杆固定的球模型相似，要注意临界条件的不同． 2、D 【解析】电动机功率恒定，P=F牵v，结合牛顿第二定律可知F牵-F=ma，v=at可知，当速度增大时，牵引力减小，加速度减小，故小车做加速度减小的变加速运动，故AB错误；整个过程中，牵引力做正功，阻力做负功，故合力做功为W=mvm2，Pt为牵引力所做的功，故C错误；整个过程中，根据动能定理可知Pt−Fx＝mvm2，解得Pt=Fx+mvm2，故D正确；故选D. 点睛：小车的恒定功率启动方式是一种最快的启动方式，是加速度不断减小的加速运动，运动学公式不再适用，但可以根据动能定理列式求解． 3、C 【解析】 A．根据v−t图像与坐标轴围