福建省莆田市第六中学2022届高三物理上学期期中试题含解析

福建省莆田第六中学2022届高三上学期期中考试(A卷）物理试题一、选择题（本小题有12小题，共48分，其中1-8小题每小题中只有一个选项是正确的，选对得4分，多选或选错得0分；9-12小题每个小题有多个选项是正确的，选对得4分，少选得2分，有一个选项选错得0分）1.概念是物理学内容的基础和重要组成部分，以下有关物理概念的描述正确的是（）A.比值定义法是物理概念中常用的一种定义新物理量的方法，即用两个已知物理量的比值表示一个新的物理量，如加速度的定义，表示与成正比，与成反比，这就是比值定义的特点B.空气阻力和浮力的影响不能忽略时，斜向上抛出一物体，则物体在空中的运动是一种匀变速运动C.静止的物体可能受到滑动摩擦力，运动的物体不可能受到静摩擦力D.圆周运动是一种加速度不断变化的运动，其向心力不一定就是物体受到合外力【答案】D【解析】A项：比值法定义的物理量与两个物理量都无关，A错误；B项：阻力和浮力的影响不能忽略时，，物体斜向抛出后受到恒定重力，变化的阻力，加速度变化，做非匀变速运动，故B错误；C项：相对静止的物体可以处于加速运动状态，受到静摩擦力作用，C错误；D项：匀速圆周运动合力提供向心力，变速圆周运动的合力指向圆心的分力提供向心力，故D错误。2.如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床到下降至最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程.下列判断正确的是（　　）A.在第一过程中，运动员始终处于失重状态B.在第二过程中运动员受到蹦床的作用力先增大后再减小C.在第二过程中运动员速度先增大后减小D.运动员接触床面时的速度最大【答案】C-15-\n【解析】A、运动员刚接触床面时重力大于弹力，运动员向下做加速运动，运动员处于失重状态；随床面的形变的增大，弹力逐渐增大，弹力大于重力时，运动员做减速运动，运动员处于超重状态．故A错误；D、运动员刚接触床面时重力大于弹力，运动员向下做加速运动，所以运动员接触床面时的速度没有达到最大．故D错误；B、在第二过程蹦床对人的弹力随形变的的恢复一直在减小，故B错误；C、在第二过程中，运动开始时有一段弹力大于重力，运动员做加速运动，因此开始时速度增大，只有重力和弹力平衡时达到最大速度之后，运动员的速度才开始减小；故C正确．故选C.【点睛】本题主要考查了对超重失重现象的理解和功能关系的分析，要注意明确人处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力变了．3.2022年10月17日“神舟十一号”载人飞船发射升空。如图所示，“神舟十一号”飞船首先发射到离地面很近的圆轨道，后经多次变轨后，最终与天宫二号对接成功，二者组成的整体在距地面的高度约为(R为地球半径)的地方绕地球做周期为T的圆周运动，引力常量为G，则（　　）A.成功对接后，宇航员相对飞船不动时处于平衡状态B.由题中已知条件可以求出地球质量为C.“神舟十一号”飞船应在近圆对接轨道加速才能与天宫二号对接D.对接成功后，“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间实验室联合体通过A点时，联合体的加速度大于“天宫二号”空间实验室单独在该轨道环绕运行时的加速度【答案】B【解析】成功对接后，宇航员绕地球运动，处于非平衡状态，选项A错误；由万有引力定律可知，其中r＝R，可以求出地球的质量为-15-\n，所以选项B正确；“神舟十一号”飞船应在低轨道加速才能与天宫二号对接，所以选项C错误；由万有引力定律可得，所以选项D正确；故选BD.4.宇宙空间由一种由三颗星体A、B、C组成的三星体系，它们分别位于等边三角形ABC的三个顶点上，绕一个固定且共同的圆心O做匀速圆周运动，轨道如图中实线所示，其轨道半径rA＜rB＜rC．忽略其他星体对它们的作用，关于这三颗星体，下列说法正确的是（　　）A.线速度大小关系是vA＜vB＜vCB.加速度大小关系是aA＞aB＞aCC.质量大小关系是mA=mB=mCD.角速度大小关系是【答案】A【解析】A项：三星体运动周期相同，根据公式，可知，故A正确；B项：三星体运动周期相同，根据公式，可知，故B错误；C项：由于三星绕一个固定且共同的圆心O做匀速圆周运动，星体所受合外力提供向心力，每颗星受到的合外力相同，根据，所以，故C错误；D项：三星体运动周期相同，根据公式，可知，故D错误。5.如图所示的直角支架，表面粗糙的AO段水平放置，OB段竖直向下，表面光滑。AO和OB上分别套有相同质量的小环P和Q，两环间由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，则移动后（　　）A.P环所受摩擦力变大-15-\nB.Q环所受的支持力变小了C.P、Q两环分别所受的各力大小均不变D.细绳上的张力大小不变【答案】B【解析】解:以两环组成的整体,分析受力情况如图1所示.根据平衡条件得,保持不变.再以Q环为研究对象,分析受力情况如图2所示.设细绳与OB杆间夹角为,由平衡条件得,细绳的拉力,,P环向左移一小段距离时,减小,变大,T变小,变小变小,则f变小.综上分析B选项是正确的.6.如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的B点，已知球拍与水平方向夹角θ=60°，AB两点高度差h=1m，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则球刚要落到球拍上时速度大小为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】试题分析：根据得，，竖直分速度，根据平行四边形定则知，刚要落到球拍上时速度大小，故A正确，B、C、D错误。-15-\n考点：平抛运动【名师点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和平行四边形定则综合求解，难度不大。7.在倾角为=30°的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的质量都为m的物块A、B，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，则这个过程中下列说法正确的是（　　）A.物块A的位移为B.当物块B刚要离开挡板C时，物块A的速度为C.弹簧弹性势能的增加量为D.此时，突然撤去恒力F，物块A的加速度为【答案】B【解析】A、开始系统处于静止状态，弹簧弹力等于A的重力沿斜面向下的分力，则有mgsinθ=kx1，得弹簧的压缩量为.当B刚要离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面向下的分力，则有mgsinθ=kx2，得弹簧的伸长量为，所以物块A的位移为.故A错误；B、设当物块B刚要离开挡板C时，物块A的速度为v．对A和弹簧组成的系统，由功能关系得：，解得．故B正确．C、由于x1=x2，所以弹簧弹性势能的增加量为零，故C错误．D、此时，突然撤去恒力F，对A，根据牛顿第二定律：mgsinθ+kx2=ma，解得物块A加速度a=g，故D错误；故选B.【点睛】对于含有弹簧的问题，往往要研究弹簧的状态，分析物块的位移与弹簧压缩量和伸长量的关系是常用思路．-15-\n8.如图甲，水平地面上有一静止平板车，车上放一物块，物块与平板车的动摩擦因数为0.2，t=0时，车开始沿水平面做直线运动，其v﹣t图象如图乙所示，g取10m/s2，若平板车足够长，关于物块的运动，以下描述正确的是（　　）A.0～6s加速，加速度大小为2m/s2，6～12s减速，加速度大小为2m/s2B.0～8s加速，加速度大小为2m/s2，8～16s减速，加速度大小为2m/s2C.0～8s加速，加速度大小为2m/s2，8～12s减速，加速度大小为4m/s2D.0～12s加速，加速度大小为1.5m/s2，12～16s减速，加速度大小为4m/s2【答案】B【解析】根据速度与时间的图象的斜率表示加速度，则有车先以4m/s2的加速度匀加速直线运动，后以-4m/s2的加速度匀减速直线运动，根据物体与车的动摩擦因数可知，物体与车的滑动摩擦力产生的加速度为2m/s2，因此当车的速度大于物体的速度时，物体受到滑动摩擦动力，相反则受到滑动摩擦阻力；6s时，车的速度为24m/s，而物体的速度v=2×6=12m/s；物体的速度仍小于车的速度；故速度相同的时间在6s之后，从6s开始分析则有：24-4(t-6)=2t，解得：t=8s；则说明，当0-8s时，车的速度大于物体，因此物体受到滑动摩擦力，则其加速度为2m/s2，当8-16s时，车的速度小于物体，因此物体仍受到滑动摩擦阻力，则其加速度为2m/s2，方向与运动方向相反，做减速运动，故B正确，A、C、D错误；故选B．【点睛】本题考查物体与车的相对运动情况，从而根据运动情况来确定受力情况，并掌握牛顿第二定律的应用，注意分清研究对象，同时掌握读取图象信息的能力．9.跳高运动员在跳高时总是跳到沙坑里或跳到海绵垫上，这样做是为了（　　）A.减小运动员的动量变化B.减小运动员所受的冲量C.延长着地过程的作用时间D.减小着地时运动员所受的平均冲力【答案】CD-15-\n故选CD。10.如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中，皮带不打滑，则（　　）A.a点与d点向心加速度大小相等B.a点与c点角速度大小相等C.a点与b点线速度大小相等D.a、b、c、d四点中，加速度最小的是b点【答案】AD故A正确；B项：a、c两点是传送带传动的两轮子边缘上两点，则va=vc，根据可知，故B错误；C项：由A项分析可知va=vc，b，c两点角速度相同，则，所以a点与b点线速度大小不相等，故C错误；D项：假设大轮转动的角速度为，则，，，由A分析可知，故D正确。点晴：解决本题关键理解同轴转动的物体各点的解速度相等，同一传送带上各点的线速度相等。11.-15-\n如图所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上；整个系统处于静止状态，已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹角均为,不计小球与斜面间的摩擦.则（　　）A.轻绳对小球的作用力大小5mg/8B.斜面对小球的作用力大小C.斜面体与水平面间的摩力大小3mg/8D.斜面体对水平面的压力大小为(M+m)g【答案】AC【解析】A、B、以B球为研究对象，分析受力情况，如图1所示：根据平衡条件得：2Tcosθ=mg，Tsinθ=N1sinθ，解得轻绳对小球的作用力大小为：，斜面对小球的作用力大小为．故A正确，B错误．C、D、以B球和斜面整体为研究对象，分析受力情况，如图2所示：则有：N2+Tcosθ=(M+m)g，f=Tsinθ,解得水平面对斜面体的支持力N2=Mg+0.5mg，水平面对斜面体的摩擦力为：，方向向右．故C错误，D错误．故选AC.【点睛】本题采用隔离法和整体法结合研究两个物体的平衡问题，分析受力情况，作出力图是关键．-15-\n12.如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处．现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是（　　）A.环到达B处时，重物上升的高度h=d/2B.小环在B处的速度时，环的速度为C.环从A到B，环沿着杆下落的速度大小小于重物上升的速度大小D.环能下降的最大高度为4d/3【答案】BD【解析】A、根据几何关系有，环从A下滑至B点时，重物上升的高度，故A错误；B、C、对B的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，有：v环cos45°=v物，根据系统机械能守恒定律可得，解得：环的速度，故B正确．故C错误．D、设环下滑到最大高度为H时环和重物的速度均为0，此时重物上升的最大高度为，根据机械能守恒有，解得：，故D正确．故选BD．【点睛】解决本题的关键要掌握系统机械能守恒，知道环沿绳子方向的分速度的等于重物的速度．二.实验填空题(共16分)13.关于在做“验证力的平行四边形定则”实验时：(1)下列叙述正确的是（________）A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B.橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C.两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O．这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同-15-\nD.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(2)如图是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果，其中哪一个实验比较符合实验事实？（力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示）答：____________．(3)请写出本实验造成误差的原因：（写出一条即可）答：________________。【答案】(1).AC(2).张华(3).①F1的方向比真实方向偏左；②F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左；③作图时两虚线不分别与F1线和F2线平行．【解析】(1)A、两弹簧测力计的拉力的合力与橡皮筋的拉力大小相等，两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大．故A正确；B、两弹簧测力计的拉力与橡皮条的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，B错误；C、两次拉橡皮筋时，为了使两次达到效果相同，橡皮筋结点必须拉到同一位置O，故C正确；D、结点位置不变，合力不变，当一只弹簧测力计的拉力大小改变时，另一弹簧测力计的拉力的大小和方向必须都改变，故D错误．故选AC。(2)用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮条拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力与橡皮条拉力一定在同一直线上，故张华作的符合实验事实符合实验事实．(3)出现误差的原因主要是测力的大小时出现误差，或者在做平行四边形时出现误差，故具体情况可能为：①F1的方向比真实方向偏左；②F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左；③作图时两虚线不分别与F1线和F2线平行．【点睛】解答实验的出发点为明确实验原理、实验步骤、数据处理，明确合力和分力之间的关系，同时注意应用所学物理基本规律解决实验问题．14.用如图所示装置验证机械能守恒定律时，-15-\n(1)该实验中必需使用到的仪器是_____________A．天平            B．秒表C． 毫米刻度尺       D．弹簧测力计(2)下列做法正确的有______________A.数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置B.实验前，应用夹子夹住纸带上端，使纸带保持竖直C.实验时，先放手松开纸带再接通打点计时器电源D.实验所用的电火花打点计时器应接到220直流电源上(3)实验中，要从打出来的几条纸带中选择第1、2个点的间距接近2mm、并且点迹清晰的纸带来进行测量和数据处理。几个同学在利用毫米刻度尺测量第1、2个点的间距时，测量结果分别记录如下，你认为哪一个符合测量读数的规则？（________）A．1.900mmB．1.90mmC．1.9mmD．2mm(4)在一次实验中，质量为m的重锤拖着纸带自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，如下图所示，相邻计数点的时间间隔为T，纸带的左端与重锤相连，测出h1，h2，h3，当地的重力加速度为g，则：①从初速为零的起点O到打下计数点B的过程中重力势能的减少量△EP=______；②此过程中物体的动能的增加量△Ek=____________．【答案】(1).C(2).B(3).C(4).(5).【解析】(1)根据实验原理，实验需要用刻度尺测距离，故选C；(2)A、为了减小测量数据h-15-\n的相对误差，数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，故A错误．B、为了保证纸带在竖直方向做自由落体，实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，故B正确．C、实验时，先接通打点计时器电源再放手松开纸带，故C错误．D、实验所用的电火花打点计时器应接到220V交流电源上，故D错误；故选B．(3)毫米刻度尺的分度值为1mm，读数应准确到毫米，然后再估读一位，即小数点后有一位数据，由测量数据可知，C正确，A、B、D错误，故选C；(4)重物由O点运动到B点的过程中，重力势能的减少量;打B点时重物的速度，动能增加量.【点睛】本题考查了实验器材、实验注意事项、实验数据处理，掌握基础知识是解题的关键，应用匀变速直线运动推论与重力势能计算公式即可解题，平时要注意基础知识的学习与应用．三、计算分析题（本题共4小题，共36分。解答应画出运动过程示意图，写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15.假设某星球表面上有一倾角为的固定斜面，一质量为m=2.0kg的小物块从斜面底端以速度12m/s沿斜面向上运动，小物块运动2.0s时速度恰好为零．已知小物块和斜面间的动摩擦因数，该星球半径为R=4.8×103km．（sin37°=0.6．cos37°=0.8），试求：(1)该星球表面上的重力加速度g的大小；(2)该星球的第一宇宙速度．【答案】(1)g=7.5m/s2(2)v=6×103m/s【解析】试题分析：（1）对物体受力分析，由牛二律可得：根据是速度时间关系公式，有：代入数据求得；（2）第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，根据重力等于万有引力，有：解得：。考点：万有引力定律及其应用；第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度-15-\n【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律与万有引力理论的综合运用，掌握万有引力定律的两个重要理论：万有引力等于重力；万有引力提供向心力，并能灵活运用。16.航天飞机是一种垂直起飞、水平降落的载人航天器。航天飞机降落在平直跑道上，其减速过程可简化为两个匀减速直线运动。航天飞机以水平速度v0着陆后立即打开减速阻力伞（如图），加速度大小为a1，运动一段时间后速度减为v；随后在无阻力伞情况下匀减速直至停下，已知两个减速滑行总时间为t。求：(1)第二个减速阶段航天飞机运动的加速度大小；(2)航天飞机着陆后滑行的总路程。【答案】(1)(2)【解析】试题分析：如图，A为飞机着陆点，AB、BC分别为两个匀减速运动过程，C点停下。A到B过程，依据运动学规律有：B到C过程，有：-15-\n考点：匀变速直线运动规律。视频17.嘉年华上有一种回力球游戏，如图所示，A、B分别为一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道的最高点和最低点，B点距水平地面的高度为h，某人在水平地面C点处以某一初速度抛出一个质量为m的小球，小球恰好水平进入半圆轨道内侧的最低点B，并恰好能过最高点A后水平抛出，又恰好回到C点抛球人手中．若不计空气阻力，已知当地重力加速度为g，求：(1)小球刚进入半圆形轨道最低点B时轨道对小球的支持力；(2)半圆形轨道的半径；(3)小球抛出时的初速度大小.【答案】(1)N=6mg,方向为竖直向上(2)R=2h(3)【解析】试题分析：（1）设半圆形轨道的半径为R，小球经过A点时的速度为，小球经过B点时的速度为，小球经过B点时轨道对小球的支持力为N，在A点：，解得：，从B点到A点的过程中，根据动能定理有：，解得：，在B点：，解得：，方向为竖直向上。（2）C到B的逆过程为平抛运动，有：，A到C的过程，有：，又，解得：。（3）设小球抛出时的初速度大小为，从C到B的过程中，根据动能定理有：，解得：。考点：动能定理、向心力【名师点睛】本题考查了动能定理、牛顿定律与平抛运动和圆周运动的综合运用，知道圆周运动向心力的来源以及平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律是解决本题的关键。-15-\n18.如图，光滑的水平面上放置质量均为m=2kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离）。甲车上带有一半径R=1m的1/4光滑的圆弧轨道，其下端切线水平并与乙车上表面平滑对接，乙车上表面水平，动摩擦因数，其上有一右端与车相连的轻弹簧，一质量为m0=1kg的小滑块P（可看做质点）从圆弧顶端A点由静止释放，经过乙车左端点B后将弹簧压缩到乙车上的C点，此时弹簧最短（弹簧始终在弹性限度内），之后弹簧将滑块P弹回，已知B、C间的长度为L=1.5m，g取10m/s2,求：(1)滑块P滑上乙车前瞬间甲车的速度v0的大小；(2)弹簧的最大弹性势能EPm.【答案】(1)v=1m/s，v0=4m/s（2）【解析】（1）滑块下滑过程中水平方向动量守恒，机械能守恒：解得：v=1m/s，v0=4m/s（2）滑块滑上乙车后，由动量守恒定律得：由能量守恒定律：解得：-15-