甘肃省兰州第一中学2022届高三物理上学期期中试题

甘肃省兰州第一中学2022届高三物理上学期期中试题二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~17题只有一项符合题目要求，第18~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。14．自由下落的物体，在任何相邻的单位时间内下落的距离之差△h和平均速度之差△v，数值上分别等于A．B．C．D．15．利用传感器和计算机可以研究力的大小变化的情况。实验时某消防队员从平台上自由下落，在t1时刻双脚触地，他顺势弯曲双腿。计算机显示消防队员双脚触地后的过程中，他受到地面支持力F随时间变化的图象如图所示。根据图象提供的信息，以下判断正确的是A．在t1至t2时间内，消防队员做减速运动B．在t2至t3时间内，消防队员处于失重状态C．t2时刻，消防队员的速度达到最大D．t3时刻，消防队员的速度达到最大16．我国继嫦娥三号之后将于2022年发射嫦娥四号,它将首次探秘月球背面，实现人类航天器在月球背面的首次着陆。为“照亮”嫦娥四号“驾临”月球背面之路，一颗承载地月中转通信任务的中继卫星将在嫦娥四号发射前半年进入到地月拉格朗日L2点。在该点，地球、月球和中继卫星位于同一直线上，且中继卫星绕地球做圆周运动的周期与月球绕地球做圆周运动的周期相同，则A．中继卫星的周期为一年B．中继卫星做圆周运动的向心力仅由地球提供C．中继卫星的线速度小于月球运动的线速度D．中继卫星的加速度大于月球运动的加速度17．如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为θ，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°，框架与小球始终保持静止状态。在此过程中下列说法正确的是A．框架对小球的支持力先减小后增大B．拉力F的最小值为mgsinθC．地面对框架的摩擦力减小D．框架对地面的压力先增大后减小18．如图所示，放在水平桌面上的物块A处于静止状态，所挂砝码和托盘的总质量为0.6kg，此时弹簧测力计的示数为2.0N。若滑轮摩擦不计，取g=10m/s2，剪断悬挂托盘的细线，将会出现的情况是A．物块A向左运动B．物块A任静止不动C．物块A对桌面的摩擦力不变D．测力计的示数不变-7-\n19．如图，小球甲从A点水平抛出，同时将小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时速度大小相等，方向夹角为37°，已知B、C高度差h=5m，g=10m/s2，两小球质量相等，不计空气阻力，由以上条件可知A．小球甲作平抛运动的初速度大小为6m／sB．小球甲到达C点所用时间为0.8sC．A、B两点高度差为3.2mD．两小球在C点时重力的瞬时功率相等20．如图所示，倾角为30°的斜面体固定在水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的定滑轮O（不计滑轮的摩擦），A的质量为m，B的质量为4m。开始时，用手托住A，使OA段绳恰好处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动，将A由静止释放，在其下摆过程中B始终保持静止。则在绳子到达竖直位置之前，下列说法正确的是A．小球A运动到最低点时物块B所受的摩擦力为mgB．物块B受到的摩擦力方向没有发生变化C．若适当增加OA段绳子的长度，物块B可能发生运动D．地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向右21．一轻弹簧的一端固定在倾角为θ的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为2m的小物块A相连，质量为m的小物块B紧靠A静止在斜面上，如图所示，此时弹簧的压缩量为x0。从t=0时开始，对B施加沿斜面向上的外力，使B始终做加速度为a的匀加速直线运动。经过一段时间后，物块A、B分离。弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为g。若θ、m、x0、a均已知，则下列说法正确的是A．根据已知条件，可求出从开始到物块A、B分离所用的时间B．根据已知条件，可求出物块A、B分离时的速度大小C．物块A、B分离时，弹簧的弹力恰好为零D．物块A、B分离后，物块A开始减速三、非选择题：共174分。第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题（共129分）22．（5分）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关。理论与实验都表明k=Y，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。（1）在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是_____A．NB．mC．N/mD．N/m2（2）某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据，做出了外力F与伸长量x之间的关系图象如图所示。由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k=_____N/m。（3）若该橡皮筋的原长是10.0cm，面积是1.0mm2，则该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是_____（保留两位有效数字）。23．（10分）-7-\n为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图所示的实验装置。其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的质量,m0为滑轮的质量，滑轮大小不计且光滑。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。（1）实验时，一定要进行的操作是________。A．用天平测出砂和砂桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2（结果保留三位有效数字）。（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为____________。A．B．C．D．（4）乙同学根据测量数据做出如图所示的a－F图线，该同学做实验时存在的问题是__________。24．（12分）如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用。一架质量m=2kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F=36N，运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4N。取g=10m/s2。求：（1）无人机以最大升力在地面上从静止开始竖直向上起飞，在t=5s时离地面的高度h；（2）某次表演时，当无人机悬停在距离地面高度H=45m处，让无人机突然失去升力而坠落，要保证无人机不与地面相撞，求最迟在多高处恢复升力(认为无人机的运动在同一竖直线上)。25．（20分）如图甲所示，固定的光滑半圆轨道的直径PQ沿竖直方向，其半径R的大小可以连续调节，轨道上装有压力传感器，其位置N始终与圆心O等高。质量M=1kg、长度L=3m的小车静置在光滑水平地面上，小车上表面与P点等高，小车右端与P点的距离s=2m。一质量m=2kg的小滑块以v0=6m/s的水平初速度从左端滑上小车，当小车与墙壁碰撞后小车立即停止运动。在R取不同值时，压力传感器读数F与-7-\n的关系如图乙所示。已知小滑块与小车表面的动摩擦因数μ=0.2，取重力加速度g=10m/s2。求：（1）小滑块到达P点时的速度v1的大小；（2）图乙中a和b的值。（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。33．[物理——选修3–3]（15分）(1)(5分)如图所示,一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其过程如P-T图中从a到b的直线所示,在此过程中__________(填正确答案标号,选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分为0分)A．气体的体积减小B．气体对外界做功C．气体的内能不变D．气体先从外界吸收热量,后向外界放出热量E．外界对气体做功,同时气体向外界放出热量(2)(10分)如图所示,一个质量为m的T形活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞的体积可忽略不计,距汽缸底部h0处连接一U形细管(管内气体体积可忽略),初始时,封闭气体温度为T0,活塞水平部分距离汽缸底部1.4h0。现缓慢降低气体的温度,直到U形管中两边水银面恰好相平,此时T形活塞的竖直部分与汽缸底部接触。已知大气压强为p0,汽缸横截面积为S,活塞竖直部分高为1.2h0,重力加速度为g。求：①汽缸底部对T形活塞的支持力大小；②两水银面相平时气体的温度。34．[物理——选修3–4]（15分）(1)(5分)(多选)一根不可伸长的细线，上端悬挂在O点，下端系一个小球，如图(1)所示，某同学利用此装置来探究周期与摆长的关系。该同学用米尺测得细线两端的长度，用卡尺测量小球的直径，二者相加为l，通过改变细线的长度，测得对应的周期T，得到该装置的l－T2图像如图(2)所示。利用所学单摆相关知识，选择下列说法正确的选项(取π2＝9.86)A．T＝2s时摆长为1mB．T＝2s时摆长为0.994mC．摆球半径为0.006mD．当地重力加速度为9.80m/s2(2)(10分)-7-\n如甲图所示，是一列简谐横波在均匀介质中传播时t=0时刻的波动图象，此时波正好传播到x=7m的地方，质点A的振动图象如图乙所示。A、B两点皆在x轴上，两者相距s=20m。求：①此简谐波的传播速度；②t=20s时质点B运动的路程。-7-\n题号1415161718192021答案CCDCBDAADAB22．（1）D（2）500（3）;23．（1）BC（2）2.00（3）C（4）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够24．（1）75m(2)20m【解析】（1）由牛顿第二定律有：代入数据计算得出:, 上升高度为:（2）下落过程中有:代入数据计算得出:设离地时恢复升力，此时无人飞机的速度是，在下降过程中恢复升力时的加速度为由牛顿第二定律得：，解得：代入数据得：综上所述本题答案是：（1）75m;(2)20m25．(1)4m/s(2)a=1.25,b=40【解析】(1)小滑块滑上小车后将做匀减速直线运动，小车将做匀加速直线运动，设小滑块的加速度大小为，小车加速度的大小为，由牛顿第二定律得：对小滑块，则对小车，则设小车与滑块经时间速度相等，则：滑块的位移小车的位移代入数据解得：、、由于、-7-\n，说明小滑块恰到小车的最右端时，车与墙相碰，即小滑块到达P点的速度(2)设小滑块到达N点的速度为，对N点的滑块受力分析，由牛顿第二定律可得：对小滑块从P点到N点过程，应用机械能守恒定律可得：联立解得：则图乙中的图线斜率，解得：33．（1）ACE（2）（1）（2）【解析】由U形管两边的液面相平可知，。初态时，，末态时，，由理想气体状态方程得，，解得，34．（1）BCD（2）①10m/s；波沿x轴正向传播②18.2m【解析】①由图甲可知，此波的波长为λ=4m由图乙可知，此波的周期T=0.4s所以10m/s根据t=0时刻质点A的振动方向可知,此波沿x轴正向传播②此波传播到B点所需的时间=1.8s=由图象可知此波的振幅A=0.1m质点B每个周期运动的路程为0.4m所以t=20s时质点B运动的路程为=(50－4.5)×0.4m=18.2m-7-