2022届上学期高三期中试卷物理试题第I卷选择题40分一、选择题(共10小题,每小题4分,第1-5小题为单项选择题，第6-10小题为单项选择题，共40分)1.如图所示，a、b两条曲线为汽车a、b在同一条平直公路上的速度－时间图象，已知a、b曲线关于他们两交点的连线对称，且在t2时刻两车相遇，下列说法正确的是( )A．在t1～t2这段时间内，两车位移等大B．在t1～t2这段时间内的相同时刻，a车与b车加速度大小相等C．t1时刻两车也相遇D．t1时刻a车在前，b车在后2.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计．加速度计的构造原理的示意图如图所示：沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑决两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连．滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导．设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为x，则这段时间内导弹的加速度( )A．方向向左，大小为B．方向向右，大小为C．方向向左，大小为D．方向向右，大小为3.如图，墙上有两个钉子a和b，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l.一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点，另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物．-12-\n在绳子距a端的c点有一固定绳圈．若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac段正好水平，则重物和钩码的质量比为( )A．B．2C．D．4.经长期观测发现，A行星运行的轨道半径为R0，周期为T0，但其实际运行的轨道与圆轨道总存在一些偏离，且周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离．如图10所示，天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知行星B，则行星B运动轨道半径为( ）A．R＝R0 B．R＝R0C．R＝R0 D．R＝R05.图为一种节能系统：斜面轨道倾角为30°，质量为m的木箱与轨道的动摩擦因数为.木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速下滑，轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，之后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程．下列判断正确的是( )A．下滑过程中木箱克服轨道摩擦力做的总功等于货物减少的重力势能-12-\nB．下滑过程中木箱始终做匀加速直线运动C．m＝6MD．M＝6M6.如图所示，形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起，表面光滑，重力为G，其中b的下半部刚好固定在水平面MN的下方，上边露出另一半，a静止在平面上．现过a的轴心施以水平作用力F，可缓慢的将a拉离平面一直滑到b的顶端，对该过程分析，则应有( )A．拉力F先增大后减小，最大值是GB．开始时拉力F最大为G，以后逐渐减小为0C．a、b间的压力开始最大为2G，而后逐渐减小到GD．a、b间的压力由0逐渐增大，最大为G7.在高处以初速度v1水平抛出一个带刺飞镖，在离开抛出点水平距离l、2l处有A、B两个小气球以速度v2匀速上升，先后被飞镖刺破(认为飞镖质量很大，刺破气球不会改变其平抛运动的轨迹）则下列判断正确的是( )A．飞镖刺破A气球时，飞镖的速度大小为vA＝B．飞镖刺破A气球时，飞镖的速度大小为vA＝C．A、B两个小气球未被刺破前的匀速上升过程中，高度差为D．A、B两个小气球未被刺破前的匀速上升过程中，高度差为-12-\n8.如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，外界给予系统一定的能量后，杆和球在竖直面内转动．在转动的过程中，忽略空气的阻力．若球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，则下列说法正确的是( )A．球B转到最低点时，其速度为vB＝B．球B在最低点时速度为C．球B在最高点时，杆对水平轴的作用力为1.5mgD．球B在最高点，杆对水平轴的作用力为1.25mg9.一物体悬挂在细绳下端，由静止开始沿竖直方向运动，运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象如图所示，其中0－s1过程的图线为曲线，s1－s2过程的图线为直线．根据该图象，下列判断正确的是( )A．0－s1过程中物体所受合力一定是变力，且不断减小B．s1－s2过程中物体可能在做匀速直线运动C．s1－s2过程中物体可能在做变加速直线运动D．0－s1过程中物体的动能可能在不断增大10.将一长木板静止放在光滑的水平面上，如图甲所示，一个小铅块(可视为质点)以水平初速度v0由木板左端向右滑动，到达右端时恰能与木板保持相对静止。现将木板分成A和B两段，使B的长度和质量均为A的2倍，并紧挨着放在原水平面上，让小铅块仍以初速度v0由木块A的左端开始向右滑动，如图乙所示。若小铅块相对滑动过程中所受的摩擦力始终不变，则下列有关说法正确的是( )-12-\nA．小铅块将从木板B的右端飞离木板B．小铅块滑到木板B的右端前就与木板B保持相对静止C．甲、乙两图所示的过程中产生的热量相等D．图甲所示的过程产生的热量大于图乙所示的过程产生的热量第II卷非选择题60分二、实验题(共2小题,共16分)11.（8分）如图所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力．不计空气阻力及一切摩擦．(1)在探究“合外力一定时，加速度与质量的关系”时，要使测力计的示数等于小车所受合外力，操作中必须满足____________；要使小车所受合外力一定，操作中必须满足____________．实验时，先测出小车质量m，再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t.改变小车质量m，测得多组m、t的值，建立坐标系描点作出图线．下列能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比”的图线是________．(2)如下图抬高长木板的左端，使小车从靠近光电门乙处由静止开始运动，读出测力计的示数F和小车在两光电门之间的运动时间t0，改变木板倾角，测得多组数据，得到的F－的图线如图所示．-12-\n实验中测得两光电门的距离L＝0.80m，砂和砂桶的总质量m1＝0.34kg，重力加速度g取9.8m/s2，则图线的斜率为________(结果保留两位有效数字)；若小车与长木板间的摩擦不能忽略，测得的图线斜率将________(填“变大”、“变小”或“不变”)．12.（8分）测量小物块Q与平板P之间动摩擦因数的实验装置如图所示．AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切，C点在水平地面的垂直投影为C′.重力加速度大小为g.实验步骤如下：①用天平称出物块Q的质量m；②测量出轨道AB的半径R、BC的高度L和CC′的高度h；③将物块Q在A点从静止释放，在物块Q落地处标记其落地点D；④重复步骤③，共做10次；⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到C′的距离s.(1)用实验中的测量量表示：(ⅰ)物块Q到达B点时的动能EkB＝________；(ⅱ)物块Q到达C点时的动能EkC＝________；(ⅲ)在物块Q从B运动到C的过程中，物块Q克服摩擦力做的功Wf＝________________________________________________________________________；(ⅳ)物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ＝________.(2)回答下列问题：(ⅰ)实验步骤④⑤的目的是___；(ⅱ)已知实验测得的μ值比实际值偏大，其原因除了实验中测量量的误差之外，其他的可能是______________________________________________(写出一个可能的原因即可)．三、计算题(共4小题,每小题11分，共44分)-12-\n13.如图所示，一滑块通过长度不计的短绳拴在小车的前壁上，小车上表面光滑．小车由静止开始向右匀加速运动，经过2s，细绳断裂．细绳断裂后，小车的加速度不变，又经过一段时间，滑块从小车尾部掉下，在这段时间内，已知滑块相对小车前3s内滑行了4.5m，后3s内滑行了10.5m．求：(1)小车底板长是多少？(2)从小车开始运动到滑块离开车尾，滑块相对于地面移动的距离是多少？14.如图甲所示，木板OA可绕轴O在竖直平面内转动，某研究小组利用此装置探究物块在方向始终平行于斜面且指向A端、大小为F＝8N的力作用下的加速度与斜面倾角的关系．已知物块的质量m＝1kg，通过DIS实验，得到如图乙所示的加速度与斜面倾角的关系图线．若物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2，假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力，g取10m/s2.(1)图乙中图线与纵轴交点的纵坐标a0是多大？(2)若图乙中图线与θ轴交点的横坐标分别为θ1和θ2，当斜面倾角处于这两个角度时摩擦力指向何方？说明在斜面倾角处于θ1和θ2之间时物块的运动状态．(3)如果木板长L＝2m，倾角为37°，物块在力F的作用下由O点开始运动，为保证物块不冲出木板顶端，力F最多作用多长时间？(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)15.如图所示，在光滑水平地面上，有一质量m1=4.0kg的平板小车，小车的右端有一固定的竖直挡板，挡板上固定一轻质细弹簧．位于小车上A点处的质量为m2=1.0kg的木块（视为质点）与弹簧的左端相接触但不连接，此时弹簧与木块间无相互作用力．木块与A点左侧的车面之间有摩擦，与A点右侧的车面之间的摩擦可忽略不计．现小车与木块一起以v0=2.0m/s的初速度向右运动，小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞，已知碰撞时间极短，碰撞后小车以v1=1.0m/s的速度水平向左运动，取g=10m/s2．（i）求小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小；（ii）若弹簧始终处于弹性限度内，求小车撞墙后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最大弹性势能．-12-\n16.图中给出了一段“S”形单行盘山公路的示意图．弯道1、弯道2可看作两个不同水平面上的圆弧，圆心分别为O1、O2，弯道中心线半径分别为r1＝10m，r2＝20m，弯道2比弯道1高h＝12m，有一直道与两弯道圆弧相切．质量m＝1200kg的汽车通过弯道时做匀速圆周运动，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是车重的1.25倍，行驶时要求汽车不打滑．(sin37°＝0.6，sin53°＝0.8，g＝10m/s2)(1)求汽车沿弯道1中心线行驶时的最大速度v1；(2)汽车以v1进入直道，以P＝30kW的恒定功率直线行驶了t＝8.0s进入弯道2，此时速度恰为通过弯道2中心线的最大速度，求直道上除重力以外的阻力对汽车做的功；(3)汽车从弯道1的A点进入，从同一直径上的B点驶离，有经验的司机会利用路面宽度，用最短时间匀速安全通过弯道．设路宽d＝10m，求此最短时间(A、B两点都在轨道的中心线上，计算时视汽车为质点)．高三物理答案一、选择题答案解析1.B2.D3.C4.A-12-\n5.C6.BC7.BC8.AC9.BD10.BD二、实验题答案解析11.(1)小车与滑轮间的细绳与长木板平行 砂和砂桶的总质量远小于小车的质量 C(2)0.54kg·m或0.54N·s2 不变12.(1)(ⅰ)mgR (ⅱ) (ⅲ)mgR－ (ⅳ)－ (2)(ⅰ)减小实验误差 (ⅱ)圆弧轨道存在摩擦(或接缝B处不平滑等)【解析】(1)(ⅰ)A→B过程中，机械能守恒，得EkB＝mgR.(ⅱ)C→D过程中，物块Q做平抛运动，则vC＝＝，则EkC＝mv＝.(ⅲ)B→C过程中，对物块Q只有摩擦力做功，由动能定理得克服摩擦力做的功Wf＝－(EkC－EkB)＝mgR－.(ⅳ)根据f＝μFN得μ＝＝＝－.(2)(ⅰ)因每次落点总不同，偶然误差较大，所以取多个落点的圆心位置测量s是为了尽可能地减小实验误差．(ⅱ)实验原理中只有P对Q的摩擦力做负功，实际还有其他阻力做负功使系统机械能减小，因此测量的Wf应比真实值大，即测得的μ值偏大，其他阻力有空气阻力、圆弧轨道阻力、接缝B处阻力等．三、计算题答案解析13.(1)12.5m (2)12m【解析】(1)设小车加速度为a.断裂时，车和滑块的速度为：v1＝at1＝2a绳断裂后，小车的速度为：v＝v1＋at小车的位移为：x1＝v1t＋at2-12-\n滑块的位移为：x2＝v1t前3s时间内：Δx＝x1－x2＝at2＝4.5ma＝＝1m/s2，v1＝2m/s设后3s小车初速度为v1′，则小车的位移为：x1′＝v1′t＋at2滑块位移为：x2′＝v1tx1′－x2′＝3v1′＋4.5m－3v1＝10.5m解得：v1′＝4m/s由此说明后3s实际上是从绳断后2s开始的，滑块与小车相对运动的总时间为t总＝5s.故小车底板长为L＝v1t总＋at－v1t总＝12.5m.(2)滑块加速阶段的位移：x加＝at＝2m滑块匀速运动的位移：x匀＝v1t总＝10m故滑块从小车开始运动到滑块离开车尾，相对地面移动的距离为x总＝x加＋x匀＝12m.14.(1)6m/s2 (2)沿斜面向下 沿斜面向上 静止状态 (3)3.1s【解析】(1)图线与纵轴交点的纵坐标a0代表木板水平放置时物块的加速度，此时滑动摩擦力f＝μmg＝0.2×1×10N＝2Na0＝＝6m/s2.(2)当斜面倾角为θ1时，摩擦力沿斜面向下；当斜面倾角为θ2时，摩擦力沿斜面向上．当θ1≤θ≤θ2时，物块所受摩擦力为静摩擦力，物块始终受力平衡，处于静止状态．(3)力F作用时的加速度方向沿斜面向上，大小为a1＝＝0.4m/s2撤去力F后的加速度方向沿斜面向下，大小为a2＝＝7.6m/s2设物块不冲出木板顶端，力F最长作用时间为t，则撤去力F时的速度v＝a1t，位移s1＝a1t2-12-\n撤去力F后运动的距离s2＝由题意得L＝s1＋s2代入数据解得t＝3.1s.15.（i）求小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小是12kg•m/s；（ii）若弹簧始终处于弹性限度内，求小车撞墙后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最大弹性势能是3.6J．【解析】（ⅰ）以v1的方向为正方向，则小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中，小车动量变化量的大小为△p=m1v1﹣m1（﹣v0）=12kg•m/s①（ⅱ）小车与墙壁碰撞后向左运动，木块与小车间发生相对运动将弹簧压缩至最短时，二者速度大小相等，此后木块和小车在弹簧弹力和摩擦力的作用下，做变速运动，直到二者再次具有相同速度，此后，二者相对静止．整个过程中，小车和木块组成的系统动量守恒设小车和木块相对静止时的速度大小为v，根据动量守恒定律有m1v1﹣m2v0=（m1+m2）v②代入数据解得：v=0.40m/s③当小车与木块首次达到共同速度v时，弹簧压缩至最短，此时弹簧的弹性势能最大设最大弹性势能为EP，根据机械能守恒定律可得④代入数据得：EP=3.6J 16.（1）11.2m/s（2）－21000J（3）1.85s【解析】(1)kmg＝解得v1＝＝5m/s≈11.2m/s.(2)kmg＝m解得v2＝＝5m/s≈15.8m/s.Pt－mgh＋W阻＝mv－mv.所以W阻＝－21000J.-12-\n(3)用时最短必使v最大(即R最大)且s最短，对应轨道应为过A、B两点且与路内侧边相切的圆弧．R2＝r＋[R－(r1－)]2解得R＝12.5m，vm＝＝12.5m/s，sin＝＝＝，即θ＝106°，所以tmin＝＝s＝s≈1.85s.-12-
