上海市金山中学2022届高三物理上学期学业水平考试试题

金山中学高三物理学业水平考试（考试时间：120分钟满分：150分）（本卷中g=10m/s2）一、单项选择题Ⅰ（每小题2分，共20分）：1．贝克勒尔发现天然放射现象，揭示了()A．原子不可再分B．原子的核式结构C．原子核还可再分D．原子核由质子和中子组成2．下列说法中正确的是（）A.质子与中子的质量不等，但质量数相等B.两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力C.同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同D.除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互作用力3．历史上首先正确认识运动和力的关系，推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家是（）(A)亚里士多德(B)伽利略(C)牛顿(D)爱因斯坦4．在下列各物体的运动过程中，满足机械能守恒条件的是（）(A)跳伞运动员在空中匀速下降(B)用绳拉着一个物体匀速上升(C)物体以某一初速度沿光滑曲面下滑(D)小球在竖直面内做匀速圆周运动Ostt1甲乙5．甲、乙两物体同时从原点出发沿同一直线运动，它们的s－t图像如图所示，则在t1时刻（）(A)它们的速度相同，甲在乙的前方(B)它们的速度相同，乙在甲的前方(C)它们的位置相同，甲的速度大于乙(D)它们的位置相同，乙的速度大于甲6．如图所示，水平地面上的物体Ａ，在斜向上的拉力F的作用下，向右做匀速运动，则下列说法中正确的是（）vFθAA．物体Ａ可能只受到二个力的作用B．物体Ａ可能只受到三个力的作用C．物体Ａ一定受到了四个力的作用D．物体Ａ对水平地面的压力大小一定为Fsinθ7．一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小．如图所示，分别画出汽车转弯时所受合力的四种方向，你认为正确的是：（）-10-8．天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期.由此可推算出（）（A）行星的质量（B）行星的半径（C）恒星的质量（D）恒星的半径9.美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过(钙48)轰击(锎249)发生核反应，成功合成了第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素.实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子x，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子x是(　　)A．中子B．质子C．电子D．α粒子10.如图所示，一个质量为ｍ的物体（可视为质点）以某一速度从Ａ点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为3g/4，这物体在斜面上上升的最大高度为ｈ，则在这个过程中物体的()A．整个过程中物体机械能守恒B．重力势能增加了3mgh/4C．动能损失了3mgh/2D．机械能损失了mgh/4二、单项选择题II（每小题3分，共30分）：FABθ11．如图，质量为M的楔形物A静置在水平地面上，其斜面的倾角为．斜面上有一质量为m的小物块B，B与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉B，使之匀速上滑．在B运动的过程中，楔形物块A始终保持静止．关于相互间作用力哪项是正确的（）（A）B给A的作用力大小为（B）B给A摩擦力大小为F（C）地面受到的摩擦力大小为（D）地面受到的压力大小为12．建筑工地上，某建筑工人甲从地面向上抛出一质量为m的砖块，被离地面高为h的平台上的乙接住。已知抛出时的速度为v0，当它被乙接住时的速度为v，用g表示重力加速度，则在此过程中砖块克服空气阻力所做的功等于（）（A）（B）（C）（D）13．设地球的半径为R0，质量为m的人造卫星在距地面R0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g0，则下列说法中不正确的是（　　）A．卫星的线速度为B．卫星的角速度为-10-C．卫星的加速度为D．卫星的周期为14．起重机的吊钩用竖直向上的力F吊起质量为m的物体，使物体以加速度a竖直向上做匀加速直线运动，不计空气阻力，下列推理正确的是（）A．如果力大小变为2F，质量不变，则加速度变为2aB．如果力大小变为2F，质量变为2m，则加速度仍为aC．如果力大小变为2F，质量变为m/2，则加速度变为2aD．如果力F不变，质量变为m/2，则加速度变为2a15．如图，一根不可伸长的轻绳系一个小球，将小球拉至水平位置后由静止释放，则小球在摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的瞬时功率（）（A）始终不变（B）始终增大（C）先减小后增大（D）先增大后减小16．如图，船从A处开出后沿直线AB到达对岸，若AB与河岸成37°角，水流速度为4m/s，则船从A点开出的最小速度为：（）高三物理第2页共8页A、3.5m/sB、3m/sC、2.4m/sD、2m/s17．如图所示，木棒AB可绕B点在竖直平面内转动，A端被绕过定滑轮吊有重物的水平绳和AC绳拉住，使棒与地面垂直。棒、绳的质量及绳与滑轮的摩擦可忽略。如果把C端拉至离B的水平距离远一些的C′点，AB仍保持沿竖直方向，装置仍平衡。那么AC绳对A施加的拉力T和AB棒所受到压力N的变化情况是：（）A．T变大、N变小B．T变大、N变大C．T变小、N变小D．T变小、N变大18．运动员从悬停在空中的直升机上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，开伞后减速下降，最后匀速下落。在整个过程中，下列图像可能符合事实的是（其中h表示下落高度、t表示下落的时间、F合表示人受到的合外力、E表示人的机械能、EP表示人的重力势能、V表示人下落的速度）()FGRrEPAEhhttBCDF合v19.工厂里吊重物的神仙葫芦是一个差动滑轮，其构造示意图如图所示。由两个固定在一起的半径分别为R和r的定滑轮和一个动滑轮组成(动滑轮和定滑轮都是齿轮)。若不计铁链和动滑轮所受重力，则起吊重物G时所需的拉力应是（）A．(R-r)G/RB．2(R-r)G/R-10-C．(R-r)G/2RD．rG/RABCOD20.如图所示，质量为M的物体内有光滑圆形轨道，现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道在竖直面内做圆周运动，A、C为圆周的最高点和最低点，B、D点是与圆心O同一水平线上的点，小滑块运动时，物体M在地面上静止不动，则物体M对地面的压力N和地面对M的摩擦力有关说法中正确的是（）A．小滑块在A点时，N>Mg，摩擦力方向向左B．小滑块在B点时，N=Mg，摩擦力方向向右C．小滑块在C点时，N=（M+m）g，M与地面无摩擦D．小滑块在D点时，N=（M+m）g，摩擦力方向向左三、多项选择题（每小题5分，共20分）：21．直杆AB和直角弯杆BCD按如图所示连接，A、B、D处均为铰链，杆及铰链的质量都不计．ABCD构成一长方形，将重力为G、可视为质点的物块放在图中P处．则（　　）A．AB杆对BCD杆的作用力方向沿BC连线向下B．BCD杆对AB杆的作用力方向沿DB连线斜向上C．若AP间距变大，BCD杆对AB杆的作用力变大D．若AP间距变大，AB杆对BCD杆的作用力对转动轴D的力矩不变22．如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，直径与磁场宽度相同的金属圆形线框以一定的初速度斜向匀速通过磁场。在必要的时间段内施加必要的水平拉力保证其匀速运动，则（）vB（A）金属框内感应电流方向先逆时针再顺时针（B）金属框内感应电流经历两次先增大后减小（C）水平拉力方向与速度同向（D）水平拉力方向与速度方向无关23．半径为R的圆桶固定在小车上，有一光滑小球静止在圆桶的最低点，如图所示，小车以速度v向右匀速运动。当小车遇到障碍物突然停止，小球在圆桶中上升的高度可能为（）A．等于B．大于C．小于D．等于2R24．如图所示，平直木板AB倾斜放置，板上的P点距A端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小，先让物块从A由静止开始滑到B。然后，将A着地，抬高B，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从B由静止开始滑到A。上述两过程相比较，下列说法中一定正确的有（）（A）物块经过P点的动能，前一过程较小；-10-（B）物块滑到底端的速度，前一过程较大；（C）物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少；（D）物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长。四、填空题（每小题4分，共20分）：A啊25．如图所示，某人从高出水平地面h高的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球。由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴。该球被击出时初速度的大小为，水平风力对物体所做的功为。26.如右图所示，AB为竖直固定金属棒，金属杆BC重为G。长为L，并可绕过B点垂直纸面的水平轴无摩擦转动，AC为轻质金属线，ÐABC＝37°，ÐACB＝90°，在图示范围内有一匀强磁场，其磁感应强度与时间成正比：B＝kt，整个回路总电阻为R，则回路中感应电流I＝，当t=时金属线AC中拉力恰为零。（已知，）AB300ef27．如图所示，质量为m=1kg的小球用水平弹簧系住，并用质量均匀分布、长L=2m的光滑木板AB托住。AB可绕B轴转动，木板的质量M=2kg。另有一棒ef竖直固定在水平地面上支撑住AB，Be长度为2m。小球处于静止状态时它对木板的压力为N；此时棒ef对木板AB的作用力大小为N。vFO30°28．如图所示，轻且不可伸长的细绳悬挂质量为0.5kg的小圆球，圆球又套在可沿水平方向移动的框架槽内，框架槽沿铅直方向，质量为0.2kg。自细绳静止于铅直位置开始，框架在水平力F=20N恒力作用下移至图中位置，此时细绳与竖直方向夹角30°。绳长0.2m，不计一切摩擦。则此过程中重力对小圆球做功为J；小圆球在此位置的瞬时速度大小是m/s。29．如图所示，螺旋形管道内径均匀，内壁光滑，螺距均为d＝1m，共有5圈整，螺旋横截面的半径R＝2m，管道内径远小于螺距，可忽略不计。一小球自管道A端从静止开始下滑，当它到达管道B端时的速度v＝___________m/s，从A到B的时间t大约为___________s。-10-六、计算题（共60分）：AB30.(12分)塔式起重机的结构如图所示，设机架重P＝400kN，悬臂长度为L＝10m，平衡块重W＝200kN，平衡块与中心线OO’的距离可在1m到6m间变化，轨道A、B间的距离为4m。⑴当平衡块离中心线1m，右侧轨道对轮子的作用力FB是左侧轨道对轮子作用力FA的2倍，问机架重心离中心线的距离是多少？⑵当起重机挂钩在离中心线OO’为10m处吊起重为G＝100kN的重物时，平衡块离OO’的距离为6m，问此时轨道B对轮子的作用力FB时多少？31.(15分)如图甲所示，斜面AB粗糙，倾角为θ＝30°，其底端A处有一垂直斜面的挡板．一质量为m＝2kg的滑块从B点处由静止释放，滑到底端A处与挡板碰撞并反弹到最高点C处，已知滑块与挡板碰撞时能量损失了19%，滑块的v－t图象如图乙所示，重力加速度g＝10m/s2.(1)求v－t图象中的v、t的值；(2)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ；(3)若滑块与挡板碰撞无能量损失，求滑块整个运动过程中通过的总路程s.32.(15分)山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如下．图中A、B、C、D均为石头的边缘点，O为青藤的固定点，h1＝1.8m，h2＝4.0m，x1＝4.8m，x2＝8.0m．开始时，质量分别为M＝10kg和m＝2kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头．大猴抱起小猴跑到C点，抓住青藤下端，荡到右边石头上的D点，此时速度恰好为零．运动过程中猴子均可看成质点，空气阻力不计，重力加速度g＝10m/s2.求：-10-(1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值；(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小；(3)猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小．33.(18分)如图（1），在匀强磁场中有两根倾斜、长S=40m的平行金属导轨，导轨间距L=1m，导轨平面与水平面的夹角θ=300，匀强磁场的磁感应强度B=0.3T，垂直导轨平面斜向上．在一个平行于导轨的变力F作用下（F从零开始增加），一根质量m=0.1kg的导体棒从导轨的顶端由静止开始沿导轨匀加速下滑，下滑20m后撤去变力F，导体棒一直下滑至导轨底端．导体棒始终与导轨垂直，与导轨的动摩擦因数μ=，接在两导轨顶端的电阻R=3Ω，其他部分电阻均不计，重力加速度g为10m/s2．求：（1）导体棒下滑20m时的速度大小；（2）导体棒下滑20m内流过电阻R的电量；（3）在图（2）中画出导体棒下滑20m内外力F随位移S变化的图象（在坐标轴上标出关键点），并求出导体棒下滑20m时外力F的瞬时功率；（4）撤去外力F后导体棒沿轨道下滑，能否最终达到匀速？请通过合理的计算、推导等给出理由和结论．-10-金山中学高三物理学业水平考试答案（考试时间：120分钟满分：150分）（本卷中g=10m/s2）一、单项选择题Ⅰ（每小题2分，共20分）：12345678910CABCDCBCAC二、单项选择题II（每小题3分，共30分）：11121314151617181920CDCBDCCCCB三、多项选择题（每小题4分，共20分）：21222324BCDABDACDAD四、填空题（每小题4分，共20分）：25．L(2hg)1/2/h，-mgL2/h26.；27．11.55N，35N28．-0.13，2.3929．10，12.6六、计算题（共60分）：30.解：⑴空载时合力为零：已知：fB＝2fA求得：fA＝200kNfB＝400kN（2分）设机架重心在中心线右侧，离中心线的距离为x，以A为转轴，力矩平衡（2分）求得：x＝1.5m（1分）⑵以A为转轴，力矩平衡（3分）求得：FB＝450kN（2分）31．[解析]　(1)由v－t图象知滑块反弹速率为v2＝9m/s，即反弹时能量为Ek2＝mv＝81J，因碰撞时能量损失19%，即滑块下滑到A处时能量为Ek1＝＝100J而Ek1＝mv2，代入数据得v＝10m/s又因v＝a1t1，a1＝m/s2＝2.5m/s2由牛顿第二定律知滑块下滑时有mgsinθ－μmgcosθ＝ma1反弹上滑时有mgsinθ＋μmgcosθ＝ma2而v2＝a2t2-10-联立并代入数据得t2＝1.2s所以t＝4s＋1.2s＝5.2s.(2)因mgsinθ－μmgcosθ＝ma1代入数据得μ＝.(3)由x＝t知AB长为L＝t1＝20m由能量守恒知mgLsinθ－μmgcosθ·s＝0解得s＝40m.[答案]　(1)10m/s　5.2s　(2)　(3)40m32.解析：大猴子先做平抛运动，后做圆周运动，两运动过程机械能均守恒．寻求力的关系时要考虑牛顿第二定律．(1)设猴子从A点水平跳离时速度的最小值为vmin，根据平抛运动规律，有h1＝gt2①x1＝vmint②联立①、②式，得vmin＝8m/s.③(2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒，设荡起时速度为vC，有(M＋m)gh2＝(M＋m)v④vC＝＝m/s≈9m/s.⑤(3)设拉力为FT，青藤的长度为L.对最低点，由牛顿第二定律得FT－(M＋m)g＝(M＋m)⑥由几何关系(L－h2)2＋x＝L2⑦得：L＝10m⑧综合⑤、⑥、⑧式并代入数据解得：FT＝(M＋m)g＋(M＋m)＝216N.答案：(1)8m/s　(2)约9m/s　(3)216N33.【分析】：（1）导体棒由静止开始沿导轨匀加速下滑，加速度不变，由初始状态，求出加速度，再由运动学规律求出速度．（2）根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律求出电流的平均值，再由电流平均值乘以时间得到电量．（3）根据安培力公式得到安培力的表达式，由于外力与安培力相等，得到外力表达式，即可作图．（4）根据撤去外力后导体棒能通过的位移与导轨剩下的距离20m比较，作出判断．【解析】：解：（1）导体棒的初速度v0=0，安培力F安=0，外力F=0，由牛顿第二定律得mgsinθ﹣μmgcosθ=ma则得加速度为a=gsinθ﹣μgcosθ==2.5m/s2；故导体棒下滑20m时的速度大小v===10m/s；（2）导体棒下滑20m内流过电阻R的电量-10-q=△t=△t===C=2C（3）根据牛顿第二定律可知外力F=F安=BL===N作出外力F随位移S变化的图象如图．导体棒下滑20m时外力F的瞬时功率P=Fv==3W（4）不能．因为：刚撤力F时，mgsinθ﹣μmgcosθ﹣BL=ma′，a′=﹣0.5m/s2，导体棒做加速度不断减小的减速下滑；若达到匀速：mgsinθ﹣μmgcosθ﹣BL=0，得v匀=m/s；若以﹣0.5m/s2加速度一直匀减速下滑，用时s达到m/s，v﹣t图象围成的“面积”为m，大于导轨剩下的距离20m（实际下滑过程加速度绝对值逐渐减小，位移大于m），所以不能达到匀速．答：（1）导体棒下滑20m时的速度大小为10m/s；（2）导体棒下滑20m内流过电阻R的电量是2C；（3）作出外力F随位移S变化的图象如图．导体棒下滑20m时外力F的瞬时功率为3W．（4）撤去外力F后导体棒沿轨道下滑，最终不能达到匀速．【点评】：本题是电磁感应中的综合题，关键要正确分析导体棒的情况，综合运用电磁学知识和力学知识进行解答．对于电磁感应中电量问题，也可用I﹣t图象围成的面积求．　-10-