【期中真题】山东省青岛市第二中学2022-2023学年高三上学期期中物理试题.zip

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青岛二中 2022—2023 学年第一学期期中考试—高三物理试题命题人：张寿光 解先涛 都晓辉 官敬涛 李荣慧 闫彩霞 审核人：邢洪明注意事项：1、本卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，90分钟。2、答题前考生务将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。3、全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。第I卷（40分）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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，小车向右做匀速直线运动，人站在车厢里向前推车，并与车保持相对静止，推车的力逐渐增大，则下列说法正确的是（   ） A. 推力对车厢不做功 B. 摩擦力对人做负功C. 推力的功率逐渐增大 D. 摩擦力的功率不变【答案】C【解析】【详解】A．人对车厢的推力向右，与车厢的运动方向相同，所以对车厢做正功，A错误；B．因为人对车厢的摩擦力向左，所以车厢对人的摩擦力向右，与人的运动方向相同，所以有摩擦力对人做正功，B错误；CD．因为车厢对人的推力和摩擦力平衡，所以人对车厢的推力和摩擦力大小相等，由于推车的力逐渐增大，则推力和摩擦力的功率逐渐增大，C正确、D错误。故选C。2. 如图所示为儿童蹦床时的情景，若儿童每次与弹性床相碰后都能回到相同的高度，并重复上述运动。以每次与弹性床刚接触的点为原点建立坐标系，竖直向上为正方向，不计空气阻力，下列速度v和儿童位置（即坐标x）的关系图像中，能描述段运动过程的图像是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】当儿童回到x=0位置且向上运动，令此时的速度大小为v0，儿童向上做匀减速直线运动，则速度和位置的关系为得到到达最高点后速度为零，之后将做自由落体运动，则速度大小和位置的关系为解得速度大小随位置变化的关系为考虑速度方向，则故选A。3. 一质点从坐标原点沿轴方向做匀变速直线运动，在内图像如图所示。若时，图线所对应的切线的斜率为，则（　　）A. 时，质点的加速度为B. 和时，质点的速度相等C. 和时，质点加速度的方向相反D. 时，质点的位移为【答案】D【解析】【详解】AC．已知质点做匀变速直线运动，设其位移随时间变化的关系式为x＝v0t＋at2，根据0~8 s内的x－t图像的对称轴可知－＝4st＝1s时，图线所对应的切线的斜率（即此时的速度）为3m/s，可知v0＋a×1s＝3m/s解得a＝－1m/s2，v0＝4m/s因为质点做匀变速直线运动，所以质点的加速度不会发生变化，AC错误；B．利用速度公式v＝v0＋at，可得t＝2s时，质点的速度为2m/s，t＝6s时，质点的速度为－2m/s，这两个时刻质点的速度大小都为2m/s，但方向相反，B错误；D．将t＝4s代入x＝v0t＋at2，解得x＝8m即t＝4s时质点的位移为8m，D正确。故选D。4. 高空作业须系安全带，如果质量为m的高空作业人员不慎跌落，从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为h(可视为自由落体运动)．此后经历时间t安全带达到最大伸长，若在此过程中该作用力始终竖直向上，则该段时间安全带对人的平均作用力大小为(  )A. ＋mg B. －mgC. ＋mg D. －mg【答案】A【解析】【分析】【详解】在安全带对人有拉力的瞬间时，人做自由落体运动，此过程机械能守恒，故有即在产生拉力瞬间速度为之后人在安全带的作用下做变速运动，末速度为零，设向上为正方向，则根据动量定理可得联立解得故选A。【点睛】本题关键是明确物体的受力情况和运动情况，然后对自由落体运动过程和全程列式求解，注意运用动量定理前要先规定正方向。 5. 如图所示，带有光滑竖直杆的三角形斜劈固定在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球与套在竖直杆上的小滑块用轻绳连接，开始时轻绳与斜劈平行。现给小滑块施加一个竖直向上的拉力，使小滑块沿杆缓慢上升，整个过程中小球始终未脱离斜劈，则有（  ）A. 小球对斜劈的压力保持不变B. 轻绳对小球的拉力先减小后增大C. 竖直杆对小滑块的弹力先增大再减小D. 对小滑块施加的竖直向上的拉力逐渐增大【答案】D【解析】【分析】【详解】AB．对小球受力分析，受重力、支持力和细线的拉力，如图所示
根据平衡条件可知，细线的拉力T增加，支持力N减小，根据牛顿第三定律，球对斜面的压力也减小，故AB错误；CD．对球和滑块整体分析，受重力、斜面的支持力N，杆的支持力N′，拉力F，如图所示 
根据平衡条件，水平方向有N′=Nsinθ竖直方向有F+Ncosθ=G由于N减小，故N′减小，F增加，故C错误，D正确。故选D。6. 一个带负电的粒子从处由静止释放，仅受电场力作用，沿轴正方向运动，加速度随位置变化的关系如图所示，可以得出（　　） A. 从x1到过程中，电势先降低后升高B. 在x1和处，电场强度相同C. 粒子经x1和x3处速度等大反向D. 粒子在x2处电势能最小【答案】D【解析】【详解】A．带负电的粒子从处由静止释放，仅受电场力作用，沿轴正方向运动，说明刚开始受到的电场力向右，可知场强向左，沿电场线方向电势逐渐降低，从x1到过程中，电势升高，同理可知，从x2到过程中，电势降低，A错误；B．由牛顿第二定律可得在x1和处，加速度等大反向，可知对应位置电场强度等大反向，B错误；C．粒子从x1到过程中，做加速度减小的加速运动，从x2到过程中，做加速度增大的减速运动，结合对称性可知，粒子经x1和x3处速度相同，C错误；D．由C解析可知，粒子在x2处速度最大，动能最大，据能量守恒可知，粒子在x2处电势能最小，D正确。故选D。7. 如图甲所示，挡板OA与水平面的夹角为，小球从O点的正上方高度为的P点以水平速度水平抛出，落到斜面时，小球的位移与斜面垂直；让挡板绕固定的O点转动，改变挡板的倾角，小球平抛运动的初速度也改变，每次平抛运动都使小球的位移与斜面垂直，关系图像如图乙所示，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A. 图乙的函数关系图像对应的方程式B. 图乙中的数值C. 当图乙中，的值为D. 当，图乙中，则平抛运动的时间为【答案】C【解析】【详解】A．设平抛运动的时间为t，如图所示把平抛运动的位移分别沿水平和竖直方向分解，由几何关系解得根据几何关系有联立整理故A错误；B．结合图乙函数关系图像可得故B错误；C．由图乙可得函数关系图像的斜率又有，可得故C正确；D．当，根据解得根据解得故D错误。故选C。8. 如图所示，轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端连接一轻质薄板。时刻，一物块从其正上方某处由静止下落，落至薄板上后和薄板始终粘连，粘接时间可忽略，其位置随时间变化的图像（）如图乙所示，其中时物块刚接触薄板。弹簧形变始终在弹性限度内，空气阻力不计，重力加速度，则（　　） A. 时物块的加速度等于重力加速度B. 时物块的加速度小于重力加速度C. 该物块与薄板粘连后振动的周期为D. 后物块坐标位置随时间变化关系为【答案】D【解析】【详解】AB．薄板为轻质薄板，质量可忽略不计。由图乙可知，B点对应的速度为零，物块处于最低点位置；C点对应的速度为零，物块处于与薄板粘连后的最高点；根据简谐运动的对称性可知，最高点的加速度和最低点的加速度大小相等，即由于C点对应物块处于最高点，此时弹簧处于伸长状态，根据牛顿第二定律可得故AB错误；C．由图乙可知，物块从最低点B到最高点C所用时间为该物块与薄板粘连后振动的周期为故C错误；D．因为由图乙可知，振幅为后物块坐标位置随时间变化关系为当时，，代入上式得所以故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9. 2022年7月25日，我国问天实验舱与天和核心舱顺利完成对接任务。问天实验舱与火箭分离后经历6次变轨，来到与核心舱相距52公里的位置上，然后在计算机控制下轨道逐渐升高，与核心舱的距离不断减小，实现对接的初始条件。顺利完成对接后一起做匀速圆周运动，以下说法正确的是（　　）A. 问天实验舱从脱离火箭至刚与核心舱接触过程中机械能增大B. 问天实验舱从接近核心舱至对接完成过程中系统机械能守恒C. 问天实验舱在追核心舱的过程中，问天实验舱的加速度始终指向地心D. 若空间站距离地面高度为，经过时间通过的弧长为，已知地球半径为，引力常量为，则可求地球的平均密度为【答案】AD【解析】【详解】A．问天实验舱从脱离火箭至刚与核心舱接触过程中，需要加速做离心运动，机械能增大，故A正确；B．问天实验舱从接近核心舱至对接完成过程中，需要先加速后减速运动，系统机械能先增大后减小，故B错误；C．问天实验舱在追核心舱的过程中，有沿运动轨迹切线方向的加速度，加速度不可能始终指向地心，故C错误D．设地球质量M，空间站质量m，根据地球的平均密度为联立以上各式得故D正确。故选AD。10. 如图所示，AB为固定水平长木板，长为，C为长木板的中点，AC段光滑，CB段粗糙，一原长为的轻弹簧一端连在长木板左端的挡板上，另一端连一物块，开始时将物块拉至长木板的右端B点，由静止释放物块，物块在弹簧弹力的作用下向左滑动，已知物块与长木板CB段间的动摩擦因数为，物块的质量为，弹簧的劲度系数为，且，物块第一次到达C点时，物块的速度大小为，这时弹簧的弹性势能为，不计物块的大小，则下列说法正确的是（  ） A. 物块可能会停在CB面上某处B. 物块最终会做往复运动C. 弹簧开始具有的最大弹性势能为D. 最终系统损失的机械能为【答案】BC【解析】【详解】A．由于k>由此>μmg由此，物块不可能停在CB面上某处，故A错误；B．只要物块滑上BC段，就要克服摩擦力做功，物块的机械能就减小，所以物块最终会在AC段做往复运动，故B正确；C．物块从开始运动到第一次运动到C点的过程中，根据能量守恒定律得Epm=E0＋＋μmg故C正确；D．物块第一次到达C点时，物块的速度大小为v0，物块最终会在AC段做往返运动，到达C点的速度为0，可知物块克服摩擦做的功最大为Wfm=Epm－E0=＋μmgL故D错误。故选BC。11. 如图所示，两个固定的等量正电荷M、N电荷量大小为Q，M、N相距2L，连线中点为O，ABCD是过O点并与M、N连线垂直的平面，一个质量为m，电荷量为e的电子在ABCD平面内做半径为L的匀速圆周运动（重力不计，不考虑运动电荷会产生磁场，静电力常量为k），则下列说法正确的是（   ）A. 圆轨道上各点电势相等B. 电子做匀速圆周运动的速度大小为C. 电子做匀速圆周运动的等效电流为D. 若迅速减小M、N相同电量，此后电子做离心运动阶段轨迹上各点电势不断减小【答案】ABD【解析】【详解】A．M、N是等量正电荷，ABCD是过中点O点并与MN连线垂直的平面，由于孤立点电荷在距离其r的地方的电势为（取无穷远处电势为零）则根据电势的叠加原理可知，圆轨道上各点电势相等，A正确；B．电子的受力情况如图所示 电子受到的合力为根据牛顿第二定律有联立解得B正确；C．根据电流的定义式C错误；D．若迅速减小M、N相同电量，电子受到的合力方向不变，但大小减小，则电子做离心运动，由于电子做离心运动，则距离M、N越来越远，根据选项A分析知电子做离心运动阶段轨迹上各点电势不断减小，D正确。故选ABD。12. 一轻弹簧的一端固定在倾角为的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为的小物块相连，如图所示，质量为的小物块紧靠静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为，从时开始，对施加沿斜面向上的外力，使始终做匀加速直线运动。经过一段时间后，物块、分离；再经过同样长的时间，距其出发点的距离恰好也为。弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为。则（　　） A. 弹簧的劲度系数为B. 、分离时，弹簧处于原长C. 物块加速度的大小为D. 时、分离【答案】ACD【解析】【详解】A．小物块 b 紧靠 a 静止在斜面上，则将二者看成一个整体，可知弹力大小与整体重力的分力大小相等，有
 解得
 故A正确；B．a 、b分离时，a的加速度刚好要变小，但是方向仍然沿斜面向上，，所以此时弹簧弹力大于物块a沿斜面向下重力的分力，所以弹簧仍然处于压缩状态，故B错误； C．由于初速度为0，最初两段相同时间间隔内位移之比为且由题有
 可当弹簧形变量此时两物块刚好要分离，即a与b之间无相互作用力，对a由牛顿第二定律有
 代入k后解得
 故C正确；D．由上一个选项可得a与b在b向上运动的位移时刚好分离，则有
 代入上一选项中的加速度，解得
 故D正确。故选ACD。第II卷（60分）三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。13. 某同学用如图1所示的装置研究弹簧的弹性势能，在气垫导轨上固定好轻质弹簧和光电门，将光电门与数字计时器连接（图中未画出），操作步骤如下：（1）首先调节气垫导轨水平；（2）选择宽度为d的遮光条；（3）接通电源，用手向左侧推动滑块，使弹簧压缩到某一长度（弹簧处于弹性限度内），测出弹簧压缩量x；（4）将滑块由静止释放，读出滑块经过光电门时遮光条的挡光时间t，则此时滑块的速度为____________；（5）重复步骤（4）测出多组x及对应的t；（6）画出图像如图2所示，测得图像的斜率为k，滑块质量为m，则弹簧的弹性势能的表达式为____________。（用m、d、k、x表示）【答案】    ①.     ②. 【解析】【详解】（4）[1]已知宽度为d的遮光条，挡光时间t，则有此时滑块的速度为（6）[2]由动能定理可得     整理解得由题意可知k劲=kmd2由功能关系可得弹簧的弹性势能的表达式为14. 为了研究滑块的运动情况，使滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时让单摆垂直于纸带运动方向做小摆幅摆动，漏斗可以漏出很细的细沙，在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置，如图乙所示。（1）图乙中细沙的厚度情况是______；A波峰、波谷处最厚，平衡位置最薄     B.波峰、波谷处最薄，平衡位置最厚C.波峰处最厚，波谷处最薄             D.一样厚（2）从最低点开始计时后单摆又经过最低点102次所用的时间如秒表所示，读数为______s。（3）在图乙中，、、，则单摆在经过B点时，滑块的瞬时速度为______，滑块的加速度为____________（结果均保留两位有效数字）。【答案】    ①. A    ②. 100.2    ③. 0.26    ④. 0.040【解析】【详解】（1）[1]因为单摆做简谐运动，到纸带中线即平衡位置时速度最大，而远离中线最大位移即波峰、波谷处时速度为零。因为细沙均匀流出，所以波峰、波谷处最厚，平衡位置最薄。故选A。（2）[2]由图可知，读数为（3）[3][4]因为从最低点开始计时后单摆又经过最低点102次对应全振动的次数为所以单摆摆动周期为由题意知所以经过B点时，滑块的瞬时速度为滑块的加速度为15. 一列简谐横波，某时刻的波形图象如图甲所示，从该时刻开始计时，波上A质点的振动图象如图乙所示，求： （1）从该时刻开始计时，再经过，P质点的位移、通过的路程和波传播的距离分别为多少？（2）若t=0时振动刚刚传到A点，从该时刻起再经多长时间坐标为45m的质点（未画出）第二次位于波峰？【答案】（1）10m    （2）1.8s【解析】【详解】（1）由振动图象可以看出周期T=0.8s由题知，故经0.4s，P质点回到平衡位置．质点P位移x=0，质点P通过的路程s=2A=4cm，在时间内波传播的距离（2）由A点在t=0时刻向上振动知，波沿x轴正方向传播波速处的质点第一次到达波峰的时间此质点第二次位于波峰的时间16. 如图所示，有一光滑竖直轨道ABCD固定在水平地面上，它由两个半径均为R = 0.4m的四分之一圆弧轨道AB、CD以及竖直轨道BC拼接而成，AB段的下端A固定在地面上，CD段的上端D是整个轨道的最高点，BC段的长度L = 0.6m。不计空气阻力，重力加速度大小为g = 10m/s2。（1）若一小球以某一水平速度vA从A端进入，恰好到达轨道最高点D，求小球的初速度vA；（2）若小球进入A端的速度大小为v0 = 8m/s，竖直轨道BC可以在竖直方向伸缩调节（D端始终位于A端的正上方），小球从D端飞出后落地点距D端的水平距离为d，求当L取多少时，d有最大值。【答案】（1）；（2）0.8m【解析】【详解】（1）由题知，小球恰好到达轨道最高点D，则有小球从A点到D点根据动能定理有联立解得（2）小球由A到D点，根据机械能守恒，有小球从D点飞出后做平抛运动，根据平抛运动规律，在水平方向d = vt在竖直方向联立解得当时，d有最大值，解得17. 半径R=1.8m的四分之一光滑圆弧槽固定在水平面上，一质量为M=7.2kg的“”型木板与圆弧槽底端B平齐放置，如图所示质量为m=3.6kg的小物块从圆弧槽最右端A点以v0=4m/s的初速度下滑，在此后的运动过程中，小物块恰好不滑离木板。已知木板与小物块之间的动摩擦因数μ1=0.4，板与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.2，重力加速度大小g=10m/s2，小物块与木板发生弹性碰撞且碰撞时间极短，求：（1）小物块滑到底端B时对圆弧槽的压力大小；（2）木板的长度L。【答案】（1）140N；（2）2m【解析】【分析】【详解】（1）设小物块从A点运动到B点的速度为vB，根据动能定理有在B点，设圆弧槽对小物块的支持力大小为FN，小物块对圆弧槽的压力大小为FN′，根据牛顿运动定律有FN=FN′联立解得FN′=140N（2）小物块滑上木板后，设木板与小物块之间的滑动摩擦力大小为Ff1，木板与水平面之间的滑动摩擦力大小为Ff2，有可见，表明小物块与木板发生弹性碰撞前，木板保持静止。设小物块从木板右端运动至左端时的速度为v，有小物块与木板发生弹性碰撞，设碰后小物块速度为v1、木板速度为v2，根据动量守恒定律有根据机械能守恒定律有解得方向水平向右方向水平向左设碰后小物块、木板的加速度大小分别为a1、a2，根据牛顿第二定律有解得a1=4m/s2a2=5m/s2分析可知∶碰撞结束后，小物块先向右减速至0，再向左做匀加速运动，木板一直向左做匀减速运动，直至两者刚好达到相同速度，此时小物块恰好位于木板右端。设此过程所用时间为t，两者共速的速度为v共，小物块的位移为x1，木板的位移为x2，有联立解得L=2m18. 两片半径均为的相同圆形金属板平行正对放置，为圆心连线，轴线过中点并与垂直；在处垂直平分一长为的线段，平行金属板且在板外；在处有一足够大的荧光屏与垂直，荧光屏与点距离为，在屏上以为坐标原点建立坐标系，轴平行；线段上均匀分布有粒子源，能沿平行方向发射速度为的相同粒子，粒子质量为，电荷量为；平行板间存在大小为、方向沿轴正方向的匀强电场，设每个粒子均能飞出电场，忽略边缘效应以及粒子间的相互作用，不计重力，求： （1）粒子刚出电场时在竖直方向上偏移量的最大值；（2）上距点处的粒子刚出电场时的速度偏向角的正切值；（3）试论证屏上所得图像的形状并写出其方程。【答案】(1) ；(2) ；(3) 图像的形状为椭圆的在x轴上方的部分，（其中，，，）【解析】【分析】【详解】（1）每个粒子均能飞出电场，所以从点飞出的粒子，在电场运动时间最长，竖直方向偏转距离最大，则有，，可得（2）上距点处的粒子，根据几何关系有解得该粒子在电场中沿水平方向运动的距离为，则有，，可得则粒子刚出电场时的速度偏向角的正切值（3）由（1）可得点的粒子落在屏上的位置为距点处的粒子，落在屏上的位置为令粒子在上射出点离开Q点的距离为，由几何关系可得粒子在电场中运动沿水平方向运动的距离为则粒子的在竖直方向偏转的位移为令，则方程可化简为其中，，即屏上所得图像的形状为椭圆的在x轴上方的部分。