黑龙江哈尔滨市东方红中学2022-2023高三上学期期末物理试题（含解析）考试试卷

哈尔滨市东方红中学2022-2023高三上学期期末物理试题（含解析）
一、单选题
1．足球以10m/s的速度向东飞向球门，与门柱碰撞后，以7m/s的速度向西反弹，作用时间为0.1s．如果规定向东为正方向，则足球的加速度为
A．30m/s2 B．170m/s2 C．﹣30m/s2 D．﹣170m/s2
2．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．匀速圆周运动是速度和加速度都恒定不变的运动
B．匀速圆周运动是速度和加速度都不断变化的运动
C．匀速圆周运动是速度恒定不变、加速度不断变化的运动
D．匀速圆周运动是速度不断变化、加速度恒定不变的运动
3．一兴趣小组用两个相同的遥控小车沿直线进行追逐比赛，两小车分别安装不同的传感器并连接到计算机中，A小车安装加速度传感器，B小车安装速度传感器，两车初始时刻速度大小均为v0=30m/s，A车在前、B车在后，两车相距100m，其传感器读数与时间的函数关系图像如图所示，规定初始运动方向为正方向，则下列说法正确的是（　　）
A．t=3s时两车间距离为77.5m
B．3~9s内，A车的加速度大于B车的加速度
C．两车最近距离为20m
D．0~9s内两车相遇一次
4．如图所示，物块A、B叠放在一起，用绕过定滑轮的细线连接，连接两物块的细线水平。定滑轮连在力传感器上、用大小为F的水平力拉物块A，使物块A匀速向右运动，此时力传感器上的示数为，不计滑轮与力传感器的重力，A与B、B与水平面的接触面均粗糙，则（　　）
A． B．
C． D．无法判、F的大小关系
5．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mgsinθ
C．框架对地面的压力先增大后减小
D．地面对框架的摩擦力始终在减小
6．挂灯笼的习俗起源于1800多年前的西汉时期，已成为中国人喜庆的象征。如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼，中间的细绳是水平的，另外四根细绳与水平面所成的角分别和。下列关系式中正确的是（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示是两根轻弹簧与两个质量均为m的小球连接成的系统，上面一根弹簧的上端固定在天花板上，两小球之间还连接了一根不可伸长的轻线，此时，系统静止，细线受到的拉力大小等于。在剪断了两球之间的细线的瞬间，球A的加速度和球B的加速度分别是（ ）
A．、方向竖直向下；、方向竖直向上 B．、方向竖直向上；、方向竖直向下
C．、方问竖直向上；、方向竖直向上 D．g、方向竖直向上；、方向竖直向下
8．如图甲所示是某人站在力传感器上做下蹲—起跳动作的部分示意图。如图乙所示是根据传感器画出的力—时间图像，其中力的单位是N，时间的单位是s。两图中的点均对应，取重力加速度g=10m/s2。请根据这两个图所给出的信息，判断下列选项正确的是（　　）
A．此人的质量约为60kg
B．此人从站立到蹲下的过程对应乙图中1到6的过程
C．此人在状态2时处于超重状态
D．此人向上的最大加速度大约为1.9g
9．如图所示，将质量为的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d。现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为d时（图中B处），下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　）
A．小环刚释放时轻绳中的张力一定小于
B．小环到达B处时，重物上升的高度h为d
C．小环在从A下滑到B的过程中，小环的速度与重物上升的速度之比在逐渐增大
D．小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于
10．嫦娥三号探测器的成功发射，意义深远，其携带的“玉兔号”月球车是中国在月球上留下的第一个足迹，设在某个科研任务中在“玉兔号”月球车在月球表面做了一个自由落体实验，测得物体从静止自由下落，经时间t下落的高度为h，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G。下列正确的是（ ）
A．月球表面重力加速度 B．月球的质量为
C．月球的第一宇宙速度 D．月球同步卫星离月球表面高度为
11．质量为m的汽车在平直公路上行驶，阻力f保持不变，当汽车以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作，以下说法正确的是
A．汽车的加速度保持不变
B．汽车的速度保持不变
C．汽车的最大速度为
D．汽车的额定功率为fv
二、多选题
12．如图所示，光滑的大圆环固定在竖直平面上，圆心为O点，P为环上最高点，轻弹簧的一端固定在P点，另一端拴接一个套在大环上的小球，小球静止在图示位置平衡，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则
A．大圆环对小球的弹力方向一定沿向OQ指向外
B．小球所受弹簧的弹力等于重力
C．小球所受大圆环的支持力等于重力
D．小球所受弹簧的弹力等于倍重力
13．如图所示，a、b、c为电场中同一条电场线上的三点，其中c为ab的中点．已知a、b两点的电势分别为φa=3V，φb=9V，则下列叙述正确的是（ ）
A．该电场在c点处的电势一定为6V
B．a点处的场强Ea可能小于b点处的场强Eb
C．正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大
D．正电荷只受电场力作用从a点运动到b点的过程中动能可能增大
14．如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I图象，则下列判断正确的是（　　）
A．电源电动势E1＞E2
B．电源电动势E1=E2
C．电源内阻r1＞r2
D．电源内阻r1＜r2
15．如图所示电路中，A、B是构成平行板电容器的两金属极板，P为其中的一个点。将开关K闭合，电路稳定后将B板向下平移一小段距离，则下列说法正确的是（　　）
A．电容器的电容增加
B．在B板下移过程中，电阻R中有向上的电流
C．A、B两板间的电场强度增大
D．P点电势升高
三、实验题
16．采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验
（1）实验时还需要下列哪个器材______。
A．弹簧秤　　B．重锤线　　C．打点计时器
（2）在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹：
A．通过调节使斜槽的末端保持______；
B．每次释放小球的位置必须______（选填“相同”或者“不同”）；
C．每次必须由______释放小球（选填“运动”或者“静止”）；
D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触；
E．将小球的位置记录在白纸上，取下白纸，将点连成______（选填“折线”“直线”或“光滑曲线”）。
（3）若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图所示的频闪照片．在测得x1，x2，x3，x4后，需要验证的关系是______。已知频闪周期为T，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是______。
A．B．C．D．
17．某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。
（1）为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量_____木块和木块上砝码的总质量。（选填“远大于”“远小于”或“近似等于”）
（2）甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线，设甲、乙用的木块质量分别为、，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为、，由图可知，____， _______。（选填“大于”“小于”或“等于”）
（3）用图像法处理实验数据是为了减小_______（选填“系统误差”或“偶然误差”）
四、解答题
18．水平地面上有一质量为的长木板，木板的左端上有一质量为的物块，如图所示，用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系为，已知木板与地面间的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，g取。从时刻开始计时，在随时间增大的过程中，试求：
（1）若，求木板与物块恰好发生相对滑动时，木板的加速度？
（2）若木板与地面始终不会发生相对滑动，求应满足的条件？
（3）若，求物块与木板保持相对静止且一起滑动的时间范围？
19．如图所示为火车站装载货物的原理示意图，设段是距水平传送带装置高为，夹角为30°的光滑斜面，水平段使用水平传送带装置，长，与货物包的摩擦系数为，皮带轮的半径为，上部距车厢底水平面的高度。设货物由静止开始从点下滑，经过点的拐角处无机械能损失（即经过B点速度大小不变）。通过调整皮带轮（不打滑）的转动角速度可使货物经点抛出后落在车厢上的不同位置，取，求：
（1）当皮带轮静止时，货物包在车厢内的落地点到点的水平距离；
（2）当皮带轮以角速度顺时方针方向匀速转动时，包在车厢内的落地点到点的水平距离；
（3）试写出货物包在车厢内的落地点到点的水平距离s随皮带轮角速度变化关系，并画出（ω取值范围为-20~80rad s-1）图象。（设皮带轮顺时方针方向转动时，角速度取正值，水平距离向右取正值）。
20．如图所示，光滑绝缘的半圆形轨道固定于竖直平面内，半圆形轨道与光滑绝缘的水平地面相切于端点A，一质量为m=1kg的小球在水平地面上匀速运动，速度为v=6m/s，经A点运动到轨道最高点B，最后又落在水平地面上的D点（图中未画出），已知整个空间存在竖直向下的匀强电场，小球带正电荷，小球所受电场力，。
(1)当轨道半径为R0=0.1m时，求小球到达半圆形轨道B点时对轨道的压力。
(2)为使小球能运动到轨道最高点B，求轨道半径的最大值。
(3)轨道半径多大时，小球在水平地面上的落点D到A点距离最大，最大距离为多少？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】规定向东为正方向，足球的加速度．负号表示加速度的方向与规定的正方向相反．故选D．
2．B
【详解】匀速圆周运动是变加速曲线运动，向心加速度始终指向圆心，则速度方向和向心加速度方向不断变化，故ACD错误，B正确。
故选B。
3．A
【详解】A．由图像可知，A车两段的加速度分别为
B车第二段的加速度
s内A车位移
B车位移
两车距离
选项A错误；
B．在内，A车的加速度等于B车的加速度，选项B错误；
C．设再经过时间，两车速度相等，有
解得
此时两车相距最近
选项C错误；
D．时，A车在B车前10m，此后A车继续加速，B车继续减速到静止，故不能相遇，选项D错误。
故选A。
4．A
【详解】由题意可知。绕过定滑轮的细线上的拉力大小为。设A与B的滑动摩擦力大小为，B与地面间的滑动摩擦力大小为，对A分析有
对B分析有
联立解得
则有，故选A。
5．D
【详解】A．以小球为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，如图所示。
根据几何关系可知，用F顺时针转动至竖直向上之前，支持力逐渐减小；A错误；
B．根据上述分析可知，F先减小后增大，当F的方向沿圆的切线方向向上时，F最小，此时
F=mgcosθ
B错误；
C．以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及外力F的作用；由图可知，F在顺时针方向转动的过程中，F沿竖直方向的分力逐渐增大，所以地面对框架的支持力始终在减小。C错误；
D．以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力以及外力F的作用；由图可知，F在顺时针方向转动的过程中，F沿水平方向的分力逐渐减小，所以地面对框架的摩擦力始终在减小。D正确。
故选D。
【点睛】本题考查共点力平衡条件的应用，主要应用用隔离法研究动态平衡问题，分析受力，作出力图是关键，同时注意图形的正确应用，能直接根据图形的变化分析各力的变化情况。
6．B
【详解】B．由五根等长的轻质细绳悬挂起四个质量相等的灯笼，两边受力对称，对B点受力分析有
解得
，
故B正确；
ACD．对A受力分析，由平衡条件有
联立各式解得
，，，
故ACD错误；
故选B。
7．B
【详解】对B进行受力分析有
如图，B受绳子的张力T为3mg，综合受力图可知，B受向下的弹力为2mg，当剪断绳子时，绳子张力突变为零，弹簧的力不会突变，故B所受合力为向下的3mg，故此时其加速度为竖直向下的3g；
对A进行受力分析有
如图，绳子的张力T为3mg，下面的弹簧弹力N2根据上图的分析为2mg，所以上面弹簧给的弹力N1也为2mg，当绳子剪断时，绳子张力突变为零，两弹簧的弹力不会突变，故A此时的合力为3mg，竖直向上，故此时A的加速度竖直向上，大小为3g。
故选B
8．D
【详解】A．根据题图乙中图线的1点，由平衡条件得此人的质量约为70kg，故A错误；
B．同理根据图线可判断，此人从站立到蹲下的过程中先失重后超重，对应题图乙中1到4的过程，故B错误；
C．由题图乙知，人在状态2时传感器对人的支持力小于人自身的重力，处于失重状态，故C错误；
D．根据图线和牛顿第二定律，可得此人向上的最大加速度为
故D正确。
故选D。
9．D
【详解】A. 小环刚释放时速度为零，轻绳中的张力等于，故A错误；
B. 小环到达B处时，绳子收缩的长度等于重物上升的高度，有
故B错误；
C. 小环在从A下滑到B的过程中，小环的速度与重物上升的速度之比
小环下落时， 减小，故比值减小，故C错误；
D. 小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于
故D正确。
故选D。
10．C
【详解】A．由自由落体运动规律
得
故A错误；
B．在月球表面的物体受到的重力等于万有引力
得
故B错误；
C．月球的第一宇宙速度为近地卫星的运行速度，根据重力提供向心力
得
故C正确；
D．月球同步卫星绕月做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力
得
故D错误。
故选C。
11．C
【详解】当汽车以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，则汽车的额定功率P=Fv，其中F-f=ma，以后汽车保持额定功率不变，速度继续增大，则牵引力减小，加速度将逐渐减小，当牵引力等于阻力时，速度达到最大，为vm=，之后将做匀速运动，故C正确，ABD错误；故选C．
【点睛】解决本题的关键掌握功率与牵引力的关系，知道汽车开始做匀加速运动，功率逐渐变大，当以额定功率行驶时，当汽车牵引力等于阻力时，车速最大，
12．ACD
【详解】若弹簧处于压缩状态，弹簧对小球的弹力方向沿弹簧向外，还受到重力和圆环对小球指向圆心的弹力，这三个力不可能平衡，所以弹簧处于伸长状态，受力如图所示，大圆环对小球的弹力方向一定沿向OQ指向外，故A错误．如图，△G′NB∽△PQO，因为，因，则，N=G，可知小球所受弹簧的弹力大于重力，且等于倍重力，大圆环对小球的弹力等于小球的重力，故CD正确，B错误；故选ACD．
点睛：本题考查了共点力平衡的基本运用，知道物体受三个力处于平衡，任意两个力的合力与第三个力等值反向．此题借助于相似三角形解答，简单快捷.
13．BC
【详解】A．若该电场是匀强电场，则在c点处的电势为
φc==6V
若该电场不是匀强电场，则在c点处的电势为
φc≠6V
故A错误；
B．一条电场线，无法判断电场线的疏密，就无法判断两点场强的大小，所以a点处的场强Ea可能小于b点处的场强Eb，故B正确；
CD．根据正电荷在电势高处电势能大，可知，正电荷从a点运动到b点的过程中电势能一定增大，而由能量守恒得知，其动能一定减小，故C正确，D错误。
故选BC。
【点评】电场线的疏密可表示电场强度的相对大小，但一条电场线，无法判断电场线的疏密，就无法判断两点场强的大小．但可根据电势的高低判断电势能的大小．
14．BD
【详解】AB：据闭合电路欧姆定律，路端电压U=E-Ir；则U-I图象中与U轴的交点表示电源的电动势，所以电动势E1=E2．故A项错误，B项正确．
CD：据闭合电路欧姆定律，路端电压U=E-Ir；U-I图象中图线的斜率表示内阻，所以内阻r1＜r2．故C项错误，D项正确．
【点睛】根据闭合电路欧姆定律，路端电压U=E-Ir；U-I图象中与U轴的交点表示电源的电动势，与I轴的交点表示短路电流，斜率表示内阻．(坐标轴交点为原点)
15．BD
【详解】A．由电容器的电容公式可知距离增大时，电容减小，故A错误；
B．开关K闭合，说明电容器两端电压一定，在B板下移过程中，由电容的定义式可知电量减小，电容器对外放电，电阻R中有向上的电流，故B正确；
C．电压一定，由场强公式可知距离增大时A、B两板间的电场强度减小，故C错误；
D．电源负极接地，电势为零，A板电势与电源正极电势相等为E，则P点电势可表示为
因电场强度减小，说明P点电势升高，故D正确。
故选BD。
16． B 水平 相同 静止 光滑曲线 D
【详解】(1)[1]做“研究平抛物体的运动”实验时，需要木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、白纸、米尺、重垂线。米尺的作用是能读出轨迹上某点的坐标。重垂线的作用是确保木板与白纸是在竖直面内，使其与小球运动平面平行。时间可以通过竖直方向做自由落体运动去求解，故不需要弹簧秤与打点计时器，故AC错误，B正确。
故选B。
(2)[2]为保证小球的运动为平抛运动，需要通过调节使斜槽的末端保持水平。
[3]因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同。
[4]每次由静止释放，以保证获得相同的初速度。
[5]小球的运动轨迹为抛物线，将小球的位置记录在白纸上，取下白纸，将点连成光滑曲线。
(3)[6]因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，所以
[7]用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是所测的长度越长误差越小，则为
故选D。
17． 远小于 小于 大于 偶然误差
【详解】（1）[1]设木块和木块上砝码的质量为M，砝码桶及桶内砝码的总质量为m，将两者作为一个整体，对整体有
对木块有
则
只有当
时，才有
即砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量。
（2）[2][3]在没有平衡摩擦力的情况下，由牛顿第二定律可知
则
图线的斜率为 ，纵轴的截距绝对值为，则由图线可知
（3）[4]图像法处理实验数据是为了减小偶然误差，可以去除偶然误差比较大的数据。
18．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）当物块与木板刚要发生相对滑动时，物块与木板间的摩擦力达到最大静摩擦力，以木板为研究对象，有
解得
（2）当木板与地面不会发生相对滑动时，以木板为研究对象，有
解得
（3）根据，可知木板与地面可以发生相对滑动，当物块与木板保持相对静止并恰好一起滑动时，有
根据
解得
物块与木板刚要发生相对滑动时，物块与木板间的摩擦力达到最大静摩擦力，以木板为研究对象，根据牛顿第二定律，有
以整体为研究对象，根据牛顿第二定律，有
根据
解得
时间范围为
19．（1）0.6m；（2）1.2m；（3）见解析
【详解】由机械能守恒定律可得
所以货物在B点的速度为
（1）货物从到做匀减速运动，加速度
设到达点速度为，则
代入数据解得
落地点到点的水平距离
（2）皮带速度
同（1）的论证可知：货物先减速后匀速，从点抛出的速度为
落地点到点的水平距离
（3）①皮带轮逆时针方向转动：
无论角速度为多大，货物从到均做匀减速运动：在点的速度为
落地点到点的水平距离
②皮带轮顺时针方向转动时：
Ⅰ、时
Ⅱ、时
Ⅲ、时
Ⅳ、时
图象如下图所示
20．(1)210N，方向竖直向下；(2) 0.24m； (3)0.6m
【详解】(1)由于电场力方向沿竖直方向，小球在水平轨道上运动时，速度与电场力方向垂直，所以电场力在水平轨道上部做功，小球做匀速直线运动，故到达A点时的速度为6m/s。从A到B过程中，重力和电场力都做负功，故根据动能定理可得
根据牛顿第二定律可得在B点
解得
根据牛顿第三定律可得小球对轨道的压力为210N，方向竖直向下。
(2)小球恰好能通过最高点B时，小球与轨道间没有相互作用力，重力完全充当向心力，故有
从A到B过程中，重力和电场力都做负功，故根据动能定理可得
解得
(3)根据动能定理
解得
小球做平抛运动时，在竖直方向上有
解得
在水平方向上有
当时x最大，解得
【点睛】最后一问根据动能定理求出最高点的速度表达式，结合平抛运动的规律得出水平位移的表达式，通过数学知识分析求解。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页