黑龙江省哈尔滨市第三十二中学校2023-2024学年高三上学期11月期中物理试题含答案.pdf

哈哈 32 中中 20232024 学年度上学期期中考试高三物理试题学年度上学期期中考试高三物理试题一、选择题（一、选择题（1-11 题为单选，题为单选，12-14 为多选，选对一部分得为多选，选对一部分得 2 分，选错不得分。每题分，选错不得分。每题 4 分，共分，共 56 分）分）1.如图所示的曲线是某个质点在恒力作用下的一段运动轨迹。质点从 M 点出发经 P 点到达 N 点，已知弧长 MP 大于弧长 PN，质点由 M 点运动到 P 点与从 P 点运动到 N 点的时间相等。下列说法中正确的是（）A.质点在曲线 MN 间的运动是变加速曲线运动B.质点从 M 到 N 过程中速度大小可能保持不变C.质点在这两段时间内的速度变化量一定相同D.质点在这两段时间内的速度变化量大小可能相等，方向可能不同2.如图所示，有人在河面上方的岸上用跨过定滑轮的长绳拴住一条小船，人以 8m/s 的恒定速率拉绳使小船靠岸，已知船的质量为 100kg，某时刻人的拉力大小为 500N，绳与水面夹角为 37，g=10m/s2，sin37=0.6，以下说法错误的是（）A.船是匀加速靠近河岸B.船受到重力、浮力、拉力、阻力的作用C.此时船受到的浮力大小为 700ND.此时船的速度大小为 10m/s3.一艘小船从河岸 A 处出发渡河，若小船保持船头与河岸垂直，则经过 40s 到达正对岸下游 120m 的 C 处，如图所示。若小船船头保持与河岸成角方向行驶，则经过 50s 恰好到达正对岸的 B 处。小船在静水中的速度大小和水流速度均不变，下列说法正确的是（）A.水流速度大小为 4m/sB.船在静水中的速度大小为 3m/sC.河宽为 150mD.sin0.84.滑板运动是一项青春、时尚、绿色，阳光的体育运动。如图所示，跳台的斜面 AB 长为 L，C 点为斜面中点。滑板运动员（视为质点）从斜面顶端 A 点水平跃出，第一次速度为0v，刚好落在 C 点；第二次试跳中，要落在斜面底端 B 点，则离开 A 点时水平速度大小应为（）A.02vB.02vC.03vD.03v5.如图所示，小球在图示位置以一定的水平初速度滑出后，在第 1 级台阶末端碰撞并反弹，之后又恰好在第 2 级台阶末端碰撞并反弹。已知每次都是在台阶末端碰撞，且反弹前后小球的水平速度不变，竖直速度大小不变方向相反，已知第 1 级台阶宽为 d，每一级台阶高度均为 h，则第 4 级台阶宽为（）A 32 dB.4dC.32 dD.2d6.如图所示，质量为 m 的小球（视为质点）在竖直平面内绕 O 点做半径为 L 的圆周运动，重力加速度大小为 g，下列说法正确的是（）A.若连接 O 点与小球的为轻绳，则小球过圆周最高点的临界速度为零.B.若连接 O 点与小球的为轻杆，则小球过圆周最高点的临界速度为gLC.若连接 O 点与小球的为轻绳，则小球在圆周最高点时轻绳的作用力大小可能为mgD.若连接 O 点与小球的为轻杆，则小球在圆周最高点时轻杆的作用力大小一定不为零7.天花板下悬挂轻质光滑小圆环 P 可绕过悬挂点的竖直轴无摩擦地旋转。一根轻绳穿过 P，两端分别连接质量为1m和2m的小球 A、B（12mm）。设两球同时做如图所示的圆锥摆运动，且任意时刻两球均在同一水平面内，则（）A.运动周期ABTTB.运动线速度ABvvC.运动角速度ABD.向心加速度ABaa8.在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，为了提高转弯速度，仅改变一个下列可行的措施是（）A.减小火车质量B.增大铁轨与车轮摩擦C.减小转弯半径D.增大轨道倾斜角9.一颗小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的 4 倍，则这颗小行星的运转周期是（）A.4 年B.6 年C.8 年D.9 年10.火星的质量约为地球质量的110，半径约为地球半径的12，则火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度的比值约为（）A.0.4B.2C.3D.511.若地球为密度均匀的球体，其半径为 R，今以地心为坐标原点，则各处重力加速度大小 g 与位置 r 的关系图为（）的A.B.C.D.12.城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥。如图所示，桥面是半径为 R 的圆弧形的立交桥 AB 横跨在水平路面上，一辆质量为 m 的小汽车，从 A 端以不变的速率驶过该立交桥，小汽车速度大小为1v，则（）A.小汽车通过桥顶时处于失重状态B.小汽车通过桥顶时处于平衡状态C.小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为21NvFmgmRD.小汽车到达桥顶时的速度必须不大于gR13.如图所示的皮带传动装置，主动轮 1 的半径与从动轮 2 的半径之比 R1:R2=3:1，A、B 分别是两轮边缘上的点，假定皮带不打滑，则下列说法正确的是（）A.A、B 两点的线速度之比为 1:3B.A、B 两点的线速度之比为 1:1C.A、B 两点的角速度之比为 1:3D.A、B 两点的角速度之比为 1:114.如图所示，A、B、C 三个物体放在水平旋转的圆盘上，三个物体与转盘的最大静摩擦力均为重力的 倍，A 的质量是 2m，B 和 C 的质量均为 m，A、B 离轴距离为 r，C 离轴距离为 2r，若三个物体均相对圆盘静止，则（）A.每个物体均受重力、支持力、静摩擦力、向心力四个力作用B.C 的向心加速度最大C.B 的摩擦力最小D.当圆盘转速增大时，C 比 B 先滑动，A 和 B 同时滑动三、实验题（每空三、实验题（每空 3 分，共分，共 12 分）分）15.某中学生用如图（a）所示装置和频闪仪、照相机“探究平抛运动的特点”.实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔 0.1s 发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）.图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为 20cm.该同学在实验中测得的小球的高度差已经在图（b）中标出，完成下列填空：（1）小球做平抛运动的初速度 v0=_m/s，小球运动到图中位置 A 时，其速度的竖直分量大小为_m/s（结果均保留 2 位小数）；（2）根据图（b）中实验数据可得，当地重力加速度 g 测量值_m/s2；（3）由资料得该地的重力加速度 g0=9.791m/s，可得测量的相对误差00=ggg100%=_（结果保留 1 位有效数字）。四、计算题（共四、计算题（共 3 小题）小题）为16.彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷算出某颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转轨道半径的 18 倍，并预言这颗彗星每隔一定时间就会出现。哈雷彗星最近出现的时间是 1986 年，请你根据开普勒第三定律估算，它下次飞近地球大约是在哪年？（587.615）17.洗衣机进行脱水时运动情形可简化为如图所示的模型，一半径0.5mr 的圆筒竖直放置，当圆筒绕中心轴OO以角速度10rad/s匀速转动时，物块恰能贴着圆筒内壁做圆周运动。重力加速度 g 取 102m/s，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：（1）物块线速度大小；（2）物块的向心加速度大小；（3）物块与圆筒内壁的动摩擦因数。18.如图所示，与水平面成 角将一小球以 v0=2m/s 的初速度抛出（不计空气阻力，g 取 10m/s2）求：（1）抛出多长时间小球距水平面最远？最远距离为多少？（2）角为多少度时，小球具有最大射程？最大射程为多少？的的哈哈 32 中中 20232024 学年度上学期期中考试高三物理试题学年度上学期期中考试高三物理试题一、选择题（一、选择题（1-11 题为单选，题为单选，12-14 为多选，选对一部分得为多选，选对一部分得 2 分，选错不得分。每题分，选错不得分。每题 4 分，共分，共 56 分）分）1.如图所示的曲线是某个质点在恒力作用下的一段运动轨迹。质点从 M 点出发经 P 点到达 N 点，已知弧长 MP 大于弧长 PN，质点由 M 点运动到 P 点与从 P 点运动到 N 点的时间相等。下列说法中正确的是（）A.质点在曲线 MN 间运动是变加速曲线运动B.质点从 M 到 N 过程中速度大小可能保持不变C.质点在这两段时间内的速度变化量一定相同D.质点在这两段时间内的速度变化量大小可能相等，方向可能不同【答案】C【解析】【详解】A质点在恒力作用下做曲线运动，可知质点在曲线 MN 间的运动是匀变速曲线运动，故 A 错误；B 质点从 M 点出发经 P 点到达 N 点，弧长 MP 大于弧长 PN，根据速率公式svt可知质点从 M 到 N 过程中速度大小变化，故 B 错误；CD质点的加速度不变，且由 M 点运动到 P 点与从 P 点运动到 N 点的时间相等，根据va t 可知质点在这两段时间内的速度变化量一定相同，故 C 正确，D 错误。故选 C。2.如图所示，有人在河面上方的岸上用跨过定滑轮的长绳拴住一条小船，人以 8m/s 的恒定速率拉绳使小船靠岸，已知船的质量为 100kg，某时刻人的拉力大小为 500N，绳与水面夹角为 37，g=10m/s2，sin37=0.6，以下说法错误的是（）的A.船是匀加速靠近河岸B.船受到重力、浮力、拉力、阻力的作用C.此时船受到的浮力大小为 700ND.此时船的速度大小为 10m/s【答案】A【解析】【详解】D船运动的速度为10m/scosvv船故 D 正确；A船运动的速度为cosvv船可知随着的增大，船的速度逐渐增大，加速度逐渐变小，故 A 错误；B根据受力分析，可知船受到重力、浮力、拉力、阻力的作用，故 B 正确；C根据牛顿第二定律有sinFFmg浮解得此时船受到的浮力大小为700NF浮故 C 正确。本题选不正确的，故选 A。3.一艘小船从河岸 A 处出发渡河，若小船保持船头与河岸垂直，则经过 40s 到达正对岸下游 120m 的 C 处，如图所示。若小船船头保持与河岸成角方向行驶，则经过 50s 恰好到达正对岸的 B 处。小船在静水中的速度大小和水流速度均不变，下列说法正确的是（）A.水流速度大小为 4m/sB.船在静水中的速度大小为 3m/sC.河宽为 150mD.sin0.8【答案】D【解析】【详解】A小船保持船头与河岸垂直，沿河岸方向有1Lv t水解得3m/sv水选项 A 错误；BC根据几何关系可知，小船的合位移垂直河岸时，小船垂直河岸的分速度大小22yvvv船水2ydv t又因为1dv t船解得5m/sv船，200md 故 BC 错误；D根据几何关系有sin0.8yvv船故 D 正确。故选 D。4.滑板运动是一项青春、时尚、绿色，阳光的体育运动。如图所示，跳台的斜面 AB 长为 L，C 点为斜面中点。滑板运动员（视为质点）从斜面顶端 A 点水平跃出，第一次速度为0v，刚好落在 C 点；第二次试跳中，要落在斜面底端 B 点，则离开 A 点时水平速度大小应为（）A.02vB.02vC.03vD.03v【答案】A【解析】【详解】设斜面倾角为，第一次试跳中运动时间为t，则21sin22Lgt0cos2Lv t第二次试跳中运动时间为t，离开 A 点时水平速度大小为v，则21sin2LgtcosLv t 解得2tt02vv 故选 A5.如图所示，小球在图示位置以一定的水平初速度滑出后，在第 1 级台阶末端碰撞并反弹，之后又恰好在第 2 级台阶末端碰撞并反弹。已知每次都是在台阶末端碰撞，且反弹前后小球的水平速度不变，竖直速度大小不变方向相反，已知第 1 级台阶宽为 d，每一级台阶高度均为 h，则第 4 级台阶宽为（）A.32 dB.4dC.32 dD.2d【答案】A【解析】【详解】小球在第一级台阶上平抛过程满足2112hgt0 1dv t在第 1 级台阶末端碰撞并反弹到最高点过程，与在第一级台阶上平抛过程对称，上升高度为 h，水平位移为d，从最高点平抛到第二级台阶末端过程，下降高度 2h，可得。22122hgt即212tt水平位移为20 22dv td故第二级台阶宽为(12)d，同理可知，第三级台阶宽为(23)d+，第四级台阶宽为(32)d。故选 A。6.如图所示，质量为 m 的小球（视为质点）在竖直平面内绕 O 点做半径为 L 的圆周运动，重力加速度大小为 g，下列说法正确的是（）A.若连接 O 点与小球的为轻绳，则小球过圆周最高点的临界速度为零B.若连接 O 点与小球的为轻杆，则小球过圆周最高点的临界速度为gLC.若连接 O 点与小球的为轻绳，则小球在圆周最高点时轻绳的作用力大小可能为mgD.若连接 O 点与小球的为轻杆，则小球在圆周最高点时轻杆的作用力大小一定不为零【答案】C【解析】【详解】A根据2vmgmL可得vgL若连接 O 点与小球的为轻绳，则小球过圆周最高点的临界速度大小vgL，选项 A 错误；B若连接 O 点与小球的为轻杆，轻杆可以提供支持力，则小球过圆周最高点的临界速度为零，选项 B 错误；C若连接 O 点与小球的为轻绳，小球在圆周最高点时轻绳的作用力大小可能为mg，选项 C 正确；D若连接 O 点与小球的为轻杆，小球在圆周最高点时轻杆的作用力可能为零，选项 D 错误。故选 C。7.天花板下悬挂轻质光滑小圆环 P 可绕过悬挂点的竖直轴无摩擦地旋转。一根轻绳穿过 P，两端分别连接质量为1m和2m的小球 A、B（12mm）。设两球同时做如图所示的圆锥摆运动，且任意时刻两球均在同一水平面内，则（）A.运动周期ABTTB.运动线速度ABvvC.运动角速度ABD.向心加速度ABaa【答案】B【解析】【详解】AC若摆线与竖直方向夹角为，对任意做圆锥摆的物体有224tansinmgmlT得到圆锥摆的周期cos22lhTgg两小球在同一平面内，h 相同，则两摆的周期相等，根据2T可知运动的角速度相等，故 AC 错误；B根据线速度的公式vr可知ABvv故 B 正确。D向心加速度224arrT两摆球的半径 r 不同，向心加速度大小不相等，故 D 错误；故选 B。8.在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，为了提高转弯速度，仅改变一个下列可行的措施是（）A.减小火车质量B.增大铁轨与车轮的摩擦C.减小转弯半径D.增大轨道倾斜角【答案】D【解析】【详解】火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，设转弯处斜面的倾角为，根据牛顿第二定律得2tanvmgmR解得tanvgR为了提高转弯速度，可以增大倾角或增大转弯半径。故选 D9.一颗小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的 4 倍，则这颗小行星的运转周期是（）A.4 年B.6 年C.8 年D.9 年【答案】C【解析】【分析】【详解】根据万有引力提供向心力得2GMmr=m224Tr。T=23rGM小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的 4 倍，所以这颗小行星的运转周期是 8 年，故 C正确。故选 C。10.火星的质量约为地球质量的110，半径约为地球半径的12，则火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度的比值约为（）A.0.4B.2C.3D.5【答案】A【解析】【详解】根据万有引力定律，天体表面有2MmmgGR得2GMgR故火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度的比值gg火地MM火地2RR地火0.4故选 A。11.若地球为密度均匀的球体，其半径为 R，今以地心为坐标原点，则各处重力加速度大小 g 与位置 r 的关系图为（）A.B.C.D.在【答案】D【解析】【详解】根据万有引力与重力的关系，在地球外部2MmGmgr可得在地球外部重力加速度为221GMgrr在地球内部2M mGmgr且343Mr 可得在地球内部重力加速度为322334433GMGMGMgrrrrrRR故选 D。12.城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥。如图所示，桥面是半径为 R 的圆弧形的立交桥 AB 横跨在水平路面上，一辆质量为 m 的小汽车，从 A 端以不变的速率驶过该立交桥，小汽车速度大小为1v，则（）A.小汽车通过桥顶时处于失重状态B.小汽车通过桥顶时处于平衡状态C.小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为21NvFmgmRD.小汽车到达桥顶时的速度必须不大于gR【答案】ACD【解析】【详解】AB小汽车通过桥顶时，加速度方向向下，处于失重状态，故 A 正确，B 错误；C小汽车在桥上最高点时，根据牛顿第二定律可得21NvmgFmR解得小汽车受到桥面的支持力大小为21NvFmgmR故 C 正确；D根据21N0vFmgmR解得1vgR可知小汽车到达桥顶时的速度必须不大于gR，故 D 正确。故选 ACD。13.如图所示的皮带传动装置，主动轮 1 的半径与从动轮 2 的半径之比 R1:R2=3:1，A、B 分别是两轮边缘上的点，假定皮带不打滑，则下列说法正确的是（）A.A、B 两点的线速度之比为 1:3B.A、B 两点的线速度之比为 1:1C.A、B 两点的角速度之比为 1:3D.A、B 两点的角速度之比为 1:1【答案】BC【解析】【详解】ABA、B 两点为同缘转动，则两点的线速度之比为 1:1，选项 A 错误，B 正确；CD因 R1:R2=3:1 根据 v=r 可得，A、B 两点的角速度之比为 1:3，选项 C 正确，D 错误。故选 BC。14.如图所示，A、B、C 三个物体放在水平旋转的圆盘上，三个物体与转盘的最大静摩擦力均为重力的 倍，A 的质量是 2m，B 和 C 的质量均为 m，A、B 离轴距离为 r，C 离轴距离为 2r，若三个物体均相对圆盘静止，则（）A.每个物体均受重力、支持力、静摩擦力、向心力四个力作用B.C 的向心加速度最大C.B 的摩擦力最小D.当圆盘转速增大时，C 比 B 先滑动，A 和 B 同时滑动【答案】BCD【解析】【详解】A物体做匀速圆周运动，受到重力、支持力、静摩擦力作用，由三个力的合力提供向心力，向心力不是物体实际受到的力，故 A 错误；B当圆盘转速增大时，由静摩擦力提供向心力，三个物体的角速度相等，2ar可知 C 的向心加速度最大，故 B 正确；C三个物体所受的摩擦力分别为22FmR2C2FmR可知 B 的摩擦力最小，故 C 正确；D当圆盘匀速转动时，A、B、C 三个物体相对圆盘静止，它们的角速度相同，所需要的向心力最小的是B 物体最大静摩擦力分别为A2fmgBfmgCfmg当圆盘转速增大时，C静摩擦力先达到最大，最先开始滑动，A 和 B 的静摩擦力同时达到最大，两者同时开始滑动，故 D 正确。故选 BCD。三、实验题（每空三、实验题（每空 3 分，共分，共 12 分）分）15.某中学生用如图（a）所示装置和频闪仪、照相机“探究平抛运动的特点”.实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔 0.1s 发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）.图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为 20cm.该同学在实验中测得的小球的高度差已经在图（b）中标出，完成下列填空：（1）小球做平抛运动的初速度 v0=_m/s，小球运动到图中位置 A 时，其速度的竖直分量大小为_m/s（结果均保留 2 位小数）；（2）根据图（b）中实验数据可得，当地重力加速度 g 测量值为_m/s2；（3）由资料得该地的重力加速度 g0=9.791m/s，可得测量的相对误差00=ggg100%=_（结果保留 1 位有效数字）。【答案】.2.00 .3.88#3.89 .9.6 .2%【解析】【详解】（1）1小球在水平方向做匀速直线运动，根据公式0 x vt，代入（b）中数据可得，小球运动到图（b）中位置 A 时，其速度的水平分量大小为2020 10m s2.00m s0.1xAxvvt的2根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，竖直分量大小为234.143.710m s3.89m s0.1 2yAv（2）3小球在竖直方向做匀加速直线运动，根据2xaT 可知，重力加速度为222253.143.734.1 24.310m s9.6m s0.1 2g（3）4测量的相对误差得009.791 9.6100%100%2%9.791ggg四、计算题（共四、计算题（共 3 小题）小题）16.彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷算出某颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转轨道半径的 18 倍，并预言这颗彗星每隔一定时间就会出现。哈雷彗星最近出现的时间是 1986 年，请你根据开普勒第三定律估算，它下次飞近地球大约是在哪年？（587.615）【答案】2062 年【解析】【详解】设彗星的轨道半长轴为a，卫星的周期为T，根据开普勒第三定律可得33220raTT地由题意可知18ar地可得76T 年则下次飞近地球大约在1986762062年年年17.洗衣机进行脱水时的运动情形可简化为如图所示的模型，一半径0.5mr 的圆筒竖直放置，当圆筒绕中心轴OO以角速度10rad/s匀速转动时，物块恰能贴着圆筒内壁做圆周运动。重力加速度 g 取 102m/s，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：（1）物块的线速度大小；（2）物块的向心加速度大小；（3）物块与圆筒内壁的动摩擦因数。【答案】（1）5m/s；（2）250m/s；（3）0.2【解析】【详解】（1）物块做匀速圆周运动，有vr解得5m/sv（2）由于2nar解得2n50m/sa（3）设物块的质量为 m，则NnFma又由于NFmg解得0.218.如图所示，与水平面成 角将一小球以 v0=2m/s 的初速度抛出（不计空气阻力，g 取 10m/s2）求：（1）抛出多长时间小球距水平面最远？最远距离为多少？（2）角为多少度时，小球具有最大射程？最大射程为多少？【答案】（1）0.2sin，20.2sin；（2）45，0.4m【解析】【分析】【详解】（1）小球抛出后做斜抛运动，以抛出点为坐标原点，水平方向为 x 轴，竖直方向为 y 轴建立直角坐标系，当小球在竖直方向上的分速度为零时，小球达到最高点，即0sin0yvvgt解得0sin0.2sinvtg此时小球距地面高度为20sin0.2sin2vyt（2）设小球做斜抛运动的水平最大射程为 x，当小球在竖直方向上的位移为零时，即201sin02yvtgt 解得02sinvtg小球的水平最大射程为200sin2cosvxvtg 则当 角为 45时，x 有最大射程，为xmax=0.4m