北京市首都师范大学附属密云中学2022-2023学年高三上学期阶段性练习物理试题含解析.pdf

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1、第 1页/共 28页（北京）股份有限首师附密云中学首师附密云中学 2022-20232022-2023 第一学期阶段练习高三物理第一学期阶段练习高三物理2020.102020.10一、单项选择题（共一、单项选择题（共 1313 小题，每小题小题，每小题 3 3 分，共计分，共计 3939 分）分）1.如图为某质点运动的速度时间图像，由图像可知（）A.01s 内的平均速度是 2m/sB.01s 内的运动方向与 24s 内的运动方向相同C.01s 内的加速度大小与 24s 内的加速度大小相等D.02s 内的位移大小是 2m2.如图所示，轻弹簧上端与一质量为 m的木块 1 相连，下端与另一质量为 M

2、 的木块 2 相连，整个系统置于水平放置的光滑木坂上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块 1、2 的加速度大小分别为 a1、a2，重力加速度大小为 g。则有（）A.a1=0，a2=gB.a1=g，a2=gC.a1=0，2mMagMD.a1=g，2mMagM3.如图所示，质量为 m的物块在倾角为的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（）A.斜面对物块的支持力大小为sinmgB.斜面对物块的摩擦力大小为cosmgC.斜面对物块作用力的合力大小为mgD.物块所受的合力大小为sinmg第 2页/共 28页（北京）股份有限4.火车转弯时，如果铁路弯道

3、内外轨一样高，外轨对轮缘（如图 a 所示）挤压的弹力 F 提供了火车转弯的向心力（如图 b 所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图 c 所示），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挤压，设此时的速度大小为 v，以下说法中正确的是（）A.该弯道的半径2vRgB.当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变C.当火车速率大于 v 时，外轨将受到轮缘的挤压D.当火车速率小于 v 时，外轨将受到轮缘的挤压5.如图是某同学站在压力传感器上做下蹲起立的动作时传感器记录的压力随时间变化的图线，纵坐标为压力，横坐标为时间，由图线可知，该

4、同学的体重约为 650N，除此以外，还可以得到以下信息（）A.1s 时人处在下蹲的最低点B.下蹲过程中人始终处于失重状态C.2s 时人处于下蹲静止状态D.该同学做了 2 次下蹲起立的动作6.2020 年 11 月 28 日，“嫦娥五号”携带月球车运动到地月转移轨道的 P 点时做近月制动后被月球俘获，成功进入环月圆形轨道上运行，如图所示。在“嫦娥五号”沿轨道经过 P 点时，通过调整速度使其进入椭圆轨道，在沿轨道经过 Q 点时，再次调整速度后又经过一系列辅助动作，成功实现了其在月球上的“软着陆”。对于“嫦娥五号”沿轨道和轨道运动的过程，若以月球为参考系，且只考虑月球对它的引力作用，下列说法中正确的

5、是（）第 3页/共 28页（北京）股份有限A.沿轨道经过 P 点时的速度大于经过 Q 点时的速度B.沿轨道经过 P 点时的机械能小于经过 Q 点时的机械能C.沿轨道经过 P 点时的速度大于沿轨道经过 P 点时的速度D.沿轨道经过 P 点时的加速度大于沿轨道经过 P 点时的加速度7.有 a、b、c、d 四颗地球卫星，卫星 a 还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星 b 在地面附近近地轨道上正常运动，c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（）A.a 的向心加速度等于重力加速度 gB.b 在相同时间内转过的弧长最长C.c 在 4 h 内转过的圆心角是6D.d 的运动

6、周期有可能是 20h8.物体 A、B 均静止在同一水平面上，其质量分别为 mA和 mB，与水平面间的动摩擦因数分别为A和B现用水平力 F 分别拉物体 A、B，它们的加速度 a 与拉力 F 的关系图像如图所示，由图像可知（）A.ABABmm，B.ABABmm，D.ABABmm，9.将一质量为 m 的排球竖直向上抛出，它上升了 H 高度后落回到抛出点。设排球运动过程中受到方向与运动方向相反、大小恒为 f 的空气阻力作用，已知重力加速度大小为 g，且 fABABmm，B.ABABmm，D.ABABmm，【答案】C【解析】【详解】对物块受力分析得Fmgma即Fagm故斜率表示1m，故第 16页/共 2

7、8页（北京）股份有限ABmm纵截距表示g，故AB故选 C。9.将一质量为 m 的排球竖直向上抛出，它上升了 H 高度后落回到抛出点。设排球运动过程中受到方向与运动方向相反、大小恒为 f 的空气阻力作用，已知重力加速度大小为 g，且 fmg。不考虑排球的转动，则下列说法中正确的是（）A.排球运动过程中的加速度始终小于 gB.排球整个上升过程克服重力做功的平均功率等于整个下降过程重力做功的平均功率C.排球整个上升过程克服重力做的功大于整个下降过程重力做的功D.排球从抛出至上升到最高点的过程中，机械能减少了 fH【答案】D【解析】【详解】A排球在上升过程中，根据牛顿第二定律得mgffagmm可知上升

8、过程中加速度大于重力加速度 g，故 A 错误；B排球整个上升过程的加速度大小大于下降过程中加速度的大小，根据212hat，所以上升过程中的运动时间小于下降过程中的运动时间，根据mghPt可知，上升过程中克服重力做功的平均功率大于整个下降过程重力做功的平均功率，故 B 错误；C排球在上升过程中克服重力做功为 mgH，下降过程中重力做功为 mgH，大小相等，故 C 错误；D排球从抛出至上升到最高点的过程中，阻力做功 fH，所以机械能减少了 fH，故 D 正确。故选 D。10.如图甲所示，静止在水平地面上的物块 A，受到水平拉力 F 的作用，F 与时间 t 的关系如图乙所示设物块与地面间的最大静摩擦

9、力 fm的大小与滑动摩擦力大小相等则()A.0t1时间内 F 的冲量为零第 17页/共 28页（北京）股份有限B.t2时刻物块 A 的速度最大C.t3时刻物块 A 的动能最大D.0t3时间内 F 对物块 A 先做正功后做负功【答案】C【解析】【详解】A0t1时间内 F 不为零，时间不为零，所以 F 的冲量不为零，F 的冲量大小可以由 F-t 图像与坐标轴围成的面积求出，故 A 错误；BCt1时刻物块刚要运动，t1t3时间内，拉力大于摩擦力，合外力一直做正功，物块的动能一直在增大，而 t3时刻以后，F 小于摩擦力，物块做减速运动，所以 t3时刻物块的动能最大，速度最大；故 B 错误，C正确；D0

10、t1时间内物块静止，F 不做功，t1t3时间内 F 一直做正功，故 D 错误。故选 C。11.如图所示，半径为 R，表面光滑的半圆柱体固定于水平地面，其圆心在 O 点。位于竖直面内的曲线轨道AB 的底端水平，与半圆柱相切于圆柱面顶点 B。质量为 m 的小滑块沿轨道滑至 B 点时的速度大小为gR，方向水平向右，滑块在水平地面上的落点为 C（图中未画出），不计空气阻力，则（）A.滑块将从 B 点开始作平抛运动到达 C 点B.滑块将沿圆柱体表面始终做圆周运动滑至 C 点C.滑块从 B 点开始到地面 C 点的运动过程机械能和动量都守恒D.OC 之间的距离为 2R【答案】A【解析】【详解】AB小球运动到

11、 C 点，根据合力提供向心力，得2vmgNmR解得N=0第 18页/共 28页（北京）股份有限小球与圆柱体间无压力，则小球仅受重力，有水平初速度，将做平抛运动。故 A 正确，B 错误；C滑块从 B 点开始到地面 C 点的运动过程中，只受重力，则机械能守恒，动量不守恒。故 C 错误；D由竖直方向有212Rgt由水平方向有xvt联立解得2xR故 D 错误。故选 A。12.把一小球放在竖立的轻弹簧上，并把小球往下按至 A 的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置 C（图丙），途中经过位置 B 时弹簧正好处于自由状态（图乙）。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.小球从 A 运

12、动到 B 的过程中，弹簧的弹性势能全都转化为小球的重力势能B.小球从 A 运动到 C 的过程中，弹簧的弹性势能全都转化为小球的重力势能C.小球从 A 运动到 B 的过程中，动能一直增大D.小球从 A 运动到 B 的过程中，动能最大的位置为 AB 的中点【答案】B【解析】【详解】A小球从 A 运动到 B 的过程中，因小球在 B 点具有速度，所以弹簧的弹性势能一部分转化为小球的重力势能，还有一部分转化为小球的动能，故 A 错误；B小球从 A 运动到 C的过程中，由于小球在 C 点的速度为零，则弹簧的弹性势能全都转化为小球的重力势能，故 B 正确；C小球从 A 运动到 B 的过程中，先向上作加速运动

13、，后作减速运动，所以其动能不是一直增大，而是先增大后减小，故 C 错误；第 19页/共 28页（北京）股份有限D小球从 A 运动到 B 的过程中，动能最大的位置为小球的重力等于弹簧的弹力时的位置，而不一定是 AB的中点位置，故 D 错误。故选 B。13.如图 1 所示为演示“过山车”原理的实验装置，该装置由两段倾斜直轨道与一圆轨道拼接组成，在圆轨道最低点处的两侧稍错开一段距离，并分别与左右两侧的直轨道平滑相连。某研学小组将这套装置固定在水平桌面上，然后在圆轨道最高点 A 的内侧安装一个薄片式压力传感器（它不影响小球运动，在图中未画出）。将一个小球从左侧直轨道上的某处由静止释放，并测得释放处距离

14、圆轨道最低点的竖直高度为 h，记录小球通过最高点时对轨道（压力传感器）的压力大小为 F。此后不断改变小球在左侧直轨道上释放位置，重复实验，经多次测量，得到了多组 h 和 F，把这些数据标在 F-h 图中，并用一条直线拟合，结果如图 2所示。为了方便研究，研学小组把小球简化为质点，并忽略空气及轨道对小球运动的阻力，取重力加速度g=10m/s2。结合图 2，下列说法正确的是（）A.小球的释放高度 h 始终影响小球对轨道的压力B.小球的质量为 0.01 kgC.圆轨道半径为 0.25 mD.当小球从 0.25 m 的高度被释放，在 A 点速度为 0【答案】B【解析】【详解】A由图 2 可知当0.25

15、mh 时小球对轨道都没有压力，故 A 错误；BC设小球到达 A 点速度为 vA，根据动能定理21202Amg hrmv在 A 点，设轨道对小球的压力为 N，根据牛顿第二定律2AvNmgmr根据牛顿第三定律NF第 20页/共 28页（北京）股份有限解得25mgFhmgr由图 2 可知50.5Nmg 解得小球的质量为0.01kgm 由图 2 可知20.50.25mgr解得圆轨道半径为0.1mr 故 B 正确，C 错误；D由图 2 可知，当0.25mh 时，小球对轨道的压力恰好为零，则2vmgmr解得1m/svgr故 D 错误。故选 B。二、计算题（共二、计算题（共 6 6 小题，共计小题，共计 6

16、161 分）分）14.体育课上，甲同学在距离地面高12.5mh 处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为08.0m/sv；乙同学在离地20.7mh 处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量0.3kgm，取重力加速度210m/sg。不计空气阻力。求：（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离 x；第 21页/共 28页（北京）股份有限（2）排球被垫起前瞬间的速度大小 v 及方向；（3）排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小 I。【答案】（1）4.8mx；（2）10.0m/sv，方向与水平方向夹角tan0.75；（3）6.0N sI【解析】【详解】（1）设排球在空中飞行的时间为

17、t，则21212hhgt解得0.6st；则排球在空中飞行的水平距离04.8mxv t（2）乙同学垫起排球前瞬间排球在竖直方向速度的大小ygtv得6.0m/syv；根据220yvvv得10.0m/sv；设速度方向与水平方向夹角为（如答图所示）则有0tan0.75yvv（3）根据动量定理，排球与乙同学作用过程中所受冲量的大小26.0N sImv15.2022 年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下，长直助滑道 AB 与弯曲滑道 BC 平滑衔接，滑道 BC 高10mh，C 是半径20mR 圆弧的最低点，质量60kgm 的运动员从 A 处由静止开始匀加速下

18、滑，加速度24.5m/sa，到达 B 点时速度30m/sBv。取重力加速度210m/sg。(1)求长直助滑道 AB 的长度 L；(2)若不计 BC 段的阻力，画出运动员经过 C 点时的受力图，并求其所受支持力 FN的大小。第 22页/共 28页（北京）股份有限【答案】（1）100m；（2）受力图见解析，3900N。【解析】【详解】(1)运动员从 A 到 B 做匀加速直线运动，由运动学方程22BvaL代入数据解得100mL；(2)运动员经过 C 点时的受力图如图所示对运动员从 B 到 C 的过程根据动能定理有221122CBmghmvmv对运动员在 C 点根据合力提供向心力有2NCmvFmgR联

19、立两式代入数据解得N3900NF。16.在月球上的宇航员，如果他已知引力常量和月球半径，且手头有一把刻度尺和一块秒表，能否估测月球的质量？如果能，请设计实验，并说出需要测量的数据和测量步骤，并写出月球质量的计算式。【答案】见解析【解析】【详解】能估测出月球的质量。第 23页/共 28页（北京）股份有限在月球表面用让一重物做自由落体运动，用刻度尺测出下落的高度 h，用秒表测量出下落的时间 t，根据21=2hgt，求得月球表面的重力加速度，即22hgt设月球的半径为 R，根据万有引力等于重力得2MmGmgR则月球的质量2222gRhRMGGt17.如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧

20、质量不计，物块（可视为质点）的质量为 m，在水平桌面上沿 x 轴运动，与桌面间的动摩擦因数为，以弹簧原长时物块的位置为坐标原点 O，当弹簧的伸长量为 x 时，物块所受弹簧弹力大小为 F=kx，k 为常量。（1）请画出弹力的大小 F 随 x 变化的示意图；并根据 F-x 图像求物块沿 x 轴从 O 点运动到位置 x 的过程中弹力所做的功。（2）物块由 x1向右运动到 x3，然后由 x3返回到 x2，在这个过程中，a.求弹力所做的功，并据此求弹性势能的变化量；b.求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。【答案】（1）；212Wkx（2）a.222

21、112Wk xx（）；22p2112Ek xx（）b.见解析【解析】【详解】（1）根据 F=kx，做出Fx图象，图像面积为外力拉弹簧时外力所做的功第 24页/共 28页（北京）股份有限2122FWxkx弹簧的弹力对其做负功212Wkx（2）a.分段研究：从1x到3x过程中，弹簧的弹力做负功，为2213112Wk xx（）从3x到2x过程中，弹簧的弹力做正功，为2223212Wk xx（）则全过程弹簧的弹力作功为22122112WWWk xx（）由功能关系pEW 得22p2112Ek xx（）b.物体向右由1x运动到3x的过程摩擦力作功f131()Wmg xx 物体由由3x返回到2x的过程摩擦力

22、做功f 232()Wmg xx 全程摩擦力做功ff1f 2321(2)WWWmgxxx 若物体直接由1x位置运动到2x位置，摩擦力做功为f21()Wmg xx 可知，两次沿不同路径从相同出发点运动到同一位置，摩擦力做功不同，说明摩擦力做功与路径有关。而弹簧弹力做功与路径无关，只与初末位置有关，因此存在弹性势能的概念，根据势能的定义可知，不存在摩擦力势能的概念。18.如图所示，“嫦娥一号”卫星在飞向月球的过程中，经“地月转移轨道”到达近月点Q，为了被月球捕第 25页/共 28页（北京）股份有限获成为月球的卫星，需要在Q点进行制动（减速）。制动之后进入轨道，随后在Q点再经过两次制动，最终进入环绕月

23、球的圆形轨道。已知“嫦娥一号卫星”在轨道上运动时，卫星距离月球的高度为h，月球的质量M月，月球的半径r月，万有引力恒量为G。忽略月球自转，求：（1）“嫦娥一号”在Q点的加速度a。（2）“嫦娥一号”在轨道上绕月球做圆周运动的线速度。（3）若规定两质点相距无际远时引力势能为零，则质量分别为M、m的两个质点相距为r时的引力势能pGMmEr，式中G为引力常量为使“嫦娥一号”卫星在Q点进行第一次制动后能成为月球的卫星，同时在随后的运动过程其高度都不小于轨道的高度h，试计算卫星第一次制动后的速度大小应满足什么条件。【答案】（1）2()GMrh月月；（2）GMrh月月；（3）2GMGMvrhrh月月月月【解

24、析】【详解】(1)根据万有引力定律和向心力公式有：2()GM mmarh月月解得：2+GMarh月月(2)根据万有引力定律和向心力公式有：22()(+)GM mvmrhrh月月月解得：+GMvrh月月（3）“嫦娥一号”在轨道 I 上绕月球做圆周运动的线速度为制动后的最小速度：第 26页/共 28页（北京）股份有限+GMvrh月月根据机械能守恒，最大速度为：2m102+GM mmvrh月月解得：m2+GMvrh月月所以速度范围为：2GMGMvrhrh月月月月19.在研究物体的运动时，复杂的运动可以通过运动的合成与分解将问题“化繁为简”。比如在研究平抛运动时，我们可以将平抛运动分解为竖直方向的自由

25、落体运动和水平方向的匀速直线运动。如图所示，在圆柱体内表面距离底面高为 h 处，给一质量为 m 的小滑块沿水平切线方向的初速度 v0（俯视如右图所示），小滑块将沿圆柱体内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与圆柱体内表面紧密贴合，重力加速度为 g。（1）设圆柱体内表面光滑，求：a小滑块滑落到圆柱体底面的时间 t；b小滑块滑落到圆柱体底面时速度 v 的大小；（2）真实情境中，圆柱体内表面是粗糙的，小滑块在圆柱体内表面所受到的摩擦力 f 正比于两者之间的正压力 N。则对于小滑块在水平方向的速率 v 随时间的变化关系图像描述正确的为。（选填“甲”、“乙”、“丙”）请给出详细的论证过程。第 27页/共

26、 28页（北京）股份有限【答案】（1）a2hg；b202vgh；（2）乙，见解析【解析】【详解】（1）a小滑块在竖直方向只受到重力作用，且竖直初速度为零，所以在竖直方向做自由落体运动。小滑块在水平方向只受到指向圆柱体圆心的弹力，圆的切线方向不受力，故在水平方向做匀速圆周运动。根据竖直方向的自由落体运动规律有212hgt解得，小滑块滑落到圆柱体底面的时间为2htgb根据竖直方向的自由落体运动规律可得，小滑块落到圆柱体底面时竖直方向的速度为2yvgtgh由于水平方向做匀速圆周运动，则小滑块落到圆柱体底面时水平方向的速度仍为0v，故小滑块滑落到圆柱体底面时速度的大小为222002yvvvvgh（2）水平方向小滑块做变速圆周运动，圆柱体内表面对小滑块的弹力提供向心力，设圆柱体的半径为 R，即有2xvNmR在摩擦力f的作用下，水平速度xv逐渐减小，所以圆柱体内表面对小滑块的弹力N也逐渐减小，根据fN可知，小滑块与圆柱体之间的摩擦力 f 也逐渐减小，则摩擦力在水平方向上的分量也减小，因此小滑块在水平切线方向上的加速度逐渐减小，则图像斜率也在减小，故乙正确。