陕西省西安市新城区西安中学2022年物理高三上期中质量检测试题含解析

2022-2023高三上物理期中模拟试卷
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B 铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4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、已知物体做直线运动，下列说法正确的是( )
A ．加速度增大，速度一定增大
B ．物体有加速度，速度一定增加
C ．物体速度为零，加速度一定为零
D ．速度变化越快，加速度越大
2、物体做匀加速直线运动，相继经过两段距离为36m 的路程，第一段用时4s ，第二段用时2s ，则物体的加速度是（ ）
A ．1.5m/s 2
B ．2m/s 2
C ．3m/s 2
D ．4m/s 2
3、a 是地球赤道上一幢建筑，b 是在赤道平面内做匀速圆周运动的卫星，c 是地球同步卫星，已知b 的轨道半径为c 的25
，某一时刻b 、c 刚好位于a 的正上方（如图所示），经48 h ，a 、b 、c 的大致位置是四个选项中的
A ．
B ．
C ．
D ．
4、如图所示为用绞车拖物块的示意图．拴接物块的细线被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动从而拖动物块．已知轮轴的半径0.5R m =，细线始终保持水平；被拖动的物块初速度为零，质量1m kg =，与地面间的动摩擦因数0.5μ=；轮轴的角速度随时间t 变化的关系是kt ω=，22/k rad s =，g 取210/m s ，以下判断正确的是( )
A ．物块的加速度逐渐增大
B ．细线对物块的拉力逐渐增大
C ．前2秒，细线对物块做的功为2J
D ．2t s ，细线对物块的拉力的瞬时功率为12W
5、下列说法正确的是（ ）
A ．在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律
B ．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和
C ．天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激后辐射出来的
D ．镭 226 衰变为氡222 的半衰期为1620 年，也就是说，100 个镭 226 核经过 1620 年后一定还剩下 50 个镭226没有发生衰变
6、如图所示，AO 、BO 、CO 是完全相同的绳子，并将钢梁水平吊起，若钢梁足够重时，绳子AO 先断，则（ ）
A ．θ=120°
B ．θ＞120°
C ．θ＜120°
D ．不论θ为何值，AO 总是先断
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、如图所示为一圆形区域，O 为圆心，半径为R ，P 为边界上的一点，区域内有垂直于纸面的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B ，电荷量均为q 、质量均为m 的相同带电粒子a 、b （不计重力）从P 点先后以大小相同的速度射入磁场，粒子a 正对圆心射入，粒子b 射入磁场时的速度方向与粒子a 射入时的速度方向成θ角，已知它们在磁场中运动的时间之比为1：2，离开磁场的位置相同，下列说法正确的
A．θ＝60°B．θ＝30°
C．粒子的速度大小为3qBR m
D．粒子的速度大小为3
3 qBR m
8、质量为2×103kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，行驶过程中牵引力F和车速倒
数1
v
的关系图象如图所示．已知行驶过程中最大车速为30m/s，设阻力恒定，则()
A．汽车运动过程中受到的阻力为6×103N
B．汽车在车速为5m/s时，加速度为3m/s2
C．汽车在车速为15m/s时，加速度为1m/s2
D．汽车在行驶过程中的最大功率为6×104W
9、如图所示，倾角θ=30°的斜面AB，在斜面顶端B向左水平抛出小球1、同时在底端A正上方某高度处水平向右拋出小球2，小球1、2同时落在P点，P点为斜边AB的中点，则（）
A．小球2一定垂直撞在斜面上
B．小球1、2的初速度大小一定相等
C．小球1落在P点时与斜面的夹角为30°
10、质量为m 的小球由轻绳a 和b 分别系于一轻质细杆的A 点和B 点，如图所示，当轻杆绕轴AB 以角速度ω匀速转动时，绳a 与水平方向成θ角，绳b 沿水平方向且长为l ，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是
A ．a 绳张力可能为零
B ．如果绳都不断，a 绳的张力随角速度的增大而增大
C ．当角速度tan g l ωθ
>，b 绳将出现弹力 D ．若b 绳突然被剪断，a 绳的弹力可能不变
三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）如图1所示为用光电门测定钢球下落时受到的阻力的实验装置。

直径为d 、
质量为m 的钢球自由下落的过程中，先后通过光电门A 、B ，计时装置测出钢球通过A 、
B 的时间分别为t A 、t B ．用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度，测出两光电门间的距离为h ，当地的重力加速度为g 。

（1）如图2用螺旋测微器测量钢球的直径，读数为______mm 。

（2）钢球下落过程中受到的空气平均阻力F f =______（用题中所给物理量符号来表示）。

（3）本题用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度，但从严格意义上讲是不准确的，实际上钢球通过光电门的平均速度______（选填“＞”或“＜”）钢球球心通过光电门的瞬时速度。

12．（12分）某同学设计了如图所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ。

滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M ，滑块上砝码总质量为m ’，托盘和盘中砝码的总质量为m ，实验中，滑块在水平轨道上从A 到B 做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g 取2
①为测量滑块的加速度，须测出它在A、B间运动的时间与位移，利用运动学公式计算的值；
②根据牛顿运动定律得到与的关系为。

他想通过多次改变，测出相应的值，并利用上式来计算。

若要求是的一次函数，必须使上式中的
_______________保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码置于_______________。

③实验得到与的关系如图所示，由此可知μ=_________（取两位有效数字）
四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13．（10分）如图所示，AOB是光滑水平轨道，BC是半径为R的光滑的1
4
固定圆弧
轨道，两轨道恰好相切于B点．质量为M的小木块静止在O点，一颗质量为m的子弹以某一初速度水平向右射入小木块内，并留在其中和小木块一起运动，且恰能到达圆弧轨道的最高点C（木块和子弹均看成质点）．
①求子弹射入木块前的速度．
②若每当小木块返回到O点或停止在O点时，立即有一颗相同的子弹射入小木块，并留在其中，则当第9颗子弹射入小木块后，小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为多
滑道，人可以仰卧下滑，下滑起伏共有3层．图乙为其轨道侧视图，质量为70 kg的人从A处静止下滑，经BCDEF，最终停在G处．已知AB、BC、CD、DE、EF均为半径为14 m的圆弧，其对应的圆心角均为60°，FG段水平．设人滑到F点时速度为20 m/s，g取10 m/s2，求：
(1)人刚滑到圆弧末端F点时，滑道对人竖直向上的作用力F1的大小；
(2)在AF段上滑动过程中人克服阻力做的功W f；
(3)若一光滑小球在该轨道无水时自A处由静止释放，且不计空气阻力，小球能否沿ABCDEF轨道运动？若能请说明理由，若不能，请求出小球第一次脱离轨道的位置及第一次落回轨道所在的圆弧部分．
15．（12分）如图所示，上表面光滑的“L”形木板B锁定在倾角为370的足够长的斜面上；将一小物块A从木板B的中点轻轻地释放，同时解除木板B的锁定，此后A与B
发生碰撞，碰撞过程时间极短且不计能量损失；已知物块A的质量m=1kg，木板B的质量M=4kg，板长L=6m，木板与斜面间的动摩擦因数为μ=0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8，试问：
（1）第一次碰撞后的瞬间A、B的速度大小；
（2）在第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中，A距B下端的最大距离；
参考答案
只有一项是符合题目要求的。

1、D
【解析】
明确加速度的定义，知道加速度是描述速度变化快慢的物理量；同时知道加速度和速度的方向决定了物体的运动性质；
【详解】
A 、加速度增大时速度不一定增大，如加速度和速度方向相反时速度减小，故A 错误；
B 、物体有加速度，如果加速度和速度方向相反，则速度将减小，故B 错误；
C 、物体的速度为零时，加速度不一定为零，如自由落体开始下落的位置，故C 错误；
D 、加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度变化越快，加速度越大，故D 正确； 故选D ．
【点睛】
关键是知道加速度和速度方向相反时速度减小，加速度和速度方向相同时速度增大，加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度变化越快，加速度越大．
2、C
【解析】 第一段时间内的平均速度为：，第二段时间内的平均速度为：
；根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知，
两个中间时刻的时间间隔为：△t=2s+1s=3s ，则加速度为：
．选项ABD 错误，C 正确；故选C 。

3、B
【解析】由于a 物体和同步卫星c 的周期都为24h ．所以48h 后两物体又回到原位置， 根据开普勒第三定律得3322c b c b
r r T T = 解得 5.56b T h =
然后再算b 卫星在48小时内运行的圈数488.635.56
n =
=圈，故B 正确，ACD 错误； 故选B 。

A 、由题意知，物块的速度v =ωR =2t ×0.5=1t ，又v =at ，故可得a =1m/s 2，则物体做匀加速直线运动，选项A 错误.
B 、由牛顿第二定律可得物块所受合外力F =ma =1N ，F =T -f ，地面摩擦阻力
f =μm
g =0.5×1×10=5N ，故可得物块受力绳子拉力T =f +F =5+1=6N ，故B 错误. C 、物体在2s 内的位移212m 2
x at =
=，则拉力做功为62J 12J T W T x =⋅=⨯=，故C 错误.
D 、物体在2s 末的速度为2m/s v at ==，则拉力的瞬时功率为62W 12W P T v =⋅=⨯=；D 正确.
故选D.
【点睛】
本题关键根据绞车的线速度等于物块运动速度从而求解物块的加速度，根据牛顿第二定律求解．
5、A
【解析】
A ． 在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，核电荷数守恒”的规律，故A 正确；
B ． 原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量，故B 错误；
C ． β衰变中生成的电子是一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，故C 错误；
D ． 半衰期是统计规律，对少量原子核来讲是没有意义的，故D 错误。

故选：A 。

6、C
【解析】
以结点O 为研究对象，分析受力，作出力图如图．
根据对称性可知，BO 绳与CO 绳拉力大小相等．由平衡条件得：F AO =2F BO cos 2θ，当钢梁足够重时，AO 绳先断，说明F AO ＞F BO ，则得到2F BO cos
2
θ＞F BO ，解得：θ＜120°，故C 正确，ABD 错误。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、AD
【解析】
AB ．根据题意，两粒子在磁场中运动的半径和周期都相同，它们离开磁场的位置相同，可知两段圆弧之和应该为一个圆周，因为它们在磁场中运动的时间之比为1：2，则两
段圆弧所对圆心角之比为1:2，则a 粒子所对应的圆弧的圆心角为120°，
b 粒子所对应的圆弧的圆心角为240°，则
θ＝60°
选项A 正确，B 错误；
CD ．粒子做圆周运动的轨道半径为
tan 60R r =
而 2
v qvB m r = 可得
qBr v m ==选项C 错误，D 正确。

故选AD 。

8、CD
【解析】试题分析：从图线看出，开始图线与x 轴平行，表示牵引力不变，牵引车先做匀加速直线运动，倾斜图线的斜率表示额定功率，即牵引车达到额定功率后，做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，做匀速直线运动．
当牵引力等于阻力时，速度最大，由图线可知阻力大小f=2000N ，A 错误；倾斜图线的斜率表示功率，可知200030W 60000W P fv ==⨯=，车速为5m/s 时，汽车做匀加速直线运动，加速度2260002000/2/2000a m s m s -=
=，B 错误．当车速为15m/s 时，牵引力60000400015
P F N N v ===，则加速度2240002000/1/2000
F f a m s m s m --===，故C 正确；汽车的最大功率等于额定功率，等于60000W ，D 正确．
【解析】
两个小球同时做平抛运动，又同时落在P 点，说明运动时间相同，根据小球2落在斜面上的速度与竖直方向的夹角分析小球2是否垂直撞在斜面上．根据小球1落在斜面上时两个分位移的关系，分析小球1落在斜面上的速度方向关系．
【详解】
两个小球同时做平抛运动，又同时落在P 点，说明运动时间相同，水平位移大小相等，
由x=v 0t 知初速度相等．小球1落在斜面上时，有200
12 2gt gt tan v t v θ==；小球2落在斜面上的速度与竖直方向的夹角正切012v tan gt tan αθ
==，α≠θ，所以小球2没有垂直撞在斜面上，故A 错误，B 正确．小球1落在P
点时速度与水平方向的夹角正切02gt tan tan v βθ===β＜60°，所以小球1落在P 点时与斜面的夹角小于30°，故C 错误．根据tanβ=2tanθ知，小球1落在斜面上的速度方向与水平方向的夹角相同，相互平行，故D 正确．故选BD ．
【点睛】
对于平抛运动，要熟练运用分解法研究，同时要抓住两个球之间的关系，如位移关系、时间关系等．
10、CD
【解析】
A. 小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a 绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a 绳的张力不可能为零，故A 错误；
B. 根据竖直方向上平衡得：
sin θa F mg =
解得：
sin θ
a mg F =
可知a 绳的拉力不变，故B 错误； C. 当b 绳拉力为零时，有：
2 tan θ
mg ml ω=
tan θg l ω= 可知当角速度tan θg l ω>
时，b 绳出现弹力，故C 正确； D. 由于b 绳可能没有弹力，故b 绳突然被剪断，a 绳的弹力可能不变，故D 正确。

三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、12.985 mg -m 22
()()2B A d d t t h
- ＜
【解析】
（1）[1]固定刻度读数为：12.5mm ，可动刻度上读数为48.5×
0.01=0.485mm ，所以最终读数为：12.985mm ；
（2）[2]根据平均速度公式可得，小球经过两光电门的速度分别为：
v A =A
d t v B =B
d t 则对下落h 过程分析，由速度和位移关系可知：
22B A v v -=2ah
再由牛顿第二定律可知：
mg -F f =ma
解得阻力：
F f =mg -m 22
()()2B A d d t t h
-
（3）[3]由匀变速直线运动的规律，钢球通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，而球心通过光电门的中间位移的速度大于中间时刻的瞬时速度，因此钢球通过光电门的平均速度小于钢球球心通过光电门的瞬时速度。

12、M+m′+m 滑块上=0.23(0.21—0 25)
【解析】
②对整体进行研究，根据牛顿第二定律得：，若要求a 是m 的一次函数必须使m 不变，即使m+m′不变，在增大m 时等量减小m′，所以实验中应将从托盘中取出的砝码置于滑块上。

③将取为k ，有k= ，在图象上取两点将坐标代入解得μ=0.23（在0.21到0.25之间是正确的）.
【点睛】
本题是通过作出两个量的图象，然后由图象去寻求未知量与已知量的关系。

运用数学知识和物理量之间关系式结合起来求解。

四、计算题：本题共2小题，共26分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

13、（12m M gR m +2）2()9m M H R m M
+=+ 【解析】
（1）由子弹射入木块过程动量守恒有：01()mv m M v =+ 木块和子弹滑到点C 处的过程中机械能守恒，有：211()()2
m M v m M gR +=+ 联立两式解得：02M m v gR m
+=（2）以后当偶数子弹射中木块时，木块与子弹恰好静止，奇数子弹射中木块时，向右运动．第9颗子弹射中时，由动量守恒定律可知：0(9)M m v mv +=
射入9颗子弹后的木块滑到最高点的过程中机械能守恒：
21(9)(9)2
M m v M m gH +=+ 联立以上解得：2
2
()(9)M m H R M m +=+． 14、（1）2 700 N （2）10 500 J （3）见解析
【解析】
(1)人刚滑到F 点时，根据牛顿第二定律得：
2
1v F mg m r
=- 解得：
12700N F =
(2)人从A 点到F 点，由动能定理得：
25(1cos60)12f mgR W mv -=
︒- 解得： 10500J f W =
(3) 当球从A 点运动到B 点，由动能定理得：
21(1cos60)2
B mgR mv -︒=
解得： B v gR =
小球与轨道无作用力，在B 点脱离轨道做平抛运动
设小球从B 点抛出，落在由ABCDEF 构成的连线斜面上（如图），斜面倾角为30
则有：
212
H gt = B x v t =
30H tan x
=︒ 解得：
283m 3
x = 由于2sin60sin60R x R ︒>>︒，可知小球落在CD 上
15、（1）A 与B 第一次碰后，A 的速度大小为3.6m/s ，B 的速度大小为2.4m/s ，（2）
【解析】
由机械能守恒求出A 在碰撞前的速度；然后由机械能守恒与动量守恒求出第一次碰撞后瞬间A 和B 的速度；在第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中，当二者的速度相等时距离最大，由牛顿第二定律以及运动学的公式即可求出运动的时间以及A 距B 的最
大距离；
【详解】
解：(1)设小物块A与B发生弹性碰撞前的速度大小为v0
由机械能守恒定律：
代入数据得：
设A与B发生弹性碰撞后的速度分别为v1和v2，选取沿斜面向下的方向为正方向，由碰撞过程动量守恒和能量守恒可得：
解得：，
可见，A与B第一次碰后，A的速度大小为3.6m/s，方向沿斜面向上，B的速度大小为2.4m/s，方向沿斜面向下
(2)A与B第一次碰后，A沿板向上做匀减速运动，B沿斜面向下做匀速直线运动（因μ=0.6），A与B第一次碰撞后到第二次碰撞前，A与B下端有最大距离，即A与B 速度相等之时，
此过程中，A运动的时间
A距B下端有最大距离：
其中，
解得：。