浙江省杭州求是高级中学2022年高三物理第一学期期中经典模拟试题含解析

2022-2023高三上物理期中模拟试卷
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置． 3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符． 4．作答选择题，必须用2B 铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B 铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
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、 “嫦娥四号”（专家称为“四号星”），计划在2017年发射升空，它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料．已知万有引力常量为G ，月球的半径为R ，月球表面的重力加速度为g ，嫦娥四号离月球中心的距离为r ，绕月周期为T ．根据以上信息判断下列说法正确的是（ ）
A ．“嫦娥四号”绕月运行的速度为2gr R
B ．月球的第一宇宙速度为gR
C ．“嫦娥四号”必须减速运动才能返回地球
D ．月球的平均密度为2
3GT
π
ρ=
2、如图甲所示，电源电动势E ＝6 V ，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P 从A 端滑至B 端的过程中，得到电路中的一些物理量的变化如图乙、丙、丁所示．其中图乙为输出功率与路端电压的关系曲线，图丙为路端电压与总电流的关系曲线，图丁为电源效率与外电路电阻的关系曲线，不考虑电表、导线对电路的影响．则下列关于图中a 、b 、c 、d 点的坐标值正确的是
A ．a （3 V ,4.5 W ）
B ．b （4.5v ,2.88 W ）
C ．c （0.6 A,4.5 V ）
D ．d （2 Ω，80%）
3、如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x 随时间t 变化的图象如图乙所示．不计空气阻力，g 取
10m/s 1．对于这个单摆的振动过程，下列说法中不正确的是（ ）
A ．单摆的位移x 随时间t 变化的关系式为8sin(π)cm x t =
B ．单摆的摆长约为1.0m
C ．从 2.5s t =到 3.0s t =的过程中，摆球的重力势能逐渐增大
D ．从 2.5s t =到 3.0s t =的过程中，摆球所受回复力逐渐减小
4、一物体以某一初速度只在摩擦力作用下沿水平面运动，其位移x 与速度v 的关系式为x =(9−0.25v 2)（各物理量均采用国际单位制单位），下列分析正确的是 A ．物体的加速度大小为3m/s 2 B ．物体的初速度为9m/s C ．第2秒内物体的位移为3m
D ．物体减速运动的时间为6s
5、登上火星是人类的梦想,“嫦娥之父”欧阳自远透露:中国计划于2020年登陆火星．地球和火星公转视为匀速圆周运动,忽略行星自转影响．根据下表,火星和地球相比
A ．火星的公转周期较小
B ．火星做圆周运动的加速度较大
C ．火星表面的重力加速度较小
D ．火星的第一宇宙速度较大
6、在水平面上有A 、B 两物体，通过一根跨过定滑轮的轻绳相连，现A 物体以v 1的速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面的夹角分别为α、β时(如图所示)，B 物体的运动速度v B 为(绳始终有拉力)( )
A ．1sin sin v αβ
B ．1cos sin v αβ
C ．1sin cos v αβ
D ．1cos cos v αβ
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、下列高中物理教材上插图涉及到光的干涉原理的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
8、在平直公路上行驶的a 车和b 车，其位移-时间图像分别为图中直线a 和曲线b ，已知b 车的加速度恒定且等于-2m/s 2，t =3s 时，直线a 和曲线b 刚好相切，则（ ）
A ．a 车做匀速运动且其速度为83
a v =m/s B ．t =3s 时a 车和
b 车相遇且此时速度相
同
C ．t =1s 时b 车的速度为10m/s
D ．t =0时a 车和b 车的距离x 0=9m
9、如图所示，物块P 、Q 紧挨着并排放置在粗糙水平面上，P 的左边用一跟轻弹簧与竖直墙相连，物块P 、Q 处于静止状态；若直接撤去物块Q ，P 将向右滑动。

现用一个从零开始逐渐增大的水平拉力F 向右拉Q ，直至拉动Q ；那么在Q 被拉动之前的过程中，弹簧对P 的弹力F 弹的大小、地面对P 的摩擦力p f F 的大小、P 对Q 的弹力N F 的大小、地面对Q 的摩擦力Q f F 的大小的变化情况是( )
A ．F 弹始终增大，p f F 始终减小
B ．F 弹保持不变，p f F 保持不变
C ．N F 保持不变，Q f F 增大
D ．N F 先不变后增大，Q f F 先增大后减小
10、如图所示，是地球绕太阳沿椭圆轨道运动的示意图．A 为近日点，B 为远日点，C 、D 为轨道短轴的两个端点．若只考虑地球和太阳之间的相互作用，则地球在从A 点经C 、B 到D 的过程中，下列说法正确的是（ ）
A ．从A 点到C 点的运动时间为91.25天
B ．从
C 点到
D 点的运动时间大于182.5天 C ．从A 点到B 点，地球的势能一直增大 D ．从C 点到D 点，地球的势能先减小后增大
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）某实验小组用图所示装置研究加速度与力的关系，图中带滑轮的长木板水平放置于桌面，拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小．
（1）实验时，下列操作必要且正确的是_______ A ．将长木板右端适当垫高，使小车能自由匀速滑动
B ．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数
C ．改变砂和砂桶质量，打出几条纸带
D ．用天平测出砂和砂桶的质量
E ．为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
（2）若直接按图所示装置进行实验，以传感器的示数F 为横坐标，通过纸带分析得到的加速度a 为纵坐标，画出的a ﹣F 图象合理的是______
（3）若上题中四个图象中的图线（包括C中的直线部分）的斜率为k，则小车的质量为_______．
12．（12分）探究加速度与力的关系的实验装置如图甲所示。

在实验中为了平衡摩擦力,需将木板不带滑轮一端垫起一定高度，使小车在不挂砂桶时能拖动纸带沿木板
________________。

实验中得到的一条纸带如图乙所示，相邻计数点间有四个点未标出，各计数点到A点的距离已标出。

电源的频率为50Hz,则小车的加速度大小为
________m/s2。

利用实验测得的数据做出的a- -F图线不可能是图丙中的___________。

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）一列沿x轴传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图所示，已知该波的传播速度为6.0m/s，求：
（1）.该列波的周期；
（2）.平衡位置在x=4cm处的质点在0～0.045s时间内的位移和路程．
14．（16分）质量为m的小球从离地面足够高的地方由静止释放，运动过程中受到空气
阻力F 与运动方向相反，大小与速度v 成正比，即(F kv k =为未知比例系数）。

运动时间0t 后，小球以速度0v 做匀速直线运动。

已知重力加速度为g 。

求： （1）比例系数k 的表达式； （2）当小球的速度为
2
v 时，小球的加速度的大小； （3）有同学认为：在时间0t 内小球下降的高度00
2
v t h <
，你认为他的观点正确吗？如果正确，请说明理由；如果不正确，写出你的观点，并说明你的理由。

15．（12分）如图甲，真空中竖直放置两块相距为d 的平行金属板P 、Q ，两板间加上如图乙最大值为U0的周期性变化的电压，在Q 板右侧某个区域内存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场．在紧靠P 板处有一粒子源A ，自t=0开始连续释放初速不计的粒子，经一段时间从Q 板小孔O 射入磁场，然后射出磁场，射出时所有粒子的速度方向均竖直向上．已知电场变化周期0
22m
T d qU =，粒子质量为m ，电荷量为+q ，不计粒子重力及相互间的作用力．求：
（1）t=0时刻释放的粒子在P 、Q 间运动的时间； （2）粒子射入磁场时的最大速率和最小速率； （3）有界磁场区域的最小面积．
参考答案
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、B
【解析】根据万有引力提供向心力2
2Mm v G m r r
＝，得GM v r =
物体受到的重力等于万有引力2Mm
G mg R ＝，得GM=R 2g ．
所以v 故A 错误．月
球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，所以重力提供向心力2
v mg m R
=
，得
v =．故B 正确．嫦娥四号要脱离月球的束缚才能返回月球，嫦娥四号要脱离月
球束缚必须加速做离心运动才行．故C 错误．根据万有引力提供向心力
2224Mm r G m r T π=，得月球的质量232
4r M GT
π＝，所以月球的密度23
322334343
r M r GT V GT R R ππρπ=＝＝．故D 错误．故选B. 2、A 【解析】
A ．由丙图可知短路电流为 I 短=3A ，由E
I r
=
短得： 6
23
E r I =
=Ω=Ω短； 当输出功率达到最大时：R =r =2Ω，此时路端电压为U =3V ，所以各点的坐标为：a 点：U =3V ，
22
6W 4.5W 442
E P r ===⨯
A 点坐标为：（3V ，4.5W ）；选项A 正确；
BCD ．电源效率最高时，滑动变阻器的阻值最大，由丙图知电源的最大效率为 η=80% 由
UI R
EI R r
η=
=+ 解得： R =8Ω
变阻器的滑动头C 在右端B 时，分别对应c 、b 、d 三点。

b 点、c 点：R =8Ω，
6
A 0.6A 82
E I R r =
==++ U =E-Ir =6-0.6×2=4.8V P=UI=4.8×0.6W=2.88W
所以b 点的坐标为：（4.8V ，2.88W ）；c 点的坐标为（0.6A ，4.8V ）；d 点坐标为（8Ω，
80%）；故BCD 错误。

3、C 【解析】
A ．由振动图象读出周期2s T =，振幅8cm A =，由
2π
T
ω=
得到角频率πrad/s ω=，则单摆的位移x 随时间t 变化的关系式为
sin 8sin(π)cm x A t t ω==
A 正确，不符合题意；
B ．由公式
2T =得1m L =，B 正确，不符合题意；
C ．从 2.5s t =到 3.0s t =的过程中，摆球从最高点运动到最低点，重力势能减小，C 错误，符合题意；
D ．从 2.5s t =到 3.0s t =的过程中，摆球的位移减小，回复力减小，D 正确，不符合题意。

故选C 。

4、C 【解析】
AB ．由x =9-0.25v 2 得，4x =36-v 2变形得：v 2-62=-2×2x ，则初速度为6m/s ，加速度为-2m/s 2，故AB 错误。

C ．根据2
012
x v t at =-
，可得第2秒内物体的位移为： 22211622261213m 22x ⎛⎫⎛⎫
=⨯-⨯⨯-⨯-⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
故C 正确。

D ．物体减速运动的时间为：
06
s=3s 2
v t a =
= 故D 错误。

5、B 【解析】
试题分析：根据开普勒第三定律分析公转周期的关系．由万有引力定律和牛顿第二定律
结合分析加速度的关系．根据万有引力等于重力，分析星球表面重力加速度的关系．由v=
分析第一宇宙速度关系．
解：A 、由表格数据知，火星的轨道半径比地球的大，根据开普勒第三定律知，火星的公转周期较大，故A 错误．B 、对于任一行星，设太阳的质量为M ，行星的轨道半径为r ．根据G
=ma ，得加速度 a=
，则知火星做圆周运动的加速度较小，故B 正
确．C 、在行星表面，由G =mg ，得 g=
,由表格数据知，火星表面的重力加速度
与地球表面的重力加速度之比为=•=×＜1,故
火星表面的重力加速度较小，故C 错误．D 、设行星的第一宇宙速度为v ．则 G
=m
，得 v=
．代入可得火星的第一宇宙速度较小．故D 错误．故选B ．
6、D 【解析】
将物体A 的速度分解为使绳右端伸长和逆时针转动两个分量，如图(a)所示，则绳端伸长的速度v ′＝v 1cos α；同理对物体B ，速度分解如图(b)所示，绳端缩短的速度v ″＝v ′，因此物体B 的运动速度v B ＝v ″/cos β＝1cos cos v α
β
=
，D 项正确．
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、BC 【解析】
A ．图中用到的光导纤维，采用的是全反射的原理，故A 错误；
B ．全息照相利用的是光的干涉原理，故B 正确；
C ．镜头玻璃的颜色利用的是薄膜干涉原理，故C 正确；
D ．图象中是光的衍射现象，故D 错误； 8、BD 【解析】
A ．s t —图象的斜率等于速度，由图可知，a 车的速度不变，做匀速直线运动，速度为
82m/s 2m/s 3
a s v t ∆-=
==∆ 故A 错误；
B ．3s t =时，直线a 和曲线b 刚好相切，位置坐标相同，辆车相遇。

斜率相等，此时辆车的速度相等，故B 正确；
C ．3s t =时，b 车的速度为
2m/s b a v v ==
设b 车的初速度为0v ，对b 车，有
0b v at v +=
解得
08m/s v =
则1s t =时b 车的速度为
01(821)m/s 6m/s b
v v at '=+=-⨯= 故C 错误；
D ．3s t =时，a 车的位移为
6m a a s v t ==
b 车的位移为
082
3m 15m 22
b b v v s t ++=
=⨯= 3s t =时，a 车和b 车到达同一位置，得
09m a b s s s =-=
故D 正确。

故选BD 。

9、BC 【解析】
由题意可知，放在粗糙水平面上，物体受到的支持力始终与重力大小相等，方向相反；若直接撤去物块Q ，P 将向右滑动，说明P 、Q 之间存在弹力，Q 受到的摩擦力的方向向左；同时弹簧对P 的作用力为向右的推力。

当用一个从零开始逐渐增大的水平拉力F 向右拉Q ，直至拉动Q 的过程中，Q 在水平方向受到的向右的力逐渐增大，则Q 受到的摩擦力Q f F 逐渐增大。

弹簧的长度不变，所以弹簧对P 的作用力的大小F 弹不变；Q 相对于P 没有运动，则P 对Q 的作用力N F 不变，P 受到的摩擦力p f F 也不变。

A. F 弹始终增大，p f F 始终减小。

与结论不符，故A 错误；
B. F 弹保持不变，p f F 保持不变。

与结论相符，故B 正确；
C. N F 保持不变，Q f F 增大。

与结论相符，故C 正确；
D. N F 先不变后增大，Q f F 先增大后减小。

与结论不符，故D 错误；
10、BC
【解析】地球在AC 段的速度大小大于CB 段的速度大小，则AC 段的时间小于CB 段的时间，所以A 到C 所用的时间小于天，A 错误．地球在DA 段的速度大小大于BD 段的速度大小，则DA 段的时间小于BD 段的时间，所以D 到A 所用的时间小于天，故从C 点到D 点的运动时间大于182.5天，B 正确．从A 到B 的过程中，由于只有万有引力做功，机械能守恒，从A 到B 阶段，万有引力做负功，地球的势能增加，C 正确．根据万有引力方向与速度方向的关系知，从C 到D 阶段，万有引力对它先做负功后做正功，势能先增大，后减小，D 错误．选BC ．
【点睛】根据地球在AC 段和CB 段的速率大小比较两段过程中的运动时间，从而得出A 到C 所用时间与周期的关系；抓住地球只有万有引力做功，得出机械能守恒；根据万有引力做功确定速率的变化．
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、ABC B
2k
【解析】
（1）实验前要平衡摩擦力，将长木板右端适当垫高，使小车能自由匀速滑动，故A 正确；为充分利用纸带，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数，故B 正确；为得出普遍规律，改变砂和砂桶质量，打出几条纸带，故C 正确；小车受到的拉力可由拉力传感器测出来，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，故D 错误；小车受到的拉力可以由拉力传感器测出，实验中一定不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故E 错误．所以选ABC ．
（2）小车质量不变时，加速度与拉力成正比，所以a -F 图象是一条倾斜的直线，由实
验装置可知，实验前没有平衡摩擦力，则画出的a -F 图象在F 轴上有截距，所以选B ． （3）小车所受的合力为2F ，加速度2F a m
=，a -F 图象的斜率：2k m =，小车质量：2m k
=． 12、匀速运动（匀速下滑） 1.48 C D
【解析】
（1）[1]．平衡摩擦力时应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上，调整木板的倾斜度，让小车拖着纸带做匀速直线运动；
（2）[2]．小车的加速度大小为：
2220.22560.08320.0832m/s 1.48m/s 440.01
CE AC x x a T ---==⨯＝ （3）[3]．当m 钩码＜＜m 小车时，可以认为小车受到的合力等于钩码的重力，根据牛顿第二定律可知，a-F 图象是过原点倾斜的直线；如果钩码的质量太大，则小车受到的合力
小于钩码的重力，实验误差较大，a-F 图象偏离直线向下弯曲，故AB 正确，CD 错误；
本题选不可能的，故选CD 。

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、（1）0.02s （2）若波沿x 轴正方向传播，位移为+4cm ，路程为36cm ；若波沿x 轴负方向传播，位移为-4cm ，路程为36cm ．
【解析】
（1）由题图可知波长λ=12cm ，则周期
2
1210s=0.02s 6.0T v λ
-⨯== （2）由于
10.04524
t s T T ∆==+ 若波沿x 轴正向传播，平衡位置在x =4cm 处的质点从平衡位置开始沿y 轴正向运动，∆t 内的位移就是14
T 内的位移，即位移为+4cm ，路程为9A =36cm ； 若波沿x 轴负向传播，平衡位置在x =4cm 处的质点从平衡位置开始沿y 轴负向运动，
∆t 内的位移就是
14
T 内的位移，即位移为-4cm ，路程为9A =36cm ； 14、（1）比例系数k 的表达式为0mg k v （2）当小球的速度为02v 时，小球的加速度的大小为12g （3）该同学的观点不正确，小球下落高度002v t h 。

【解析】
（1）小球做匀速直线运动时处于平衡状态，由平衡条件得：
0mg kv
解得：
0mg k v （2）当小球速度为
02
v 时，则受到的空气阻力为： 02v F k 对小球，由牛顿第二定律得：
mg F ma -= 解得：
12
a g （3）物体运动的v -t 图象（曲线）如图所示。

图线与时间轴所围的面积S 代表了0t 时间内小球下降的高度h ，所以由图可看出小球下降的高度：
002
v t h 由此可知，该同学的观点不正确。

15、（1）
（2）；()0min 22qU v m =-（3） 【解析】
试题分析：（1）设0t =时刻释放的粒子在0.5T 时间内一直作匀加速运动， 加速度0qU a dm
=，位移22000112(0.5)(?)22qU qU m x T d d dm dm qU =⋅=⋅⋅=．
可见该粒子经0.5T 正好运动到O 处，假设与实际相符合
该粒子在P 、Q 间运动时间020.5m t T d qU == （2）0t =时刻释放的粒子一直在电场中加速，对应进入磁场时的速率最大 由运动学公式有02 ·2max qU T
v a m
== t 1=0时刻释放的粒子先作加速运动（所用时间为t ），后作匀速运动，设T 时刻恰好由小孔O 射入磁场，则()2
21
1 0.50.522a t a t T a T +∆⨯＝ 代入数据得：0
(22)m t d qU ∆=- 所以最小速度：(22)?
min qU v a t m ＝＝- （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则：2
mv qvB r
= 得：mv r qB
= 最大半径：021• max max mv mU r qB B q
== 最小半径：022min min mv mU r qB B q -=
⋅＝ 粒子水平向右进入磁场，然后射出时所有粒子的速度方向均竖直向上，偏转角都是90°，所以轨迹经过的区域为磁场的最小面积，如图：
图中绿色阴影部分即为最小的磁场的区域，
所以：())22220min max max min min 2
11112214242mU s r r r r qB πππ⎛⎫⎛⎫=---=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
考点：带电粒子在电场中的运动 【名师点睛】考查粒子在电场中加速和在磁场中圆周运动问题，结合牛顿第二定律与几何关系来综合应用，掌握运动轨迹的半径公式．。