浙江省温州中学2022-2023学年物理高三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
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。

写在试题卷、草稿纸上均无效。

2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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、质量为m的物体放在A地的水平面上，用竖直向上的力F拉物体，物体的加速度a 与拉力F的关系如图线①所示，质量为m＇的另一物体在B地做类似实验，测得a-F 关系如图线②所示，设A，B两地的重力加速度分别为g和g'，则（）
A．m'=m，g'>g
B．m'<m，g'=g
C．m'>m，g'=g
D．m'=m，g'<g
2、关于静电场，下列结论普遍成立的是（）
A．电场强度为零的地方，电势也为零
B．电场强度的方向与等电势面处处垂直
C．随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低
D．任一点的电场强度总是指向该点电势降落的方向
3、如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止。

现用力F沿斜面向上推A，但A、B仍未动，则施力F后，下列说法正确的是（）
A ．A 、
B 之间的摩擦力一定变大
B ．B 与墙之间可能没有摩擦力
C ．B 与墙面间的弹力可能不变
D ．B 与墙面间的弹力变大
4、空间有一沿x 轴对称分布的电场，其电场强度E 随x 变化的图象如图所示，下列说法正确的是
A ．O 点的电势最低
B ．x 1和x 3两点的电势相等
C ．x 2的电势最高
D ．x 2和-x 2两点的电势相等
5、如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火将卫星送入椭圆轨道2，然后再次点火，将卫星送入同步轨道3,轨道1、2相切于Q 点，2、3相切于P 点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常绕行时，下列说法中正确的是( )
A ．卫星在轨道3上的绕行的速率大于在轨道1上绕行的速率
B ．卫星在轨道3上的周期大于在轨道2上的周期
C ．卫星在轨道1上经过Q 点时的速度大于它在轨道2上经过Q 点时的速度
D ．卫星在轨道2经过P 点时的加速度大于它在轨道3上经过P 点时的加速度
6、两步频率相同的声波，在空气中相遇发生干涉，下列判断错误的．．．
是（ ） A ．振动加强的点的拉移随时间不断变化
B ．振动加强的点的位移总是最大，不随时间而变化
C ．在某一时刻，振动加强的点的位移可能小于振动减弱的点的位移
D ．振动减弱的点的振幅一定小于振动加强的点的振幅
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、如图为一匀变速直线运动的x t -图象，图象与两坐标轴的交点分别为
()0,0t ()00,-x ，0t =时，图象切线交t 轴的坐标为()02,0t ，关于质点的运动下列
说法正确的（ ）
A ．质点先向x 轴负方向运动，后向x 轴正方向运动
B ．质点的初速度大小为00
2x t C ．00~t 时间内质点的位移为0x
D ．质点的加速度大小为02
0x t 8、如图所示，水槽中，波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，两根细杆周期性地触动水面形成两个频率相同的波源。

两个波源发出的两列波相遇后，在它们重叠的区域形成如图所示的图样。

波源 S 1 的振动方程为 x 1＝30sin100πt(cm)，波源 S 2 的振动方程为 x 2＝20sin100πt(cm)，此刻，M 是波峰与波峰的相遇点，下列说法中正确的是 （ ）
A ．这两列波的频率均为 50Hz
B ．随着时间的推移，M 处的质点将向 O 处移动
C ．从该时刻起，经过四分之一周期，M 处的质点到达平衡位置，此时位移为零
D ．O 、M 连线的中点是振动加强的点，其振幅为 50cm
9、一个作匀加速直线运动的物体，先后经过A 、B 两点时的速度分别是v 和7v ，所用时间是t ，则下列判断正确的是：
A ．物体的加速度大小是8v t
B ．经过AB 中点的速度是4v
C ．经过AB 中间时刻的速度是4v
D ．前2t 时间通过的位移比后2
t 时间通过的位移少1.5vt 10、一直角V 形槽固定在水平面上，其横截面如图所示，BC 面与水平面间夹角为60°，有一质量为m 的正方体木块放在槽内，木块与AB 面间的动摩擦因数为μ，与BC 面间无摩擦．现用平行于槽的水平力F 推木块，使之沿槽向里匀速运动，重力加速度为g ．下列说法正确的是
A ．木块受到5个力的作用
B ．木块对V 形槽的作用力大小为mg
C ．推力F 大小为32
mg D ．木块对BC 面的压力大小为
32mg 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）如图所示为研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景。

将一轻细线上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为m 的小球，将画有几个同心圆周的白纸置于悬点下方的水平平台上，调节细线的长度使小球自然下垂静止时恰好位于圆心处。

用手带动小球运动使它在放手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆周做匀速圆周运动。

调节平台的高度，使纸面贴近小球但不接触。

（1）若忽略小球运动中受到的阻力，在具体的计算中可将小球视为质点，重力加速度为g 。

① 小球做圆周运动所需的向心力大小可能等于______（选填选项前的字母）。

A．绳子对球拉力B．小球自身重力
C．拉力和重力的合力D．拉力在水平方向的分力
②在某次实验中，小球沿半径为r的圆做匀速圆周运动，用秒表记录了小球运动n圈的总时间t，则小球做此圆周运动的向心力大小F n=______（用m、n、t、r及相关的常量表示）。

用刻度尺测得细线上端悬挂点到球心的距离为l，那么对小球进行受力分析可知，小球做此圆周运动所受的合力大小F=_______（用m、l、r及相关的常量表示）。

③保持n的取值不变，用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为h，改变h和r进行多次实验，可获取不同时间t。

研学小组的同学们根据小球所受的合力F与向心力F n大小相等的关系，画出了如图所示的图像，测得图线的斜率为k，则由此图线可知，重力加速度的测量值应为__________。

（2）考虑到实验的环境、测量条件等实际因素，对于这个验证性实验的操作，下列说法中正确的是_______（选填选项前的字母）。

A．小球质量的测量误差不影响本实验验证
B．小球匀速圆周运动半径的测量影响本实验验证
C．在其他因素不变的情况下，实验中细绳与竖直方向的夹角越大，小球做圆周运动的线速度越大
D．在细绳与竖直方向的夹角保持不变的情况下，实验中细绳越长，小球做圆周运动的线速度越大
（3）在考虑到有空气阻力的影响下，上述实验中小球运动起来后，经过比较长的时间，会发现其半径越来越小，足够长时间后，小球会停止在悬点正下方。

这与无动力人造地球卫星在微薄阻力下的运动有很多类似。

若小球和卫星在每转动一周的时间内半径变化均可忽略，即每一周都可视为匀速圆周运动，请对小球和卫星运动的周期变化情况进行分析与比较_____。

12．（12分）如图为“验证力的平行四边形定则”的实验，将贴有白纸的木板竖直固定放置，三个细绳套L1、L2、L3一端共系于同一结点，另一端分别系于轻质弹簧测力计A、B和重物M上，弹簧测力计A的另一端挂于固定点P，手持弹簧测力计B拉动细绳，使结点静止于O点．
(1)某次实验中，弹簧测力计A的指针位置如图所示，其读数为_____N；
(2)实验时要读出弹簧测力计A、B的示数，还要在白纸上记录O点的位置和L1、L2、L3的________；
(3)下列实验要求中必要的是_______________．
A．弹簧测力计需要在实验前进行校零
B．多次实验时弹簧测力计B始终保持水平
C．多次实验时结点必须在同一点
D．需要测量重物M的重力
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，固定的长直水平轨道MN 与位于竖直平面内的光滑半圆轨道相接，圆轨道半径为R ，PN 恰好为该圆的一条竖直直径．可视为质点的物块A 和B 紧靠在一起静止于N 处，物块A 的质量m A＝2m，B的质量m B＝m，两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别沿轨道向左、右运动，物块B 恰好能通过P 点．已知物块A 与MN 轨道间的动摩擦因数为 ，重力加速度为g ，求：
（1）物块B 运动到P 点时的速度大小v P；
（2）两物块刚分离时物块B 的速度大小v B；
（3）物块A 在水平面上运动的时间t ．
14．（16分）如图所示，在光滑水平面上有一个长为L的木板B，上表面粗糙，在其左
端有一个光滑的1
4
圆弧槽C与长木板接触但不连接，圆弧槽的下端与木板的上表面相
平，B 、C 静止在水平面上，现有滑块A 以初速度v 0从右端滑上B 并以02
v 滑离B ，恰好能到达C 的最高点.A 、B 、C 的质量均为m ，试求：
（1）滑块与木板B 上表面间的动摩擦因数μ；
（2）14
圆弧槽C 的半径R 15．（12分）一颗在赤道上空运行的人造卫星，其轨道半径为r=2R(R 为地球半径)，卫星的转动方向与地球自转方向相同.已知地球自转的角速度为0ω，地球表面处的重力加速度为g.求：
(1)该卫星所在处的重力加速度g′；
(2)该卫星绕地球转动的角速度ω；
(3)该卫星相邻两次经过赤道上同一建筑物正上方的时间间隔t ∆.
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、C
【解析】
根据牛顿第二定律得，
F -mg =ma
则
1a F g m
=- 知图线的斜率表示质量的倒数，纵轴截距的大小表示重力加速度。

从图象上看，②图线的斜率小于①图线的斜率，则m ′>m ，纵轴截距相等，则g ′=g ．
A ． m '=m ，g '>g ，与结论不相符，选项A 错误；
B ．m '<m ，g '=g ，与结论不相符，选项B 错误；
C ．m '>m ，g '=g ，与结论相符，选项C 正确；
D ．m '=m ，g '<g ，与结论不相符，选项D 错误；
2、B
【解析】
试题分析： 电场强度与电势没有直接关系，电场强度为零时，电势不一定为零；电势为零，电场强度不一定为零，故A 错误；电场线与等势面垂直，而电场强度的方向为电场线的方向，所以电场强度的方向与等势面垂直，故B 正确；根据沿着电场线方向，电势降低，而电场强度大小减小，不一定沿着电场线方向，故C 错误；顺着电场线方向电势降低，由匀强电场U=Ed 可知，电场强度的方向是电势降低最快的方向，故D 错误．故选B ．
考点：电场强度与电势
【名师点睛】明确电场强度与电势无直接关系，知道电场强度的方向是电势降低最快的方向，同时理解沿着等势面移动电荷，电场力不做功．
3、D
【解析】
A ．对A 物体，开始受重力、
B 对A 的支持力和静摩擦力平衡，当施加F 后，仍然处于静止，开始A 所受的静摩擦力大小为A sin m g θ，若A 2sin F m g θ=，则A 、B 之间的静摩擦力大小还是等于A sin m g θ，所以A 、B 之间的摩擦力可能不变，故A 错误； B ．对整体分析，因为AB 不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，开始弹簧的弹力等于A 、B 的总重力，施加F 后，弹簧的弹力不变，总重力不变，根据平衡知，则B 与墙之间一定有摩擦力，摩擦力大小等于力F 在竖直方向的分力，方向竖直向下，故B 错误；
CD ．以整体为研究对象，开始时B 与墙面的弹力为零，施加力F 后，B 与墙面的弹力变为F cos α，弹力增大，故C 错误，D 正确。

故选D 。

4、D
【解析】
AB ．做出电场线如图所示：
沿着电场线方向电势逐渐降低，可知O 点的电势最高。

x 1的电势高于x 3的电势。

故AB 错误。

C ．沿着电场线方向电势逐渐降低，故x 2的电势不是最高的。

故C 错误。

D ．x 2和-x 2两点关于原点对称，由O 点向两边电势都降低且电场强度的变化相同，则可知x 2和-x 2两点电势相等。

故D 正确。

5、B
【解析】
设卫星和地球的质量分别为m 和M ，卫星速率为v ，轨道半径为r ，则有2
2=r mM v G m r
，
得到v =A 错误。

根据开普勒第三定律可知3
2r k T
=可知，卫星在轨道3上的轨道半径大于在轨道2上的半长轴，则卫星在轨道3上的周期大于在轨道2上的周期，选项B 正确；卫星在轨道1上经过Q 点时要通过加速才能进入轨道2，则卫星在轨道1上经过Q 点时速度小于它在轨道2上经过Q 点时的速度，选项C 错误；根据牛顿第二定律，2
GM a r = 可知，卫星在轨道2经过P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P 点时的加速度，故D 错误。

6、B
【解析】振动加强质点的位移不总是最大，在随着时间在变化，加强点可能处于波峰，也可能波谷，也可能在平衡位置．随着时间不断变化．故A 正确；振动加强质点的位移不总是最大，在随着时间在变化，加强点可能处于波峰，也可能波谷，也可能在平衡位置．故B 错误；在某一时刻，振动加强质点处于平衡位置时，其位移等于零．所以小于振动减弱点的位移，因此可能存在．故C 正确；振幅是振于离开平衡位置的最大距离，所以振动减弱质点的振幅一定小于振动加强质点的振幅．故D 正确；故选B ．
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、BD
【解析】
A.根据图像知，质点一直向x 轴正方向运动，故A 错误；
B.质点的初速度大小为点()00,-x 的斜率
000
2x x v t t ∆==∆ 故B 正确；
C. 00~t 时间内质点的位移
000()x x x =--=
故C 错误；
D.根据位移公式
2012
x v t at =+ 代入各已知量
200000122
x x t at t =+ 解得
02
0x a t = 故D 正确。

8、ACD
【解析】
A ．由振动方程知：ω=100π rad/s ，则这两列波的频率均为：
10050Hz 22f ωπππ
=== 故A 正确。

B ．波向外传播的是振动的形式与能量，沿传播方向的各个质点不会向远处移动，故B 错误。

C ．这两列波的频率相等，则周期也相等；图示时刻M 是波峰与波峰的相遇点，经过四分之一周期，两列波的在M 点都回到平衡位置，所以M 处的质点到达平衡位置，此时位移为零，故C 正确。

D ．由图可知，M 点位于两个波源连线的垂直平分线上，这两列波的起振的方向相同，所以两个波源连线的垂直平分线上所有各点都是振动加强点，它们的振幅都是两列波振幅的和，即都是50cm ，故D 正确。

9、BCD
【解析】
根据2x v = ，则物体经过ab
中点位置的速度为2
5x v v ==，故A 错误．根据平均速度推论知，经过ab 中间时刻的瞬时速度2742t v v v v +＝
＝，故B 正确．前
2t 时间内的平均速度145 22v v v v +＝＝，后2
t 时间内的平均速度24711 22v v v v +＝＝，根据x vt = 可知前2t 时间通过的位移比后2
t 时间通过的位移小，选项C 错误；物体运动的加速度76v v v a t t
-=＝，故D 正确．故选BD ． 点睛：解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，即中间时刻的速度
1222t v v v +＝，中间位移的速度2
x v =，并能灵活运用，有时运用推论求解会使问题更加简捷．
10、AC
【解析】
木块受重力、斜面AB 的支持力、斜面BC 的支持力、斜面AB 的摩擦力以及推力F 的
作用，选项A 正确；水平推力0cos30F f mg mg μ==，选项C 正确；木块对V 形槽的作用力大小等于力F 与重力mg 的合力，则大小大于mg ，选项B 错误；木块对BC 面的压力大小为 mgcos600=0.5mg ，选项D 错误；故选AC.
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、BCD 22
24n m r t π mg 224n k π ACD 圆锥摆：r 减小，周期变大，卫星：r 减小，周期变小
【解析】
（1）①[1]．小球在运动过程中受到重力和绳子的拉力，重力和绳子的拉力的合力提供小球做圆周运动的向心力，或者是绳子拉力的水平分量提供向心力，故CD 正确，AB 错误；故选CD.
②[2]．小球做圆周运动的周期为t T n
=，根据向心力公式可知： 22
224()2n n F mr m r T t
ππ== [3]．令绳子和竖直方向的夹角为θ，根据三角形定则可知，小球的合力大小为：
F mgtan mg θ==③[4]．因为小球所受的合力F 与向心力F n 大小相等，则有：
2224n r m r mg t h
π=， 则有：
22
2
4n t h g π＝ 所以
22
4n k g
π＝ 可得
22
4n g k
π＝ 。

（2）[5]．A. 要验证的关系式中2224n r m r mg t h
π= ，小球的质量可从两边消掉，则小球质量的测量误差不影响本实验验证，选项A 正确；
B. 要验证的关系式2224n r m r mg t h
π=可知，两边可消掉r ，则小球匀速圆周运动半径的测量不影响本实验验证，选项B 错误；
C. 根据2v r m mg r h
=⋅ 可知，在其他因素不变的情况下，实验中细绳与竖直方向的夹角越大，则r 越大，小球做圆周运动的线速度越大，选项C 正确；
D. 根据2
tan v m mg r
θ=⋅ 可知，在细绳与竖直方向的夹角保持不变的情况下，实验中细绳越长，则r 越大，则小球做圆周运动的线速度越大，选项D 正确；故选ACD. （3）[6]．设小球做半径为r 的圆周运动的周期为T ，此时小球距细线上端固定点的竖直高度为h ，根据受力情况和向心力公式有：
224r m r T mg h
π= 可解得：
2T ＝因半径变小，绳长不变，h 变大，故小球周期变大；
卫星：根据
3
2
r
T
GM
π
=可知，r减小，周期变小.
12、2.00N 三条细线的方向AD
【解析】
(1)由图示弹簧测力计可知，其分度值为0.1N，示数为2.00N(1.99-2.01均可).
(2)实验时要读出A、B的示数，还要在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置以及三个拉力即三条细线的方向.
(3)A．弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零，故A正确；B．该题中需要验证弹簧A、B拉力的合力，是否与绳L3的拉力（或者说M重力）等大反向，B弹簧不一定非要保持水平，故B错误；
C．由于两拉力的合力的效果是将重物吊起，故不需要结点位置相同，故C错误；D．由于两测力计拉力的合力等于物体的重力，实验时应测量物体的重力，故D正确；【点睛】
对于中学中的实验，同学们尽量亲自动手做一下，这样对于实验原理、实验步骤、注意事项、数据处理、误差分析等才有深刻的认识，在该题中考查了弹簧测力计读数、减小实验误差的方法，对弹簧测力计读数时要先确定其分度值，然后再读数，读数时视线要与刻度线垂直.
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、
【解析】
试题分析：（1）物体B 在竖直平面内做圆周运动，在P 点时重力提供向心力
由
（2）两物块分离后B 物体沿圆轨道向上运动，仅重力做负功
（3）物块A 与物块B 由足够大的内力突然分离，分离瞬间内力远大于外力，两物块在水平方向上动量守恒，
之后物体A 做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得： 由运动学公式
考点：牛顿第二定律，动能定理，动量守恒．
14、（1）20516v gL μ＝；（2）2064v R g ＝ 【解析】
由于水平面光滑，A 与B 、C 组成的系统动量守恒和能量守恒，有：
mv 0＝m (
12
v 0)＋2mv 1 ① μmgL ＝12mv 02－12m (12v 0) 2－12×2mv 12 ② 联立①②解得：μ＝20516v gL
. ②当A 滑上C ，B 与C 分离，A 、C 间发生相互作用．A 到达最高点时两者的速度相等．A 、C 组成的系统水平方向动量守恒和系统机械能守恒：
m (12
v 0)＋mv 1＝(m ＋m )v 2 ③ 12m (12v 0)2＋12mv 12＝12
(2m )v 22＋mgR ④ 联立①③④解得：R ＝2064v g
点睛：该题考查动量守恒定律的应用，要求同学们能正确分析物体的运动情况，列出动量守恒以及能量转化的方程；注意使用动量守恒定律解题时要规定正方向．
15、（1）14g （28g R 30-8R
g ω 【解析】
(1)在地球表面处物体受到的重力等于万有引力mg=2GMm R
， 在轨道半径为r=2R 处,仍有万有引力等于重力mg′=
()22GMm R ，
解得：g′=g/4；
(2)根据万有引力提供向心力()()2222GMm m R R ω=， mg=2GMm R
，
联立可得 (3)卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时，卫星再次出现在建筑物上空
以地面为参照物，卫星再次出现在建筑物上方时，建筑物随地球转过的弧度比卫星转过弧度少2π.
即ω△t −ω0△t=2π
解得：3/y v m s =
【点睛】
（1）在地球表面处物体受到的重力等于万有引力mg=2
GMm R ，在轨道半径为2R 处，仍有万有引力等于重力mg′=()22GMm R ，化简可得在轨道半径为2R 处的重力加速度；
（2）人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力
()()2222GMm
m R R ω=，结合黄金代换计算人造卫星绕地球转动的角速度ω；
（3）卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时，卫星再次出现在建筑物上空．。