陕西省汉中市龙岗学校2022年物理高三上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．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。

用2B 铅笔将试卷类型（B ）填涂在答题卡相应位置上。

将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。

2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。

答案不能答在试题卷上。

3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。

不按以上要求作答无效。

4．考生必须保证答题卡的整洁。

考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

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、水平面上的物体M ，在水平恒力F 的作用下由静止开始运动，经时间t 后，撤去水平恒力F ，又经时间2t 后停止运动，则物体所受的摩擦力大小为( ) A ．F
B ．
2
F C ．
3
F D ．
4
F 2、如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m =0.2kg 的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧在弹性限度内），其速度v 和弹簧压缩量△x 之间的函数图象如图乙所示，其中A 为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，g 取10 m/s 2，则下列说法正确的是
A ．小球刚接触弹簧时加速度最大
B ．该弹簧的劲度系数为20.0 N/m
C ．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小
D ．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒
3、一个小球从足够高处水平抛出，空气阻力忽略不计，小球抛出后的动能随时间变化的关系为()2
250J k E t
=+，重力加速度取g=10m/s 2，则( )
A ．小球抛出的初速度为4m/s
B ．小球的质量为0.5kg
C ．2s 末小球的水平位移为2m
D ．2s 末小球的速度约为20.1m/s
4、下列说法正确的是（ ） A ．滑动摩擦力只可能作负功 B ．静摩擦力既可作正功，也可作负功 C ．一对作用力和反作用力做功的代数和为零 D ．具有加速度的物体，一定有外力对它作功
5、如图所示，质量为m 1的木块和质量为m 2的长木板叠放在水平地面上。

已知木块与长木板间的动摩擦因数为µ1，长木板与地面间的动摩擦因数为µ2，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。

现对木块施加一水平向右的拉力F ，则（ ）
A ．当()11212m g m m g μμ<+时，()212F m m g μ>+木块与长木板一起运动
B ．当()11212m g m m g μμ<+时，11F m g μ>只能拉动木块，而长木板始终不会被拉动
C ．当()11212m g m m g μμ>+时，11F m g μ<木块与长木板都不动
D ．当()11212m g m m g μμ>+时，()212F m m g μ>+木块与长木板一定以相同加速度一起加速运动
6、一物体沿半径R 的圆周运动一周，其位移的大小和路程分别是( ) A ．2πR ；0
B ．0；2πR
C ．2R ；2πR
D ．0；2R
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，长为2L 的轻杆两端分别固定质量均为m 的两小球P 、Q ，杆可绕中点的轴O 在竖直平面内无摩擦转动．若给P 球一个大小为2gL 的速度，使P 、Q 两球在竖直面内做匀速圆周运动．不计空气阻力，重力加速度为g ，下列说法正确的是( )
A ．P 到达最低点时杆对其作用力大小为3mg
B ．P 从最高点运动到最低点过程中杆对其做功为2mgL
C ．水平位置时杆对P 5mg
D ．Q 球在运动过程中机械能守恒
8、如图所示，细线一端固定在天花板上的O 点，另一端穿过一张CD 光盘的中央圆孔后拴着一个橡胶球．橡胶球静止时，竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿．现将CD 光盘按在桌面上，并沿桌面边缘以速度2v 匀速移动，移动过程中，CD 光盘中央小孔始终紧挨桌面边线．当悬线与竖直方向的夹角为45°时（ ）
A ．小球的竖直分速度大小为2v
B ．小球的竖直分速度大小为v
C ．小球的速度大小为5v
D ．小球的速度大小为3v
9、如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的物体A 和B ，A 和B 质量都为m 。

它们分居在圆心两侧，与圆心距离分别为R A ＝r ，R B ＝2r ，A 、B 与盘间的动摩擦因数μ相同。

若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是( )
A ．此时绳子张力为T ＝2mg μ
B ．此时圆盘的角速度为ω2g
r
μC ．此时A 所受摩擦力方向沿半径指向圆外 D ．此时烧断绳子物体A 、B 仍将随盘一块转动
10、法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》中指出：两个质相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面有5个特殊点，如图中的12345L L L L L 、、、、所示，若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球引力共同作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与地球
同步绕太阳做圆周运动，人们称之为拉格朗日点.若发射一颗卫星定位于拉格朗日点2L，下列说法正确的是（）
A．该卫星绕太阳运动的周期和地球自转周期相等
B．该卫星在2L点处于平衡状态
C．该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度
D．该卫星在2L处所受太阳和地球引力的合力比在1L处大
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）图甲所示为某同学研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置示意图．
（1）下面列出了一些实验器材：电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶、刻度尺．除以上器材外，还需要的实验器材有：．
A．秒表B．天平（附砝码）
C．低压交流电源D．低压直流电源
（2）实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力：小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器．把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做______运动．
（3）实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是_____．这样，在改变小车上砝码的质量时，只要砂和砂桶质量不变，就可以认为小车所受拉力几乎不变．
（4）如图乙所示，A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的时间间隔为T，A、B间的距离为x1，B、C间的距离为x2，则小车的加速度a＝．已知T＝1．11 s，x1＝2．91 cm，x2＝3．43 cm，则a＝m/s2（结果保留2位有效数字）．
（2）在做实验时，该同学已补偿了打点计时器对小车的阻力及其他阻力．在处理数据
时，他以小车的加速度的倒数1
a
为纵轴，以小车和车上砝码的总质量M为横轴，描绘
出1
a
－M图像，图丙中能够正确反映
1
a
－M关系的示意图是．
12．（12分）如图所示为实验室“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置．
①下列说法中不符合本实验要求的是___．
A．入射球比靶球质量大，但二者的直径可以不同
B．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放
C．安装轨道时，轨道末端必须水平
D．需要使用的测量仪器有天平和刻度尺
②实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为OM、OP 和ON．已知入射球的质量为m1，靶球的质量为m2，如果测得m1OM+m2ON近似等于________，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒．
③在实验中，根据小球的落点情况，若等式ON＝_______________成立，则可证明碰撞中系统的动能守恒（要求用②问中的涉及的物理量表示）．
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，质量为m=1kg，长为L=1.7m的平板车，以速度v0=4m/s向右做匀速直线运动，A、B是其左右两个端点．从某时刻起对平板车施加一个大小为5N的水
平向左的恒力F ，并同时将一个小球轻放在平板车上的P 点（小球可视为质点，放在P 点时相对于地面的速度为零），PB=
3
L
．经过一段时间，小球从平板车上脱离后落到地面上．不计所有摩擦力，g 取10m/s 1．求：
（1）小球从放到平板车上开始至脱离平板车所用的时间； （1）小球脱离平板车瞬间平板车的速度．
14．（16分）如图所示，质量为M=3kg 的平板小车静止在光滑的水平面上，小车平板面离地面的高度h =1.8m ，有一质量m =1kg 的小物块（可视为质点）以v 0=5m /s 从小车左端滑上小车，在小车上运动1s 后，从小车右端飞出，最后落在水平地面上，测得滑块滑上小车到落地过程中的水平位移大小为s =8.1m ，重力加速度为g =10m /s 1．求： (1)滑块刚离开小车时的速度； (1)小车的末速度及小车的长度．
15．（12分）两物块A 、B 并排放在水平地面上，且两物块接触面为竖直面，现用一水平推力F 作用在物块A 上，使A 、B 由静止开始一起向右做匀加速运动，如图甲所示，在A 、B 的速度达到6/m s 时，搬去推力F ．已知A 、B 质量分别为1A m kg =、
3B m kg =，A 与水平面间的动摩擦因数为0.3μ=，B 与地面没有摩擦，B 物块运动
的v t -图象如图乙所示．g 取210/m s ，求：
（1）推力F 的大小．
（2）A 物块刚停止运动时，物块A 、B 之间的距离．
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】
对全过程运用动量定理得：•30Ft f t -=，解得：3
F
f =．故C 正确. 【点睛】
本题解题方法较多,也可以分步列示,联立求解.但动量定理,更加简洁明了. 2、B 【解析】
A ．小球刚接触弹簧时的加速度为g ，不是最大，小球在速度减小到最小时加速度最大，A 错误；
B ．由图像可知，弹簧压缩量为0.1m x ∆=，此时弹簧对小球的力等于小球的重力，由胡克定律mg k x =∆，解得该弹簧的劲度系数为20.0 N/m ，B 正确；
CD ．从小球接触弹簧到压缩至最短的过程中，刚开始弹簧对小球的力小于小球的重力，小球的速度继续增大，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，当弹簧对小球的力大于小球的重力时，小球的速度减小，直到减为零，此时弹簧的弹性势能最大，所以整个过程，弹簧的弹性势能一直在增大，由于小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能不守恒，故CD 错误。

3、D 【解析】
由动能定理2012K K E E mgh mg gt -== 得出2201
2502K K E E mg gt t =+=+对应可知，m=1kg ，初动能为2
0122
K o E mv ==所以2/o v m s = ；2s 内水平位移x=vt=4m ；
由2
k E 250t =+J ，2s 末动能带入得212022
K E mv ==，20.1/v m s ≈ 选D
4、B 【解析】
A 、力做功的正负即决于力和位移的方向关系,摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功,故A 错误,
B 正确;
C 、作用力和反作用力可以同时做正功,也可以同时做负功,做功的代数和不一定为零,故
C 错误;
D 、匀速圆周运动具有加速度,但没有外力对它做功,故D 错误. 故选B 【点睛】
力做功的正负即决于力和位移的方向关系;根据作用力和反作用力的性质可以判断两力做功的情况. 5、B 【解析】
A ．物块与长木板之间的最大静摩擦力为：f 1m =μ1m 1g ；地面与长木板的最大静摩擦力为：f 2m =μ2（m 1+m 2）g ，当μ1m 1g <μ2（m 1+m 2）g 时，无论外力F 多大，长木板都始终处于静止状态。

故A 不符合题意。

B ．由上分析可知，当()11212m g m m g μμ<+时，无论外力F 多大，长木板都始终处于静止状态，所以当11F m g μ>只能拉动木块，而长木板始终不会被拉动。

故B 符合题意。

C ．当()21211m m g F m g μμ+<<时，拉力会拉动长木板运动。

故C 不符合题意。

D ．对长木板有： f 1m -f 2m =m 2a 0， 对整体有：
2120m F f m m a '-=+（），
解得：
()()21212112
m g F m g m μμμμ-'=--
当()()21212112
m g F m g m μμμμ-'>
--时，木块和长木板将相对滑动，因为不知道F 与F '的关系，所以不能确定木块与长木板是否以相同加速度一起加速运动。

故D 不符合题意。

6、B 【解析】
运动一周，初末位置在同一点，所以位移为0，路程为2R π．故B 正确，ACD 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、AC 【解析】
A ．由于两个小球的质量相等，所以P 、Q 两球在竖直面内做匀速圆周运动，P 到达最低点时，两球的速度仍为
2v gL =
由牛顿第二定律
2
v T mg m L
-=
解得 T =3mg 选项A 正确；
B ．P 从最高点运动到最低点过程中动能不变，重力对其做功是mg •2L ，所以杆对其做功为-2mgL ．故B 错误；
C ．在水平位置时，杆的弹力和重力的合力提供向心力，受力如图，则：
22
2
()()5mv F mg mg L
＝＝+
故C 正确；
D ．两球在运动的过程中，二者的总重力势能保持不变，但单个的小球的重力势能不断变化，Q 球在运动过程中机械能不守恒．故D 错误； 故选AC ．
点睛：该题中P 与Q 的质量是相等的，所以系统的力矩平衡，两球都做匀速圆周运动，要注意杆对小球可以是拉力，可以是支持力，要注意对小球的受力分析． 8、BD 【解析】
试题分析：由题意可知，线与光盘交点参与两个运动，一是沿着线的方向运动，二是垂直线的方向运动，则合运动的速度大小为v ，由数学三角函数关系，则有：
sin 2
v v θ==⨯
=线；而线的速度的方向，即为小球上升的速度大小v ，再
依据矢量的合成法则，则小球的速度大小为：v ==合，故BD 正确
【考点定位】
考查了速度的合成与分解 【点睛】
对线与光盘交点进行运动的合成与分解，此点既有沿着线方向的运动，又有垂直线方向的运动，而实际运动即为光盘的运动，结合数学三角函数关系，即可求解． 9、BC 【解析】
ABC ．A 、B 两物体相比，根据向心力公式：2F mr ω=，可知B 物体所需要的向心力较大，当转速增大时，B 先有滑动的趋势，此时B 所受的静摩擦力沿半径指向圆心，A 所受的静摩擦力沿半径背离圆心；当刚要发生相对滑动时，以B 为研究对象，有T +μmg=2mrω2，以A 为研究对象，有T -μmg =mrω2，由以上两式得： T =3μmg
ω=
故A 错误，BC 正确。

D ．此时烧断绳子，A 的最大静摩擦力不足以提供向心力，而A 做离心运动。

故D 错误。

10、CD 【解析】
据题意知，卫星与地球同步绕太阳做圆周运动，则公转周期相同，故A 错误；卫星所受的合力为地球和太阳对它引力的合力，这两个引力方向相同，合力不为零，处于非平衡状态，故B 错误；由于卫星与地球绕太阳做圆周运动的周期相同，卫星的轨道半径
大，根据公式2
24a r T
π=可知，卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向
心加速度，故C 正确；卫星在2L 或1L 所处所受太阳和地球引力的合力提供做圆周运动
的向心力，即2
24F m r T
合π=，卫星在2L 处的轨道半径比在1L 处大，所以合力比在1L 处
大，所以合力比在1L 处大，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、（1）BC （2）匀速直线 （3）M ＞＞m （4）212x x T -、1．23 （2）C 【解析】
试题分析：（1）试验还需要的实验器材有天平（附砝码）和低压交流电源，故选BC ； （2）实验中，需要补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力：小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器．把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动． （3）根据实验误差的来源，在 M ＞＞m 条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力．
（4）根据△x=aT 2得：212x x a T -＝，代入数据得：20.06460.05900.56/0.01
a m s ＝＝- （2）根据牛顿第二定律得：mg a M m
+＝，则111 M a mg g +＝，则以1a 为纵轴，以总质量M 为横轴，作出的图象为一倾斜直线，且纵坐标不为1，故C 正确．故选C ． 考点：研究在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系
12、①A ②m 1OP ③OM+OP
【解析】
（1）为了保证入射小球不反弹，则入射小球的质量大于被碰小球的质量；为了发生对心碰撞，两球的半径需相同，故A 错误；在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放，保证碰前的速度相同，故B 正确．为了保证小球做平抛运动，安装轨道时，轨道末端必须水平，故C 正确．在该实验中需要测量小球的质量以及小球的水平位移，需要的测量仪器是天平、刻度尺，故D 正确．故选BCD ．
（2）碰撞过程中，如果水平方向动量守恒，由动量守恒定律得：m 1v 1=m 1v 1′+m 2v 2，小球做平抛运动时抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t 相等，两边同时乘以时间t ，m 1v 1t=m 1v 1′t+m 2v 2t ，m 1OB=m 1OA+m 2OC ；即如果得到m 1OB=m 1OA+m 2OC ，则认为碰撞中的不变量是质量与速度的乘积之和．
（3）若碰撞中系统的动能守恒，则m 1v 12=m 1v 1′2+m 2v 22，即m 1OB 2=m 1OA 2+m 2OC 2；联立解得：OC=OB+OA.
点睛：实验注意事项：（1）前提条件：保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动．（2）利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即m 1＞m 2，防止碰后m 1被反弹．
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）1.8s （1）5m/s ，方向：水平向左
【解析】（1）对平板车施加恒力F 后，平板车向右做匀减速直线运动，加速度大小为25/F a m s m
== 平板车速度减为零时，向右的位移为0x ，则有20021.6 1.823
v L x m m a ==<= 所用时间为000.8v t s a
== 此后平板车向左做匀加速直线运动，小球再经过1t 时间从平板车右端B 落下，有： 201132
L x at +=，解得11t s = 小球离开平板车所需时间为01 1.8t t t s =+=
（1）小球脱离平板车瞬间平板车的速度为151/5/v at m s m s ==⨯=
14、（1）1m/s （1）1m/s 6m
【解析】（1）设滑块刚离开小车时的速度1v ，滑块刚离开小车后做平抛运动，则有2112
h gt =， 111x v t = 滑块滑上小车做匀减速运动，则有0122v v x t +=
， 12s x x =+ 解得12/v m s =
（1）设小车的末速度为2v ，滑块刚离开小车的过程中，滑块与小车为系统，动量守恒，则有012mv mv Mv =+
解得21/v m s = 小车的长度22062
v L x t m +=-= 15、（1）15N （2）6m
【解析】
（1）在水平推力F 作用下，物块A 、B 一起做匀加速运动，加速度为a ，由B 物块的v-t 图像得，226/3/2
v a m s m s t === 对于A 、B 整体，由牛顿第二定律得()A A B F m g m m a μ-=+，
代入数据解得15F N =．
（2）设物块A 匀减速运动的时间为t ，撤去推力F 后，A 、B 两物块分离，A 在摩擦力作用下做匀减速运动，B 做匀速运动，对A ，A A A m g m a μ-=，
解得23/A a g m s μ=-=-
000623
A v t s a --===- 物块A 通过的位移062
A v x t m == 物块
B 通过的位移06212B x v t m m ==⨯=
物块A 刚停止时A 、B 间的距离6B A x x x m ==一。