山东省菏泽市2022-2023学年高三上学期物理期中联考试卷

更新时间：2022-11-28 浏览次数：80 类型：期中考试

一、单选题

1. (2022高三上·菏泽期中) 无线蓝牙耳机可以在一定距离内与手机等设备实现无线连接。已知无线连接的最远距离为10m，甲和乙两位同学做了一个有趣实验。甲佩戴无线蓝牙耳机，乙携带手机检测，如图（a）所示，甲、乙同时分别沿两条平行相距 $\text{[math]}$ 的直线轨道向同一方向运动，甲做匀速直线运动，乙从静止开始先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动，其速度v随时间t的关系如图（b）所示，则在运动过程中，手机检测到蓝牙耳机能被连接的总时间为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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2. (2022高三上·菏泽期中) 将三个质量均为m的小球a、b、c用细线相连后（bc间无细线相连），再用细线悬挂于O点，如图所示，用力F拉小球c，使三个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持为θ=30°，则F的最小值为（　　）

A . 1.5mg B . 1.8mg C . 2.1mg D . 2.4mg

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3. (2022高三上·菏泽期中) 如图所示，一固定的细直杆与水平面的夹角为α=15°，一个质量忽略不计的小轻环C套在直杆上，一根轻质细线的两端分别固定于直杆上的A、B两点，细线依次穿过小环甲、小轻环C和小环乙，且小环甲和小环乙分居在小轻环C的两侧．调节A、B间细线的长度，当系统处于静止状态时β=45°.不计一切摩擦．设小环甲的质量为m₁ ，小环乙的质量为m₂ ，则m₁∶m₂等于（）

A . tan 15° B . tan 30° C . tan 60° D . tan 75°

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4. (2022高三上·菏泽期中) 无动力翼装飞行是一种极限运动，也称飞鼠装滑翔运动。若质量为80kg的运动员在某次无动力翼装飞行中做初速度为零的匀加速直线运动，最大速度达 $\text{[math]}$ ，翼装飞行方向与水平方向的夹角的正切值为0.75，运动员受到空气的作用力 $\text{[math]}$ 的方向与飞行方向垂直，取 $\text{[math]}$ ，则此过程中（　　）

A . $\text{[math]}$ B . 加速度大小为 $\text{[math]}$ C . 用时 $\text{[math]}$ 达到最大速度 D . 下降高度为 $\text{[math]}$ 达到最大速度

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5. (2022高三上·菏泽期中) 如图所示，某楼顶为玻璃材料的正四面体。一擦子由智能擦玻璃机器人牵引，在外侧面由A点匀速运动到BO的中点D。已知擦子与玻璃间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，则运动过程中擦子受的牵引力与其重力的比值为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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6. (2022高三上·菏泽期中) 如图所示，小滑块P、Q质量均为m，P、Q通过轻质定滑轮和细线连接，Q套在光滑水平杆上，P、Q由静止开始运动，P下降最大高度为h，不计一切摩擦，P不会与杆碰撞，重力加速度大小为g。下面分析正确的是（）

A . P下落过程中绳子拉力对Q做功的功率一直增大 B . Q的最大速度为 $\text{[math]}$ C . 当P速度最大时，Q的加速度为零 D . 当P速度最大时，水平杆给Q的弹力等于2mg

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7. (2023高一上·兴化月考) 如图所示，小球A可视为质点，装置静止时轻质细线AB水平，轻质细线AC与竖直方向的夹角37°。已知小球的质量为m，细线AC长l，B点距C点的水平和竖直距离相等。装置能以任意角速度绕竖直轴转动，且小球始终在 $\text{[math]}$ 平面内，那么在角速度 $\text{[math]}$ 从零缓慢增大的过程中（　　）（重力加速度g取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）

A . 两细线张力均增大 B . 细线AB中张力一直变小，直到为零 C . 细线AC中张力一直增大 D . 当AB中张力为零时，角速度可能为 $\text{[math]}$

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8. (2022高三上·菏泽期中) 如图所示，在某一水平地面上的同一直线上，固定一个半径为R的四分之一圆形轨道AB，轨道右侧固定一个倾角为30°的斜面，斜面顶端固定一大小可忽略的轻滑轮，轻滑轮与OB在同一水平高度。一轻绳跨过定滑轮，左端与圆形轨道上质量为m的小圆环相连，右端与斜面上质量为M的物块相连。在圆形轨道底端A点静止释放小圆环，小圆环运动到图中P点时，轻绳与轨道相切，OP与OB夹角为60°；小圆环运动到B点时速度恰好为零。忽略一切摩擦力阻力，小圆环和物块均可视为质点，物块离斜面底端足够远，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）

A . 小圆环到达B点时的加速度为 $\text{[math]}$ B . 小圆环到达B点后还能再次回到A点 C . 小圆环到达P点时，小圆环和物块的速度之比为 $\text{[math]}$ D . 小圆环和物块的质量之比满足 $\text{[math]}$

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二、多选题

9. (2023高一下·郑州月考) 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前 $\text{[math]}$ 内做匀加速直线运动， $\text{[math]}$ 末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其 $\text{[math]}$ 图像如图所示。已知汽车的质量 $\text{[math]}$ ，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍， $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ，则（　　）

A . 汽车在前 $\text{[math]}$ 内的牵引力为 $\text{[math]}$ B . 汽车在前 $\text{[math]}$ 内的牵引力为 $\text{[math]}$ C . 汽车的额定功率为 $\text{[math]}$ D . 汽车在前 $\text{[math]}$ 内克服摩擦力做功 $\text{[math]}$

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10. (2022高三上·菏泽期中) 两颗相距足够远的行星a、b，半径均为 $\text{[math]}$ ，两行星各自卫星的公转速度的平方 $\text{[math]}$ 与公转半径的倒数 $\text{[math]}$ 个的关系图像如图所示．则关于两颗行星及它们的卫星的描述，正确的是（）

A . 行星a的质量较大 B . 行星a的第一宇宙速度较大 C . 取相同公转半径，行星a的卫星向心加速度较小 D . 取相同公转速度，行星a的卫星周期较小

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11. (2022高三上·菏泽期中) 在粗糙水平面上静置一个质量为M的三角形斜劈A（两侧斜面倾角不相等，满足 $\text{[math]}$ ）。两个质量均为m的小物块P和Q恰能沿两侧斜面匀速下滑。若在下滑过程中，同时各施加一个平行于各自斜面的大小相等的恒力 $\text{[math]}$ ，如图所示，重力加速度为g，则在施力后P和Q下滑过程中（均未到达底端），下列判断正确的是（　　）

A . 物块P和物块Q的加速度大小相等 B . 因 $\text{[math]}$ 的水平分量更小，斜劈A有向右的运动趋势 C . 地面对斜劈A的支持力大小为 $\text{[math]}$ D . 若仅将 $\text{[math]}$ 的方向由平行于右侧斜面改为竖直向下方向，地面对斜劈A的摩擦力为零

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12. (2022高三上·菏泽期中) 如图所示，一竖直轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端与质量为m的物块a连接，初始时a保持静止。现有一质量为m的物块b从距a正上方h处自由释放，与a发生碰撞后一起运动但不粘连，压缩弹簧至最低点，然后一起上升到最高点时物块b恰好不离开物块a。物块a、b均可视为质点，弹簧始终处于弹性限度内，其弹性势能 $\text{[math]}$ （k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），重力加速度为g，下列说法正确的是（）

A . 两物块由于碰撞损失的机械能为 $\text{[math]}$ B . 从碰撞后到最高点，整个系统弹性势能的减少量为 $\text{[math]}$ C . 从碰撞后到最高点，两物块的最大动能为 $\text{[math]}$ D . 整个系统弹性势能的最大值为 $\text{[math]}$

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三、实验题

13. (2022高三上·菏泽期中) 某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个竖直加速度测量仪。取竖直向下为正方向，重力加速度g取 $\text{[math]}$ 。实验过程如下：

⑴将弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺；

⑵不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺2cm刻度处；

⑶将下端悬挂质量为 $\text{[math]}$ 的钢球，静止时指针位于直尺4cm刻度处，则该弹簧的劲度系数为 $\text{[math]}$ ；

⑷计算出直尺不同刻度对应的加速度，并标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度，各刻度对应加速度的值是的（选填“均匀”或“不均匀”）；

⑸如图所示，弹簧下端指针位置的加速度示数应为 $\text{[math]}$ （结果保留两位有效数字）。

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14. (2022高三上·菏泽期中) 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：
1. （1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是____。
  
  A . 理想实验 B . 等效替代法 C . 微元法 D . 控制变量法
2. （2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右露出的刻度，此时可研究向心力的大小与____的关系。
  
  A . 质量m B . 角速度ω C . 半径r
3. （3）在（2）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为；
4. （4）在（2）的实验中，其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则下列符合实验实际的是____
  
  A . 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小 B . 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值不变 C . 左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小 D . 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大
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四、解答题

15. (2022高三上·菏泽期中) 如图所示， $\text{[math]}$ 为空心圆管、C可视为质点的小球， $\text{[math]}$ 长度为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 与C在同一竖直线上， $\text{[math]}$ 之间距离为 $\text{[math]}$ 。零时刻， $\text{[math]}$ 做自由落体运动，C从地面以初速度 $\text{[math]}$ 开始做竖直上抛运动， $\text{[math]}$ 。
1. （1）要使C在 $\text{[math]}$ 落地前穿过 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 应大于多少；
2. （2）若 $\text{[math]}$ ，求C从 $\text{[math]}$ 端穿过 $\text{[math]}$ 所用的时间。
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16. (2022高三上·菏泽期中) 一个小孩做推物块的游戏，如图所示，质量为m的小物块A放置在光滑水平面上，紧靠物块右端有一辆小车B，小孩蹲在小车上，小孩与车的总质量为6m，一起静止在光滑水平面上，物块A左侧紧挨着足够长的水平传送带MN，传送带的上表面与水平面在同一高度，传送带以速度v顺时针转动。游戏时，A被小孩以相对水平面的速度 $\text{[math]}$ 向左推出，一段时间后返回到传送带右端N，继续向右追上小孩后又立即被小孩以相对水平面的速度 $\text{[math]}$ 向左推出，如此反复，直至A追不上小孩为止。已知物块A与传送带MN间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g。
1. （1）求物块第一次被推出后，小孩与车的速度大小 $\text{[math]}$ ；
2. （2）若传送带转动的速度 $\text{[math]}$ ，求物块被小孩第一次推出后到返回传送带右端N所用的时间。
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17. (2022高三上·菏泽期中) 某游戏装置由弹丸发射器，固定在水平地面上倾角为37°的斜面以及放置在水平地面上的光滑半圆形挡板墙构成。如图，游戏时调节发射器，使弹丸（可视为质点）每次从M点水平发射后都能恰好无碰撞地进入到斜面顶端N点，继续沿斜面中线下滑至底端P点，再沿粗糙水平地面滑至Q点切入半圆形挡板墙。已知弹丸质量 $\text{[math]}$ ，弹丸与斜面间的摩擦力 $\text{[math]}$ ，弹丸与水平地面的摩擦力 $\text{[math]}$ ，弹丸发射器距水平地面高度 $\text{[math]}$ ，斜面高度 $\text{[math]}$ ，半圆形挡板墙半径 $\text{[math]}$ ，不考虑P处碰撞地面时的能量损失，g取 $\text{[math]}$ 。
1. （1）求弹丸从发射器M点射出的动能 $\text{[math]}$ ；
2. （2）向左平移半圆形挡板墙，使P、Q重合，求弹丸刚进入半圆形轨道Q点时受到弹力的大小；
3. （3）左右平移半圆形挡板墙，改变PQ的长度，要使弹丸最后不会滑出半圆挡板墙区域，设停止位置对应转过的圆心角为 $\text{[math]}$ （弧度制），求圆心角 $\text{[math]}$ 与PQ的距离x满足的关系式。
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18. (2022高三上·菏泽期中) 如图所示，倾角为 $\text{[math]}$ 的斜面体ABC固定在水平地面上。弹簧一端与斜面底部的挡板连接，另一端自由伸长到D点，将质量为 $\text{[math]}$ 的物块乙轻放在弹簧上端，不栓接。质量为 $\text{[math]}$ 的物块甲以初速度 $\text{[math]}$ 沿斜面向下运动，到达D点后两物块相碰并粘连在一起，之后整体向下压缩弹簧至F点（F点图中未画出）后弹回，到E点时速度减为0，已知AD间的距离为 $\text{[math]}$ ， DE间的距离为 $\text{[math]}$ 。两物块均可视为质点，物块甲、乙与斜面间的动摩擦因数分别为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，弹簧弹性势能表达式为 $\text{[math]}$ ，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。重力加速度g取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。
1. （1）求物块甲到达D点时的速度；
2. （2）求F点与D点间的距离以及弹簧压缩至F点时弹性势能；
3. （3）若物块甲到达D点后两物块相碰不粘连，试求：
  ①两物块分离的位置距F点的距离；
  
  ②两物块分离时到物块再次相撞经历的时间（可用根号形式表示结果）
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