1、1 北师大附属实验中学 2022-2023 学年度第一学期期中考试 高三年级物理试卷 考 生 须 知 1 本试卷共 12 页，共四道大题，21 道小题；答题纸共 4 页。满分 100 分。考试时间 90 分钟。2在答题卡上准确填写行政班、教学班、姓名、学号。3试卷答案一律填写在答题卡上，在试卷上作答无效。4在答题卡上，选择题须用 2B 铅笔将选中项涂黑涂满，其他试题用黑色签字笔作答。命题人：严为军 审题人：李宇炜 一、单项选择题（本题共 10 小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项最符合题意。每小题 3 分，共 30 分）1声波是一种机械波，具有波的特性，关于声波下列说法中正确的是 A不
2、同频率的声波在空气中相遇时不会叠加 B高频声波和低频声波相遇时能发生干涉现象 C相同条件下，低频声波比高频声波更容易发生衍射现象 D不同频率的声波在空气中相遇时频率均会发生改变 2.钢架雪车也被称为俯式冰橇,是 2022 年北京冬奥会的比赛项目之一。运动员需要俯身平贴在雪车上，以俯卧姿态滑行。比赛线路由起跑区、出发区、滑行区及减速区组成。如图,若减速区 A、B 间距离为 200 m,运动员某次用时 15 s 通过减速区以某一速度通过终点,假设运动员在 AB 段做匀变速直线运动。从以上数据可以确定 A.运动员通过 A 点时的速度 B.运动员通过 B 点时的速度 C.运动员在 AB 段运动的加速度
3、 D.运动员在 AB 段运动的平均速度 2 3甲、乙两个单摆的振动图像如图所示，由图可知 At=2s 时，甲的回复力为 0，乙的速度为 0 Bt=4s 时，甲、乙的速度方向相同 C甲、乙两个摆的振幅之比是 4:1 D甲、乙两个摆的摆长之比是 2:1 4一列横波某时刻的波形如图 1 所示，图 2 表示介质中质点 L 此后一段时间内的振动图像。由此可判断出 A该列波沿 x 轴负方向传播 B从该时刻起经4T，质点 N 运动到最大负位移处 C从该时刻起经4T，质点 L 运动到 M 所在位置 D从该时刻起的4T内，质点 L 的加速度逐渐减小 5.如图所示,两轻质肩带将裙子对称地悬挂在三角形衣架上晾晒。每
4、根肩带倾斜，A 处肩带与衣架臂的夹角90，则 A.衣架对裙子的作用力大于裙子的重力 B.每根肩带的拉力等于裙子重力的一半 C.A 处肩带所受的静摩擦力小于肩带的拉力 D.A 处肩带所受支持力等于肩带的拉力大小 图 2 y O T t 图 1 y O M K L N x 3 6 截至 2020 年 11 月，被誉为“中国天眼”的 500 米口径球面射电望远镜（FAST）已取得一系列重大科学成果，发现脉冲星数量超过 240 颗。脉冲星就是旋转的中子星，每自转一周，就向外发射一次电磁脉冲信号，因此而得名。若观测到某个中子星发射电磁脉冲信号的周期为T，该中子星的半径为R，已知万有引力常量为G，中子星可
5、视为匀质球体，由以上物理量可以求出 A该中子星的质量 B该中子星的第一宇宙速度 C该中子星赤道表面的重力加速度 D该中子星赤道上的物体随中子星转动的向心加速度 7.一物理学习小组在竖直电梯里研究超重失重现象：力传感器上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为 m 的钩码。当电梯在 1 楼和 3 楼之间运行时，数据采集系统采集到拉力 F 随时间 t 的变化如图所示。忽略由于轻微抖动引起的示数变化，下列说法正确的是 A.a 到 b 过程中电梯向上运动，b 到 c 过程 中电梯向下运动 B.a到 c过程中钩码的机械能先增加后减小 C.图形 abc 的面积等于图形 def 的面积 D.a 到 b 过程中钩
6、码处于超重状态，b 到 c 过程中钩码处于失重状态 8 蹦床是体操运动的一种，有“空中芭蕾”之称。为了能够更好地完成空中动作，在网上准备阶段运动员要设法使自己弹得足够高。如图所示，蹦床的中心由弹性网面组成，若运动员从离水平网面 3m 高处由静止自由下落，着网后沿竖直方向回到离水平网面 5m高处，则在此过程中 A只有重力对运动员做功，运动员的机械能守恒 B运动员的机械能增加，是因为弹性网弹力对运动员做正功 C弹性网弹力对运动员的冲量大小等于运动员重力的冲量大小 D弹性网弹力对运动员的冲量大小大于运动员重力的冲量大小 .a.b c d e f 0 1 2 3 4.4 9 在“探究加速度与物体受力、
7、物体质量的关系”实验中，将具有加速度测量功能的智能手机固定在小车上，改装成如图 1 所示的装置来测量小车加速度。小车的质量 M=300g，槽码的质量 m=30g。小车由静止释放，设小车前进的方向为正方向，通过手机软件测得加速度随时间变化图像如图 2 所示，其中减速过程中加速度超过了手机的显示范围。关于此实验的分析，下列说法正确的是 A放手机与不放手机相比，小车加速过程中的加速度较大 B放手机与不放手机相比，小车加速过程中细线对小车的拉力较小 C小车与制动器碰撞前的速度大小约为 2.4 m/s D 此手机的质量约为 170g 10如图甲所示，轻杆一端与一个小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖
8、直平面内自由转动。现给小球一个初速度使其在竖直平面内做圆周运动，从某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度 vx随时间 t 的变化关系如图乙所示。不计空气阻力。下列说法中正确的是 At1时刻小球通过最高点，图乙中 S1和 S2的面积相等 Bt2时刻小球通过最高点，图乙中 S1和 S2的面积相等 Ct1时刻小球通过最高点，图乙中 S1和 S2的面积不相等 Dt2时刻小球通过最高点，图乙中 S1和 S2的面积不相等 槽码 制动器 5 二、不定项选择题（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题意，不全得 2 分，有错得 0 分）11
9、“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述不不正确的是 A 摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变 B 在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力 C摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零 D摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变 12如图（a）所示，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。0t=时，木板开始受到水平外力F的作用，在4st=时撤去外力。细绳对物块的拉力 f 随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示。木板
10、与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取210m/sg=。由题中所给数据可以得出 A2s 4s内，物块与木板之间的滑动摩擦力为0.2N B0 2s内，力F的大小保持不变 C2s 4s内，力F的大小为0.4N D物块的质量为1kg 6 132020 年 12 月 17 日“嫦娥五号”首次地外天体采样返回任务圆满完成。在采样返回过程中，“嫦娥五号”要面对取样、上升、对接和高速再入等四个主要技术难题，要进行多次变轨飞行。“嫦娥五号”绕月球飞行的三条轨道示意图如图所示，轨道 1 是贴近月球表面的圆形轨道，轨道 2 和轨道3 是变轨后的椭圆轨道，并且都与轨道 1 相切于 A 点。A 点是轨道 2 的近月
11、点，B 点是轨道 2 的远月点，“嫦娥五号”在轨道 1 上的运行速率约为 1.7km/s。不计变轨中“嫦娥五号”的质量变化，不考虑其他天体的影响，下列说法中正确的是 A“嫦娥五号”在轨道 2 经过 A 点时的加速度等于在轨道 1 经过 A 点时的加速度 B“嫦娥五号”在轨道 2 经过 B 点时的速率可能大于 1.7km/s C“嫦娥五号”在轨道 3 上运行的最大速率大于其在轨道 2 上运行的最大速率 D“嫦娥五号”在轨道 3 所具有的机械能大于在轨道 2 所具有的机械能 14.“血沉”是指红细胞在一定条件下沉降的速度，在医学中具有重要意义。测量“血沉”可将经过处理后的血液放进血沉管内，由于重力
12、作用，血液中的红细胞将会下沉。设血沉管竖直放置且足够深红细胞的形状可看成球体。已知红细胞下落过程中受到血液的粘滞阻力表达式为 f=6rv，其中 为血液的粘滞系数，r 为红细胞半径，v 为红细胞运动的速率。若某血样中半径为 r 的红细胞,由静止下沉直到匀速运动的速度为 vm，红细胞密度为1，血液的密度为 2。以下说法正确的是 A.该红细胞先做匀加速运动，后做匀速运动 B.该红细胞的半径可表示为 r=9m2(1-2)C.若血样中红细胞的半径较小，则红细胞匀速运动的速度较大 D.若采用国际单位制中的基本单位来表示 的单位，则其单位为kg ms 7 三、实验探究题（本题共 2 小题，共 14 分）15
13、用图 1 所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。（1）组装单摆时，应该选用_。（用器材前字母表示）A长度为 1m 左右的细线 B长度为 30cm 左右的细线 C直径约为 1.8cm 的塑料球 D直径约为 1.8cm 的钢球 （2）如图 2 所示，用游标卡尺测量摆球直径。摆球直径 d=_cm。（3）甲同学测量了 6 组数据，在坐标纸上描点作图得到了如图3 所示的图像，其中 T 表示单摆的周期，L 表示单摆的摆长。用 g 表示当地的重力加速度，图线的数学表达式可以写为 T2=_（用题目所给的字母表示）。由图像可计算出当地的重力加速度 g=_m/s2（取 3.14，计算结果保留两位有效数字）。（
14、4）乙同学在实验中操作不当，使得摆球没有在一个竖直平面内摆动。他认为这种情况不会影响测量结果，所以他仍然利用所测得的运动周期根据单摆周期公式计算重力加速度。若将小球的实际运动看作是在水平面内的圆周运动，请通过推导，分析乙同学计算出的重力加速度与真实值相比是偏大还是偏小_。8 16如图 1 所示，用半径相同的两个小球的碰撞验证“动量守恒定律”。实验时先让质量为 m1的 A 球从斜槽上某一固定位置 C 由静止释放，A 球从轨道末端水平抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹，重复上述操作 10 次，得到 10 个落点痕迹的平均落点 P，再把质量为 m2的 B 球放在水平轨道末端，将
15、 A 球仍从位置 C 由静止释放，A球和 B 球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作 10次，M、N 为碰后两个落点的平均位置，O 点是水平轨道末端在记录纸上的竖直投影点，如图 2 所示。（1）下列说法中正确的有_（选填选项前的字母）。A安装的轨道必须光滑，末端必须水平 B实验前应该测出斜槽末端距地面的高度 C实验中两个小球的质量应满足 m1m2 D除了图中器材外，完成本实验还必须使用的器材是天平、刻度尺和秒表 EB 球被碰后的落点平均位置一定是 N 点 （2）实验中，测量出两个小球的质量1m、2m，测量出三个落点的平均位置与 O 点距离 OM、OP、ON 的长度分别为 x1、x2
16、、x3。在实验误差允许范围内，若满足关系式_（用所测物理量的字母表示），则可以认为两球碰撞前后的总动量守恒。（3）某实验小组设计用上述装置来研究碰撞前后动能的变化，方案如下：如图 3 所示，让从斜槽轨道滚下的小球打在正对的竖直墙上，把白纸和复写纸附在墙上，记录小球的落点。选择半径相等的钢球 A 和塑料球 B 进行实验，测量出 A、B 两球的质量1m、2m，其他操作重复验证动量守恒时的步骤。如果M、P、N为竖直记录纸上三个落点的平均位置，小球静止于水平轨道末端时球心在竖直记录纸上的水平投影点为 O，用刻度尺测量M、P、N到 O的距离分别为 y1、y2、y3。a.在实验误差允许范围内，若满足关系式
17、_（用所测物理量的字母表示），则可认为碰撞前后两球的总动能相等。9 b.在实际操作时发现，B 球打在竖直墙壁反弹后与 A 球在空中碰撞而无法获得 A 球的落点。这种空中碰撞是偶然还是有很大可能。请判断并说明理由 四、论述、计算题（本题共 5 小题。共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，画出必要的示意图。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）17（6 分）如图所示，一个质量为 10kg 的箱子，在水平推力 F 的作用下静止在倾角为 37的斜面上。已知箱子与斜面间的动摩擦因数为 0.5，斜面足够长，g取 10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8。（1）若
18、要使箱子和斜面间的摩擦力刚好为零，推力 F 应为多大？（2）若撤去推力 F a箱子沿斜面下滑的加速度是多大？b箱子沿斜面下滑 4m 时的速度是多大？18.（7 分）如图所示，竖直平面内的四分之一圆弧轨道下端与水平桌面相切，小滑块A 和 B 分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点。现将 A 无初速度释放，A与 B 碰撞后结合为一个整体，并沿桌面滑动。已知圆弧轨道光滑，半径R=0.8m；A 和 B 的质量均为 m=0.1kg，A 和 B 整体与桌面之间的动摩擦因数=0.2。取重力加速度 g=10m/s2。求：（1）与 B 碰撞前瞬间 A 对轨道的压力 N 的大小；（2）A 与 B 碰撞过程中系统损失的
19、机械能；（3）A 和 B 整体在桌面上滑动的距离 l。37F10 19（8 分）如图甲所示，劲度系数为 k 的轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m 的小物块。以小物块的平衡位置为坐标原点 O，以竖直向下为正方向建立坐标轴 Ox。现将小物块向上托起，使弹簧恢复到原长时将小物块由静止释放，小物块在竖直方向做往复运动，且弹簧始终在弹性限度内。（1）以小物块经过平衡位置向下运动过程为例，通过推导说明小物块的运动是否为简谐运动。（2）求小物块由最高点运动到最低点过程中，重力势能的变化量 EP1、弹簧弹性势能的变化量 EP2。（3）在图乙中画出由最高点运动到最低点过程中，小物块的加速度 a 随 x变化的图像
20、，并类比直线运动中由 v-t 图像求位移的方法，利用此图像求出小物块向下运动过程中的最大速度。图甲 O x a x 图乙 O 11 20.（9 分）北京时间 2020 年 12 月 2 日 4 时 53 分，探月工程“嫦娥五号”的着陆器和上升器组合体完成了月壤采样及封装。封装结束后上升器的总质量为m，它将从着陆器上发射，离开月面。已知月球质量为 M，表面重力加速度为 g，引力常量为 G，忽略月球的自转。(1)求月球的半径 R；(2)月球表面没有大气层。上升器从着陆器上发射时，通过推进剂燃烧产生高温高压气体，从尾部向下喷出而获得动力，如图所示。已知喷口横截面积为 S，喷出气体的密度为，若发射之初
21、上升器加速度大小为 a，方向竖直向上，不考虑上升器由于喷气带来的质量变化，求喷出气体的速度大小 v；(3)不计其它力的作用，当上升器绕月飞行时，可认为是上升器与月球在彼此的万有引力作用下，绕二者连线上的某一点 O共同做匀速圆周运动。此时可以等效的认为在 O 点有一静止的“等效月球”，替代原来的月球对上升器产生力的作用，使其绕“等效月球”做同样的匀速圆周运动。求“等效月球”的质量M。12 21（10 分）秋千、钟摆等运动都是我们熟悉的摆动现象。它们形状各异，却遵循着相似的规律。如图 1 所示，一个摆的摆长为L，小球质量为m，拉起小球使摆线与竖直方向夹角为 时将小球由静止释放，忽略空气阻力。（1）
22、求小球运动到最低点时的角速度大小。（2）如果只把小球的质量改为 2m，还是从相同的位置由静止释放，则小球从静止到最低点的时间与原来相比是否会发生变化？简要说明理由。（3）如果把摆线换成长仍为L的轻杆，如图 2 所示，一端可绕固定在O点的光滑轴承在竖直平面内转动，在距O点为2L和L处分别固定一个质量均为m、可看作质点的小球，忽略轻杆的质量和空气阻力。a 将杆与小球组成的系统仍拉到与竖直方向成 角的位置由静止释放，当系统向下运动到最低点时，求此时系统的角速度大小 b当 角较大时，单摆的运动将不能看做简谐运动，周期公式也不能使用。如果通过实验测得上面（2）中的运动周期为T，能否推算出此时轻杆系统的运动周期？如果不能，请说明理由；如果能，请写出推导过程并算出结果。图 2 O
