1、山西大学附中20222023 学年第一学期期中考试高三物理试题（考查时间：90 分钟）（考查内容：力学）命题人：审核人：一一、选选择择题题(每每题题 4 4 分分，共共 4 48 8 分分。1 18 8 为为单单选选；9 912 为为多多选选，漏漏选选得得两两分分，多多选选或或错错选选不不得得分分）1图甲为挂在架子上的双层晾衣篮。上、下篮子完全相同且保持水平，每个篮子由两个质地均匀的圆形钢圈穿进网布构成，两篮通过四根等长的轻绳与钢圈的四等分点相连，上篮钢圈用另外四根等长轻绳系在挂钩上。晾衣篮的有关尺寸如图乙所示，则图甲中上、下各一根绳中的张力大小之比为（）A1：1B2：1C5：4D5：22 歼
2、20 战斗机安装了我国自主研制的矢量发动机，能够在不改变飞机飞行方向的情况下，通过转动尾喷口方向改变推力的方向，使战斗机获得很多优异的飞行性能。已知在歼20 战斗机沿水平方向超音速匀速巡航时升阻比（垂直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比）为k，飞机的重力为G，能使飞机实现水平匀速巡航模式的最小推力是（）A21GkBGkC21GkDG3如图所示，某位高三同学手拉轻绳，带动铁球接近地面做匀速圆周运动，已知绳长为1.8m，该同学手臂长约0.7m，肩膀距离地面约1.5m，铁球质量为6kg，重力加速度210m/sg，则（）A轻绳对双手的拉力约为60NB轻绳对双手的拉力约为200NC该同学一分钟大约转
3、 25 圈D该同学一分钟大约转 50 圈4 如图所示为体育课“50m折返跑”示意图，某同学加速阶段的最大加速度大小为25m/s，最大速度为10m/s，其减速阶段的最大加速度大小为210m/s，到达折返线处时需减速到零；返回终点时速度可以不为零。若该同学在加速和减速阶段的运动均可视为匀变速直线运动，则该同学“50m折返跑”来回的最短时间为（）A13sB12.5sC12sD10s5如图所示，竖直墙壁与光滑水平地面交于B点，质量为1m的光滑半圆柱体紧靠竖直墙壁置于水平地面上，O为半圆柱体截面所在圆的圆心，质量为2m且可视为质点的均质小球用长度等于A、B两点间距离的细线悬挂于竖直墙壁上的A点，小球静置
4、于半圆柱体上。当换用质量不变，而半径不同的光滑半圆柱体时，细线与竖直墙壁的夹角就会跟着发生改变。已知重力加速度为g，不计各接触面间的摩擦，下列正确的是（）A当60时，细线对小球的拉力大小为23m gB当60时，半圆柱体对小球的支持力大小为212m gC换用半径更小的半圆柱体时，半圆柱体对地面的压力保持不变D换用半径不同的半圆柱体时，半圆柱体对竖直墙壁的最大压力大小为212m g6如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，0t时刻波传播到2mx 处的P点，再经过0.3s，质点P第一次到达波峰，质点Q在8mx 处，下列说法不正确的是（）A这列波传播的速度大小为5m/sB3st 时刻，Q点第一次到达波
5、谷C这列波与频率为2.5Hz的波相遇可以发生干涉D当质点Q运动的路程为6cm时，质点P运动的路程为42cm7某位同学在电梯中用弹簧测力计测量一物体的重力，在 0 至t3时间段内，弹簧测力计的示数F随时间t变化如图所示，以竖直向上为正方向，则下列关于物体运动的at图、vt图及Pt图（P为物体重力的功率大小）可能正确的是（）ABCD8如图所示，由弹丸发射器、固定在水平面上的 37斜面以及放置在水平地面上的光滑半圆形挡板墙（挡板墙上分布有多个力传感器）构成的游戏装置，半圆形挡板的半径R=0.5m，斜面高度h=0.9m，弹丸与斜面间的动摩擦因数1=0.5。游戏者调节发射器，弹丸到B点时速度沿斜面且大小
6、为 5m/s，接着他将半圆形挡板向左平移使C、D两端重合。挡板墙上各处的力传感器收集到的侧压力F与墙上转过圆心角之间的关系如图所示。下列说法正确的是（）A弹丸的质量为 0.1kgB弹丸的质量为 0.4kgC弹丸与地面的动摩擦因数为 0.8D弹丸与地面的动摩擦因数为 0.69如图，真空中固定两个等量异种点电荷，O 点为两点电荷连线的中点，B 点为两点电荷连线上的一点，且位于 O点左侧，AO 为两点电荷连线的中垂线，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是（）AO 点的电场强度为零BA 点的电势为零C将一质子沿两点电荷连线从 B 点移动到 O 点，此过程中电场力做正功D将一质子沿中垂线从 A 点移动到
7、 O 点，此过程中质子所受电场力一直减小10火星是距离地球最近的行星，如图所示，地球绕太阳运动的轨道半径为1R，火星绕太阳运动的轨道半径为2R。若一探测器被发射后绕太阳运动的轨道是椭圆，该椭圆以地球轨道上的A点为近日点，以火星轨道上的B点为远日点。已知地球公转的周期为T，引力常量为G，太阳质量远大于地球、火星的质量，不计火星、地球对探测器的影响，下列说法正确的是（）A太阳质量为23124RGTB火星公转的周期为3212RTRC探测器在A点的速率与在B点的速率之比为1212RRRD探测器在椭圆轨道运行的周期为321212RRTR11一热气球悬停在距地面 65m 处（无人区），由于工作人员操作失误
8、，热气球在很短时间内漏掉了一部分气体，被及时堵住后气球在竖直方向由静止开始向下做匀加速直线运动，30s 后速度增加到 3m/s，此时工作人员立即抛出一些压舱物，热气球开始做匀减速直线运动，又过了 30s 气球再次到达之前的高度。已知热气球漏掉一部分气体后的总质量为 600kg，堵住后受到的浮力大小不变，热气球受到的阻力可以忽略不计，取重力加速度大小210m/sg，下列说法正确的是（）A热气球向下做匀加速直线运动的加速度大小为20.1m/sB热气球堵住后受到的浮力大小为 5940NC热气球距地面的最小距离为 20mD抛出物的质量为 23.3kg12已知弹簧弹性势能的表达式2p12Ekx，其中k为
9、劲度系数，x为弹簧的形变量。如图所示，长1mL 的木板A静止在光滑水平面上，其左侧固定一劲度系数120N/mk 的水平轻质弹簧，弹簧原长025cml，右侧用一不可伸长的轻质细绳连接于竖直墙上。现使质量1kgm 的小物块B（视为质点）以一定的初速度从木板的右端向左滑动，一段时间后小物块压缩弹簧，细绳被拉断，小物块与木板上表面间的动摩擦因数0.4，取重力加速度大小210m/sg，右侧细绳能够承受的最大拉力m10NT，下列说法正确的是（）A细绳被拉断后，木板A和小物块B组成的系统动量守恒B细绳断裂瞬间弹簧的弹性势能为5J12C小物块滑上木板的初动能k335JE D其他条件相同的情况下，k越大，细绳越
10、难被拉断二二、实实验验题题（每每空空 2 2 分分，共共 1 14 4 分分）13设计如图 1 所示的实验装置来探究“质量一定时，物块甲的加速度与其所受合力的关系”。（1）按图 1 所示连接好实验装置。（2）将物块甲靠近打点计时器，先接通电源，再同时由静止释放物块甲与乙。物块甲拖动纸带向上运动打出一条纸带，同时记录力传感器的示数F。（3）某次实验中打出的部分纸带如图 2 所示。在纸带上取A、B、C、D、E共 5 个相邻的计时点，测出相邻两点间的距离分别为x1、x2、x3、x4，打点计时器打点周期为T，则纸带加速度大小a=_（用x1、x2、x3、x4和T表示）（4）改变物块_（填“甲”或“乙”）
11、的质量，重复步骤（2）（3），记录每次力传感器的示数F，并计算出对应纸带的加速度大小a。（5）以力传感器示数F为横坐标，纸带加速度a为纵坐标，作出a-F图像如图 3 所示，不计轻滑轮质量及一切摩擦。可得出物块甲的质量m甲=_（用字母x0、y0表示）。14如图所示为某实验小组利用单摆探究两小球一维对心碰撞时机械能变化的设计方案，在悬点O处细绳与拉力传感器连接，通过传感器与计算机可以测量细绳中的拉力大小随时间的变化情况，细绳末端系有一个小球 A，质量为m1.水平放置的炽热的电热丝 P 固定在O点的正下方，当细绳摆至电热丝处时被电热丝瞬间烧断；在悬点O正下方h处有一水平台面MN，质量为m2的小球 B
12、 静止放置于电热丝P的下方（图中 B 球没有画出，B 球的大小与 A 球相同）。已知悬线长为L，悬点到水平台面MN的距离OO=h（hL），小球的质量m1m2。（1）电热丝 P 必须放在悬点正下方，而小球 B 必须放在悬点正下方略微偏右的位置，保证 A、B 两球在水平方向发生对心碰撞。（2）将小球 A 向左拉起适当角度后自由释放，接着 A、B 两小球在水平方向发生碰撞，最后 A、B 两小球分别落到水平台面上的C、D（D点图中没有标出）两点，OC=S1，OD=S2，在 A 球下摆的过程中，计算机显示细绳中的拉力由F1增大为F2.则碰撞前 A 小球的动能EkA=_，碰撞后 A 小球的动能kAE=_，
13、碰撞后B小球的动能kAE=_。（3）在其他条件不变的情况下，移走小球 B，改变释放小球 A 时细绳与竖直方向的夹角，小球 A 落点与O点的水平距离S1将随之改变，则S1和传感器的拉力F2之间的函数关系式为_（注意：以上每空中的表达式必须用题目中的字母表示）。三三、解解答答题题（1 15 5 题题 1 10 0 分分；1 16 6 题题 1 10 0 分分；1 17 7 题题 1 18 8 分分）15我国舰载机歼-15 在“辽宁舰”上首降成功，降落后又成功实现滑跃式起飞。某兴趣小组通过查阅资料对舰载机滑跃起飞过程进行了如下的简化模拟：假设起飞时航母静止，飞机质量视为不变并可看成质点，航母起飞跑道
14、由如图所示的AB、BC两段轨道组成（二者平滑连接，不计拐角处的长度），其水平轨道AB长L125m，斜面轨道末端C点与B点的高度差h5m。一架歼-15 飞机的总质量42 10 kgm，离开C端的起飞速度v60m/s。若某次起飞训练中，歼-15 从A点由静止启动，飞机发动机的推动力大小恒为52.4 10 NF，方向与速度方向相同，飞机受到空气和轨道平均阻力的合力大小恒为44 10 Nf，重力加速度210m/sg。求：（1）飞机在水平轨道AB上运动的时间t；（2）要保证飞机正常起飞，斜面轨道的最小长度0l。16北海公园荷花池中的喷泉如图甲所示，其水泵以一定的角度将水喷向空中，水的运动轨迹示意图如图乙
15、所示，水上升的最大高度为h，落在水面的位置距喷水口的距离为d。已知喷水口的水流量为Q，水的密度为，重力加速度为g，忽略空气阻力。(1)求上述喷泉中水上升至最大高度时水平速度的大小vx；(2)假设水击打在水面上时速度立即变为零，且在极短时间内击打水面的水受到的重力可忽略不计，求水击打水面竖直向下的平均作用力的大小Fy。17 如图所示，光滑水平轨道ABC上固定一半径R=2.6m 的光滑螺旋状圆轨道，质量m=1kg的物块（视为质点）静止在A点，圆轨道与水平轨道紧密平滑连接于B点（圆轨道出口B点可认为与入口B点重合），水平轨道C点右侧与质量M=2kg、静止放置在水平面上的木板上表面平齐，木板右端竖直固
16、定一竖直挡板（质量、厚度均不计）。物块与木板间的动摩擦因数10.4，木板与水平面间的动摩擦因数20.2。现给物块施加一大小F=6.5N、水平向右的推力，t=2s 后撤去力F（物块未到达B点），物块滑上木板后能与挡板发生弹性碰撞，且碰撞时间极短，最终物块停在木板上，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，求：（1）物块通过圆轨道最高点D时对轨道的压力大小FN；（2）物块与挡板碰撞后瞬间，物块与木板的速度大小之比k；（3）木板的最小长度 L。山西大学附中 20222023 学年第一学期期中考试高三物理答案一一、选选择择题题1D2C3C4B5D6B7C8D9BC10AD11AB
17、D12AC13431224xxxxT乙002xy14212LFm g2114()m gShL2224()m gShL212()2()L hLFL hLm g15（1）5st；（2）060ml【详解】（1）飞机在水平轨道AB上，根据牛顿第二定律有1Ffma2 分解得2110m/sa 根据位移公式则有2112La t1 分解得飞机在水平轨道AB上运动的时间125sLta1 分（2）飞机在水平轨道末端B点的速度大小为150m/sBva t1 分在BC轨道上，根据牛顿第二定律则有2sinFmgfma2 分解得210 10sina根据位移公式则有222 02Bvva l1 分其中0sinhl1 分联立解
18、得斜面轨道的最小长度060ml 1 分16(1)x22dgvh;(2)y2FQgh【详解】(1)由平抛规律可知，竖直方向212hgt1 分水平方向x2dv t1 分解得x22dgvh2 分(2)极短时间t内击打在水面上的水的质量mQ t1 分水击打在水面上竖直方向的速度y2vgh1 分设水受到的竖直方向的平均作用力为F，向下为正，由动量定理y0F tmv 2 分依据牛顿第三定律，可得竖直方向平均作用力的大小y2FQgh2 分17（1）N15NF；（2）12；（3）6.5mL【详解】（1）撤去推力后，根据动量定理，此时物块的动量为mvFt1 分物块从B点到D点的过程中，由机械能守恒定律有2211
19、222DmvmvmgR1 分对物块在D点受力分析有2DmvFmgR1 分由牛顿第三定律有NFF1 分解得N15NF 1 分（2）物块滑上木板后受到的滑动摩擦力大小114Nfmg木板与水平面间的滑动（最大静）摩擦力2216NfmM gf由于21ff，木板相对水平面不滑动，物块滑到木板右端的过程中，由动能定理有22101122mgLmvmv1 分物块与挡板碰撞过程，由动量守恒定律有012mvmvMv1 分由弹性碰撞过程中机械能守恒有222012111222mvmvMv1 分解得碰撞后瞬间物块的速度013vv 负号表示方向水平向左。碰撞后瞬间木板的速度0223vv 则物块与木板的速度大小之比为121
20、2vkv2 分（3）碰撞后物块的加速度大小11mgam得214m/sa 1 分碰撞后木板的加速度大小122mgmM gaM得225m/sa 1 分由于2121vvaa可知物块速度减至 0 后会反向加速，设从碰撞后瞬间到物块和木板的速度恰好相等时的时间为t，该相同速度大小为3v，有31122vvatva t可得039vv，0012s9vvtaa1 分当物块和木板的速度相同后，整体的加速度大小232mM gagmM1 分由于31aa所以物块与木板不再发生相对运动。从碰撞后瞬间到物块和木板的速度恰好相等的过程中，物块运动的位移大小2213112vvxa1 分木板向右运动的位移大小2223222vvxa1 分为使物块停在木板上12Lxx1 分解得6.5mL 1 分
