2022-2023学年重庆市长寿中学高三上学期半期考试物理试题（解析版）

重庆市长寿中学校2022-2023学年高三上半期考试物理试题一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的。）1.在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献。下列叙述符合物理学史实的是（）A.胡克发现了弹簧弹力与弹簧形变量的关系B.开普勒以行星运动定律为基础总结出万有引力定律C.牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量D.伽利略在前人的基础上通过观察总结得到行星运动三定律【答案】A【解析】【详解】A．胡克发现了弹簧弹力与弹簧形变量的关系。故A正确；B．牛顿以行星运动定律为基础总结出万有引力定律。故B错误；C．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了引力常量。故C错误；D．开普勒在前人的基础上通过观察总结得到行星运动三定律。故D错误。故选A。2.一质点在x轴上运动，初速度v0>0，加速度a>0，当加速度a的值由零逐渐增大到某一值后再逐渐减小到零，则该质点（）A.速度先增大后减小，直到加速度等于零为止B.速度一直在增大，直到加速度等于零为止C.位移先增大，后减小，直到加速度等于零为止D.位移一直在增大，直到加速度等于零为止【答案】B【解析】【详解】AB．由于加速度的方向始终与速度方向相同，质点速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值，A错误，B正确；CD．位移逐渐增大，当加速度减小到零时，速度不再变化，位移将随时间继续增大，CD错误。故选B。3.如图是某轮船在海面上运动的速度－时间图像，则下列说法正确的是（）A.轮船在0～66s内的平均速度大小等于7.5m/sB.轮船在66s末运动方向改变C.轮船在66～96s内运动了225mD.轮船在96～116s内做匀减速直线运动【答案】C【解析】【详解】A．根据图像可知轮船在0～66s内做加速度减小的加速运动，所以平均速度大小大于故A错误；B．由题图知，轮船在66s末速度方向没有发生改变，故B错误；C．v－t图线与时间轴围成的面积等于位移，则轮船在66～96s内运动了故C正确；D．轮船在96～116s内做反向的匀加速直线运动，故D错误。故选C。4.某物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角为，其正切值tan随时间t变化的图象如图所示，（g取10m/s2）则（）A.第1s物体下落的高度为5m B.第1s物体下落的高度为10mC.物体的初速度为5m/s D.物体的初速度为15m/s【答案】A【解析】【详解】CD．因对应图象可得v0=10m/s故CD错误；AB．第1s内物体下落的高度h=gt2=×10×12m=5m故A正确，B错误。故选A5.如图所示，一轻杆两端分别固定质量为mA和mB的两个小球A和B（可视为质点），将其放在一个直角形光滑槽中，已知当轻杆与槽左壁成α角时，B球沿槽上滑的速度为vB，则此时A球的速度vA的大小为（）A.vB B. C. D.vBtanα【答案】D【解析】【详解】对B球的速度合成与分解可知，杆运动的速度为对A球分析可知故选D。6.如图所示，半径相同、质量分布均匀的圆柱体E和半圆柱体M靠在一起，E、M之间无摩擦力，E的重力为G，M下表面粗糙，E、M均静止在水平地面上，现过E的轴心施以水平作用力F，可缓慢地将E拉离地面一直滑到M的顶端，整个过程中，M始终处于静止状态，对该过程的分析，下列说法不正确的是（）A.地面所受M的压力不变B.地面对M的摩擦力逐渐增大C.开始时拉力F最大，且为，以后逐渐减小为0D.E、M间的压力开始时最大，且为2G，以后逐渐减小到G【答案】B【解析】【详解】A．取整体为研究对象，地面所受M的压力不变，总等于二者的总重力，A正确，不符合题意；CD．圆柱体E受重力G、拉力F、半圆柱体的支持力N作用处于平衡状态，这三个力构成封闭三角形，如图所示开始时N与竖直方向成60°角，对应图中最大三角形，此时拉力F和半圆柱体的支持力N都最大，其大小分别为随着E向上移动，三角形逐渐减小，拉力F、半圆柱体的支持力N都逐渐减小，当E移动到M顶端时，F减小到零，N减小到G，故开始时拉力F最大，且为，以后逐渐减小为0，E、M间的压力开始时最大，且为2G，以后逐渐减小到G，CD正确，不符合题意；B．取整体为研究对象，地面对M的摩擦力等于拉力F，所以摩擦力随拉力F的减小而减小，B错误，符合题意。故选B。7.如图，叠放在水平转台上的物体A、B随转台一起以角速度匀速转动，A、B物体的质量分别是2m、m，A与B、B与转台间的动摩擦因素均为，B通过轻绳与转轴O1O2相连，轻绳保持水平，A、B可视为质点，A、B到转轴的距离为r，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.A对B的摩擦力方向指向圆心B.转台的角速度一定满足C.当轻绳将开始要出现张力时，角速度D.B对A的摩擦力大小一定等于【答案】C【解析】【详解】A．由受力分析可知，A做圆周运动的向心力只能由B对A的摩擦力提供，所以B对A的摩擦力方向指向圆心，由牛顿第三定律可知A对B的摩擦力方向背离圆心，故A错误；B．A做圆周运动的摩擦力只能由B对A的摩擦力提供，A所受的最大静摩擦力为可得解得故B错误；C．当绳子刚要出现张力时，转盘对B的静摩擦力达到最大，将A、B看成一个整体，由受力分析有解得故C正确；D．当时，B对A的摩擦力小于，故D错误。故选C。二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分）8.如图所示，质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球逆时针做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨道上，a距离地球表面的高度为R，此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M，半径为R，地球自转的角速度为ω，引力常量为G，则（）A.发射卫星b时速度要大于11.2km/sB.卫星a的线速度大于卫星b的线速度C.要使卫星c与b实现对接，可让卫星c加速D.卫星a和b下次相距最近还需经过时间为【答案】BD【解析】【详解】A．卫星b绕地球做匀速圆周运动，7.9km/s是指在地球上发射的物体绕地球飞行做圆周运动所需的最小发射速度，11.2km/s是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，所以发射卫星b时速度应大于7.9km/s而小于11.2km/s，A错误；B．由万有引力提供向心力得则轨道半径小的速度大，B正确；C．让卫星c加速，所需的向心力增大，由于万有引力小于所需的向心力，卫星c会做离心运动，进入更高轨道，所以不能与b实现对接，C错误；D．b、c在地球的同步轨道上，所以卫星b、c和地球具有相同的周期和角速度，由万有引力提供向心力，即得a距离地球表面的高度为R，所以卫星a的角速度此时a、b恰好相距最近，到卫星a和b下一次相距最近，有解得D正确。故选BD。9.如图所示，质量为的物体，放在一固定斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑，对物体施加一大小为的水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角时，不论水平恒力多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，则（）A.物体与斜面间的动摩擦因数B.物体与斜面间的动摩擦因数C.临界角D.临界角【答案】AC【解析】【分析】【详解】AB．物体恰能沿斜面匀速下滑，可知mgsin30°=umgcos30°解得故A正确；B错误；CD．当斜面倾角为临界角时，受力情况如图所示由物体做匀速直线运动的条件有，，解得当时，即“不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行”，临界角。故C正确，D错误。故选AC。10.甲、乙两辆汽车同时同地出发，沿同方向做直线运动，两车速度的平方随位移的变化图象如图所示，下列说法不正确的是（）A.甲的初速度为36m/s B.甲的加速度为2m/s2C.两车在6m处相遇 D.甲停止前，两车在2s时相距最远【答案】ABC【解析】【详解】A．由图可知，甲位移为零时解得甲的初速度为乙的初速度为0，故A错误；B．根据可知图像的斜率表示加速度的2倍，所以甲、乙两车的加速度分别为故B错误；C．甲车做匀减速运动的时间为在时甲、乙两车的位移分别为即甲车停下时，乙车还未追上甲车，所以两车在9m处相遇，故C错误；D．甲停止前，两车速度相等时相距最远，设此时刻为t2，则解得故D正确。本题选不正确项，故选ABC。三、非选择题（本题共5答题，54分）11.某次实验中用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图所示，背景小方格为相同的正方形，其边长为5cm，a球从A点水平抛出的同时，b球从与A点等高的B点开始无初速度下落，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。（1）比较a、b两小球运动轨迹能确定平抛运动在竖直方向的运动是___________（填标号）。A．自由落体运动B．匀速直线运动（2）照相机拍摄相邻两张照片的时间间隔为___________s，a球初速度为___________m/s。【答案】①.A②.0.1③.1【解析】【详解】（1）[1]由于a、b两小球同时开始运动，且相同时刻处于同一高度，因此平抛运动在竖直方向的运动是自由落体运动。故选A。（2）[2]b球从与A点等高的B点开始无初速度下落，根据，得小球从静止下落一格的时间为[3]a球初速度为12.图甲所示为某实验小组测量A、B两个箱子质量的装置图，其中D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略），F为光电门，C为固定在A上、宽度为d的细遮光条（质量不计），重力加速度g取10m/s2.此外该实验小组还准备了砝码一套（总质量m0=1kg）和刻度尺等。请在以下实验步骤中按要求作答：（1）在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门之间的高度差h；（2）取出质量为m的砝码放在A中，剩余砝码都放在B中，让A从位置O由静止开始下降；（3）记录遮光条通过光电门时间t，计算出A下落到F处的速率v=；则下落过程中加速度a=___________（用d、t、h表示）；（4）改变m，重复（2）（3）步骤，得到多组m及a的数据，作出___________（填“a−m”或“”）图像，如图乙所示（图中横、纵坐标物理量的单位均采用国际制单位）；（5）A的质量___________kg；B的质量___________kg。【答案】①.②.a−m③.3.0##3④.1.0##1【解析】【详解】（3）[1]根据v2=2ah可得下落过程中加速度（4）[2]由牛顿第二定律得解得所以应作出的图像；（5）[3][4]因则a-m图像为直线；图像斜率为截距为解得mA=3.0kgmB=1.0kg13.某校一课外活动小组自制一枚火箭，设火箭发射后始终在垂直于地面的方向上运动．火箭点火后可认为做匀加速直线运动，经过4s到达离地面40m高处时燃料恰好用完，若不计空气阻力，取g＝10m/s2，求：(1)燃料恰好用完时火箭的速度；(2)火箭上升离地面的最大高度．【答案】（1）燃料恰好用完时火箭的速度为20m/s；（2）火箭上升离地面的最大高度是60m【解析】【详解】设燃料用完时火箭的速度为v1，所用时间为t1.火箭的上升运动分为两个过程，第一个过程为做匀加速上升运动，第二个过程为做竖直上抛运动至到达最高点.(1)对第一个过程有h1＝t1，代入数据解得v1＝20m/s.(2)对第二个过程有h2＝，代入数据解得h2＝20m所以火箭上升离地面的最大高度h＝h1＋h2＝40m＋20m＝60m.答案：(1)20m/s(2)60m本题考查匀变速直线运动，根据上抛运动和平均速度概念可求得最大速度14.如图所示，半径为R=0.5m的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台静止不转动时，将一质量为m=2kg、可视为质点的小物块放入陶罐内，小物块恰能静止于陶罐内壁的A点，且A点与陶罐球心O的连线与对称轴成角。重力加速度g=10m/s2，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则：（1）物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为多少？（2）当物块在A点随陶罐一起转动的角速度为多大时，物块与陶罐间恰好无摩擦力？（3）若转台转动的角速度为，物块仍在陶罐中的A点随陶罐一起转动，则陶罐给物块的弹力和摩擦力大小为多少？【答案】（1）0.75；（2）5rad/s；（3）26.8N，2.4N【解析】【详解】（1）物块恰处于平衡状态，受力分析得，又得（2）当物块所受摩擦力为零时，重力与支持力的合力提供向心力又得（3）若转台转动的角速度为，可知摩擦力沿切线向下，有，得，15.如图所示，倾角的传送带，正以速度v=6m/s顺时针匀速转动。长度够长，质量为m的木板轻放于传送带顶端，木板与传送带间的动摩擦因数，当木板前进3m时机器人将另一质量也为m（形状大小忽略不计）的货物轻放在木板的右端，货物与木板间的动摩擦因数，从此刻开始，每间隔1s机器人将取走货物而重新在木板右端轻放上相同的货物，重力加速度为g=10m/s2，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，传送带足够长，求：（1）木板前进3m时的速度大小；（2）木板右端刚放上货物瞬间，木板和货物的加速度各为多少；（3）取走第一个货物时，木板的速度大小。【答案】（1）6m/s；（2）0.5m/s2，沿传送带向上；12.5m/s2，沿传送带向下；（3）8m