2022-2023学年山东省烟台市高三年级上册期中学业水平测试物理试卷及答案

2022年11月高三期中考试物理试题

姓名：准考证号：

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要

求。

1.下列有关单位制的说法中正确的是（）

A.质量为国际单位制中的一个基本物理量B.米、克、秒为国际单位制中的基本单位

C牛顿是国际单位制中的一个基本单位D.导出单位有些不能用基本单位来描述

2.如图所示，用质量为0.5kg的铁锤钉钉子，打击前铁锤的速度为3m/s,打击后铁锤的速度

变为0,设打击时间为0.05s,重力加速度g=10m/s2,则铁锤钉钉子的平均作用力大小为（）

A.25NB.30NC.35ND.40N

3.一轻质三脚架静置于水平地面上，三脚架三根支杆可绕顶端的链接轴自由转动，现将一重

力为G的相机固定于三脚架顶端，此时三脚架的三根支杆长度相同且与地面夹角均为60°,

则每根支杆受到地面的（）

A.作用力为色B.作用力为冬至C.摩擦力为0D.摩擦力为叵

3966

4.两质点同时由静止开始做直线运动，它们的位移x随时间t变化的图像均为抛物线。to时

刻它们的速度大小分别为vi和V”，加速度分别为句和加。则（）

A.vi<vn，ai<anB.vi>vn，ai<an

C.vi<vn，ai>anD.vpvii，ai>an

5.用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后,

高三

火箭壳体和卫星一起以7.0x103mzs的速度绕地球做匀速圆周运动。已知卫星的质量为500kg,

最后一节火箭壳体的质量为WOkgo某时刻火箭壳体与卫星分离，卫星以1.2X103MS的速度

相对火箭壳体沿轨道切线方向分离，则分离时卫星的速度为（）

A.6.0xl03m/sB.6.8xl03m/sC.7.2xl03m/sD.8.OxlO3m/s

6.为了能够减少太空垃圾的数量，目前世界各大国的卫星本身都会设置自毁程序。简单来说,

就是在卫星使用寿命即将到期前，控制中心会给卫星发射指令，如果卫星处于高轨道上，需

要点火推进把它升到比地球同步轨道高约200公里的高度，那里被称为卫星的“坟场”；如果

卫星处于低轨道，便使它逐步降低高度进入大气层，大多数卫星在通过大气层时就会燃烧殆

尽。关于卫星自毁过程中的变轨，下列说法正确的是（）

A.迁移到“坟场”后，卫星的线速度大于第一宇宙速度

B.迁移到“坟场”后，卫星的环绕周期大于24小时

C.在降低高度进入更低轨道后，卫星的机械能逐渐增加

D.在降低高度进入更低轨道后，卫星的向心加速度减小

7.一质量为m的汽车在平直的公路上以恒定功率P从静止开始加速运动，阻力始终保持不

变。经过时间h速度达到最大值v,然后立即关闭发动机，又经过时间t2汽车停止运动，根

据以上数据，可以求出的物理量（）

①阻力大小

②加速阶段的平均速度大小

③减速阶段的位移大小

A.只有①

B.只有①②

C.只有①③

D.①②③

8.如图所示，物体A、B质量分别为m、2m,叠放在轻质弹簧上（弹簧下端固定于地面上，

上端和物体A拴接）。对B施加一竖直向下、大小为F的外力，使弹簧再压缩一段距离（弹

簧始终处于弹性限度内）后物体A、B处于平衡状态。已知重力加速度为g,F>3mg«现突

然撤去外力F,设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN，则在A、B分离

前，下列说法正确的是（）

A.刚撤去外力F时，F=2mg+F/3

B.弹簧弹力等于F时，FN=2F/3

C.两物体A、B在弹簧恢复原长之前分离

D.弹簧恢复原长时FN=2mg

二、多项选择题：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，有

多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得。分。

试题

高三

9.研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的位

移s及其对应的速度大小v,根据传感器收集到的数据，得到如图所示的v-s图像。若空气

阻力和弹性绳的重力可以忽略，根据图像信息，下列说法正确的是（）

A.当运动员下降的位移为s=15m时，加速度最大

B.从s=15m到最低点的过程中，合力对运动员做正功

C.从s=15m到最低点的过程中，运动员的机械能不断减少

D.当运动员下降20m时，处于超重状态

10.太空中有两颗互不影响的行星P、Q,图中纵轴表示行星周围卫星绕该行星做匀速圆周运

动的周期T的平方，横轴表示卫星到行星中心距离r的立方，两行星均为匀质球体且表面的

重力加速度相同，下列说法正确的是（）

A.P的质量比Q的大

B.P的半径比Q的小

C.P的平均密度比Q的大

D.P的第一宇宙速度比Q的大

11.如图所示，竖直面内固定一内壁光滑的圆形细管，其半径为R,A、C分别为细管的最高

点和最低点，B、D为细管上与圆心O处于同一水平高度的两点，细管内有一直径稍小于细

管内径的质量为m的小球，小球可视为质点。开始时小球静止在A点，某时刻对小球施加

轻微扰动，使小球自A向B沿着细管开始滑动，小球到达P点时恰对细管无作用力。以过

直线BOD的水平面为重力势能的参考平面，重力加速度为g,下列说法正确的是（）

A.小球在C点时的机械能为mgR

试题

高三

B.小球在P点时的速度为通色

3

C.小球到达D点时，细管对小球的作用力大小为2mg

D.小球自A点下降到C点的过程中，重力的瞬时功率一直增大

12.如图所示，一倾角为。的传送带由电动机带动，始终保持速率v匀速运动，质量为m的

物块从传送带底端以平行于传动带斜向上的速度v/2释放，物块与传送带间的动摩擦因数为

H=0.5,物块到达传送带顶端时速度恰好为V。已知重力加速度为g=10m/s2,tan0=l/3,则在

物块从传送带底端运动到传送带顶端的过程中，下列说法正确的是（）

A.物块运动的时间为0.1s

B.传送带克服摩擦力做的功为网匚

2

C.系统因运送物块增加的内能为网匚

8

D.电动机因运送物块多做的功为电贮

8

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.（6分）某实验小组的实验装置如图甲所示，物块上方安装有一宽度为d的遮光片，前端安

装一力传感器，可显示物块受到的拉力F大小。细线一端连接力传感器，另一端通过定滑

轮悬挂钩码，实验中细线始终保持与长木板平行。在长木板上相距为L的A、B两个位置分

别安装光电门，能够显示物块通过A、B两位置时的挡光时间。现保持物块、遮光片及力传

感器的总质量不变，改变所挂钩码的个数，探究物块加速度a与拉力F的关系。整个实验过

程中长木板始终保持水平。

力传感器光电门

遮光庆„：&/、、或

物块;甲行------[I'[I口

卜：翻图略僚？丽'•曲凶滋3砌，呼**祭睛寒七鼻仲中二匕啖洌儡

f1□

甲卜1

（1）某次实验记录，物块释放先后通过A、B两位置时的挡光时间分别为tA、tB，则物块通过

A位置时的速度为,物块的加速度为（用题目中所给字母表示）；

试题

高三

(2)该小组通过多次实验，作出a-F图像，得到的图线如图乙所示，该图像不过坐标原点，原

因为，已知物块、遮光片及力传感器的总质

量为M,当地的重力加速度为g,则物块与长木板之间的动摩擦因数为。

14.(8分)某同学用如图甲所示的实验装置验证物块A、B组成的系统机械能守恒。A从高处

由静止开始下落，B上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列点，对纸带上的点迹进行测量,

即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：已知打点计时器所用电

源的频率为f,0是打下的第一个点，每5个点取1个计数点，计数点间的距离表示如图乙

所示。已知物块A、B的质量分别为mA、mB，重力加速度为g,则

(1)在纸带上打下计数点5时，物块A的速度为

(2)在打计数点0~5点过程中系统动能的增加量AEk=,系统

势能的减少量AEp=(以上均用题目中所给字母表示)；

(3)该同学以物块A速度的平方为纵轴，以物块A下落的高度h为横轴，做出v2-h图像如图

丙所示，mA=60g、mB=40g,则当地的重力加速度g=m/s2(计算结果保留3位有效

数字)。

15.(7分)

国家法定假日期间，全国高速公路7座以下(含7座)载客车辆免费通行，车辆可以不停车通

过收费站，但要求车辆通过收费站窗口前xo=9m区间的速度不超过vo=6m/s。现有甲、乙两

辆小轿车在收费站前平直公路上分别v中=20m/s和v125m/s的速度匀速行驶，甲车在前，

乙车在后，某时刻，甲车司机发现正前方收费站便开始匀减速刹车。已知开始刹车时甲车距

收费站窗口的距离为x^lOOmo

(1)甲车司机开始刹车的加速度至少为多大才能不违章；

⑵若甲车按(1)中所得临界加速度减速行驶，乙车司机在发现甲车刹车时经to=O.8s的反应时

间后开始以大小为a乙=3m/s2的加速度匀减速刹车。为避免两车相撞，且乙车在收费站窗口

前9m区不超速，则在甲车司机开始刹车时，甲、乙两车至少相距多远？(计算结果保留一

位小数)

试题

高三

测速区：收费站

16.(9分)

如图所示，一内壁光滑、底面半径为r=3m、高E=1.4m的竖直薄壁圆筒固定在水平地面上

方高h2=5.25m处，A是薄壁圆筒内壁上端的一点，AC是过A点的水平圆周的切线，Ai点

是A点在圆筒底面上的投影点。一小球从A点以大小为vo=lOm/s、方向位于AC与AA|

决定的平面内且与AC成0=37。的初速度沿内壁斜向下射入圆筒，小球从圆筒底面上的B点

离开。已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力，求

(1)圆弧AiB的长度；

(2)小球的落地点距圆筒底面圆心O的水平距离Lo

17.(14分)

如图甲所示，在光滑水平面上有A、B、C三个小球，A、B两球分别用水平轻杆通过光滑

较链与C球连接，两球间夹有劲度系数足够大、长度可忽略的压缩轻弹簧，弹簧与球不拴

接。固定住C球，释放弹簧，A、B两球瞬间脱离弹簧并被弹出，已己知此过程中弹簧释放

的弹性势能Ep=8J,A、B两球的质量均为m=0.5kg,C球的质量M=lkg,杆长L=0.5m,弹

簧在弹性限度内。

(1)求A、B两球与弹簧分离瞬间杆中弹力大小；

(2)若C球不固定，求释放弹簧后C球的最大速度v；

(3)若C球不固定，求从A、B两球与弹簧分离时到两杆间夹角第一次为0=90。的过程中(如

图乙)，杆对B球所做的功W。

试题

高三

6

AOOB

甲

18.(16分)

如图所示，在光滑水平地面上静置一质量mA=4kg的长木板A和另一质量mc=3kg的滑块C,

其中长木板的左端还放有质量mB=2kg的滑块B(可看成质点)。现给A、B组成的整体施加

水平向右的瞬时冲量I=36N$此后A、B以相同速度向右运动，经过一段时间后A与C发

生碰撞(碰撞时间极短)。木板足够长，则再经过一段时间后A、B再次以相同速度向右运动,

且此后A、C之间的距离保持不变。己知A、B间的动摩擦因数为-0.1,重力加速度为

g=10m/s2,则

(1)获得冲量后瞬间A、B的速度；

(2)A、C间的碰撞是否为弹性碰撞？若是，请说明理由；若不是，求A、C碰撞时损失的机

械能；

(3)滑块B在长木板A上表面所留痕迹的长度L；

(4)最终A、C之间的距离AS。

试题

高三

2022—2023学年度第一学期期中学业水平诊断

高三物理参考答案及评分意见

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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.A2,C3.B4.D5.C6.B7.D8.B

二、多项选择题：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，有

多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.CD10.AD11.ABC12.BC

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.（6分）⑴立（1分），电二个（或"汽一瑞）（2分）

⑵物块与长木板间有摩擦力（1分），工（2分）

Mg

14.（8分）（1）弋广）⑵城^⑺+“权+”，（%一%）g（%+9）⑶9,60（每空2分，共8

分）

15.（7分）

⑴甲车开始刹车时距离限速点的距离为9=%—%=91m...........①（1分）

由公式：。；一。1=一2。甲毛......................................②（1分）

。甲=2m/s2...................................................③（1分）

⑵设甲刹车后经时间力，甲乙两车速度相等，由运动学公式

。甲一乙一a乙”一。）...........................................④（1分）

r=7.4s

%=。甲-%，=5.2m/s〈6m/s,则乙车刚到达测速区时的速度恰好为vo=6m/s,两车开始时距

离最短。

乙车从开始到减速到Vo=6m/s的过程中

不=。乙。+—■—―=118.2m.......................................⑤（2分）

2〃乙

Ax=x3-x2=27.2m.............................................⑥（1分）

试题

高三

16.（9分）

⑴小球在圆筒内壁运动时，可以看做水平方向的匀速圆周运动与竖直方向的匀加速直线运动

的合成。

水平方向vx=vocos0=8m/s.............................................①（1分）

竖直方向vy=%sin，=6m/s.............................................②（1分）

小球离开圆筒时，竖直方向h、=vytv+法

fi=0.2s........................③（1分）

圆弧AiB的长度

X）=。工=1.6m...........................................④

（1分）

⑵小球刚离开圆筒时速度的竖直分量.=q.+g4=8m/s..................⑤（1分）

设小球从离开圆筒到落地的时间为t2,饱也+gg片....................⑥（1分）

此段时间内小球的水平位移x2=v*q=4m..............................⑦（1分）

根据几何关系得，小球的落地点距圆筒底面圆心。的水平距离

L=《产+x；=5m.................................................⑧（2分）

17.（14分）

⑴由对称性可知，与弹簧分离瞬间两球速度大小相等，设为w

由系统机械能守恒定律得：纥=2・；加*................................①（1分）

uo=4m/s...............................................②（1分）

对A球，由牛顿第二定律得：F=W^-=16N............................③（1分）

球与弹簧分离瞬间杆中弹力大小为16N。

⑵如图所示，设两杆夹角为。时，C球的速度为vc，将A、B两球的速度正交分解，根据对

称性可知，VAy=VB尸岭，VAA=吨产Vx

由y轴方向动量守恒得：0=Mvc-2mvy..................................④（2分）

系统机械能守恒得：与忧1+2・；加（,+工）........................⑤（2分）

BC两球沿杆方向的分速度相同，则

试题

高三

0.00

vccos-=vxsin--VyCOSy@（2分）

a.，。

而♦...................................⑦（1分）

1+cos2—

J2

故当0=180。时，C球的速度最大，且最大值为%=2五m/s............⑧（1分）

⑶球与弹簧分离后到两杆间夹角第一次为290。时，由以上可求得：

2而/个46/

vy=vc=—^―m/s,vx=2vc=m/s

vB=m/s......................................................（9）（1分）

对B球应用动能定理得：

ii2

W=-mv；——mvl=——J.............................................⑩（2分）

2"203

18.（16分）

⑴对A、B组成的整体，设获得冲量后瞬间A、B的速度为小，由动量定理：

I=（w,+〃%）%.................................................①（1分）

vo=6m/s........................................................②（1分）

⑵不是弹性碰撞，最终A、B以相同速度向右运动，且A、C之间的距离保持不变，则三者

速度相同，设为vc，以三者为系统由动量守恒定律得：

（mA+mB）v0=（mA+mB+mc）vc..................................③（1分）

vc=4m/s

A与C发生碰撞且碰撞时间极短，设碰后A的速度为“，由动量守恒定律得：

mAv0=mAvA+mcvc...........................................④（1分）

VA=3m/s

A、C碰前，E,=；%忧=72J........