山西大學附屬中學2022-2023學年高三上學期期中考試物理試題

山西大學附中2022~2023學年第一學期期中考試高三物理試題（考查時間：90分鐘）（考查內(nèi)容：力學）命題人：楊新平審核人：楊凱一、選擇題(每題4分，共48分。1~8為單選；9~12為多選，漏選得兩分，多選或錯選不得分）1．圖甲為掛在架子上的雙層晾衣籃。上、下籃子完全相同且保持水平，每個籃子由兩個質(zhì)地均勻的圓形鋼圈穿進網(wǎng)布構(gòu)成，兩籃通過四根等長的輕繩與鋼圈的四等分點相連，上籃鋼圈用另外四根等長輕繩系在掛鉤上。晾衣籃的有關(guān)尺寸如圖乙所示，則圖甲中上、下各一根繩中的張力大小之比為（）A．1：1 B．2：1 C．5：4D．5：22．殲—20戰(zhàn)斗機安裝了我國自主研制的矢量發(fā)動機，能夠在不改變飛機飛行方向的情況下，通過轉(zhuǎn)動尾噴口方向改變推力的方向，使戰(zhàn)斗機獲得很多優(yōu)異的飛行性能。已知在殲—20戰(zhàn)斗機沿水平方向超音速勻速巡航時升阻比（垂直機身向上的升力和平行機身向后的阻力之比）為k，飛機的重力為G，能使飛機實現(xiàn)水平勻速巡航模式的最小推力是（）A． B． C． D．G3．如圖所示，某位高三同學手拉輕繩，帶動鐵球接近地面做勻速圓周運動，已知繩長為，該同學手臂長約，肩膀距離地面約，鐵球質(zhì)量為，重力加速度，則（）A．輕繩對雙手的拉力約為B．輕繩對雙手的拉力約為C．該同學一分鐘大約轉(zhuǎn)25圈D．該同學一分鐘大約轉(zhuǎn)50圈4．如圖所示為體育課“折返跑”示意圖，某同學加速階段的最大加速度大小為，最大速度為，其減速階段的最大加速度大小為，到達折返線處時需減速到零；返回終點時速度可以不為零。若該同學在加速和減速階段的運動均可視為勻變速直線運動，則該同學“折返跑”來回的最短時間為（）A． B． C． D．5．如圖所示，豎直墻壁與光滑水平地面交于B點，質(zhì)量為的光滑半圓柱體緊靠豎直墻壁置于水平地面上，O為半圓柱體截面所在圓的圓心，質(zhì)量為且可視為質(zhì)點的均質(zhì)小球用長度等于A、B兩點間距離的細線懸掛于豎直墻壁上的A點，小球靜置于半圓柱體上。當換用質(zhì)量不變，而半徑不同的光滑半圓柱體時，細線與豎直墻壁的夾角就會跟著發(fā)生改變。已知重力加速度為g，不計各接觸面間的摩擦，下列正確的是（）A．當時，細線對小球的拉力大小為B．當時，半圓柱體對小球的支持力大小為C．換用半徑更小的半圓柱體時，半圓柱體對地面的壓力保持不變D．換用半徑不同的半圓柱體時，半圓柱體對豎直墻壁的最大壓力大小為6．如圖所示，一列簡諧橫波沿軸正方向傳播，時刻波傳播到處的點，再經(jīng)過，質(zhì)點第一次到達波峰，質(zhì)點在處，下列說法不正確的是（）A．這列波傳播的速度大小為B．時刻，點第一次到達波谷C．這列波與頻率為的波相遇可以發(fā)生干涉D．當質(zhì)點運動的路程為時，質(zhì)點運動的路程為7．某位同學在電梯中用彈簧測力計測量一物體的重力，在0至t3時間段內(nèi)，彈簧測力計的示數(shù)F隨時間t變化如圖所示，以豎直向上為正方向，則下列關(guān)于物體運動的a－t圖、v－t圖及P－t圖（P為物體重力的功率大?。┛赡苷_的是（）A．B．C．D．8．如圖所示，由彈丸發(fā)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圓形擋板墻（擋板墻上分布有多個力傳感器）構(gòu)成的游戲裝置，半圓形擋板的半徑R=0.5m，斜面高度h=0.9m，彈丸與斜面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5。游戲者調(diào)節(jié)發(fā)射器，彈丸到B點時速度沿斜面且大小為5m/s，接著他將半圓形擋板向左平移使C、D兩端重合。擋板墻上各處的力傳感器收集到的側(cè)壓力F與墻上轉(zhuǎn)過圓心角θ之間的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是（）C．彈丸與地面的動摩擦因數(shù)為0.8D．彈丸與地面的動摩擦因數(shù)為0.69．如圖，真空中固定兩個等量異種點電荷，O點為兩點電荷連線的中點，B點為兩點電荷連線上的一點，且位于O點左側(cè)，AO為兩點電荷連線的中垂線，取無窮遠處電勢為零。下列說法正確的是（）A．O點的電場強度為零B．A點的電勢為零C．將一質(zhì)子沿兩點電荷連線從B點移動到O點，此過程中電場力做正功D．將一質(zhì)子沿中垂線從A點移動到O點，此過程中質(zhì)子所受電場力一直減小10．火星是距離地球最近的行星，如圖所示，地球繞太陽運動的軌道半徑為，火星繞太陽運動的軌道半徑為。若一探測器被發(fā)射后繞太陽運動的軌道是橢圓，該橢圓以地球軌道上的A點為近日點，以火星軌道上的B點為遠日點。已知地球公轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G，太陽質(zhì)量遠大于地球、火星的質(zhì)量，不計火星、地球?qū)μ綔y器的影響，下列說法正確的是（）A．太陽質(zhì)量為B．火星公轉(zhuǎn)的周期為C．探測器在A點的速率與在B點的速率之比為D．探測器在橢圓軌道運行的周期為11．一熱氣球懸停在距地面65m處（無人區(qū)），由于工作人員操作失誤，熱氣球在很短時間內(nèi)漏掉了一部分氣體，被及時堵住后氣球在豎直方向由靜止開始向下做勻加速直線運動，30s后速度增加到3m/s，此時工作人員立即拋出一些壓艙物，熱氣球開始做勻減速直線運動，又過了30s氣球再次到達之前的高度。已知熱氣球漏掉一部分氣體后的總質(zhì)量為600kg，堵住后受到的浮力大小不變，熱氣球受到的阻力可以忽略不計，取重力加速度大小，下列說法正確的是（）A．熱氣球向下做勻加速直線運動的加速度大小為B．熱氣球堵住后受到的浮力大小為5940NC．熱氣球距地面的最小距離為20m12．已知彈簧彈性勢能的表達式，其中k為勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量。如圖所示，長的木板A靜止在光滑水平面上，其左側(cè)固定一勁度系數(shù)的水平輕質(zhì)彈簧，彈簧原長，右側(cè)用一不可伸長的輕質(zhì)細繩連接于豎直墻上?，F(xiàn)使質(zhì)量的小物塊B（視為質(zhì)點）以一定的初速度從木板的右端向左滑動，一段時間后小物塊壓縮彈簧，細繩被拉斷，小物塊與木板上表面間的動摩擦因數(shù)，取重力加速度大小，右側(cè)細繩能夠承受的最大拉力，下列說法正確的是（）A．細繩被拉斷后，木板A和小物塊B組成的系統(tǒng)動量守恒B．細繩斷裂瞬間彈簧的彈性勢能為C．小物塊滑上木板的初動能D．其他條件相同的情況下，k越大，細繩越難被拉斷二、實驗題（每空2分，共14分）13．設計如圖1所示的實驗裝置來探究“質(zhì)量一定時，物塊甲的加速度與其所受合力的關(guān)系”。（1）按圖1所示連接好實驗裝置。（2）將物塊甲靠近打點計時器，先接通電源，再同時由靜止釋放物塊甲與乙。物塊甲拖動紙帶向上運動打出一條紙帶，同時記錄力傳感器的示數(shù)F。（3）某次實驗中打出的部分紙帶如圖2所示。在紙帶上取A、B、C、D、E共5個相鄰的計時點，測出相鄰兩點間的距離分別為x1、x2、x3、x4，打點計時器打點周期為T，則紙帶加速度大小a=___________（用x1、x2、x3、x4和T表示）（4）改變物塊___________（填“甲”或“乙”）的質(zhì)量，重復步驟（2）（3），記錄每次力傳感器的示數(shù)F，并計算出對應紙帶的加速度大小a。（5）以力傳感器示數(shù)F為橫坐標，紙帶加速度a為縱坐標，作出aF圖像如圖3所示，不計輕滑輪質(zhì)量及一切摩擦?？傻贸鑫飰K甲的質(zhì)量m甲=___________（用字母x0、y0表示）。14．如圖所示為某實驗小組利用單擺探究兩小球一維對心碰撞時機械能變化的設計方案，在懸點O處細繩與拉力傳感器連接，通過傳感器與計算機可以測量細繩中的拉力大小隨時間的變化情況，細繩末端系有一個小球A，質(zhì)量為m1.水平放置的熾熱的電熱絲P固定在O點的正下方，當細繩擺至電熱絲處時被電熱絲瞬間燒斷；在懸點O正下方h處有一水平臺面MN，質(zhì)量為m2的小球B靜止放置于電熱絲P的下方（圖中B球沒有畫出，B球的大小與A球相同）。已知懸線長為L，懸點到水平臺面MN的距離OO'=h（h>L），小球的質(zhì)量m1>m2。（1）電熱絲P必須放在懸點正下方，而小球B必須放在懸點正下方略微偏右的位置，保證A、B兩球在水平方向發(fā)生對心碰撞。（2）將小球A向左拉起適當角度后自由釋放，接著A、B兩小球在水平方向發(fā)生碰撞，最后A、B兩小球分別落到水平臺面上的C、D（D點圖中沒有標出）兩點，O'C=S1，O'D=S2，在A球下擺的過程中，計算機顯示細繩中的拉力由F1增大為F2.則碰撞前A小球的動能EkA=___________，碰撞后A小球的動能=___________，碰撞后B小球的動能=___________。（3）在其他條件不變的情況下，移走小球B，改變釋放小球A時細繩與豎直方向的夾角，小球A落點與O'點的水平距離S1將隨之改變，則S1和傳感器的拉力F2之間的函數(shù)關(guān)系式為___________（注意：以上每空中的表達式必須用題目中的字母表示）。三、解答題（15題10分；16題10分；17題18分）15．我國艦載機殲15在“遼寧艦”上首降成功，降落后又成功實現(xiàn)滑躍式起飛。某興趣小組通過查閱資料對艦載機滑躍起飛過程進行了如下的簡化模擬：假設起飛時航母靜止，飛機質(zhì)量視為不變并可看成質(zhì)點，航母起飛跑道由如圖所示的AB、BC兩段軌道組成（二者平滑連接，不計拐角處的長度），其水平軌道AB長L＝125m，斜面軌道末端C點與B點的高度差h＝5m。一架殲15飛機的總質(zhì)量，離開C端的起飛速度v＝60m/s。若某次起飛訓練中，殲15從A點由靜止啟動，飛機發(fā)動機的推動力大小恒為，方向與速度方向相同，飛機受到空氣和軌道平均阻力的合力大小恒為，重力加速度。求：（1）飛機在水平軌道AB上運動的時間t；（2）要保證飛機正常起飛，斜面軌道的最小長度。16．北海公園荷花池中的噴泉如圖甲所示，其水泵以一定的角度將水噴向空中，水的運動軌跡示意圖如圖乙所示，水上升的最大高度為h，落在水面的位置距噴水口的距離為d。已知噴水口的水流量為Q，水的密度為，重力加速度為g，忽略空氣阻力。(1)求上述噴泉中水上升至最大高度時水平速度的大小vx；(2)假設水擊打在水面上時速度立即變?yōu)榱?，且在極短時間內(nèi)擊打水面的水受到的重力可忽略不計，求水擊打水面豎直向下的平均作用力的大小Fy。17．如圖所示，光滑水平軌道ABC上固定一半徑R=2.6m的光滑螺旋狀圓軌道，質(zhì)量m=1kg的物塊（視為質(zhì)點）靜止在A點，圓軌道與水平軌道緊密平滑連接于B點（圓軌道出口B＇點可認為與入口B點重合），水平軌道C點右側(cè)與質(zhì)量M=2kg、靜止放置在水平面上的木板上表面平齊，木板右端豎直固