河南省柘城县高级中学2022届高三上学期期中考试物理试题（时间：90分钟，满分：110分）一、选择题（本题共10小题，总分40分。每小题所列四个选项中，有一个或多个正确选项，全部选对得4分，少选、漏选得2分，错选、多选或不选得0分）1．伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的沿斜面运动的实验，当时利用斜面做实验主要是考虑到：()A．实验时便于测量小球运动的速度B．实验时便于测量小球运动的路程C．实验时便于测量小球运动的时间D．实验时便于测量小球运动的加速度2．一质点沿x轴做直线运动，其v —t图像如图所示．质点在t＝0时位于x＝5m处，开始沿x轴正向运动．当t＝8s时，质点在x轴上的位置为( ) A．x＝3mB．x＝8mC．x＝9mD．x＝14m3．如图所示，从同一条竖直线上两个不同点P、Q分别向右平抛两个小球，平抛的初速度分别为v1、v2，结果它们同时落到水平面上的M点处(不考虑空气阻力)。下列说法中正确的是()A．一定是P先抛出的，并且v1＝v2B．一定是P先抛出的，并且v1＜v2C．一定是Q先抛出的，并且v1＝v2D．一定是Q先抛出的，并且v1＞v24．如图所示，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g.当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为( )A．Mg＋5mgB．Mg＋mgC．Mg－5mgD．Mg＋10mg5．如图所示，真空中O点有一点电荷，在它产生的电场中有a、b两点，a点的场强大小为Ea，方向与ab连线成60°角，b点的场强大小为Eb，方向与ab连线成30°。关于a、b两点场强Ea、Eb的关系，正确的是（）A．2B．C．D．6．如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘，两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面，且处于同一竖直平面内，若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置，如果将小球B向左推动少许，两个小球将重新达到平衡，电量不变，则两个小球的受力情况与原来相比（ ）A．推力F将增大B．竖直墙面对小球A的弹力变大C．地面对小球B的弹力一定增大D．两个小球之间的距离增大-6-\n7．小球自由下落，与地面发生碰撞后以原速率反弹。若从释放小球开始计时，不计小球与地面发生碰撞的时间及空气阻力。则下图中能正确描述小球位移s、速度v、动能EK、机械能E与时间t关系的是()8．如图所示，倒置的光滑圆锥面内侧，有两个小玻璃球A、B沿锥面在水平面做匀速圆周运动，则下列关系式正确的是（）A．它们的线速度VA<VBB．它们的角速度ωA>ωBC．它们的向心加速度αA=αBD．它们的向心力FA=FB9．甲乙两车在一平直道路上同向运动，其v-t图象如图所示，图中ΔOPQ和ΔOQT的面积分别为s1和s2（s1<s2）。初始时，甲车在乙车前方s0处（）A．若s0=s1+s2，两车不会相遇B．若s0<s1，两车相遇2次C．若s0=s1，两车相遇1次D．若s0=s2，两车相遇1次10．如图所示，一质量为m的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧一端固定于O点，另一端与该小球相连。现将小球从A点由静止释放，沿竖直杆运动到B点，已知OA长度小于OB长度，弹簧处于OA、OB两位置时弹力大小相等。在小球由A到B的过程中（）A．加速度等于重力加速度ｇ的位置有两个B．弹簧弹力的功率为零的位置有两个C．弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功D．小球与地球组成的系统的机械能不是一直减小的，而是先减小后增大二、实验题（本题共2小题，共16分。把答案填在答题卷上的相应的位置。）11．(10分)某同学利用打点计时器研究做匀变速直线运动小车的运动情况。图示为该同学实验时打出的一条纸带，其中纸带右端与小车相连接，纸带上两相邻计数点的时间间隔是0.1s。请回答下列问题：①根据纸带请判断该小车的运动属于_______（填“匀速”、“匀加速”、“匀减速”）直线运动.②从刻度尺中可以得到xAB=_______cm、xCD=_________cm，由这两个数据得出小车的加速度大小a=______m/s2，打点计时器打B点时小车的速度v=m/s。12．(6分)某中学实验小组采用如图所示的装置探究功与速度的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行。打点计时器工作频率为50Hz。橡皮筋小车打点计时器（1）实验中木板略微倾斜，这样做。A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大小车下滑的加速度-6-\nC．可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动（2）实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车。把第1次只挂1条橡皮筋对小车做的功记为W，第2次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W，……；橡皮筋对小车做功后而获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第4次实验的纸带（如图所示）求得小车获得的速度为m/s（结果保留三位有效数字）。3.954.004.004.003.803.50第4次cmWvO（3）若根据多次测量数据画出的W－v图象如图所示，根据图线形状可知，对W与v的关系作出猜想肯定不正确的是。A．B．C．D．三、计算题（本题共5小题，共54分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出结果的不给分。）13．(10分)两个小物块放在水平地面上，与地面的动摩擦因数相同，两物块间的距离d=170m，它们的质量分别为m1=2kg、m2=3kg。现令它们分别以初速度v1=10m/s和v2=2m/s相向运动，经过时间t=20s，两物块相遇，试求：两物块相遇时m1的速度。某同学解答过程如下：由于两物块与地面的动摩擦因数相同，则两物块加速度相同，设为a。相遇时，两物块位移大小之和为d，有代入数据得a的大小，再由运动学公式求得两物块相遇时m1的速度。你认为上述解法是否正确？若正确，根据上述列式求出结果；若不正确，指出错误原因并求出正确结果。14．(10分)在2022年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取g=10m/s2。当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升时，试求:m1m2O（1）运动员竖直向下拉绳的力；-6-\n（2）运动员对吊椅的压力。15．(10分)在天体运动中，把两颗相距较近的恒星称为双星，已知A、B两恒星质量分别为m1和m2，两恒星相距为L，两恒星分别绕共同的圆心做圆周运动，如图所示，求两恒星的轨道半径和角速度？（已知万有引力常量为G）16．(10分)有一个固定的光滑直杆，该直杆与水平面的夹角为53°，杆上套着一个质量为m=2kg的滑块(可视为质点)。（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2）（1）如图甲所示，滑块从O点由静止释放，下滑了位移x=1m后到达P点，求滑块此时的速率。（2）如果用不可伸长的细绳将滑块m与另一个质量为M=2.7kg的物块通过光滑的定滑轮相连接，细绳因悬挂M而绷紧，此时滑轮左侧绳恰好水平，其长度l=5/3m（如图乙所示）。再次将滑块从O点由静止释放，求滑块再次滑至x=1m的P点时的速率？（整个运动过程中M不会触地）17．(14分)如图所示，质量为m的小物块放在长直水平面上，用水平细线紧绕在半径为R、质量为2m的薄壁圆筒上．t=0时刻，圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动，转动中角速度满足ω=β1t（β1为已知常数），物块和地面之间动摩擦因数为μ．求：（1）物块做何种运动？请说明理由．（2）物块运动中受到的拉力．（3）从开始运动至t=t1时刻，电动机做了多少功？（4）若当圆筒角速度达到ω0时，使其减速转动，并以此时刻为t=0，且角速度满足ω=ω0－β2t（式中ω0、β2均为已知），则减速多长时间后小物块停止运动？-6-\n河南省柘城县高级中学2022——2022学年上期期中答案高三物理14．解析：（1）设运动员和吊椅的质量分别为M和m，绳拉运动员的力为F以运动员和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为(M+m)g、向上的拉力为2F根据牛顿第二定律得：2F-(M+m)g=(M+m)a，解得：F=440N根据牛顿第三定律，运动员拉绳的力大小为440N，方向竖直向下（2）以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用：重力大小Mg、绳的拉力F、吊椅对运动员的支持力FN根据牛顿第二定律得：F+FN-Mg=Ma，解得：FN=275N根据牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力大小为275N，方向竖直向下15．解析：设两个行星的轨道半径分别为r1和r2，角速度为ω，由题意可知r1+r2=L ①-6-\n 对m1;由②， ③联立 ①②③解得 得④，⑤ 16．解析：（1）设滑块下滑至P点时的速度为v1,由机械能守恒定律得mgxsin530=解得：v1=4m/sPOMmθv2vM（2）设滑块再次滑到P点时速度为v2，绳与斜杆的夹角为θ，M的速度为vM，如图将绳端进行分解得：vM=v2cosθ由几何关系得θ=900vM=0再由系统机械能守恒定律得：MgL(1－sin53º)+mgxsin53º=mv22+0解得：v2=5m/s17．解析：（1）圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同根据v=ωR=Rβ1t，线速度与时间成正比物块做初速为零的匀加速直线运动（2）由（1）问分析结论，物块加速度为a=Rβ1根据物块受力，由牛顿第二定律得T－μmg=ma则细线拉力为T=μmg+mRβ1（3）对整体运用动能定理，有W电+Wf=其中Wf=－μmgs=－μmg则电动机做的功为W电=μmg+（或对圆筒分析，求出细线拉力的做功，结果正确同样给分）（4）圆筒减速后，边缘线速度大小v=ωR=ω0R－Rβ2t，线速度变化率为a=Rβ2若a≤μg，细线处于拉紧状态，物块与圆筒同时停止，物块减速时间为t=ω0/β2若a>μg，细线松弛，物块水平方向仅受摩擦力，物块减速时间为t=ω0R/μg-6-
