山东省菏泽市2022届高三上学期物理期中考试试卷（B）

试卷更新日期：2021-12-01 类型：期中考试

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一、单选题

1. 某同学站在电梯的水平地板上，利用速度传感器研究电梯的升降过程。取竖直向上为正方向，电梯在某一段时间内速度的变化情况如图所示。根据图像提供的信息，下列说法正确的是（）

A、在 $0 \sim 5 s$ 内的电梯对人的支持力变大 B、 $0 \sim 5 s$ 内与 $10 \sim 20 s$ 内的平均速度相同 C、 $t = 10 s$ 时电梯开始下降 D、前 $25 s$ 内电梯上升的位移为 $27.5 m$

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2. 如图所示，物体A的上、下表面均与斜面平行，A与C之间的动摩擦因数为 $μ_{1}$ ，A与B间的动摩擦因数为 $μ_{2}$ ，且有 $μ_{1} < μ_{2}$ ；若将A单独放在斜面C上物块A加速下滑，若将质量也为m的物体B叠放在物体A上，由静止释放 $A B$ ，则（）

A、物体A下滑的加速度变大 B、物块A，B间摩擦力大小为0 C、物块A，B间摩擦力大小为 $μ_{1} m g \cos θ$ D、物块A，B间摩擦力大小为 $μ_{2} m g \cos θ$

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3. 内燃机气缸内的燃气推动活塞运动的示意图，如图所示，活塞质量为m，若活塞从气缸的顶部向底部匀速运动过程中，气体对活塞的合力F大小恒定、方向向下，气缸与活塞之间的摩擦可忽略，重力加速度为g。当连杆与竖直方向的夹角为 $θ$ 时，下列说法正确的是（）

A、气缸壁对活塞的作用力大小为 $(F + m g) \tan θ$ B、气缸壁对活塞的作用力大小为 $\frac{F + m g}{\sin θ}$ C、长连杆受到的的作用力大小为 $(F + m g) \cos θ$ D、长连杆受到的的作用力大小为 $F \sin θ$

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4. 单兵飞行器使得人类像鸟儿一样自由飞行的梦想成为现实。某士兵驾驶单兵飞行器（由燃油背包和脚下的喷射器组成）在无风的晴朗天气里沿水平方向匀速飞行，场景如图所示。喷射器引擎沿士兵身体所在直线向下喷气，士兵身体与水平面的夹角为 $θ$ ，受到的空气阻力大小 $f = k v^{2}$ （其中k为常量，v是飞行速度的大小），不计喷气过程燃油的减少，装备及士兵质量为m，则喷射器输出的机械功率为（）

A、 $\sqrt{\frac{m g}{k \tan θ}}$ B、 $\sqrt{\frac{{(m g)}^{3}}{k \tan^{3} θ}}$ C、 $\sqrt{\frac{{(m g)}^{3} \cos θ}{k \sin^{3} θ}}$ D、 $\sqrt{\frac{{(m g)}^{2}}{k \tan θ}}$

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5. 如图所示，斜劈置于水平地面上，斜劈上方固定着一根水平直杆，穿在直杆上的滑块P通过不可伸长的轻绳与斜劈上的光滑小球Q相连，滑块P、小球Q及斜劈均处于静止状态，现把滑块P向左移动少许，整个系统仍然静止，则移动后和移动前相比（）

A、斜面对球Q的弹力变小 B、滑块P受到的摩擦力变大 C、地面对斜劈的支持力变小 D、地面对斜劈的摩擦力不变

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6. 质量为m的箱子静止在光滑水平面上，箱子内侧的两壁间距为l，另一质量也为m且可视为质点的物体从箱子中央以v₀= $2 \sqrt{g l}$ 的速度开始运动（g为当地重力加速度），如图所示。已知物体与箱壁共发生5次完全弹性碰撞。则物体与箱底的动摩擦因数 $μ$ 的取值范围是（）

A、 $\frac{1}{4} < μ < \frac{2}{7}$ B、 $\frac{2}{9} < μ < \frac{1}{4}$ C、 $\frac{2}{11} < μ < \frac{2}{9}$ D、 $\frac{2}{13} < μ < \frac{2}{11}$

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7. 2021年6月11日，国家航天局在北京举行“天问一号”探测器着陆火星首批科学影像图揭幕仪式，公布了由祝融号火星车拍摄的影像图，标志着我国首次火星探测任务取得圆满成功。已知火星直径约为地球直径的 $50 %$ ，火星质量约为地球质量的 $10 %$ ，探测器在地球表面的环绕周期约为 $85min$ ，地球表面的重力加速度取 $g = 9.8 {m/s}^{2}$ 。下列说法正确的是（）

A、“天问一号”的最小发射速度为 $7 .9km/s$ B、火星与地球的第一宇宙速度的比值为 $\frac{1}{5}$ C、火星表面的重力加速度大小为 $3 {.92m/s}^{2}$ D、“天问一号”绕火星表面运行的周期为 $2h$

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二、多选题

8. 如图所示，从高处向地面运送货物。两木板倚靠在墙壁，底端均固定在O点。两木板厚度不计，与水平面的夹角分别为 $α$ 和 $2 α$ 。现将两个完全相同的货物a、b分别从木板的顶端静止释放，货物可视为质点，货物与两木板的动摩擦因数相同，则在它们各自滑至O点的过程中（）

A、货物a和货物b到达O点所用时间相同 B、货物a到达O点所用时间少一些 C、货物b机械能减少量小于货物a D、货物a到达O点的动能一定大于货物b

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9. 2021年4月29日，中国“天宫”空间站“天和核心舱”在海南文昌发射场发射升空，并准确进入预定轨道，意味着我国载人航天工程空间站组装建设进入了新的阶段。已知天和核心舱在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球的自转。根据以上数据可求出的物理量是（）

A、地球的平均密度 B、卫星受到的万有引力 C、天和核心舱在轨飞行的速度 D、地球的半径

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10. 某公园广场上新建的彩色喷泉，启动一段时间稳定后可保持如图所示的迷人风姿，已知中心的水柱高达 $5 m$ ，其喷嘴横截面积为 $1.2 \times 10^{- 3} m^{2}$ ，喷嘴位置与池中水面持平，且喷水方向稍偏离竖直，使上升与下落的水流不重合，水的密度为 $1.0 \times 10^{1} kg / m^{3}$ ，不计空气阻力，以水面为零势能面，g取 $10 m / s^{2}$ ，则此喷嘴（）

A、离水面 $2.5 m$ 高处水的速度大小为 $5 m / s$ B、离开喷嘴时水的速度大小为 $10 m / s$ C、水泵的输出功率为 $300 W$ D、喷出的在空中的水机械能为 $1200 J$

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11. 如图所示，水平圆盘可以围绕竖直轴转动。圆盘上放置两个可看作质点的小滑块A和B，滑块A和B用不可伸长的细绳连在一起，当圆盘静止时，A和B相连的细绳过转轴，线上无拉力，A与转轴的距离为r，B与转轴的距离为 $2 r$ 。滑块A和B的质量均为m，与圆盘之间的动摩擦因数均为 $μ$ 。重力加速度为g，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，若圆盘以不同的角速度绕轴匀速转动，则下列说法正确的是（）

A、当转动角速度为 $\sqrt{\frac{μ g}{2 r}}$ 时，A受到的摩擦力大小为 $μ m g$ B、当转动角速度为 $\sqrt{\frac{μ g}{r}}$ 时，A受到的摩擦力大小为 $μ m g$ C、当转动角速度为 $\sqrt{\frac{3 μ g}{2 r}}$ 时，A受到的摩擦力大小为 $\frac{1}{2} μ m g$ D、滑块A和B随盘转动不发生滑动的最大角速度大小为 $\sqrt{\frac{2 μ g}{r}}$

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12. 如图所示，长度均为L的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为 $2 m$ 的小球，B处固定质量为m的小球，支架悬挂在O点可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动。开始B球位于悬点O正下方，放手后到连接A、B两球的杆第一次水平时，下列说法正确的是（）

A、此时A球的速度大小为 $\sqrt{(\sqrt{3} - \frac{4}{3}) g L}$ B、此时两球的速度最大 C、此过程中A球的机械能减少 $(\sqrt{3} - 1) m g L$ D、此过程中轻杆对B做功 $\frac{1}{3} m g L$

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三、实验题

13. 图甲为测定当地重力加速度的实验装置，不可伸长的轻摆线一端固连在铅质小圆柱的上端，另一端固定在O点。将轻绳拉至水平后由静止释放，在小圆柱通过的最低点附近安置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点通过光电门的挡光时间t，用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图乙所示。忽略空气阻力，实验步骤如下：

⑴小圆柱的直径d＝cm；

⑵测出悬点到圆柱中心的距离l，并测出对应的挡光时间△t；

⑶改变摆线的长度，重复步骤 (2)，多测几组数据；

⑷以悬点到圆柱重心的距离l为纵坐标，以为横坐标，得到的图象是一条通过坐标原点的直线，如图丙所示。计算得该图线的斜率为k，则当地重力加速度g=(用物理量的符号表示)。

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14. 某同学利用图甲所示装置测量木块与长木板间的动摩擦因数。轻绳在重物的带动下牵引木块做匀加速直线运动。请回答下列问题：

(1)、长木板没有定滑轮的一端（选填“需要”或“不需要”）垫高；

(2)、某次实验中，按正确操作得到纸带的一部分如图乙所示，打点计时器打下相邻两点的时间间隔为T，B、C两点的距离x₁和D、E两点的距离x₂已测出，根据图乙可得重物的加速度大小a=；

(3)、若测得重物、木块的质量分别为m和M，重物的加速度大小为a，重力加速度大小为g，则木块与长木板间的动摩擦因数可表示为μ=；

(4)、由于空气阻力和打点计时器打点时振针与纸带间阻力的影响，测得木块与长木板间的动摩擦因数（选填“偏大”或“偏小”）。

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四、解答题

15. 因高铁的运行速度快，对制动系统的性能要求较高，高铁列车上安装有多套制动装置——制动风翼、电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等。在一段直线轨道上，某高铁列车正以v₀=288 km/h的速度匀速行驶，列车长突然接到通知，前方x₀=5 km处道路出现异常，需要减速停车。列车长接到通知后，经过t₁=2.5 s将制动风翼打开，高铁列车获得a₁=0.5 m/s²的平均制动加速度减速，减速t₂=40 s后，列车长再将电磁制动系统打开，结果列车在距离异常处500 m的地方停下来。

(1)、求列车长打开电磁制动系统时，列车的速度多大？

(2)、求制动风翼和电磁制动系统都打开时，列车的平均制动加速度a₂是多大？

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16. 一长为 $L = 3.0 m$ 的薄木板A放在光滑水平面上，木板右端放一小物块B，物块可视为质点，物块与木板间的摩擦因数为 $μ = 0.4$ ，木板质量为 $M = 2 kg$ ，物块的质量 $m = 1 kg$ ，对木板施加水平向右的 $F = 24 N$ 的拉力，作用一段时间后撤去拉力，之后物块恰能滑离木板， $g = 10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、拉力至少作用的时间；

(2)、拉力做的功。

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17. 如图所示， $A B$ 水平轨道，轨道的 $A C$ 部分光滑， $B P$ 部分粗糙。光滑圆弧形轨道 $B P$ 圆心角等于 $143 °$ ，半径 $R = 1 m$ ，两轨道相切于B点，B、O两点在同一竖直线上，轻弹簧一端固定在A点，另一自由端在C点处，两个质量均为 $m = 0.5 kg$ 的相同的物块1、2，物块2放在C点，物块1在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D点后（不拴接）释放，物块碰后粘在一起，物块与轨道 $B C$ 间的动摩擦因数为0.65， $B C$ 长度为 $1.0 m$ ，物体进入圆轨道后对轨道的最大压力为 $71 N$ ，物块从圆轨道最高点P抛出，已知 $\sin 37 ° = 0.6 ， \cos 37 ° = 0.8$ ，g取 $10 m / s^{2} ， \sqrt{5} = 2.24$ ，求：

(1)、开始弹簧具有的弹性势能；

(2)、物块离地面的最大高度；

(3)、物块在水平面的落地点到B点的水平距离。

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18. 如图所示，“凹”形工件被锁定在水平地面上、工件的上表面为一滑行轨道，轨道由左侧带挡板的水平直轨道 $A B$ 和右侧带有光滑 $\frac{1}{4}$ 圆弧的竖直轨道 $B C$ 组成， $B C$ 与 $A B$ 相切于B。D为 $A B$ 的中点， $A D$ 段光滑， $D B$ 段粗糙。两个中间夹有压缩轻弹簧（长度不计）的滑块甲、乙（未与弹簧栓接）静置于D点。某时刻弹簧弹开，乙运动到A点与挡板相碰时，甲刚好运动至B点，之后，甲沿圆弧到达C点速度恰好为0。已知 $A B$ 长 $L = 4 m$ ，圆弧半径 $R = 0.45 m$ ，甲的质量 $m_{1} = 4 kg$ ，乙的质量 $m_{2} = 5 kg$ 。将滑块视为质点，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、求甲刚进入圆弧轨道时对B点的压力 $F_{N}$ ；

(2)、求甲与 $D B$ 段的动摩擦因数 $μ$ ；

(3)、若工件不锁定在地面上，地面光滑，工件质量 $m_{0} = 3.2 kg$ ，乙与挡板相碰后与挡板粘合在一起，其它条件不变，求甲运动过程中距离水平轨道 $A B$ 的最大高度h（保留2位有效数字）。

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