山东省潍坊市2022届高三上学期物理期中统考试卷

试卷更新日期：2021-12-01 类型：期中考试

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一、单选题

1. 质点从P点到Q点做匀变速曲线运动，轨迹如图所示，运动到N点时速度方向与加速度方向互相垂直。下列说法中正确的是（）

A、M点的速率比N点小 B、M点的加速度比N点小 C、P点的加速度方向与速度方向平行 D、从P到Q的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小

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2. 某次军事演习中，直升机低空悬停，将一装备由静止释放，空气阻力恒定，则该装备落地前，重力做功的平均功率P随其运动时间t变化的关系图像正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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3. 半径为R的半圆柱形凹槽固定在水平面上，其内壁光滑，槽口水平，截面如图所示。完全相同的甲、乙两小球用长为R的直轻杆连接，开始时甲位于槽口边缘，乙靠在槽壁上，且甲、乙处在同一个半圆截面内，现将两球由静止释放，则甲的最大速度为（）

A、 $\sqrt{\frac{\sqrt{3}}{2} g R}$ B、 $\sqrt{g R}$ C、 $\sqrt{\sqrt{3} g R}$ D、 $\sqrt{\frac{\sqrt{3}}{4} g R}$

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4. 北京时间2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于空间站天和核心舱径向端口，翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员成功进驻空间站天和核心舱，开始中国迄今时间最长的载人飞行。已知空间站轨道离地面的高度约为地球半径的 $\frac{1}{16}$ ，绕地球飞行的轨道可视为圆轨道。下列说法正确的是（）

A、空间站在轨道上运行的线速度大于 $7.9 km / s$ B、空间站在轨道上运行的加速度小于地面重力加速度g C、对接后，空间站由于质量增大，轨道半径将变小 D、若已知空间站的运行周期、地球半径和引力常量G，可求出空间站质量

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5. 如图所示，水平的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度 $ω$ 转动，盘面上离转轴 $2.5 m$ 处有叠放的甲、乙两小物体与圆盘始终保持相对静止，乙的质量是甲质量的两倍。甲、乙间的动摩擦因数为0.5，乙与盘面间的动摩擦因数为0.4，g取 $10 m / s^{2}$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则 $ω$ 的最大值是（）

A、 $\sqrt{2} rad / s$ B、 $1.0 rad / s$ C、 $\frac{2}{5} \sqrt{10} rad / s$ D、 $\frac{2}{5} \sqrt{5} rad / s$

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6. 如图所示，斜面的倾角为 $30 °$ ，轻绳一端固定于天花板，另一端通过两个滑轮与物块甲相连，动滑轮悬挂物块乙后，甲、乙保持静止，此时动滑轮两边轻绳的夹角为 $120 °$ 。已知甲的质量为m，甲与斜面间的动摩擦因数为 $\frac{\sqrt{3}}{6}$ ，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，不计滑轮的质量及轻绳与滑轮的摩擦，则乙的质量可能为（）

A、 $\frac{1}{6} m$ B、 $\frac{1}{2} m$ C、 $m$ D、 $\sqrt{2} m$

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7. 运动员腰部系弹性绳奔跑是进行力量训练的一种方法。如图甲所示，弹性绳一端固定在墙上，另一端系在运动员腰部，某次训练中，质量为50kg的运动员从P点开始向Q运动，其运动过程 $v - t$ 图像如图乙所示， $t = 2 s$ 时运动员恰好经过O点，且此时弹性绳处于原长。已知弹性绳的劲度系数为 $600 N / m$ ，绳张紧后始终与地面平行且未超出其弹性限度。则由P到Q的过程中地面摩擦力对运动员的冲量大小为（）

A、 $800 N \cdot s$ B、 $1000 N \cdot s$ C、 $1200 N \cdot s$ D、 $1400 N \cdot s$

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8. 赛龙舟是端午节的传统活动。如图所示的 $v - t$ 图像描述了甲、乙两条龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划到终点线的运动全过程，下列说法正确的是（）

A、刚出发时，乙的加速度大于甲的加速度 B、 $t_{1}$ 时刻甲乙齐头并进 C、 $t_{2}$ 时刻甲在乙前面 D、比赛全程甲的平均速度大于乙的平均速度

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二、多选题

9. 如图所示，圆柱体固定在地面上，表面光滑，轻质橡皮绳一端连接小球甲，另一端跨过圆柱体连接小球乙，乙通过细绳与地面连接，甲质量是乙的2倍，甲乙均静止。将连接地面的细绳剪断瞬间（）

A、甲球的加速度为g B、甲球处于处于失重状态 C、乙球处于处于超重状态 D、乙球处于平衡状态

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10. 地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的轨道则是一个非常扁的椭圆，预测哈雷彗星下次飞近地球将在2061年左右。若哈雷彗星近日点与太阳中心的距离为 $r_{1}$ 、线速度大小为 $v_{1}$ ，远日点与太阳中心的距离为 $r_{2}$ 、线速度大小为 $v_{2}$ ，则哈雷彗星（）

A、线速度 $v_{1} < v_{2}$ B、近日点与远日点的机械能相等 C、近日点与远日点的加速度大小之比为 $\frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}$ D、近日点的加速度大小为 $\frac{v_{1}^{2}}{r_{1}}$

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11. 如图所示，甲、乙两个完全相同的物块放在粗糙水平面上，质量均为m，用劲度系数为k的轻弹簧连接，开始时弹簧处于原长，两物块处于静止状态。用水平向左大小为F的恒力作用在甲上，当乙刚要滑动时，甲的加速度为零，此后运动过程弹簧始终处于弹性限度内。重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（）

A、水平力作用在甲上的瞬间，其加速度为 $\frac{F}{m}$ B、两物块与水平地面间的动摩擦因数为 $\frac{F}{2 m g}$ C、当乙刚好要滑动时弹簧的伸长量为 $\frac{F}{k}$ D、从乙开始滑动到弹簧第一次最长的过程中，甲、乙的加速度大小始终相等

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12. 甲、乙两物体间距1m静置于水平桌面上，乙位于O点，甲质量是乙的2倍，两物体与桌面间的动摩擦因数相同。现对甲施加如图所示的水平推力使其向乙运动，推力大小为甲所受摩擦力的2倍，甲与乙碰前瞬间撤去推力，碰撞时间极短，碰后甲停在距O点 $0.25 m$ 处，甲乙均可视为质点，则（）

A、碰后甲向右运动 B、甲乙碰撞过程为弹性碰撞 C、碰后乙停在距O点 $1 m$ 处 D、碰后至甲乙均停下的过程，摩擦力对甲乙冲量大小相等

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三、实验题

13. 某研究小组用如图所示的装置做“验证力的平行四边形定则”实验，实验步骤如下：

①用两个相同的弹簧测力计互成角度拉细绳套，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，记为 $O_{1}$ ，并记录两个弹簧测力计的拉力 $F_{1}$ 和 $F_{2}$ 的大小和方向；

②只用一个弹簧测力计，将结点仍拉到位置 $O_{1}$ ，记录弹簧测力计的拉力 $F_{3}$ 的大小和方向；

③按照力的图示要求，作出拉力 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 、 $F_{3}$ ；

④根据力的平行四边形定则作出 $F_{1}$ 和 $F_{2}$ 的合力F；

⑤比较 $F_{3}$ 和F的一致程度。

(1)、用两个弹簧测力计拉橡皮条，下列说法中正确的是_____

A、系在橡皮条末端的两细绳要一样长 B、应使橡皮条与两细绳夹角的平分线在同一直线上 C、两细绳的方向应与纸面平行 D、为了便于计算合力大小，两绳间夹角应取 $30 °$ 、 $45 °$ 、 $90 °$ 等特殊角度

(2)、实验记录纸如图所示，两弹簧测力计共同作用时，拉力 $F_{1}$ 和 $F_{2}$ 的方向分别过 $P_{1}$ 和 $P_{2}$ 点；两个力的大小分别为： $F_{1} = 3.00 N$ ， $F_{2} = 3.50 N$ ，请根据图中给出的标度作出 $F_{1}$ 和 $F_{2}$ 的合力F；

(3)、进行步骤①时，结点位置不变且保持 $F_{1}$ 方向不变，改变 $F_{2}$ 的大小和方向，则 $F_{2}$ 最小时其方向为。

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14. 如图甲所示，某实验小组为了测量滑块和倾角为 $θ$ 的斜面间的动摩擦因数，进行了如下实验：
①刻度尺平行斜面固定，光电门安装在斜面下端并与数字计时器相连；

②用游标卡尺测得滑块宽度d；

③使滑块静置于斜面上某处，从刻度尺上读出滑块中心到光电门中心的距离L，释放滑块，数字计时器记录滑块通过光电门的遮光时间 $Δ t$ ；

④改变滑块释放位置，重复实验，可测得多组数据。

(1)、某同学用游标卡尺测滑块的宽度，卡尺的刻度如图乙所示，则滑块的宽度d为 cm；

(2)、某同学实验中，光电门中心与刻度尺上 $52cm$ 刻度线对齐，某次实验中滑块释放位置如图丙所示，则本次实验中测得的距离L为cm；

(3)、滑块通过光电门的速度表示为 $\frac{d}{Δ t}$ ，由此计算得出的速度比滑块中心与光电门中心重合时速度（填“偏大”或“偏小”）；

(4)、某同学利用测得的数据做出了 ${(\frac{d}{Δ t})}^{2} - L$ 图像，并得出图像的斜率为k，已知重力加速度为g，则滑块和斜面间的动摩擦因数为（用相关物理量的字母表示）。

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四、解答题

15. 国产大飞机C919在某次测试中，沿平直跑道由静止开始匀加速滑行，经 $10 s$ 速度达到 $216 km / h$ ，之后匀速滑行一段时间，再匀减速滑行至停止。已知滑行总距离为 $1200 m$ ，减速过程加速度与加速过程加速度之比为 $4 ： 3$ ，求：

(1)、C919减速滑行时的加速度大小；

(2)、C919在整个滑行过程中的平均速度大小（结果保留3位有效数字）。

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16. 如图所示，甲、乙两个物体相互接触，但不黏合，放置在光滑水平面上。从 $t = 0$ 时刻开始，推力 $F_{1}$ 和拉力 $F_{2}$ 分别作用于甲、乙两物体上， $F_{1} 、 F_{2}$ 随时间的变化规律为 $F_{1} = (8 - 2 t) (N)$ 、 $F_{2} = (2 + 2 t) (N)$ ，已知甲的质量 $m_{1} = 2 kg$ ，乙的质量 $m_{2} = 3 kg$ 。求：

(1)、 $t = 0$ 时甲、乙的加速度大小；

(2)、甲、乙分离时乙的速度大小；

(3)、 $t = 5 s$ 时乙的加速度大小。

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17. 如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于P点。水平桌面右侧有半径 $R = 0.1 m$ ，竖直放置的光滑半圆轨道 $B C D$ ， $B D$ 为其竖直直径。若用质量 $m_{1} = 0.4 kg$ 的物块将弹簧缓慢压缩到Q点（图中未标出），释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在P点，用同种材料、质量 $m_{2} = 0.2 kg$ 的物块将弹簧缓慢压缩到Q点释放，物块过P点后其位移与时间的关系为 $x = (4 t - 2 t^{2}) (m)$ ，经过B点时对轨道压力的大小为 $10 N$ ，g取 $10 m / s^{2}$ 。求质量为 $m_{2}$ 的物块运动过程中：

(1)、运动到B点时的速度大小；

(2)、释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功

(3)、沿轨道所能达到的最大高度。

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18. 如图所示，质量均为 $m = 2 kg$ ，大小相同的长木板甲、乙相隔一段距离静置于光滑水平面上，甲上表面粗糙、乙上表面光滑。乙的右端固定一轻质弹簧，弹簧原长小于木板长度。一质量 $M = 4 kg$ 的小铜块以 $v_{0} = 6 m / s$ 的速度从甲左端滑上，当铜块滑到甲右端时两者速度相等，此后甲与乙发生碰撞并粘在一起，铜块在乙表面与弹簧相互作用过程中弹簧始终处于弹性限度内。已知铜块与甲之间的动摩擦因数 $μ = 0.6$ ，g取 $10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、甲、乙刚碰完时的共同速度的大小；

(2)、弹簧的最大弹性势能 $E_{p}$ ；

(3)、乙的最大速度；

(4)、判断铜块能否从甲左侧滑出，若能，求其滑出时的速度；若不能，求其最终离甲左端的距离。

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