山西省太原市2022届高三上学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2021-12-01 类型：期中考试

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一、单选题

1. 2021年9月7日，我国在太原卫星发射中心成功发射了高分五号02星，该卫星的轨道可近似看成距离地面约为700km的圆轨道。已知地球同步卫星距地面的高度约为36000km，则关于该卫星绕地球做圆周运动的下列说法正确的是（）

A、线速度大于第一宇宙速度 B、角速度大于同步卫星的角速度 C、周期大于同步卫星的周期 D、加速度小于同步卫星的加速度

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2. 在无风的晴天，将皮球从50m的高度由静止释放，皮球的速度随时间变化的关系如图所示。由图像可知，下列说法正确的是（）

A、皮球的运动轨迹是一条曲线 B、下落的某一时刻，皮球的加速度可能大于重力加速度 C、随着速度的增加，皮球所受的空气阻力逐渐减小 D、当速度为 $v_{0}$ 时，皮球所受阻力的大小等于重力的大小

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3. 甲、乙两物体分别在水平面上做直线运动，取向右为正方向，它们运动的相关图像分别如图甲、乙所示。已知乙的初速度为0，下列说法正确的是（）

A、甲物体2s时的运动方向发生变化 B、乙物体2s时的运动方向发生变化 C、甲物体0～2s内的平均速度与2s～4s内的平均速度相同 D、乙物体4s时的位置与0时刻的位置相同

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4. 如图，站在电梯内的人质量为M，举起质量为m的木箱紧压在电梯的顶板上，当木箱和人共同以a的加速度随电梯加速上升时，测得木箱对顶板的压力为F。下列说法正确的是（）

A、人对电梯底板的压力大小为 $(M + m) (g + a)$ B、人对电梯底板的压力大小为 $(M + m) (g + a) + F$ C、人对木箱的推力大小为 $m (g + a)$ D、人对木箱的推力大小为 $m (g + a) - F$

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5. 文源巷给排水及电缆管道施工中，甲、乙两人站在同一水平地面上，手握穿过滑轮的轻绳从开挖的沟槽中吊起重物。滑轮光滑、固定在重物上，则在重物缓慢上升的过程中，以下分析正确的是（）

A、若甲、乙两人所站位置不变，甲对地面的压力大小就保持不变 B、若甲、乙两人所站位置不变，绳子的张力大小保持不变 C、若保持绳长不变，缓慢增大两人的间距，甲对地面的压力逐渐变大 D、若保持绳长不变，缓慢增大两人的间距，绳子的张力大小保持不变

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6. 如图所示，长为L的轻杆一端固定有质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上。在转轴的带动下，轻杆绕转轴O在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动。已知小球运动到最高点C时，轻杆对小球恰好没有作用力，则（）

A、轻杆转动的角速度为 $\sqrt{\frac{2 g}{L}}$ B、从A到C，轻杆先对小球做正功后做负功 C、到达A点时，轻杆对小球的作用力大小等于2mg D、到达B点时，轻杆对小球的作用力指向圆心

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7. 如图，投出的篮球以某一水平速度与篮板碰撞后反向弹回，弹回后，篮球的球心恰好经过篮框的圆心。已知篮球的半径为r，篮框圆心与篮板的距离为L，碰撞点与篮框的高度差为h，篮球与篮板碰撞后的速率与碰撞前的速率之比为k（反弹系数），不计篮球与篮板的碰撞时间及其受到的空气阻力，则（）

A、篮球从篮板反弹的速度大小为 $L \sqrt{\frac{2 g}{h}}$ B、篮球从篮板反弹的速度大小为 $\frac{(L - r)}{k} \sqrt{\frac{2 g}{h}}$ C、若篮球气压降低，使得反弹系数变为 $\frac{k}{2}$ ，要使反弹后篮球球心经过篮框圆心，则碰前速度应为 $\frac{(L - r)}{k} \sqrt{\frac{2 g}{h}}$ D、若篮球气压降低，使得反弹系数变为 $\frac{k}{2}$ ，要使反弹后篮球球心经过篮框圆心，则篮球从篮板反弹的速度大小为 $\frac{(L - r)}{k} \sqrt{\frac{2 g}{h}}$

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8. 如图所示，冲击摆的小摆块质量为3m，用轻细绳悬于O点，开始时静止于O点的正下方。现前、后两次将质量均为m的弹丸以向右的水平速度射入摆块，第一粒弹丸的速度为 $v_{0}$ ，进入摆块后随其一起摆动的最大摆角小于90°。当摆块第一次返回到O点的正下方时，第二粒弹丸以另一速度打入摆块也留在其中，摆块的最大摆角与第一次相同。忽略弹丸与摆块的作用时间，不考虑空气阻力，则（）

A、第一个弹丸射入的过程中，弹丸及摆块的机械能减少了 $\frac{3}{4} m v_{0}^{2}$ B、第二个弹丸射入摆块时的速度大小为 $\frac{9}{2} v_{0}$ C、两次摆块和弹丸摆起的最大高度均为 $\frac{v_{0}^{2}}{16 g}$ D、前后两次作用的过程中，两弹丸受到摆块的冲量大小之比为 $\frac{3}{8}$

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二、多选题

9. 一质点在几个恒力的作用下做匀速直线运动。若在位置 $x_{0}$ 处撤去一个与运动方向在同一直线上的力F，同时保持原来作用在质点上的其他力不变，则关于质点之后的运动，下列说法正确的是（）

A、质点可能做曲线运动 B、质点可能再次经过 $x_{0}$ 处 C、某时刻，质点的动能可能与撤去F时相同 D、某时刻，质点的动量可能与撤去F时相同

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10. 搭载三名航天员的“神舟十二号”在轨工作90天后，其返回舱于9月16日在离地约350km的轨道上同空间站分离，进行调姿、制动、减速后从原来的飞行轨道进入返回轨道。大约在离地100km处，返回舱以极高的速度冲入大气层，与空气剧烈摩擦，航天员承受达到自身体重几倍的过载作用；在距离地面10km左右，引导伞、减速伞和主伞先后展开，返回舱的速度缓缓下降。在距离地面约1m左右，反推发动机开始工作，返回舱实现软着陆。下列说法正确的是（）

A、从飞行轨道进入返回轨道的过程中，返回舱的机械能守恒 B、从飞行轨道进入返回轨道的过程中，航天员时刻处于超重状态 C、与空气剧烈摩擦时，返回舱加速度的方向与重力方向的夹角大于90° D、反推发动机开始工作后，航天员处于超重状态

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11. 行驶在水平路面上的汽车，由于前方发生意外，驾驶员开始紧急刹车，控制电脑记录汽车所受的制动力 $F_{P}$ 随时间t的变化关系如图所示。0时刻，驾驶员脚离开加速踏板，此时汽车速度为 $v_{0}$ ； $t_{1}$ 时刻，制动系统接收到制动信号开始工作； $t_{2}$ 时刻，制动力达最大为 $F_{m}$ 并保持到 $t_{3}$ 时刻。已知汽车的质量为m，这一过程中汽车受到的合力为 $F_{P}$ ，下列说法正确的是（）

A、0～ $t_{1}$ 时间内，汽车发生的位移为 $v_{0} t_{1}$ B、 $t_{1}$ ～ $t_{2}$ 时间内，汽车做匀减速直线运动 C、 $t_{1}$ ～ $t_{2}$ 时间内，汽车速度的变化量为 $- \frac{F_{m}}{2 m} (t_{2} - t_{1})$ D、 $t_{2}$ ～ $t_{3}$ 时间内，汽车发生的位移为 $[\frac{v_{0}}{2} - \frac{F_{m}}{4 m} (t_{2} - t_{1})] (t_{3} - t_{2})$

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12. 如图甲所示，轻弹簧的一端栓接在倾角为30°的斜坡底端，质量为0.1kg的小物块从斜面上方某处由静止下滑。取坡底所处水平面为零势能面，以物块开始下滑的位置为原点，沿斜面向下为x轴正方向建坐标系，在物块下滑的整个过程中，物块的重力势能、弹簧的弹性势能与物块发生的位移的关系分别如图乙中图线a、b所示。已知弹簧始终在弹性限度内，取 $g = 10 m / s^{2}$ ，则（）

A、物块释放位置距坡底的高度为1.0m B、物块在下滑过程受到的摩擦力大小为0.25N C、物块与斜面间的动摩擦因数为 $\frac{\sqrt{3}}{4}$ D、物块刚接触弹簧时的动能为0.15J

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三、实验题

13. 某实验小组同学用铁架台、弹簧和多个质量均为

m = 50

g的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，实验装置如图甲所示。

(1)、实验中，在弹簧下端依次挂上钩码，分别记下钩码静止时弹簧下端指针所对应的刻度，记录数据如下表：

钩码个数	1	2	3	4	5
弹力F/N	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
指针对应刻度/cm	12.51		15.39	16.11	17.30

当挂上第二个钩码时，指针对应刻度如图甲所示，则示数为cm；

(2)、以弹簧弹力F为纵轴、指针对应刻度L为横轴，在图乙中描出所缺数据点，作出F-L图像；

(3)、由图像可求得弹簧的劲度系数

k =

N/m。（保留2位有效数字）

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14. 图甲为测量滑块与长木板间动摩擦因数的实验装置。长木板固定在水平桌面上，其上B处装有光电门；放在木板上的滑块通过轻质细线与重物相连，其上固定有宽度为d的遮光条。实验主要步骤如下：

(1)、用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙所示，则 $d =$ cm；

(2)、将滑块从某点由静止释放，测得该点与光电门的距离为x，遮光条通过光电门的时间为△t；
若某次实验测得 $Δ t = 0.030$ s，则滑块经过光电门时的速度 $v =$ m/s（保留2位有效数字）；

(3)、多次改变滑块的释放位置，测出x及对应的△t，作出 $Δ t^{2} - \frac{1}{x}$ 图像如图丙所示，求出图像的斜率；

(4)、已知滑块与遮光条的总质量为m，重物的质量为 $\frac{m}{2}$ ，不计空气阻力，则滑块与长木板间的动摩擦因数的表达式为 $μ =$ （用题目中的字母表示）。

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四、解答题

15. 爬墙车主要是靠真空负压原理吸附在墙壁上行走。某遥控爬墙车在竖直墙面上从O点由静止开始沿竖直方向向上运动，先匀加速0.2s前进0.1m时到达A点，之后保持速度不变，继续行驶2s到达B点。为了防止撞到房顶，立即遥控使其车轮停止转动开始做匀减速运动，到达C点时恰好停止。已知爬墙车与墙壁间的弹力恒为重力的3倍，爬墙车与墙面间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ，不计空气阻力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、爬墙车到达A点时的速度 $v_{A}$ ；

(2)、爬墙车从O到C爬行的总高度。

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16. 冰壶是2022北京冬奥会的比赛项目，比赛场地如图所示。某次比赛时，运动员从起滑架处沿水平方向推着20kg的红色冰壶出发，在投掷线AB处放手让红冰壶以一定的初速度滑出。之后，冰壶沿虚线向圆垒运动，与对方置于圆垒中心O处的相同质量的蓝色冰壶发生正碰，碰后红、蓝冰壶分别沿虚线向前滑行0.2m和1.8m后停下。已知投掷线与O点间的距离为30m，起滑架与投掷线间的距离为10m，两冰壶与冰面间的动摩擦因数均为 $μ = 0.01$ ，取 $g = 10 m / s^{2}$ ，将冰壶视为质点，求：

(1)、碰撞后红、蓝冰壶速度的大小；

(2)、运动员对红色冰壶做的功。

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17. 2021年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入近火点为A远火点为B的椭圆轨道上运行，A点距火星表面的高度为 $h_{1}$ 、B点距火星表面的高度为 $h_{2}$ ，探测器在椭圆轨道上运行的周期为 $T_{0}$ 。之后，探测器再经多次变轨，进入环绕火星表面的圆轨道上运行考察。最后，搭载“祝融号”火星车的着陆巡视器成功着陆火星表面。已知火星半径为R，引力常量为G。

(1)、求探测器在环火表面圆轨道上运行的周期。

(2)、火星着陆巡视器着陆火星的最后阶段，先在高度为h处悬停，关闭发动机后自由下落到火星表面，求其着陆时的速度。

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18. 如图甲所示，水平地面上固定有光滑的 $\frac{1}{4}$ 圆形轨道，其半径 $R = 0.5$ m，A、B分别是圆弧的两端点。紧靠B的右侧，水平地面上放有质量 $M = 5$ kg、高度 $h = 0.2$ m的木板，木板的上表面与B点水平相切，小滑块Q静止在木板上表面的左端点。将小滑块P从A点的正上方高 $H = 4.5$ m处由静止释放，P从A点进入圆形轨道，离开B后与Q发生碰撞并粘合在一起向右滑动，一段时间后从木板右侧滑出，这一过程中木板的 $v^{2}$ -x图像如图乙所示。已知P、Q的质量分别为 $m_{P} = 4$ kg、 $m_{Q} = 1$ kg，与长木板间的动摩擦因数均为 $μ = 0.5$ 。不计P、Q的碰撞时间，取 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、PQ合为一体后的瞬间速度的大小；

(2)、木板与水平面间的动摩擦因数以及木板的长度；

(3)、P、Q结合体落地时与木板右端的距离。

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