山东省泰安市2022届高三上学期物理期中统考试卷

试卷更新日期：2021-12-07 类型：期中考试

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一、单选题

1. 某一品牌的小汽车包含有30TFSI、50TFSI以及60TFSI等多种车型，这些型号字母前的数字称为G值，G值用来反映车型的整体加速度感，数字越大，加速越快。G值的十分之一等于车辆从静止开始加速到100km/h的平均加速度值(单位为m/s²)，那么标有50TFSI的汽车从静止开始加速到100km/h发生的位移约为（　　）

A、50m B、77m C、96m D、100m

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2. 将质量为1kg的物块从距地面20m处自由释放，不计空气阻力，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，则物块在落地前1s内重力做功的功率为（　　）

A、100W B、150W C、175W D、200W

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3. 如图所示，重力G的小球固定在轻质杆上，轻质杆另一端通过铰链链接在竖直墙面上。与轻质杆等长的不可伸长的细绳一端拴住小球，另一端固定在竖直墙面上的A点，细绳和轻质杆之间的夹角 $θ > 90 °$ ，此时系统处于静止状态。若将细绳一端由力点缓慢下移，则（　　）

A、当 $θ = 90 °$ 时，细绳的拉力为 $\frac{\sqrt{2}}{2} G$ B、当 $θ = 90 °$ 时，细绳的拉力为 $\sqrt{2} G$ C、下移少许时，轻质杆对小球作用力变小 D、下移少许时，细绳对小球作用力变小

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4. 乘坐摩天轮观光是广大青少年喜爱的一种户外娱乐活动，某同学乘坐摩天轮随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）

A、该同学在上升过程中，座椅对他的支持力大于其所受重力，处于超重状态 B、该同学在下降过程中，座椅对他的支持力大于其所受重力，处于超重状态 C、摩天轮转动一周的过程中，该同学所受重力的冲量为零 D、摩天轮转动一周的过程中，摩天轮对该同学做功为零

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5. 太空探测器常装配离子发动机，其基本原理是将被电离的原子从发动机尾部高速喷出，从而为探测器提供推力。若某探测器质量为 $500 kg$ ，离子以 $35 km / s$ 的速率（远大于探测器的飞行速率）向后喷出，每秒喷出离子质量 $4.0 \times 10^{- 3} g$ ，则探测器获得的平均推力大小为（　　）

A、1.4N B、0.14N C、0.2N D、2N

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6. 在竖直平面内固定一光滑细圆管道，管道半径为R。若沿如图所示的两条虚线截去管道的三分之一，管内有一个直径略小于管径的小球在运动，每次从一个截口飞出且恰能从另一个截口无碰撞地进入继续做圆周运动。重力加速度为g。那么小球每次飞越无管区域的时间为（　　）

A、 $\sqrt{\frac{\sqrt{3} R}{g}}$ B、 $\sqrt{\frac{2 \sqrt{3} R}{g}}$ C、 $\sqrt{\frac{3 R}{2 g}}$ D、 $\sqrt{\frac{6 R}{g}}$

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7. 如图所示是一辆汽车做匀减速直线运动 $x - t$ 图像中的一部分。从图中所给的数据可以确定汽车在P点的瞬时速度（　　）

A、等于 $\sqrt{17} m / s$ B、等于 $\sqrt{33} m / s$ C、等于 $4 m / s$ D、小于 $4 m / s$

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8. 如图所示，长方体由木块A、B组成，木块A固定在水平地面上，木块B的上下表面为相同的三角形，顶角为 $θ = 30 °$ ，木块A与B间、木块B与地面间的动摩擦因数均为 $μ$ 。现用垂直木块B一边的力推动木块匀速运动，则木块B受到的摩擦力大小与重力大小之比为（　　）

A、 $μ$ B、 $\frac{μ^{2}}{\sqrt{3} - μ}$ C、 $\frac{\sqrt{3} μ}{\sqrt{3} - μ}$ D、 $\frac{\sqrt{3} - μ}{\sqrt{3} μ}$

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二、多选题

9. 如图所示为某时刻两列振幅相同、频率相同的横波相遇时的干涉情况，实线表示波峰，虚线表示波谷，M是波峰与波峰相遇的点，N是波峰与波谷相遇的点，P是波谷与波谷相遇的点，Q是M与P连线的中点。下列说法正确的是（　　）

A、再经 $\frac{1}{2}$ 周期，P点会出现波峰与波峰相遇 B、质点M沿 $M P$ 方向向前移动 C、Q点此时处于平衡位置，速度为零，再经 $\frac{1}{2}$ 周期速度仍为零 D、N点此时处于平衡位置，速度为零，再经 $\frac{1}{2}$ 周期速度仍为零

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10. 如图所示，1、2、3为地球卫星的三个轨道，其中轨道1平面过地球南、北两极，2，3轨道处于赤道平面且在P点相切，1、3为圆轨道，2为卫星转移椭圆轨道，P、Q分别为2轨道远地点和近地点。已知Q点离地面的高度等于1轨道离地高度，1轨道的离地高度小于3轨道的离地高度，卫星a、b分别在1、2轨道上无动力飞行，下列说法正确的是（　　）

A、卫星a、b的运行周期相等 B、卫星a的运行周期大于卫星b的运行周期 C、卫星a的加速度与卫星b经Q点时的加速度大小相等 D、卫星b转移到3轨道后经过P点时与在2轨道上经过P点时加速度相同

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11. 如图所示，竖直面内有一个半径为R的光滑 $\frac{1}{4}$ 圆弧轨道，质量为m的物块(可视为质点)从顶端A处静止释放滑至底端B处，下滑过程中，物块的动能E_k、与轨道间的弹力大小N、机械能E、重力的瞬时功率P随物块在竖直方向下降高度h变化关系图像正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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12. 如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上O点的转轴上（转轴处摩擦不计），另一端与一质量为m、套在粗糙固定直杆A处的小球（可视为质点）相连，直杆与地面倾角为30°， $O A = O C = L$ ，B为 $A C$ 的中点， $O B$ 等于弹簧的原长。小球从A处以大小为 $a_{A}$ 的加速度由静止开始下滑，经过B处的速度为v，所用的时间为 $t_{1}$ ，再经过 $t_{2}$ 运动到C处速度恰好为0，后又以大小为 $a_{C}$ 的加速度由C点开始向上滑行。重力加速度大小为g。弹簧处于原长时，弹性势能为零。下列说法正确的是（　　）

A、 $t_{1} = t_{2}$ B、 $a_{A} - a_{C} = g$ C、弹簧具有的最大弹性势能 $\frac{1}{2} m v^{2}$ D、小球从A到C产生的内能为 $\frac{\sqrt{3}}{2} m g L$

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三、实验题

13. 某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如下图所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°，弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为200g的钢球（直径略小于玻璃管内径）逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数 $L_{n}$ ，数据如下表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算每个小球对应的弹簧压缩量，进而计算弹簧劲度系数。

n

1

2

3

4

5

6

$L_{n} /cm$

21.09

18.11

15.07

12.05

9.03

6.01

(1)、利用 $Δ L_{i} = L_{i} - L_{i + 3} (i = 1 ， 2 ， 3)$ 计算弹簧的压缩量： $Δ L_{1} = 9.04 cm$ ， $Δ L_{2} = 9.08 cm$ ， $Δ L_{3} =$ cm，滑进每个钢球对应压缩量的平均值为cm；（结果保留2位小数）

(2)、若不计摩擦，重力加速度g取 $9.80 {m/s}^{2}$ ，该弹簧的劲度系数为 $N / m$ 。（结果保留2位小数）

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14. “探究加速度与质量、合外力的关系”的实验装置如图甲所示。一共有9个砝码，砝码盘和每个砝码的质量均为20g。

(1)、在平衡小车与板面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出各计数点与第一个计数点间的距离。计时器打点频率为 $50 Hz$ ，则该小车的加速度 $a =$ ${m/s}^{2}$ ，打点计时器打下计数点4时小车的速度大小 $v_{4} =$ $m/s$ （结果均保留两位有效数字）。

(2)、调整装置平衡摩擦力后，将9个相同的砝码都放在小车上，挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，砝码盘和其中砝码的总重力记为F，测出小车对应的加速度a，根据前5次实验数据作出 $a - F$ 关系图像如图丙，则小车的质量为 $M =$ $kg$ （结果保留2位有效数字）。

(3)、假设继续将小车上的剩余4个砝码依次添加到砝码盘里，作出 $a - F$ 关系图像可能是_________。（单选，填正确答案标号）

A、 B、 C、 D、

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四、解答题

15. 均匀介质中质点P、Q的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和 $x_{B} = 16 cm$ 。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速 $v = 30 cm/s$ ，波长大于 $30 cm$ ，振幅为 $A = 2 cm$ ，且传播时无衰减。 $t = 0$ 时刻P、Q偏离平衡位置的位移大小相等、方向相反，运动方向相同，此后经 $Δ t = 0.8 s$ 两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相反。已知在 $t_{1}$ 时刻（ $t_{1} > 0$ ），质点P位于波峰。求：

(1)、该列波的波长；

(2)、 $t_{1}$ 时刻质点Q偏离平衡位置的位移大小。

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16. 如图所示，细圆管 $A B C D$ 由半圆 $A B C$ 和直线 $C D$ 构成，固定在倾角为 $θ = 30 °$ 的倾斜桌面上。半圆的半径 $R = 0.8 m$ ，直线 $C D$ 段水平，二者相切于C点。一质量 $m = 0.1 kg$ 的小球（可视为质点）以 $v_{0} = 3 m/s$ 的水平速度从A点进入，从D点再开随即水平抛。已知 $C D$ 段的离地高度 $h = 1.25 m$ ，圆管内壁光滑，不计空气阻力，取重力加速度大小 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，求：

(1)、小球落地点与D点的水平距离；

(2)、小球经过半圆段末端C时对网管的压力大小（结果用根号表示）。

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17. 如图所示，质量 $M = 1 kg$ 的木板静止在水平面上，质量为 $m = 2 kg$ 的小物块（可视为质点）停在木板左端，小物块与木板间的动摩擦因数 $μ_{1} = 0.8$ ，木板与水平面间的动摩擦因数 $μ_{2} = 0.4$ 。某时刻起，给小物块施加一水平向右的恒力 $F = 36 N$ ，经0.5s后撤去此力，小物块恰好未从木板上滑落。取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，求：

(1)、木板运动的最大速度；

(2)、木板的长度；

(3)、小物块的运动时间。

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18. 如图，倾角 $θ = 30 °$ 的光滑斜面体用一销子固定在光滑水平面上，斜面底端固定一挡板D，自由长度为 $L_{0}$ 的轻弹簧一端固定在D上，质量为m的小物块B（可视为质点）放在斜面上与弹簧接触但不连接，与B相同的小物块C从斜面上端与挡板D相距 $2 L_{0}$ 处的P点由静止释放，C与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短可忽略。重力加速度大小为g，已知弹簧的劲度系数为 $k = \frac{5 m g}{L_{0}}$ ，弹簧的形变量为x时具有的弹性势能为 $\frac{1}{2} k x^{2}$ 。

(1)、求与B碰前物块C的速度；

(2)、求物块B的最大动能；

(3)、若A连同D的质量为2m，在C与B碰撞时打开销子，让A可以自由运动，求运动中C与P间的最小距离。

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n	1	2	3	4	5	6
$L_{n} /cm$	21.09	18.11	15.07	12.05	9.03	6.01