山东省日照市2022-2023学年高三上学期第一次校际联考物理试题

试卷更新日期：2022-09-21 类型：开学考试

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一、单选题

1. 一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生，称为“第五类交通方式”，它就是“Hyperloop（超级高铁）”，速度高达一千多公里每小时。如果乘坐Hyerloop从甲地到乙地，其所用时间取决于（）

A、运动过程中加速度的大小 B、最大速度的大小 C、该过程平均速度的大小 D、某个时刻瞬时速度的大小

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2. 一物体在以xOy为直角坐标系的平面上运动，其运动规律为x=-5t，y=5t²-5t（式中的物理量单位均为国际单位），关于该物体的运动，下列说法正确的是（）

A、物体在x轴方向上做匀减速直线运动 B、物体在y轴方向上做匀加速直线运动 C、由y轴方程可知， $t = 1 s$ 时， $y = 0$ ，故物体返回出发点 D、物体运动的轨迹是一条曲线

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3. 如图所示，质量为2kg的物体A静止于竖直的轻弹簧上，质量为2kg的物体B用细线悬挂，A、B间相互接触但无压力，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间（）

A、弹簧的弹力大小为40N B、A的加速度为零 C、B对A的压力大小为20N D、B的加速度大小为 $5 m / s^{2}$

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4. 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图像，a、b两质点的横坐标分别为 $x_{a} = 2 m$ 和 $x_{b} = 6 m$ ，图乙为质点a从该时刻开始计时的振动图像。下列说法正确的是（）

A、该波沿x轴负方向传播，波速为 $1 m / s$ B、质点a经4s振动的路程为4m C、此时刻质点b的速度沿y轴正方向 D、质点a在 $t = 2 s$ 时速度最大

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5. 筷子是中华饮食文化的标志之一，我国著名物理学家李政道曾夸赞说：“筷子如此简单的两根木头，却精妙绝伦地应用了物理学杠杆原理。”如图所示，用筷子夹住质量为m的小球，两根筷子均在竖直平面内，且小球静止，筷子和竖直方向的夹角均为 $θ$ 。已知小球与筷子之间的动摩擦因数为 $μ$ ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦为，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A、小球受到3个力作用 B、当 $θ$ 增大时，筷子对小球的作用力增大 C、当 $θ$ 减小时，筷子对小球的作用力增大 D、筷子对小球的最小压力是 $\frac{m g}{2 (μ c o s θ - s i n θ)}$

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6. 如图所示，A、B两物块质量分别为m、3m，用轻绳连接，悬挂在定滑轮的两侧。开始时，用手托住物块B，A、B两物块距离地面高度相同，然后突然由静止释放，直至A、B物块间高度差为2h。不计滑轮质量和一切摩擦，在此过程中，下列说法正确的是（）

A、物块A的机械能增加 $2 m g h$ B、物块B的机械能减少 $\frac{3}{2} m g h$ C、物块B重力势能的减少最等于A、B两物块的动能增加量之和 D、物块A重力势能的增加量小于其动能的增加量

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7. 2022年7月29日，电影《独行月球》上映。电影中，维修工“独孤月”驾驶月球车从高h的悬崖一侧水平飞出，飞出时的速度为 $v_{0}$ 。已知地球半径是月球半径的P倍，地球质量是月球质量的Q倍，地球表面重力加速度大小为g。则“独孤月”从飞出到落到月面上的时间为（）

A、 $\sqrt{\frac{Q^{2} g}{2 h P}}$ B、 $\sqrt{\frac{P^{2} g}{2 h Q}}$ C、 $\sqrt{\frac{2 h P}{Q^{2} g}}$ D、 $\sqrt{\frac{2 h Q}{P^{2} g}}$

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8. 如图所示，质量为m的物块A静置在光滑水平桌面上，它通过水平轻绳和轻质滑轮竖直悬挂着质量为2m的物块B。由静止释放物块B后（重力加速度大小为g），下列说法正确的是（）

A、相同时间内，A、B运动的位移之比为1：1 B、物块A、B的加速度之比为1：1 C、细绳的拉力为 $\frac{2}{3} m g$ D、当B下落高度h时，速度为 $\frac{2}{3} \sqrt{g h}$

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二、多选题

9. 某课外小组研究单摆的运动规律，单摆第一次运动到最低点开始计数1，第二次计数2…数到61时，经历时间60s。已知当地的重力加速度大小 $g = 9.8 m / s^{2}$ ，则（）

A、该单摆做简谐运动的周期为2s B、该单摆的摆长约为1m C、该单摆做简谐运动时，在速度增大的过程中回复力增大 D、若把该单摆放在月球上，则其摆动周期变小

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10. 为实现2030年前碳达峰，我国正在加大电动汽车的研发。总质量 $m = 1000 k g$ 的电动汽车在平直公路上测试，以 $60 k W$ 的恒定功率由静止开始运动，经过10s时间，达到最大速度 $v_{m} = 30 m / s^{2}$ ，最终做匀速直线运动，汽车运动过程中受到的阻力恒定不变，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。则（）

A、汽车受到的阻力为2000N B、汽车速度为 $15 m / s$ 时，加速度的大小为 $4 m / s^{2}$ C、汽车加速过程中通过的位移为75m D、改变测试方式，让汽车以 $2 m / s^{2}$ 的加速度匀加速直线运动，则匀加速直线运动的最长时间为15s

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11. 水平力F方向确定，大小随时间的变化如图a所示，用力F拉静止在水平桌面上的小物块，在F从0开始逐渐增大的过程中，物块 $0 ~ 4 s$ 的加速度随时间变化的图像如图b所示，重力加速度大小为 $10 m / s^{2}$ ，最大静摩擦力大于滑动摩擦力，由图可知（）

A、物块与水平桌面间的最大静摩擦力为 $8 N$ B、在 $0 ~ 4 s$ 时间内，水平力F的冲量为 $32 N \cdot s$ C、在 $0 ~ 4 s$ 时间内，合外力的冲量为 $18 N \cdot s$ D、在 $0 ~ 4 s$ 时间内，合外力做的功为 $40.5 J$

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12. 如图是大型户外水上竞技闯关活动中“渡河”环节的简化图。固定在地面上的圆弧轨道上表面光滑。质量为48kg的平板浮于河面上，其左端紧靠着圆弧轨道，且其上表面与轨道末端相切。平板左侧放置质量为12kg的橡胶块A。质量为60kg的人从圆弧轨道上与平板高度差为1.8m处由静止滑下，人与A碰撞后经0.4s与平板共速，且A恰好冲出平板并沉入水中，不影响平板运动。已知人、橡胶块与平板间的动摩擦因数均为0.5；平板受到水的阻力是其所受浮力的0.1倍。平板碰到河岸立即被锁定，河面平静，水的流速忽略不计，整个过程中有足够的安全保障措施，取重力加速度g=10m/s² ，则（）

A、人与橡胶块A碰撞时的速度为6m/s B、人与橡胶块A碰撞后，橡胶块A的速度为10m/s C、平板的长度为3.6m D、整个过程中，要平板能够到达河岸，河岸的最大宽度为5.6m

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三、实验题

13. 在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图甲所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用 $M$ 表示，盘及盘中砝码的质量用 $m$ 表示，小车的加速度 $a$ 可通过小车拖动的纸带由打点计时器打出的点计算得出：

(1)、一组同学先保持盘及盘中砝码的质量一定，探究小车的加速度与其质量的关系，以下做法正确的是
A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上

B．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源

C．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

D．当 $M ≫ m$ 时才可以认为绳子对小车的拉力大小与盘和盘中砝码的重力大小相等

(2)、保持小车及车中砝码的质量M一定，探究小车的加速度与其所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的 $a - F$ 关系分别如图乙和图丙所示（ $a$ 是小车的加速度， $F$ 是细线作用于小车的拉力）。其原因分别是：乙图，丙图。

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14. 为了验证动量守恒定律，某实验小组用如图所示的“碰撞实验器”设计了如下实验。实验步骤如下：
①按照如图所示的实验装置，安装实物；
②调整斜槽末端水平，O点为小球在B处球心在竖直墙面上的水平投影；
③在轨道上固定一挡板A。从紧贴挡板A处由静止释放质量为 $m_{1}$ 的小球1，小球1打在竖直墙壁上P点，用刻度尺利得P点与O点的距离为 $h_{2}$ ；
④在装置末端放置另一个小球2，其质量为 $m_{2}$ ，现仍从紧贴挡板A处由静止释放小球1，小球1与小球2发生正碰，小球2打在竖直墙壁上N点，小球1打在竖直墙壁上测得M点，测得M点与O点的距离为 $h_{1}$ ， N点与O点的距离为 $h_{3}$ 。

(1)、若入射小球1的半径为 $r_{1}$ ，被碰小球2的半径为 $r_{2}$ 。则实验需满足____。

A、 $m_{1} > m_{2}$ ， $r_{1} > r_{2}$ B、 $m_{1} < m_{2}$ ， $r_{1} < r_{2}$ C、 $m_{1} > m_{2}$ ， $r_{1} = r_{2}$ D、 $m_{1} < m_{2}$ ， $r_{1} = r_{2}$

(2)、要验证动量守恒定律，需验证的关系式为（用题目中字母表达）。

(3)、该实验小组想利用上述实验结果进一步研究此碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞，需比较和是否相等（用题目中直接测量的物理量的字母表达），若相等，则是碰撞（填“弹性”或“非弹性”）。

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四、解答题

15. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波在 $t_{1} = 0$ 时刻的波形图如图所示。在 $t_{2} = 0.7 s$ 时，质点P刚好第二次出现波峰，求：

(1)、该列简谐横波的波速v；

(2)、 $x = 7 m$ 处的质点Q第一次出现波谷的时刻的；

(3)、从0时刻到Q点第一次出现波谷的过程中，质点P经过的路程。

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16. 2022年6月17日，我国第三艘航空母舰“福建舰”下水，福建舰上安装了电磁弹射器以缩短飞机的起飞距离。假设航空母舰的水平跑道总长 $l = 180 m$ ，电磁弹射区的长度 $l_{1} = 80 m$ ，如图所示。一架质量 $m = 2.0 \times 1 0^{4} k g$ 的飞机，其喷气式发动机可为飞机提供恒定的推力，假设飞机在航母上受到的阻力恒为飞机重力的 $\frac{1}{4}$ 。若飞机可看成质量恒定的质点，经电磁弹射器弹射后可获得的速度为 $20 \sqrt{2} m / s$ ，从边沿离舰的起飞速度为 $40 m / s$ ，航空母舰始终处于静止状态，电磁弹射器提供的牵引力恒定，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、喷气式发动机可为飞机提供推力的大小；

(2)、电磁弹射器提供的恒定牵引力的大小。

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17. 如图所示，以 $v = 6 m / s$ 的速度运行的水平传送带与倾角为 $3 7^{°}$ 的斜面的底端B平滑连接，将一质量 $m = 1 k g$ 的小物块轻轻放到传送带的A端。已知A、B的距离 $x = 4 m$ ，物块与传送带间的动摩擦因数 $μ_{1} = 0.2$ ，物块与斜面间的动摩擦因数 $μ_{2} = 0.5$ 。取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 3 7^{°} = 0.6$ ， $c o s 3 7^{°} = 0.8$ 。求：

(1)、第1次滑到B点的过程中摩擦力对物块做的功；

(2)、第1次在斜面上滑行最远点P到点B的距离L；

(3)、从释放至第3次到达B点的过程中，因摩擦产生的热量Q。

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18. 如图所示，MN为半径R=2L的四分之一圆弧杆，NS是长度为3L的直杆，P、Q两点将直杆三等分，圆弧杆和直杆相切于N点。将半径均为 $r = \frac{L}{8}$ 的A、B、C三个小球套在杆上，小球可在杆上无摩擦滑动，小球之间的碰撞可看做弹性碰撞且碰撞时间忽略不计。A球的质量为2m，B、C两球的质量均为m，小球的球心分别对应放在杆的M、P、Q三点，现将A球从M点无初速度释放。已知小球完全离开杆前一直保持水平运动，重力加速度为g。求：

(1)、小球A的球心与圆弧杆的圆心O连线与竖直方向夹角θ=60°时，小球A对轨道的压力；

(2)、小球A与小球B碰后，小球A、B的速度大小；

(3)、从小球A球心到达N点开始计时，小球A在直杆上运动的时间。

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