江苏省徐州市2022-2023学年高三上学期物理期中考试试卷

试卷更新日期：2022-12-07 类型：期中考试

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一、单选题

1. 地球、火星的公转轨道可近似为如图所示的圆，“天问一号”火星探测器脱离地球引力束缚后通过霍曼转移轨道飞往火星，霍曼转移轨道为椭圆轨道的一部分，其近日点、远日点分别与地球、火星轨道相切。若仅考虑太阳引力的影响，则“天问一号”在飞往火星的过程中（　　）

A、速度变大 B、速度不变 C、加速度变小 D、加速度不变

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2. 自卸车依靠车厢构成斜面（如图所示），让货物自行滑下。由于不同货物与车厢底面间的动摩擦因数不同，货物能够滑下需要车厢的最小倾角不同。关于自卸车卸货过程，下列说法正确的是（　　）

A、货物与车厢底面间的动摩擦因数越大，车厢的最小倾角越大 B、货物与车厢底面间的动摩擦因数越大，车厢的最小倾角越小 C、车厢的倾角增大到最小倾角过程中，货物所受的摩擦力逐渐减小 D、车厢的倾角增大到最小倾角过程中，货物所受的支持力逐渐增大

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3. 如图所示某教师用手通过绳子拉着一个小球在粗糙的水平桌面上做演示向心力的实验，若老师的手和小球的运动均视为绕固定点O的匀速圆周运动，则（　　）

A、小球所需的向心力仅由轻绳对小球的拉力提供 B、小球所需的向心力由轻绳对小球拉力和桌面对小球摩擦力的合力提供 C、小球运动一周，轻绳对小球拉力做的功为零 D、小球运动一周，桌面对小球摩擦力做的功为零

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4. 平行板电容器充电后与电源断开，两板间形成了匀强电场。当两板受到外界的挤压后发生了图所示的形变，则受压后两板间电场线分布可能正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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5. 从地面上高H处由静止释放一个小球，小球在运动过程中其机械能E随离地高度h的变化图线如图所示，取地面为参考平面，以竖直向下为正方向，下列关于物体的速度v、加速度a随时间t变化的图像，动能 $E_{k}$ 、重力势能 $E_{p}$ 随高度h变化的图像，正确的是（　　）

A、 B、 C、 D、

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6. 2022年10月12日，中国航天员进行了第三次太空授课。在授课中刘洋用注射器喷出气体快速冲击水球，做了微重力作用下水球的振动实验。将注射器靠近水球，假设喷出的气体以速率v垂直冲击水球上面积为S的一小块区域（可近似看作平面），冲击水球后气体速率减为零，气体的密度为 $ρ$ ，则水球受到的平均冲击力大小为（　　）

A、 $ρ S v$ B、 $ρ S v^{2}$ C、 $\frac{1}{2} ρ S v^{2}$ D、 $\frac{1}{2} ρ S v^{3}$

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7. 某足球运动员进行点球训练，将足球从球门正前方的罚球点踢向球门。如图所示，A为球门横梁中点，B为球门横梁端点，C为立柱上一点，若足球飞到A、B、C三处时的速度大小分别为 $v_{A} 、 v_{B} 、 v_{C}$ ，且速度方向均水平，不计空气阻力，则（　　）

A、 $v_{A} < v_{B} < v_{C}$ B、 $v_{A} < v_{B} = v_{C}$ C、 $v_{A} = v_{B} > v_{C}$ D、 $v_{A} = v_{B} < v_{C}$

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8. 如图所示，两个电荷量相等的正点电荷分别位于A、B两处，在A、B连线的中垂线上某位置（图中未标出）固定一负试探电荷，现保持A处点电荷不动，将B处点电荷沿AB连线方向向右移动到无穷远处过程中，试探电荷（　　）

A、所处位置的电势不变 B、电势能一定增加 C、所处位置的电场强度一定增大 D、受到的电场力一定减小

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9. 物块A、B在水平面上沿同一直线同向滑行，A追上B后发生碰撞，碰撞时间 $Δ t$ 极短，如图为两物块运动的v-t图像，图线在碰撞前、后均平行。已知A的质量为1kg，则（　　）

A、物块B的质量为0.5kg B、两图线交点的纵坐标为4m/s C、碰撞过程中系统的机械能守恒 D、两物块在0~t₁时间内受水平面摩擦力作用的冲量不相同

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10. 如图所示，表面粗糙的“L”型水平轨道固定在地面上，劲度系数为k、原长为 $l_{0}$ 的轻弹簧一端固定在轨道上的O点，另一端与安装有位移、加速度传感器的滑块相连，滑块总质量为m。以O为坐标原点，水平向右为正方向建立x轴，将滑块拉至坐标为 $x_{3}$ 的A点由静止释放，向左最远运动到坐标为 $x_{1}$ 的B点，测得滑块的加速度a与坐标x的关系如图所示，其中 $a_{0}$ 为图线纵截距，则滑块由A运动至B过程中（弹簧始终处于弹性限度内）（　　）

A、 $x_{2} = l_{0}$ B、 $a_{3} > a_{1}$ C、最大动能为 $\frac{1}{2} m a_{3} (x_{3} - x_{2})$ D、系统产生的热量为 $(m a_{0} + k l_{0}) (x_{3} - x_{1})$

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二、实验题

11. 某同学利用手机“声音图像”软件测量物块与长木板间的动摩擦因数 $μ$ 。实验装置如图所示，长木板固定在水平桌面上，物块置于长木板上且两端分别通过跨过定滑轮的细线与小球A、B相连，实验前分别测量出小球A、B底部到地面的高度 $h_{A} 、 h_{B} (h_{B} > h_{A})$ 。打开手机软件，烧断一侧细绳，记录下小球与地面两次碰撞声的时间图像（两小球落地后均不反弹）。

(1)、由图可知，实验时应烧断物块（选填“左侧”或“右侧”）的细绳。

(2)、烧断细线前，用分度值为 $1cm$ 的刻度尺测量 $h_{A}$ ，刻度尺的0刻度线与地面齐平，小球A的位置如图所示，则 $h_{A} =$ cm。

(3)、若某次实验中通过运算得出A下落时间为 $0 .40s$ ，由图可知，物块加速运动的时间为s；若将手机放在靠近小球A的地面上测量物块加速运动的时间，测量结果会。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）

(4)、仅改变小球B实验前离地高度 $h_{B}$ ，测量不同高度下物块加速运动时间t，作出 $h_{B} - t^{2}$ 图像如图所示，由图像可求得斜率为k，若小球B的质量为m，物块质量为M，重力加速度为g，则物块与木板间的动摩擦因数 $μ =$ 。（用字母k、m、M、g表示）

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三、解答题

12. 在空间站中，宇航员长期处于失重状态，为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，如图所示。圆环绕中心以角速度 $ω_{0}$ 匀速旋转，宇航员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。已知地球表面的重为加速度为g，空间站到地球表面的高度为h，地球的半径为R。

(1)、求圆环的半径r；

(2)、空间站绕地球匀速转动的角速度 $ω$ 。

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13. 如图所示，长 $l = 7.5 m$ 、宽 $d = 2.4 m$ 的卡车在马路上以 $v_{0} = 20 m/s$ 的速度匀速前进，在车头正前方 $x = 50 m$ 处有一斑马线，斑马线上有一行人（可视为质点），在匀速行走横穿马路，此时行人到A点的距离 $s = 9 .6m$ 。已知卡车刹车时的加速度大小 $a = 5 {m/s}^{2}$ ，卡车和行人均做直线运动。

(1)、若要卡车在斑马线前停下，求司机的最长反应时间 $t_{0}$ 。

(2)、若司机的反应时间 $t = 1 s$ ，且仍以题干中的加速度做匀减速直线运动，求行人不会被卡车碰到的行走速度范围。

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14. 现代科技中常常利用电场来控制带电粒子的运动。某控制装置由加速电场、偏转电场和收集装置组成，如图所示。加速电场可以提供需要的电压，偏转电场为辐向电场，其内外圆形边界的半径分别为 $r_{0}$ 、 $3 r_{0}$ ，在半径相等的圆周上电场强度大小都相等，方向沿半径向外，且满足 $E \propto \frac{1}{r^{2}}$ （ $r$ 为半径），已知 $r_{0}$ 处的电场强度大小为 $E_{0}$ ，带电粒子的质量为 $m$ ，电荷量为 $- q$ ，不计带电粒子的重力及粒子间的相互作用。

(1)、要使粒子由静止加速后能从A点沿半径 $2 r_{0}$ 的圆形轨迹1到达C点，求加速电场的电压 $U$ 。

(2)、若加速后从PB间垂直PB方向进入的粒子都能做匀速圆周运动而到达收集装置，求粒子做圆周运动的周期 $T$ 与轨迹对应半径 $r$ 应满足的关系式。

(3)、若粒子从电场左侧 $r_{0}$ 处B点垂直于OP方向射入，且恰能从右侧 $3 r_{0}$ 处D点垂直于OD方向射出，其轨迹如图中轨迹2所示，求粒子在偏转电场中的运动时间 $t$ 。

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15. 一游乐设施简化模型如图所示，挡板1、2分别固定在光滑斜面的顶端和底端，相距为L，A为一小滑块，B为不计质量的板（在外力的作用下可以瞬间获得或失去速度），长度 $\frac{L}{2}$ ， AB间的滑动摩擦力大小恒等于A的重力，A、B与挡板的碰撞都是弹性碰撞，已知斜面的倾角 $θ = 30 °$ ，重力加速度为g。

(1)、若将置于板上端的滑块A以初速度为零释放，求滑块A到达挡板2时的速度大小。

(2)、在挡板1处有发射装置，可以将置于板上端的滑块A沿平行于斜面的方向发向发射，要使滑块A恰能回到挡板1处，求滑块A需要的发射速度大小。

(3)、在（2）中，若使滑块A以初速度 $v = \sqrt{g L}$ 发射，求滑块A做周期性运动时的周期。

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