天津市河西區(qū)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期1月期末考試物理試題

PAGEPAGE1河西區(qū)2022—2023學(xué)年度第一學(xué)期高三年級(jí)期末質(zhì)量調(diào)查物理試卷一、單項(xiàng)選擇題（共6小題，每小題3分，共18分。每道小題只有一個(gè)正確的〖答案〗。答對(duì)得3分；答錯(cuò)，不答得0分）1.光頭強(qiáng)在遠(yuǎn)處看見樹在搖晃，走近一看，發(fā)現(xiàn)是熊大靠在樹干上正在撓癢癢。那么下列說法正確的是（）A.樹木搖晃的頻率就是熊大來回踏動(dòng)的頻率B.熊大來回蹭動(dòng)得越快，樹木晃動(dòng)就越大C.熊大蹭樹的位置越靠下，樹木震動(dòng)的越快D.熊大蹭樹的位置越靠上，樹木震動(dòng)的越快〖答案〗A〖解析〗ACD．樹木的搖晃是受迫振動(dòng)，振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，即樹木搖晃的頻率就是熊大來回踏動(dòng)的頻率，故A正確，CD錯(cuò)誤；B．當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與樹木的頻率越接近時(shí)，樹木的振幅就越大，因?yàn)闃淠镜墓逃蓄l率未知，無法確定當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率增大時(shí)樹木的振幅，故B錯(cuò)誤。故選A。2.在一些活動(dòng)慶典上經(jīng)常用氣球懸掛標(biāo)語以示慶祝。如圖所示，一只氣球在風(fēng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)，風(fēng)對(duì)氣球的作用力水平向右。細(xì)繩與豎直方向的夾角為α，繩的拉力為T，則風(fēng)對(duì)氣球作用力的大小為（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗對(duì)氣球受力分析如圖所示根據(jù)平衡條件，水平方向有故選C。3.質(zhì)量為M的小孩站在質(zhì)量為m的滑板上，小孩和滑板均處于靜止?fàn)顟B(tài)，忽略滑板與地面間的摩擦．小孩沿水平方向躍離滑板，離開滑板時(shí)的速度大小為v，此時(shí)滑板的速度大小為．A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗設(shè)滑板的速度為，小孩和滑板系統(tǒng)動(dòng)量守恒得：，解得：，故B正確．4.2022年北京冬季奧運(yùn)會(huì)。計(jì)劃于2022年2月4日開幕。滑雪項(xiàng)目是非常好看的項(xiàng)目。如圖所示，某滑雪運(yùn)動(dòng)員（可視為質(zhì)點(diǎn)）由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB，從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過程中，由于摩擦力的存在，運(yùn)動(dòng)員的速率不變，則運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑過程中，下列說法正確的是（）A.所受合外力始終為零 B.合外力做功一定為零C.合外力做功不一定為零 D.所受摩擦力大小不變〖答案〗B〖解析〗A．運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)滑到B點(diǎn)的過程中速率不變，則運(yùn)動(dòng)員做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所受合外力指向圓心，故A錯(cuò)誤；BC．由動(dòng)能定理可知，動(dòng)能不變，合外力做功一定為零，故B正確，C錯(cuò)誤；D．因做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因此運(yùn)動(dòng)員所受滑動(dòng)摩擦力大小和重力沿圓弧切線方向的分力相同，設(shè)運(yùn)動(dòng)方向與水平面的夾角為，即角度在逐漸減小，因此摩擦力逐漸減小，故D錯(cuò)誤。故選B。5.明朝的《天工開物》記載了我國古代勞動(dòng)人民的智慧。如圖所示，可轉(zhuǎn)動(dòng)的把手上a點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離為2R，轆轤邊緣b點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離為R。人甲轉(zhuǎn)動(dòng)把手，把井底的人乙加速拉起來，則（）A.a點(diǎn)的角速度大于b點(diǎn)的角速度 B.a點(diǎn)的線速度小于b點(diǎn)的線速度C.繩對(duì)乙拉力的沖量等于乙的動(dòng)量變化量 D.繩對(duì)乙的拉力大于乙的動(dòng)量變化率〖答案〗D〖解析〗AB．因ab兩點(diǎn)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則a點(diǎn)的角速度等于b點(diǎn)的角速度，根據(jù)v=ωr，因a點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑較大，可知a點(diǎn)的線速度大于b點(diǎn)的線速度，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；CD．根據(jù)動(dòng)量定理即即繩對(duì)乙拉力和重力的合力的沖量等于乙的動(dòng)量變化量，繩對(duì)乙的拉力大于乙的動(dòng)量變化率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。故選D。6.“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組用多節(jié)車廂提供動(dòng)力，從而達(dá)到提速的目的。總質(zhì)量為m的動(dòng)車組在平直的軌道上行駛。該動(dòng)車組有四節(jié)動(dòng)力車廂，每節(jié)車廂發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率均為P，若動(dòng)車組所受的阻力與其速率成正比（Fβ=kv，k為常量），動(dòng)車組能達(dá)到的最大速度為vm。下列說法正確的是（）A.動(dòng)車組在勻加速啟動(dòng)過程中，牽引力恒定不變B.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，則動(dòng)車組從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)C.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出的總功率為2.25P，則動(dòng)車組勻速行駛的速度為D.若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，動(dòng)車組克服的阻力為〖答案〗C〖解析〗A．對(duì)動(dòng)車由牛頓第二定律有若動(dòng)車組勻加速啟動(dòng)，即加速度恒定，但隨速度增大而增大，則牽引力也隨阻力增大而變大，故A錯(cuò)誤；B．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出功率均為額定值，則總功率為4P，由牛頓第二定律有故可知加速啟動(dòng)的過程，牽引力減小，阻力增大，則加速度逐漸減小，故B錯(cuò)誤；C．若四節(jié)動(dòng)力車廂輸出的總功率為2.25P，則動(dòng)車組勻速行駛時(shí)加速度為零，有而以額定功率勻速時(shí)，有聯(lián)立解得故C正確、D錯(cuò)誤故選C。二、多項(xiàng)選擇題（共4小題，每小題6分，共24分。每道小題有多個(gè)正確的〖答案〗。全部答對(duì)得6分；部分答對(duì)得3分；有答錯(cuò)或者不答得0分）7.有兩位同學(xué)利用假期分別去參觀位于天津市的“南開大學(xué)”和上海市的“復(fù)旦大學(xué)”，他們各自利用那里的實(shí)驗(yàn)室中DIS系統(tǒng)探究了單擺周期T和擺長(zhǎng)L的關(guān)系。然后通過互聯(lián)網(wǎng)交流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并用計(jì)算機(jī)繪制了如圖甲所示的圖像。另外，去“復(fù)旦大學(xué)”做研究的同學(xué)還利用計(jì)算機(jī)繪制了他實(shí)驗(yàn)用的a、b兩個(gè)擺球的振動(dòng)圖像，如圖乙所示。已知上海的重力加速度小于天津的重力加速度。下列說法正確的是（）A.甲圖中“南開大學(xué)”的同學(xué)所測(cè)得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是AB.甲圖中圖線的斜率表示對(duì)應(yīng)所在位置的重力加速度C.由乙圖可知，a、b兩擺球振動(dòng)周期之比為3：4D.由乙圖可知，t=1s時(shí)b球振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向〖答案〗D〖解析〗AB．根據(jù)單擺的周期公式得圖線的斜率上海的重力加速度小于天津的重力加速度，由甲圖可知，圖線B的斜率較小，則對(duì)應(yīng)的重力加速度較大，故甲圖中“南開大學(xué)”的同學(xué)所測(cè)得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是B，AB錯(cuò)誤；C．周期指完成一次全振動(dòng)所需的時(shí)間，由圖乙可知a、b兩擺球振動(dòng)周期之比為2：3，C錯(cuò)誤；D．由乙圖可知，t=1s時(shí)b球處于平衡位置向y軸負(fù)方向振動(dòng)，D正確。故選D。8.如圖所示，A、B兩籃球從相同高度同時(shí)拋出后直接落入籃筐，落入籃筐時(shí)的速度方向相同，下列判斷正確的是（）AA比B后落入籃筐B(yǎng).A、B運(yùn)動(dòng)的最大高度相同C.A在最高點(diǎn)的速度比B在最高點(diǎn)的速度小D.A、B上升到某一相同高度時(shí)的速度方向相同〖答案〗AD〖解析〗ABC．運(yùn)用逆向思維。認(rèn)為籃球從籃筐處以相同方向逆向斜拋，初速度越大，落點(diǎn)越遠(yuǎn)，所以。將速度沿水平方向和豎直方向進(jìn)行分解，可得，可得A、B兩籃球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間滿足，由斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可知在豎直方向得最大高度為，則有，故A正確，BC錯(cuò)誤；D．如圖所示在同一高度取P、O、E三點(diǎn)，則P、O兩點(diǎn)分別是兩個(gè)拋物線上E點(diǎn)的軸對(duì)稱點(diǎn)，根據(jù)拋物線的對(duì)稱性，過PO兩點(diǎn)的切線都和直線L對(duì)稱，則過PO兩點(diǎn)的切線平行，當(dāng)AB上升到某一相同高度時(shí)速度方向相同，故D正確。故選AD。9.如圖甲是一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.2s時(shí)刻的波形圖像，P是距離原點(diǎn)1.5m的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，Q是距離原點(diǎn)2m的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，圖乙是質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像。下列說法正確的是（）A.這列簡(jiǎn)諧波的傳播方向?yàn)榉较駼.這列簡(jiǎn)諧波的波速為10m/sC.t=0.4s到t=0.6s質(zhì)點(diǎn)P通過的路程D.0.3s時(shí)P的速度正在增大，加速度正在減小〖答案〗BC〖解析〗A．乙圖為Q點(diǎn)的振動(dòng)圖像，由圖可知，當(dāng)t=0.2s時(shí)，Q點(diǎn)的振動(dòng)方向沿著y軸的負(fù)方向，對(duì)甲圖，由同側(cè)法可知，這列簡(jiǎn)諧波的傳播方向?yàn)?x方向，故A錯(cuò)誤；B．由甲、乙兩圖可知T=0.4s，λ=4m，則由波速與波長(zhǎng)、周期的關(guān)系可得故B正確；C．從t=0.4s到t=0.6s，P點(diǎn)振動(dòng)了半個(gè)周期，故P點(diǎn)通過的路程為故C正確；D．與0.2s時(shí)相比，0.3s時(shí)這列波向左傳播了此時(shí)P點(diǎn)正在遠(yuǎn)離平衡位置向下振動(dòng)，可知此時(shí)P點(diǎn)的速度在減小，加速度在增大，故D錯(cuò)誤。故選BC。10.如圖所示，輕質(zhì)彈簧下端固定在粗糙斜面底端，一小物塊從斜面頂端由靜止滑下并壓縮彈簧，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，則物塊下滑過程中，物塊的動(dòng)量p、重力勢(shì)能Ep、彈簧的彈力F、彈性勢(shì)能E隨時(shí)間t或位移x的關(guān)系圖像可能正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗AB〖解析〗A．物塊沿斜面下滑時(shí)，合外力先不變，接觸彈簧后所受的合外力先逐漸減小，當(dāng)向上的彈力和向上的摩擦力之和等于重力沿斜面向下的分量時(shí)，此時(shí)合力為零；然后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)合力向上變大，在最低點(diǎn)時(shí)合力最大；因p-t圖像的斜率由圖像可知，斜率先不變、后減小，再反向增加，可知圖像A正確；B．根據(jù)可知重力勢(shì)能隨x線性減小，選項(xiàng)B正確；C．物塊接觸彈簧之前，彈簧彈力為零；接觸彈簧之后，彈簧彈力隨位移x按線性增加，則選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．物塊接觸彈簧之前，彈簧彈性勢(shì)能為零；接觸彈簧之后，彈簧彈性勢(shì)能隨x逐漸變大，但是圖像為開口向上的拋物線形狀，則選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AB三、填空實(shí)驗(yàn)題（共3小題，共計(jì)12分）11.某物理興趣小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。在足夠大的水平平臺(tái)上的A點(diǎn)放置一個(gè)光電門，其右側(cè)摩擦很小，可忽略不計(jì)，左側(cè)為粗糙水平面。當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮間。采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．在小滑塊a上固定一個(gè)寬度為d的窄擋光片；B．用天平分別測(cè)出小滑塊a（含擋光片）和小球b的質(zhì)量C．在a和b間用細(xì)線連接，中間夾一被壓縮了的輕短彈簧（與a、b不連接），靜止放置在平臺(tái)上：D．細(xì)線燒斷后，a、b瞬間被彈開，向相反方向運(yùn)動(dòng)；E．記錄滑塊a通過光電門時(shí)擋光片的遮光時(shí)間t；F．小球b從平臺(tái)邊緣飛出后，落在水平地面的B點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出平臺(tái)距水平地面的高度h及平臺(tái)邊緣鉛垂線與B點(diǎn)之間的水平距離s；G．改變彈簧壓縮量，進(jìn)行多次測(cè)量。（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片的寬度，如圖乙所示，則擋光片的寬度為______mm。（2）針對(duì)該實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，a經(jīng)過光電門的速度大小為______；b離開平臺(tái)水平速度=______。（3）該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證“動(dòng)量守恒定律”，則只需驗(yàn)證a、b兩物體彈開后的動(dòng)量大小相等，即______（用上述實(shí)驗(yàn)所涉及物理量的字母表示）；若該實(shí)驗(yàn)的目的是求彈簧的最大彈性勢(shì)能，則彈簧的的彈性勢(shì)能為______（用上述實(shí)驗(yàn)所涉及物理量的字母表示）?！即鸢浮剑?）3.80mm（2）（3）〖解析〗（1）[1]擋光片的寬度（2）[2]很短時(shí)間內(nèi)的平均速度近似等于瞬時(shí)速度，a經(jīng)過光電門的速度大小為[3]b球離開平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)解得（3）[4]驗(yàn)證動(dòng)量守恒，應(yīng)該驗(yàn)證因此動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式為[5]彈性勢(shì)能大小為代入數(shù)據(jù)整理得四、計(jì)算題（共3小題，共計(jì)46分。解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后〖答案〗的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題〖答案〗中必須明確寫出數(shù)值和單位）12.如圖所示，懸掛于豎直彈簧下端的小球質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)速度的大小為v，方向向下。經(jīng)過時(shí)間t，小球的速度大小為v，方向變?yōu)橄蛏稀：雎钥諝庾枇?，重力加速度為g，求該運(yùn)動(dòng)過程中：（1）小球所受合外力所做的功；（2）小球所受彈簧彈力沖量的大小?！即鸢浮剑?）0；（2）〖解析〗（1）以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，根據(jù)動(dòng)能定理（2）取向上為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理解得13.如圖所示，一只質(zhì)量為10g的蜘蛛在豎直墻壁與地面之間結(jié)網(wǎng)時(shí)，AB為拉出的第一根直線蛛絲，AB與水平地面之間的夾角為53°，A點(diǎn)到地面的距離為1.2m。蜘蛛從豎直墻壁上距地面1.0m的C點(diǎn)水平跳出，恰好能跳落到蛛絲上。重力加速度g取，不計(jì)空氣阻力，，。求：（1）水平速度的大??；（2）剛落到蛛絲上時(shí)，蜘蛛重力的瞬時(shí)功率P?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）設(shè)蜘蛛跳出后經(jīng)過時(shí)間t到達(dá)蛛絲，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得①②由題意可知，蜘蛛到達(dá)蛛絲時(shí)速度方向恰好沿蛛絲方向，所以③聯(lián)立①②③解得④根據(jù)幾何關(guān)系可得⑤聯(lián)立④⑤解得⑥聯(lián)立②③⑥解得⑦（2）根據(jù)③式可知?jiǎng)偮涞街虢z上時(shí)，蜘蛛的豎直分速度大小為⑧此時(shí)蜘蛛重力的瞬時(shí)功率為⑨14.如圖所示，鼓形輪的半徑為R，可繞固定的光滑水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng)。在輪上沿相互垂直的直徑方向固定四根直桿，桿上分別固定有質(zhì)量為m的小球，球與O的距離均為。在輪上繞有長(zhǎng)繩，繩上懸掛著質(zhì)量為M的重物。重物由靜止下落，帶動(dòng)鼓形輪轉(zhuǎn)動(dòng)。重物落地后鼓形輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為。繩與輪之間無相對(duì)滑動(dòng)，忽略鼓形輪、直桿和長(zhǎng)繩的質(zhì)量，不計(jì)空氣阻力，重力加速度