河北省衡水中學(xué)2022-2023學(xué)年高三年級(jí)上冊(cè)三調(diào)考試物理試題

河北省衡水中學(xué)2023屆上學(xué)期高三年級(jí)三調(diào)考試

物理

第I卷（選擇題共46分）

一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題

只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題

6分，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

1.如圖所示，用輕繩拴一物體，使物體以恒定的加速度向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的

是（）

A.物體所受合力對(duì)其做正功

B.物體的機(jī)械能增加

C.重力對(duì)物體做的功大于物體克服拉力做的功

D.物體減少的動(dòng)能一定小于物體克服拉力所做的功

【答案】D

【解析】

【詳解】A.物體向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能減小，由動(dòng)能定理知，合力對(duì)其做負(fù)功，故A錯(cuò)

誤；

B.物體向下運(yùn)動(dòng)的過程中，輕繩拉力對(duì)其做負(fù)功，機(jī)械能減少，故B錯(cuò)誤；

C.設(shè)物體克服拉力做功為因立，由動(dòng)能定理知

解得

即重力對(duì)物體做的功小于物體克服拉力做的功，故C錯(cuò)誤；

D.物體減少的動(dòng)能

即物體減少的動(dòng)能小于物體克服拉力所做的功，故D正確。

故選D。

2.神舟十三號(hào)載人飛船返回艙首次采用快速返回模式，于2022年4月16日9時(shí)56分在東

風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸。返回的大致過程如下：。時(shí)44分飛船沿徑向與空間站天和核心艙成功

分離，分離后空間站仍沿原軌道飛行，飛船下降到空間站下方200m處的過渡軌道并進(jìn)行

調(diào)姿，由徑向飛行改為橫向飛行。繞行5圈后，經(jīng)過制動(dòng)減速、自由滑行、再入大氣層、

著陸返回四個(gè)階段，如圖為該過程的示意圖。下列說法正確的是（）

A.分離后空間站運(yùn)行速度變小

B.飛船在過渡軌道的速度大于第一宇宙速度

C.飛船沿徑向與空間站分離后在重力作用下運(yùn)動(dòng)到過渡軌道

D.與空間站分離后，返回艙進(jìn)入大氣層之前機(jī)械能減少

【答案】D

【解析】

【詳解】A.空間站沿著原來的軌道運(yùn)行，軌道半徑不變，根據(jù)

可得

分離后空間站運(yùn)行速度不變，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)u=J乎可知在過渡軌道的速度小于第一宇宙速度，故B錯(cuò)誤；

C.飛船沿徑向與空間站分離后，是因?yàn)轱w船點(diǎn)火減速，飛船做向心運(yùn)動(dòng)從而到達(dá)過渡軌

道，故C錯(cuò)誤；

D.與空間站分離后，返回艙進(jìn)入大氣層之前，飛船經(jīng)過多次減速，除了萬有引力之外的

其他力做負(fù)功，機(jī)械能減少，故D正確。

故選D。

3

3.一輛質(zhì)量為的汽車在水平路面上以速度v勻速行駛，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為一P,汽車

4

運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力恒定不變。當(dāng)汽車功率突然變?yōu)镻的瞬間，加速度大小為（）

Pc3PP

A.OB.------C.-------D.-----

4mv4mvmv

【答案】B

【解析】

【詳解】汽車勻速行駛時(shí)，有

3

F、=f,；尸5

汽車功率突然變?yōu)槭乃查g，牽引力發(fā)生變化，速度不變，則有

由牛頓第二定律有

解得

故選B。

4.如圖所示是網(wǎng)球發(fā)球機(jī)，某次室內(nèi)訓(xùn)練時(shí)將發(fā)球機(jī)放在距地面一定的高度，然后向豎直

墻面發(fā)射網(wǎng)球.假定網(wǎng)球水平射出，某兩次射出的網(wǎng)球碰到墻面時(shí)與水平方向夾角分別為

30°和60°,若不考慮網(wǎng)球在空中受到的阻力，則（）

A.兩次發(fā)射的初速度之比為3:1

B.碰到墻面前空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為1:3

C.下降高度之比為1:3

D.碰到墻面時(shí)動(dòng)能之比為3:1

【答案】C

【解析】

1。

【詳解】在平拋運(yùn)動(dòng)過程中，h=-gt-%=%)/，位移與水平方向夾角的正切值

tana="=J".速度與水平方向夾角的正切值tan，=史=士.則tan尸=2tana.在

x2gt。gf

tanBh.tan30°11.t.Hiy/3

平拋運(yùn)動(dòng)中，h=T.所以^許="由仁5g產(chǎn)可知,(收二三

速度丫=二，可得上=@；由于匕=一%可知，&■=匕3黑二；,所以動(dòng)能之比

tV21cos/v,2v2cos3001

1=&=1.綜上分析，C正確.

心2匕21

5.一質(zhì)量為m=lkg的滑塊從一斜面傾角為37。的固定斜面頂端，在恒定外力作用下由靜

止沿斜面滑下，滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.5?；瑝K滑至底端的過程中，其機(jī)械能

隨下滑距離s變化的圖象如圖所示(sin370=0.6,cos370=0.8，g取lOm/s?)。則滑

塊從頂端滑到底端的過程中，下列說法正確的是()

A.重力勢(shì)能一定減少了20J

B.外力的大小一定是8N

C.摩擦力做的功一定是-20J

D.滑塊滑到斜面底端時(shí)的速度大小一定是l()m/s

【答案】D

【解析】

【詳解】A.物體沿斜面下滑5m,則重力勢(shì)能減小量

選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.從頂端到底端時(shí)機(jī)械能增加20J,則除重力以外的其他力做功為20J,設(shè)力F與斜面的

夾角為a,則

其中x=5m,帶入數(shù)據(jù)可知

只有當(dāng)a=0。時(shí)尸=8N,則選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.摩擦力做功

只有當(dāng)a=0。時(shí)摩擦力功才等于-20J,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.因物體沿斜面下滑5m,重力勢(shì)能減小30J,而初態(tài)機(jī)械能為30J,可知斜面的底端為零

重力勢(shì)能點(diǎn)，到達(dá)底端時(shí)機(jī)械能為50J,則動(dòng)能為50J,根據(jù)

可得

v=10m/s

選項(xiàng)D正確。

故選D。

6.如圖所示，將質(zhì)量為的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質(zhì)量為加的環(huán)，環(huán)

套在豎直固定的光滑直桿上，光滑的輕型小定滑輪與直桿的距離為d,桿上的A點(diǎn)與定滑

輪等高，桿上的8點(diǎn)在4點(diǎn)下方距離為d處。現(xiàn)將環(huán)從A處由靜止釋放，不計(jì)空氣阻力，桿

足夠長(zhǎng)，下列說法正確的是（）

A.若環(huán)能到達(dá)B處，則環(huán)到達(dá)8處時(shí)，重物上升的高度/?=&

2

B.若環(huán)能到達(dá)8處，則環(huán)到達(dá)8處時(shí)，環(huán)與重物的速度大小相等

C.若環(huán)能到達(dá)8處，則環(huán)從A到B減少的機(jī)械能大于重物增加的機(jī)械能

D.環(huán)能下降的最大高度為3d

4

【答案】D

【解析】

【詳解】A.根據(jù)幾何關(guān)系知，環(huán)從A下滑至B處時(shí)，下降的高度為d,則重物上升的高度

故A錯(cuò)誤；

B.環(huán)到達(dá)B處時(shí)，將環(huán)的速度分解到沿輕繩方向和垂直于輕繩方向，在沿輕繩方向上的分

速度等于重物的速度，則有

解得

故B錯(cuò)誤；

C.環(huán)下滑過程中無摩擦力對(duì)系統(tǒng)做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，環(huán)減小的機(jī)械能等于重物增加

的機(jī)械能，故c錯(cuò)誤；

D.設(shè)環(huán)下滑的最大高度為〃'時(shí)環(huán)和重物的速度均為0,此時(shí)重物上升的最大高度為

M=W+d2一d

根據(jù)機(jī)械能守恒有

解得

故D正確

故選D。

7.如圖所示，質(zhì)量帆=lkg的物體從高的光滑軌道上尸點(diǎn)由靜止開始下滑，滑到水平傳送

帶上的A點(diǎn)，物體和傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.2,傳送帶上4、8之間的距離乙=5m,

傳送帶一直以v=4m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，取g=10m/s2,下列說法正確的是（）

A.物體從4運(yùn)動(dòng)到8的時(shí)間是1s

B.物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，摩擦力對(duì)物體做的功為-6J

C.物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，產(chǎn)生的熱量為2J

D.物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，帶動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)多做的功為10J

【答案】C

【解析】

【詳解】A.設(shè)物體下滑到A點(diǎn)的速度為％,由機(jī)械能守恒定律可得

代入數(shù)據(jù)解得

從A到B過程中，物體在摩擦力作用下先做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小

加速至速度與傳送帶相等的時(shí)間

勻加速運(yùn)動(dòng)的位移

所以物體與傳送帶共速后向右做勻速運(yùn)動(dòng)，物體勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

則物體從從A到B的時(shí)間

A錯(cuò)誤；

B.物體從A到B的過程中，在加速階段，摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，因此摩擦力對(duì)物

體做正功，其值為

B錯(cuò)誤；

c.在：時(shí)間內(nèi)，傳送帶做勻速運(yùn)動(dòng)的位移

故產(chǎn)生的熱量

C正確；

D.電動(dòng)機(jī)多做的功一部分轉(zhuǎn)化成了物體的動(dòng)能，另一部分就是增加了內(nèi)能，則物體從A運(yùn)

動(dòng)到8的過程中，帶動(dòng)傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)多做的功

D錯(cuò)誤。

故選C。

8.某踢出的足球在空中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，足球可視為質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)。用好,、

E、反、P分別表示足球的豎直分速度大小、機(jī)械能、動(dòng)能、重力的瞬時(shí)功率，用f表示足

球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，下列圖像中可能正確的是（）

00

【答案】c

【解析】

【分析】

【詳解】A.足球做斜上拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向上，速度先減速后增大，豎直速度與時(shí)間圖象

的斜率表示重力加速度，故斜率恒定不變，故A錯(cuò)誤；

B.空氣阻力不計(jì)，足球的機(jī)械能守恒，即不隨時(shí)間變化，故B錯(cuò)誤；

C.足球機(jī)械能守恒，重力勢(shì)能先增加后減小，故動(dòng)能先減小后增加，但足球做斜上拋運(yùn)

動(dòng)，到最高點(diǎn)的速度不為零，即動(dòng)能最小值不為零，故C正確；

D.速度水平分量不變，豎直分量先減小到零，后反向增加，故根據(jù)

重力的功率隨時(shí)間先減小后增加，但斜率恒定，故D錯(cuò)誤。

故選C。

9.水電站常用水庫出水口處水流的動(dòng)能發(fā)電，如圖所示，出水口的直徑與出水口到水庫水

面的高度差H相比很小，出水口橫截面積為S,水的密度為P，出水口距離地面的豎直高度

為包，假設(shè)液面不可壓縮且忽略流體各部分的黏性力和液面高度的變化，不考慮液體流出

4

后受到的空氣阻力，重力加速度大小為g,取地面為零勢(shì)能面，下列說法正確的是（）

A.出水口處的流速大小1=

B.出水口的流量Q=S廊’

C.出水口與地面間這段水柱機(jī)械能E=

D.從出水口噴出水的水平位移大小為2”

【答案】AC

【解析】

【詳解】A.取水面上水滴為研究對(duì)象，在其落到出水口的過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得

解得

故A正確；

B.流量

故B錯(cuò)誤；

C.水柱機(jī)械能

根據(jù)密度公式得

運(yùn)動(dòng)時(shí)間滿足

解得

故C正確；

D.從出水口處噴出水的水平位移

由以上分析知

解得

故D錯(cuò)誤。

故選AC。

10.如圖所示，傾角為。的斜面AB段光滑，B尸段粗糙，一輕彈簧下端固定于斜面底端P,

彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)上端位于B點(diǎn)，可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為加的物體與族之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃

（〃<tan。），物體從A點(diǎn)由靜止釋放，將彈簧壓縮后恰好能回到AB的中點(diǎn)。。已知A、B間

的距離為x,重力加速度大小為g,則（）

A.物體的最大動(dòng)能等于〃zgxsin。

B.彈簧的最大形變量一定大于

2

C.物體第一次往返過程中克服摩擦力做的功為;加gxsin6

D.物體第二次沿斜面上升的最高位置在B點(diǎn)上方

【答案】CD

【解析】

【詳解】A.物體接觸彈簧前，由機(jī)械能守恒定律可知，物體剛接觸彈簧時(shí)的動(dòng)能

物體接觸彈簧后，重力沿斜面向下的分力先大于滑動(dòng)摩擦力和彈簧彈力的合力，則物體先加

速下滑，后來重力沿斜面向下的分力小于滑動(dòng)摩擦力和彈簧彈力的合力，物體減速下滑，所

以，當(dāng)重力沿斜面向下的分力等于滑動(dòng)摩擦力和彈簧彈力的合力時(shí)物體所受的合力為零，速

度最大，動(dòng)能最大，所以物體的最大動(dòng)能一定大于mgxsin。，A錯(cuò)誤；

B.設(shè)彈簧的最大壓縮量為L(zhǎng)，彈性勢(shì)能最大為物體從A點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程，由能量

守恒得

物體從最低點(diǎn)到。點(diǎn)的過程，由能量守恒得

解得

由于

解得

由于L與x的具體參數(shù)未知，則無法說明彈簧的最大形變量是否大于B錯(cuò)誤；

2

C.第一次往返過程中，根據(jù)能量守恒可知，物體損失的能量等于克服摩擦力做的功，即

c正確；

D.設(shè)物體第二次上升的最遠(yuǎn)位置在。點(diǎn)，彈簧最大形變量為L(zhǎng)',從。到C,有

由于物體從。點(diǎn)下滑，則彈簧的最大形變量

結(jié)合上述解得

即上升的最高位置應(yīng)該在B點(diǎn)上方，D正確。

故選CDo

第n卷（非選擇題共54分）

二、非選擇題：本題共5小題，共54分。

11.可以利用圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)量物塊與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)。物塊在重物的牽引下

開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后即保持靜止不再運(yùn)動(dòng)，而物塊將繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離后停在桌面上

（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測(cè)量的點(diǎn)開始，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如下圖所示。已知

相鄰兩點(diǎn)間時(shí)間間隔為，并查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹椋篻2

（1）通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)和之間某時(shí)刻重物落地。

（2）計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為m/s（保留兩位小數(shù)）。

（3）通過紙帶數(shù)據(jù)可求得物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=（保留兩位小數(shù)）。該計(jì)

算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真實(shí)值______（填“偏大”或“偏小”或“一樣大”）。

【答案】①.5②.6③.④.⑤.偏大

【解析】

【詳解】（1）從紙帶上的數(shù)據(jù)分析得知：在點(diǎn)計(jì)數(shù)點(diǎn)5之前，兩點(diǎn)之間的位移增量逐

漸增大，而在5、6間的位移增量變小，在6之后位移逐漸減小，故說明在5、6間某時(shí)刻

物塊開始減速，減速的原因是重物落地。

（2）[3]由圖中數(shù)據(jù)可以看出減速階段的At=-3cm,根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)Ar=可得加速

度

計(jì)數(shù)點(diǎn)7對(duì)應(yīng)的速度大小為

則計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為

（3）[4]減速階段對(duì)物塊根據(jù)牛頓第二定律有

解得

[4]減速階段產(chǎn)生加速度的力是摩擦力和紙帶所受的阻力，因此計(jì)算結(jié)果比動(dòng)摩擦因數(shù)的真

實(shí)值偏大。

12.利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，水平桌面上固定一傾斜的

氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M,左端由跨過輕質(zhì)光

滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的小球相連；遮光片兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一

光電門，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間3用d表示A點(diǎn)到光電門B處的距

離，b表示遮光片的寬度，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速

度，實(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊在A處由靜止開始運(yùn)動(dòng).

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度b,結(jié)果如圖2所示，由此讀出反mm；

（2）某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得傾角Q30。，重力加速度用g表示，滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)m和M組

成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量可表示為△紇=，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為△綜=

，在誤差允許的范圍內(nèi)，若△&<=，則可認(rèn)為系統(tǒng)的機(jī)械能守恒；（用題中字母

表示）

（3）在上次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)改變A、B間的距離，作出的V2-4圖象如圖3所示，并測(cè)得

M=m,則重力加速度g=m/s2.

【答案】①.②.⑺+“）"③.④.

2產(chǎn)2

【解析】

【分析】

【詳解】（1）［1］寬度匕的讀數(shù)為

（2）⑵⑶由于光電門的寬度6很小，故用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度，則滑塊

通過光電門B速度為

滑塊從A處到達(dá)8處時(shí)m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量為

系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為

比較和△品，若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，即可認(rèn)為機(jī)械能是守恒的

（3）［4］根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒有

則

在廿―d圖象中，則圖線的斜率為

由圖象可知

則有

代入數(shù)據(jù)得

13.A、B兩列火車，在同一軌道上同向行駛，A車在前，其速度VA=10m/s,B車速度

VB=30m/s。因大霧能見度很低，B車在距A車600m時(shí)才發(fā)現(xiàn)前方有A車，這時(shí)B車立即

剎車，但B車要減速1800m才能夠停止（兩車可視為質(zhì)點(diǎn)）。問：

（1）B車剎車后減速運(yùn)動(dòng)的加速度的大??？

（2）若B車剎車8s后，A車以加速度2加速前進(jìn)，問兩車是否相撞？若不相撞則兩車最近時(shí)

相距多遠(yuǎn)？

【答案】(l)0.25m/s2；(2)未碰撞，232m

【解析】

【詳解】(1)設(shè)B車減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為小有

代入數(shù)據(jù)解得

*

(2)設(shè)B車減速/秒時(shí)兩車的速度相同，有

代入數(shù)值解得

Z=32s

在此過程中B車前進(jìn)的位移為

代入數(shù)據(jù)解得

XB=832m

A車前進(jìn)的位移為

代入數(shù)據(jù)解得

XA=464ITI

因

XA+X>XB

故不會(huì)發(fā)生撞車事故，此時(shí)

△X=XA+X-XB=232m

14.我國(guó)選手在北京冬奧會(huì)自由式滑雪女子U型場(chǎng)地技巧決賽中奪得金牌。如圖所示，某

比賽用U型池場(chǎng)地長(zhǎng)度L=160m、寬度d=20m、深度/z=7.25m,兩邊豎直雪道與池底

平面雪道通過圓弧雪道連接組成，橫截面像“U”字形狀，池底雪道平面與水平面夾角為

6?=20°o為測(cè)試賽道，將一質(zhì)量加=lkg的小滑塊從u型池的頂端4點(diǎn)以初速度

%=，而m/s滑入；滑塊從8點(diǎn)第一次沖去U型池，沖出B點(diǎn)的速度彩=l0m/s,與豎

直方向夾角為a(a未知)，再?gòu)腃點(diǎn)重新落回U型池(C點(diǎn)圖中未畫出)。已知A、B兩點(diǎn)

間直線距離為25m,不計(jì)滑塊所受的空氣阻力，sin20°=0.34,cos200=0.94.

g=10m/s2?

(1)A點(diǎn)至B點(diǎn)過程中，求小滑塊克服雪道阻力所做功卬/；

(2)忽略雪道對(duì)滑塊的阻力，若滑塊從池底平面雪道離開，求滑塊離開時(shí)速度v的大??；

(3)若保持%大小不變，調(diào)整速度力與豎直方向的夾角為即時(shí)，滑塊從沖出B點(diǎn)至重新

落回U型池的時(shí)間最長(zhǎng)，求tana。。

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【答案】(1)；(2)35m/s；(3)一

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【解析】

【詳解】（1）小滑塊從A點(diǎn)至8點(diǎn)過程中，由動(dòng)能定理得

由幾何關(guān)系得

解得

（2）忽略雪道對(duì)滑塊的阻力，滑塊從A