2023届重庆市九龙坡区高三上学期半期（期中）考试物理试题

物理试题 第1页 共 6 页 高 2023 届高三第一学期期中考试 物理试题 试卷共 6 页，考试时间 75 分钟，满分 100 分。 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上； 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑， 如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上， 写在本试卷上无效； 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第 I 卷 选择题 一、单项选择题：本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中， 只有一项是符合题目要求的。 1．如题 1 图所示，空调外机用三角形支架固定在外墙上，其重心恰好在支架横梁 AO 和斜 梁 BO 的连接点 O 的正上方。若把 B 点上移使斜梁变短些，仍保持 O 点的位置不变和横 梁水平。所给选项中实线为变短前 O 点的受力，虚线为变短后 O 点的受力，下列图像正 确的是 2．投飞镖是儿童经常玩的游戏。若把飞镖视为质点，飞镖两次击中同一点 M 的过程可以简 化为如题 2 图所示的两个过程，一次从 P 点水平抛出，另一次从 P 点正下方地面上的 Q 点斜向上抛出，其轨迹的最高点和 P 点等高，不计空气阻力，下列说法正确的是 A．飞镖两次运动的时间不相等 B．飞镖两次运动的位移大小相等 C．飞镖两次运动落地前瞬间动量大小相等 D．两次运动过程中，飞镖均处于超重状态 3．如题 3 图甲所示，粗糙程度均匀的斜面底端放置一个传感器。一个小物块从斜面顶端由静止 下滑，在计算机上得到物块和传感器间的距离 x 随时间变化的图像如题 3 图乙所示。下列说 法正确的是 A．小物块下滑的加速度大小为 1m/s2 B．小物块下滑 2s 时的速度大小为 3m/s C．小物块开始下滑时与传感器间的距离为 8m D．小物块经 10 s 的时间下滑到传感器处 A B C D 题 1 图 题 3 图甲 题 3 图乙 接计算机 t/s x/m 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 题 2 图 [机密]2022 年 11 月 12 日前 物理试题 第2页 共 6 页 题 4 图 4．位于坐标原点处的波源在t1=0时开始沿y轴正方向振动，题4图所示为t2=1.8s时沿波传播方 向上的波形图，0~5.7s内，x=30cm处的质点通过的路程是 A．0.9m B．1.0m C．1.4m D．1.5m 5．2021年10月8日国际小行星中心（MPC）确认了中国紫金山天文台发现的一颗彗星，命名 为C/2021S4。这颗彗星与太阳的最近距离约为7AU，绕太阳转一圈约需要1000年，假设地 球绕太阳做圆周运动，地球与太阳的距离为1AU，已知引力常量G。下列说法正确的是 A．由以上数据可估算太阳的质量 B．由以上数据可估算太阳的密度 C．该彗星与太阳的最远距离约为185AU D．彗星由远日点向近日点运动时引力做负功 6．电动汽车因续航里程不断提高，深受消费者的青睐。某次测试中，静止在平直公路上的 甲、乙两辆电动汽车，在同一起点以相同的恒定牵引力先后出发，达到最大功率 P 后以 最大功率行驶，两车质量关系为 m 甲 > m 乙，两车行驶过程中所受阻力为自身重力的为 k 倍，若甲车先于乙车出发，下列说法正确的是 A．乙车无法追上甲车 B．甲、乙两车的最大速度之比为 v 甲：v 乙=m 乙：m 甲 C．若两车同一时刻达到最大功率，则此时刻两车第一次相距最近 D．若两车同一时刻达到最大速度，则此时刻两车第一次相距最远 7．如题 7 图所示，一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端分别系着圆环 A 和重物 B，A 套在竖 直固定光滑细杆 P 上，用手托住 B 使轻绳刚好被拉紧，此时 B 离地面的高度为 h，A 刚 好静止于地面，连接 A 的轻绳与竖直方向的夹角 α=37o，已知 A 的质量为 m，B 的质量 为 3m，定滑轮可视为质点，不计一切摩擦，重力加速度为 g。在无初速度释放 B 后，B 落地后静止，落地前瞬间，连接 A 的轻绳与竖直方向的夹角 β=53o，sin37o =0.6，下列 说法正确的是 A．在此过程中，圆环 A 和重物 B 的速度大小始终相等 B．在此过程中，圆环 A 的重力势能增加了 1.2mgh C．在此过程中，轻绳对圆环 A 做的功为 1.2mgh D．从释放开始，圆环 A 能上升的最大高度不超过 2.5h 题 7 图 物理试题 第3页 共 6 页 题 10 图 二、多项选择题：本题共 3 小题，每小题 5 分，共 15 分。在每小题给出的四个选项中， 有多项符合题目要求。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有错选的得 0 分。 8．如题 8 图所示，在光滑水平桌面上有一个静止的木块，高速飞行的子弹水平穿过木块， 若子弹穿过木块过程中受到的摩擦力大小不变，下列说法正确的是 A．若木块固定，则子弹对木块的摩擦力的冲量为零 B．若木块不固定，则子弹减少的动能大于木块增加的动能 C．不论木块是否固定，两种情况下木块对子弹的摩擦力的冲量大小相等 D．不论木块是否固定，两种情况下子弹与木块间因摩擦产生的热量相等 9．如题 9 图甲所示，质量均为 m的两个小猴子为了偷到树下面桌子上的香蕉，用同一不可 伸长的轻质细绳拉着，分别尝试了两种方式，如题 9 图乙所示，a 是使下面的猴子在竖直 平面内来回摆动，b 是使下面的猴子在水平面内做匀速圆周运动，b 的细绳与竖直方向的 夹角和 a 摆动时细绳偏离竖直方向的最大角度都为 θ，下列说法正确的是 A．a、b 中下面猴子做圆周运动时半径之比为 1 sin B．a 中下面猴子做圆周运动时所受合力方向指向轨迹圆的圆心 C．把 a 中细绳调长，θ不变，则上面猴子所在树枝比之前更容易折断 D．a 中上面的猴子受到的最大拉力与 b 中上面的猴子受到的拉力之比为 3cosθ-2cos2θ 10．如题 10 图所示，光滑弧面顶端固定一弹簧，一固定在 P 点的物块将弹簧压缩，弧面下 端与沿逆时针方向匀速转动的传送带相切于 N 点，物块质量为 m，传送带速率为 v，传 送带与物块间的动摩擦因数为 μ。现释放物块，设物块下滑至 N 点时的速度大小为 vN， 传送带足够长，重力加速度为 g。则下列说法正确 A．物块从 P 点运动到 N 点的过程中不机械能守恒 B．若 vN<v，则物块不能再次回到 P 点 C．若 vN=v，则在物块先后两次经过 N 点的过程 中传送带克服摩擦力做的功 W=2mv2 D．若 vN≤v，物块第二次经过 N 点时传送带上划痕长度 N2vvs ug = 题 8 图 题 9 图乙 题 9 图甲 物理试题 第4页 共 6 页 题 11 图乙 题 11 图甲 第 II 卷 非选择题 三、实验题：本大题共 2 个小题，共 15 分。 11．（6 分）将一单摆竖直悬挂于一深度未知且开口向下的小筒中，单摆的下部露于筒外，如题 11 图甲所示。将摆球拉离平衡位置一个小角度后由静 止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁。如果本 实验的长度测量工具只能测量筒的下端口到摆球球心 的距离 l，并通过改变 l 测出对应的摆动周期 T，作出 T2-l图像，那么可通过此图像得出小筒的深度 x和当地 的重力加速度 g，π取 3.14。 (1)实验中所得到的 T2-l图像应是题 11 图乙中的__________；（选填“a”“b”或“c”） (2)由图像可知，小筒的深度 x =_______m，当地的重力加速度 g=________m/s2（保留两位 小数）。 12．（9 分）某同学想测量两轻弹簧的劲度系数，他将这两个轻弹簧共轴固定在水平底座上， 如题 12 图甲所示，弹簧 2 的直径比弹簧 1 的小，长度比弹簧 1 的短，二者互不影响。已 知每块重物的质量均为 100g，重力加速度取 g=10m/s2，弹簧均在弹性限度内。进行了以 下操作： ①不压重物时，测出弹簧 1 上端到底座的高度 L10； ②分别在弹簧 1 上端压 1 块、2 块、3 块重物，稳定后，测出弹簧 1 上端到底座的高度 L1、L2、L3； ③在坐标纸上建立坐标系，以弹簧 1 上端到底座的高度 L 为纵轴，以所压重物的个数 n 为横轴，描出数据点如题 12 图乙所示； ④求出弹簧 1、2 的劲度系数 k1、k2。 (1)压 2 块重物时，弹簧 2 （填“已经”或“没有”）被压缩； (2)弹簧劲度系数 k1= N/m，k2= N/m，弹簧 2 的原长 L20= m。 题 12 图甲 重物 弹簧 1 弹簧 2 底座 题 12 图乙 40 30 20 10 0 1 2 3 n 物理试题 第5页 共 6 页 四、计算题：本大题共 3 个小题，共 42 分。解答时应写出必要的文字说明、公式、方程 式和重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值 和单位。 13．（12 分）中国第三艘航母（福建舰）是完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，其舰载 机阻拦着舰与岸基飞机着陆不同。舰载机着舰时，一旦飞机尾钩未能挂住阻拦索，则必须快 速拉升飞离。假设航母静止，舰载机着舰速度为 40m/s，钩住阻拦索后能匀减速滑行 60m 停 下；若没有钩住阻拦索，则必须加速到 50m/s 才能安全飞离航母，且航母甲板上用于舰载机 加速的长度仅有 300m。求： (1)求舰载机在钩住阻拦索后减速过程中的加速度大小及滑行时间； (2)若没有钩住阻拦索，为保证安全飞离航母，舰载机在甲板上做匀加速运动的加速度至少为 多大？整个加速起飞过程所用时间为多少？ 14．（12 分）如题 14 图所示矿泉水瓶的简化模型，图中 A、B、C、D 与 A'、B'、C'、D'关 于瓶体中轴线对称。已知瓶体总高度为 h=22.4cm，AB 和 CD 竖直，高度分别为 h1=2.4cm 和 h2=12cm。一静止站立的同学用拇指和食指夹住装满水的瓶体的 D 和 D'处。每一手指 对瓶体的压力大小为 F=5N，方向与瓶体外壁垂直时，水瓶开始在两指间下滑，下滑至 C 处后脱离手指。为防止水瓶滑落，立即收紧手指，恰好夹在水瓶的 B 和 B'处，并增大手 指对瓶体的压力，最终水瓶恰未滑离手指。下滑过程中，瓶体始终保持竖直，两手指的 竖直位置保持不变，手指与瓶体的接触面及瓶体形变较小，均忽略不计。已知水瓶和水 的总质量为 m=0.5kg，手指与瓶体间的动摩擦因数 μ=0.3，重力加速度 g=10m/s2。求： (1)水瓶刚下滑时的加速度的大小； (2)手指夹住水瓶 B 处时，水瓶下滑的速度大小； (3)水瓶下滑的过程，手指对水瓶做的功。 题 14 图 物理试题 第6页 共 6 页 15．（18 分）如题 15 图所示，左侧固定的水平管内固定一轻弹黄，原长小于管的长度，管口距 离水平面的高度为H=1.65m，水平面上固定一高为 h=0.85m，倾角为 α=45o的斜面体，斜面 体底端通过一小段圆弧与水平面连接，质量为 m2=0.5kg 的小球 B 放在水平面上，B 的右侧 有一沿竖直方向固定的圆轨道。现使质量为m1=0.2kg 的小球 A 放在水平管内，并在水平外 力的作用下将轻弹簧压缩，某时刻撤去外力，小球 A 刚好无碰撞地落在斜面体上端，经过一 段时间与小球 B 发生弹性碰撞，忽略一切摩擦以及机械能的损失，重力加速度 g=10m/s2。 (1)求轻弹簧储存的弹性势能以及管口到斜面体最高点的水平距离； (2)欲使小球 B 恰不脱离圆轨道，求圆轨道的半径取值范围； (3)若圆轨道半径为R=0.32m，两球碰后立即将小球 B 撤走，通过计算分析小球 A 能否脱离 圆轨道？若不能，请说明理由；若能，求小球 A 与圆轨道分离时距离水平面的高度。（结 果保留两位有效数字） 题 15 图 高 2023届高三第一学期期中考试参考答案 第1页 共2页 高 2023届高三第一学期期中考试 物理参考答案及评分标准 第 I卷 选择题 一二、选择题：共 10 个小题，合计 43 分。第 1～7 小题的四个选项中只有一个 选项符合题目要求，每小题 4 分，共 28 分；第 8～10 小题的四个选项中有 多项符合题目要求，每小题 5 分，全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分， 有选错的得 0 分，共 15 分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A D C A B D BD AD ACD 第 II卷 非选择题 三、实验题：本大题共 2 个小题，共 15 分。 11．（6 分，每空 2 分）（1）c（2）0.3 9.86 12．（9 分）（1）已经（3 分） （2）5 20 0.15（每空 2 分） 四、计算题：本大题共 3 个小题，共 42 分。解答时应写出必要的文字说明、公 式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不得分，有数值计算的题，答 案中必须写出明确的数值和单位。 13．（12 分） 解：（1）对舰载机，匀减速过程： 0 1 0 2 v x t + = （2 分） 求得：t1=3s （1 分） 由： 0 1 10 v a t− = − （2 分） 求得： 2 2 1 40 m/ s 13.3m/ s 3 a =  （1 分） （2）若一直加速，则加速度最小： 2 2 0 2 22v v a x− = （2 分） 求得：a2=1.5m/s2（1 分） 由： 0 2 2v v a t= + （2 分） 求得： 1 20 s 6.7s 3 t =  （1 分） 14．（12 分） 解：（1）水瓶刚下滑时其受力情况满足： 2mg f ma− = 且： Nf F= （2 分） 解得：f=1.5N a=4m/s2 （2 分） （2）从瓶体开始滑动至手指夹住B 处，由动能定理有： 2 1 2 B 1 ( ) 2 2 mg h h fh mv− − = （2 分） 解得： B 1.6m/sv = （2 分） （3）手指对水瓶的功为：W mgh= − （2 分） 解得：W= -1.12J （2 分） 高 2023届高三第一学期期中考试参考答案 第2页 共2页 15．（18 分） 解：（1）假设小球A 离开管口的速度大小为 v0，小球A 离开管口后做平抛运动，小球A 做平抛 运动下落的高度为：h0=H-h=0.8m 小球 A 从离开管口到落在斜面体上的时间为： 02 0.4s h t g = = （1 分） 小球 A 竖直方向的速度为： 4m/syv gt= = 初速度大小为：v0= vytan45 o=4m/s （1 分） 由机械能守恒定律可知轻弹簧储存的弹性势能为： 2 P 1 0 1 1.6J 2 E m v= = （1 分） 管口到斜面体最高点的水平距离为： 0 1.6mx v t= = （1 分） （2）小球A 落在斜面体顶端时的速度大小为： 2 2 0 4 2m/syv v v= + = （1 分） 小球A 由斜面体顶端滑到水平面的过程，小球的机械能守恒，有： 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 m gh m v m v+ = 解得：v1=7m/s （1 分） 设小球 A 与小球 B 碰后的速度分别为 1v 、 2v ，则碰撞过程动量守恒、机械能守恒： 1 1 1 1 2 2m v m v m v = + 2 2 2 1 1 1 1 2 2 1 1 1 2 2 2 m v m v m v = + 解得： 1v  =-3m/s、 2v  =4m/s（2 分） ①当圆轨道的半径为 R1时，设小球 B 碰后恰通过最高点 Q，则小球 B 在最高点的速度 大小为： 3 1v gR= 对小球 B 由 P 到 Q 的过程中，有： 2 2 2 2 2 3 2 1 1 1 2 2 2 m v m v m g R = +  解得：R1=0.32m （1 分） ②当圆轨道的半径为 R2 时，设小球 B 碰后刚好运动到与圆轨道的圆心等高的位置： 2 2 2 2 2 1 2 m v m gR = 解得：R2=0.8m （1 分） 欲使小球 B 不脱离圆轨道，则圆轨道的半径应满足 R≤0.32m 或 R≥0.8m（1 分） （3）假设小球 A 与小球 B 碰后不能从斜面体的最高点离开，沿斜面体上升的最大高度为 y，则： 2 1 1 1 1 2 m gy m v = （1 分） 解得 y=0.45m<h，假设成立，则小球 A 一定能返回水平面，且由 P 点进入圆轨道，由 机械能守恒定律可知，小球 A 返回水平面时的速度大小为 v4=3m/s（1 分） 小球 A 不可能通过圆轨道的最高点，假设小球 A 能过与轨道圆心等高的位置，且在该 位置的速度大小为 v5，则： 2 2 1 1 1 5 1 4 1 1 2 2 m gR m v m v+ = （1 分） 解得 5 2.6 0v =  ，因此小球 A 在与圆心等高的位置与最高点之间的某点与圆轨道分 离。（1 分） 设该点与圆心的连线和竖直方向的夹角为 θ，分离瞬间小球 A 的速度大小为 v6，则小球 A 由最低点到该点的过程，由机械能守恒： 2 2 1 1 1 6 1 4 1 1 (1 cos ) 2 2 m gR m v m v+ + = （1 分） 小球 A 与圆轨道分离瞬间，由牛顿第二定律得： 2 6 1 1 1 cos v m g m R  = 解得： 13 cos 48  = （1 分） 则小球 A 与轨道分离时距离水平面的高度为： 1 1 cos 0.41mh R R  = + = （1 分）