河北省衡水中學2022-2023學年高三年級上冊三調考試物理試題

河北省衡水中學2023屆上學期高三年級三調考試

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選項中，第1~7題

只有一項符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項符合題目要求，每小題

6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得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動，下列說法正確的

是（）

A.物體所受合力對其做正功

B.物體的機械能增加

C.重力對物體做的功大于物體克服拉力做的功

D.物體減少的動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動，動能減小，由動能定理知，合力對其做負功，故A錯

誤；

B.物體向下運動的過程中，輕繩拉力對其做負功，機械能減少，故B錯誤；

C.設物體克服拉力做功為因立，由動能定理知

解得

即重力對物體做的功小于物體克服拉力做的功，故C錯誤；

D.物體減少的動能

即物體減少的動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56分在東

風著陸場成功著陸。返回的大致過程如下：。時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處的過渡軌道并進行

調姿，由徑向飛行改為橫向飛行。繞行5圈后，經過制動減速、自由滑行、再入大氣層、

著陸返回四個階段，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動到過渡軌道

D.與空間站分離后，返回艙進入大氣層之前機械能減少

【答案】D

【解析】

【詳解】A.空間站沿著原來的軌道運行，軌道半徑不變，根據

可得

分離后空間站運行速度不變，故A錯誤；

B.根據u=J乎可知在過渡軌道的速度小于第一宇宙速度，故B錯誤；

C.飛船沿徑向與空間站分離后，是因為飛船點火減速，飛船做向心運動從而到達過渡軌

道，故C錯誤；

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

其他力做負功，機械能減少，故D正確。

故選D。

3

3.一輛質量為的汽車在水平路面上以速度v勻速行駛，此時發(fā)動機的功率為一P,汽車

4

運動過程中所受阻力恒定不變。當汽車功率突然變?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，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.如圖所示是網球發(fā)球機，某次室內訓練時將發(fā)球機放在距地面一定的高度，然后向豎直

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

30°和60°,若不考慮網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.碰到墻面前空中運動時間之比為1:3

C.下降高度之比為1:3

D.碰到墻面時動能之比為3:1

【答案】C

【解析】

1。

【詳解】在平拋運動過程中，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

平拋運動中，h=T.所以^許="由仁5g產可知,(收二三

速度丫=二，可得上=@；由于匕=一%可知，&■=匕3黑二；,所以動能之比

tV21cos/v,2v2cos3001

1=&=1.綜上分析，C正確.

心2匕21

5.一質量為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，滑塊與斜面間的動摩擦因數〃=0.5?；瑝K滑至底端的過程中，其機械能

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,則重力勢能減小量

選項A錯誤；

B.從頂端到底端時機械能增加20J,則除重力以外的其他力做功為20J,設力F與斜面的

夾角為a,則

其中x=5m,帶入數據可知

只有當a=0。時尸=8N,則選項B錯誤；

C.摩擦力做功

只有當a=0。時摩擦力功才等于-20J,選項C錯誤；

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

重力勢能點，到達底端時機械能為50J,則動能為50J,根據

可得

v=10m/s

選項D正確。

故選D。

6.如圖所示，將質量為的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質量為加的環(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點與定滑

輪等高，桿上的8點在4點下方距離為d處?，F(xiàn)將環(huán)從A處由靜止釋放，不計空氣阻力，桿

足夠長，下列說法正確的是（）

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

2

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

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

D.環(huán)能下降的最大高度為3d

4

【答案】D

【解析】

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

故A錯誤；

B.環(huán)到達B處時，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錯誤；

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

的機械能，故c錯誤；

D.設環(huán)下滑的最大高度為〃'時環(huán)和重物的速度均為0,此時重物上升的最大高度為

M=W+d2一d

根據機械能守恒有

解得

故D正確

故選D。

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

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

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

A.物體從4運動到8的時間是1s

B.物體從A運動到B的過程中，摩擦力對物體做的功為-6J

C.物體從A運動到B的過程中，產生的熱量為2J

D.物體從A運動到B的過程中，帶動傳送帶轉動的電動機多做的功為10J

【答案】C

【解析】

【詳解】A.設物體下滑到A點的速度為％,由機械能守恒定律可得

代入數據解得

從A到B過程中，物體在摩擦力作用下先做勻加速運動，加速度大小

加速至速度與傳送帶相等的時間

勻加速運動的位移

所以物體與傳送帶共速后向右做勻速運動，物體勻速運動的時間

則物體從從A到B的時間

A錯誤；

B.物體從A到B的過程中，在加速階段，摩擦力的方向與運動方向相同，因此摩擦力對物

體做正功，其值為

B錯誤；

c.在：時間內，傳送帶做勻速運動的位移

故產生的熱量

C正確；

D.電動機多做的功一部分轉化成了物體的動能，另一部分就是增加了內能，則物體從A運

動到8的過程中，帶動傳送帶轉動的電動機多做的功

D錯誤。

故選C。

8.某踢出的足球在空中的運動軌跡如圖所示，足球可視為質點，空氣阻力不計。用好,、

E、反、P分別表示足球的豎直分速度大小、機械能、動能、重力的瞬時功率，用f表示足

球在空中的運動時間，下列圖像中可能正確的是（）

00

【答案】c

【解析】

【分析】

【詳解】A.足球做斜上拋運動，豎直方向上，速度先減速后增大，豎直速度與時間圖象

的斜率表示重力加速度，故斜率恒定不變，故A錯誤；

B.空氣阻力不計，足球的機械能守恒，即不隨時間變化，故B錯誤；

C.足球機械能守恒，重力勢能先增加后減小，故動能先減小后增加，但足球做斜上拋運

動，到最高點的速度不為零，即動能最小值不為零，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

重力的功率隨時間先減小后增加，但斜率恒定，故D錯誤。

故選C。

9.水電站常用水庫出水口處水流的動能發(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象，在其落到出水口的過程中，根據機械能守恒定律得

解得

故A正確；

B.流量

故B錯誤；

C.水柱機械能

根據密度公式得

運動時間滿足

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,

彈簧處于原長時上端位于B點，可視為質點、質量為加的物體與族之間的動摩擦因數為〃

（〃<tan。），物體從A點由靜止釋放，將彈簧壓縮后恰好能回到AB的中點。。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點上方

【答案】CD

【解析】

【詳解】A.物體接觸彈簧前，由機械能守恒定律可知，物體剛接觸彈簧時的動能

物體接觸彈簧后，重力沿斜面向下的分力先大于滑動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摩擦力和彈簧彈力的合力，物體減速下滑，所

以，當重力沿斜面向下的分力等于滑動摩擦力和彈簧彈力的合力時物體所受的合力為零，速

度最大，動能最大，所以物體的最大動能一定大于mgxsin。，A錯誤；

B.設彈簧的最大壓縮量為L，彈性勢能最大為物體從A點到最低點的過程，由能量

守恒得

物體從最低點到。點的過程，由能量守恒得

解得

由于

解得

由于L與x的具體參數未知，則無法說明彈簧的最大形變量是否大于B錯誤；

2

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

c正確；

D.設物體第二次上升的最遠位置在。點，彈簧最大形變量為L',從。到C,有

由于物體從。點下滑，則彈簧的最大形變量

結合上述解得

即上升的最高位置應該在B點上方，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.可以利用圖所示實驗裝置，測量物塊與水平桌面的動摩擦因數。物塊在重物的牽引下

開始運動，重物落地后即保持靜止不再運動，而物塊將繼續(xù)運動一段距離后停在桌面上

（尚未到達滑輪處）。從紙帶上便于測量的點開始，相鄰計數點間的距離如下圖所示。已知

相鄰兩點間時間間隔為，并查得當地重力加速度為：g2

（1）通過分析紙帶數據，可判斷在兩相鄰計數點和之間某時刻重物落地。

（2）計數點6對應的速度大小為m/s（保留兩位小數）。

（3）通過紙帶數據可求得物塊與桌面間的動摩擦因數為〃=（保留兩位小數）。該計

算結果比動摩擦因數的真實值______（填“偏大”或“偏小”或“一樣大”）。

【答案】①.5②.6③.④.⑤.偏大

【解析】

【詳解】（1）從紙帶上的數據分析得知：在點計數點5之前，兩點之間的位移增量逐

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間某時刻

物塊開始減速，減速的原因是重物落地。

（2）[3]由圖中數據可以看出減速階段的At=-3cm,根據勻變速運動Ar=可得加速

度

計數點7對應的速度大小為

則計數點6對應的速度大小為

（3）[4]減速階段對物塊根據牛頓第二定律有

解得

[4]減速階段產生加速度的力是摩擦力和紙帶所受的阻力，因此計算結果比動摩擦因數的真

實值偏大。

12.利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖1所示，水平桌面上固定一傾斜的

氣墊導軌；導軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質量為M,左端由跨過輕質光

滑定滑輪的細繩與一質量為m的小球相連；遮光片兩條長邊與導軌垂直；導軌上B點有一

光電門，可以測量遮光片經過光電門時的擋光時間3用d表示A點到光電門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點時的瞬時速

度，實驗時滑塊在A處由靜止開始運動.

（1）用游標卡尺測量遮光條的寬度b,結果如圖2所示，由此讀出反mm；

（2）某次實驗測得傾角Q30。，重力加速度用g表示，滑塊從A處到達B處時m和M組

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

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

表示）

（3）在上次實驗中，某同學改變A、B間的距離，作出的V2-4圖象如圖3所示，并測得

M=m,則重力加速度g=m/s2.

【答案】①.②.⑺+“）"③.④.

2產2

【解析】

【分析】

【詳解】（1）［1］寬度匕的讀數為

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

通過光電門B速度為

滑塊從A處到達8處時m和M組成的系統(tǒng)動能增加量為

系統(tǒng)的重力勢能減少量可表示為

比較和△品，若在實驗誤差允許的范圍內相等，即可認為機械能是守恒的

（3）［4］根據系統(tǒng)機械能守恒有

則

在廿―d圖象中，則圖線的斜率為

由圖象可知

則有

代入數據得

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時才發(fā)現(xiàn)前方有A車，這時B車立即

剎車，但B車要減速1800m才能夠停止（兩車可視為質點）。問：

（1）B車剎車后減速運動的加速度的大小？

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

相距多遠？

【答案】(l)0.25m/s2；(2)未碰撞，232m

【解析】

【詳解】(1)設B車減速運動的加速度大小為小有

代入數據解得

*

(2)設B車減速/秒時兩車的速度相同，有

代入數值解得

Z=32s

在此過程中B車前進的位移為

代入數據解得

XB=832m

A車前進的位移為

代入數據解得

XA=464ITI

因

XA+X>XB

故不會發(fā)生撞車事故，此時

△X=XA+X-XB=232m

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

比賽用U型池場地長度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為測試賽道，將一質量加=lkg的小滑塊從u型池的頂端4點以初速度

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

直方向夾角為a(a未知)，再從C點重新落回U型池(C點圖中未畫出)。已知A、B兩點

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

g=10m/s2?

(1)A點至B點過程中，求小滑塊克服雪道阻力所做功卬/；

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

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

落回U型池的時間最長，求tana。。

17

【答案】(1)；(2)35m/s；(3)一

47

【解析】

【詳解】（1）小滑塊從A點至8點過程中，由動能定理得

由幾何關系得

解得

（2）忽略雪道對滑塊的阻力，滑塊從A