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东风中学校高 2022 级高三 12 月月考
物理试卷
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. 如图所示，一质量为 的小滑块从半径为 的固定的粗糙圆弧形轨道的 点匀速率滑到 点，则下列说
法中正确的是（ ）
A. 向心加速度不变 B. 向心力的大小逐渐增大
C. 向心力的大小逐渐减小 D. 它所受的合力的大小是恒定的
【答案】D
【解析】
【详解】小滑块做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律和向心加速度表达式
，
可知，小滑块匀速率下滑过程中，向心力大小不变，向心加速度大小不变，方向时刻指向圆心，物体做匀
速圆周运动时合外力等于向心力，则合外力大小不变，ABC错误，D正确 。
故选D。
2. 利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。
现在你用大小恒定为 的力 匀速率推动墨条， 的方向始终与墨条的运动方向相同，转动一圈时
做的功为 ，若墨条的速度为 ，则用时为（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 1s B. C. D. 4s
【答案】B
【解析】
【详解】设墨条转动一周转过的弧长为s，用时为t，则转动一圈过程中 做的功
又
联立求得
故选B。
3. 抖空竹是一种传统杂技。如图所示，表演者一只手控制A不动，另一只手控制B分别沿图中的四个方向
缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和轻质细线间的摩擦，且认为细线不可伸长。下列说法正确的
是（ ）
A. 沿虚线a向左移动，细线的拉力减小
B. 沿虚线b向上移动，细线的拉力减小
C. 沿虚线c斜向上移动，细线的拉力不变
D. 沿虚线d向右移动，细线对空竹的合力增大
【答案】A
【解析】
【详解】设AB两点水平间距为d，细线总长为L，细线与竖直方向的夹角为θ，如图所示。
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学科网（北京）股份有限公司由几何关系可得
根据平衡条件可得
2Fcosθ=mg
A．沿虚线a向左移动，d减小、θ减小、cosθ增大，则细线的拉力减小，故A正确；
B．沿虚线b向上移动，d不变、θ不变、cosθ不变，细线的拉力不变，故B错误；
C．沿虚线c斜向上移动，d增大、θ增大、cosθ减小，细线的拉力增大，故C错误；
D．沿虚线d向右移动，空竹受力平衡，根据平衡条件可知，细线对空竹的合力与重力等大反向，所以细
线对空竹的合力不变，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，某汽车（可视为质点）由静止开始做匀加速直线运动，连续经过A、B、C三点，已知A、B
之间的距离为L，B、C之间的距离为1.5L，且该汽车在BC段的平均速度为AB段的1.5倍，则该汽车经过
A点时离起点的距离为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意有
，
又
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学科网（北京）股份有限公司可得
可知A、B所用时间等于B、C所用时间，设为 ，汽车的加速度大小为 ，根据匀变速直线运动推论有
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则B点速度为
根据匀变速直线运动位移速度公式可得
联立解得
则该汽车经过A点时离起点的距离为
故选C。
5. 某同学利用圆锥摆测当地的重力加速度。如图1所示，一根长为l的轻绳上端固定在 点，下端连接一
小钢球。拉起小钢球，使轻绳与竖直方向的夹角为θ，让小钢球在水平面内做匀速圆周运动，记录小钢球
的转速 ；改变轻绳与竖直方向的夹角，测得小钢球相应的转速。根据测量数据，在直角坐标系中绘制的
图像是一条过坐标原点的直线，如图2所示，则图2中横坐标 是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
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学科网（北京）股份有限公司【详解】对小球受力分析如图所示
根据重力与拉力的合力提供向心力有
其中
联立求得
即 与 成正比， 图像是一条过原点的倾斜直线，所以图2中横坐标 是 。
故选D。
6. 如图1所示，一可视为质点的物块从足够长的固定斜面底端以动能 沿斜面向上运动，斜面倾角为θ。
当物块重新滑回斜面底端时动能为 ，运动过程中，物块动能 与其到斜面底端的距离 之间的关系如
图2所示。忽略空气阻力，则该物块与斜面间的动摩擦因数为（ ）
A. B. C. D.
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学科网（北京）股份有限公司【答案】C
【解析】
【详解】对物块上滑过程和下滑过程分别根据动能定理得
两式联立，求得
故选C。
7. 一质量为2 kg的物体受水平拉力F作用，在粗糙水平面上做加速直线运动时，加速度 a随时间t变化的
图像如图所示，t = 0时其速度大小为0，滑动摩擦力大小恒为2 N，则下列说法不正确的是（ ）
A. t = 6 s时，物体的速度为18 m/s
B. t = 6 s时，拉力F的功率为200 W
C. 在0 ~ 6 s内，拉力对物体的冲量为48 N∙s
D. 在0 ~ 6 s内，合力对物体做的功为324 J
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据Δv = aΔt可知a − t图像中，图像与坐标轴围成的面积表示速度的增量，则在t = 6 s时
刻，物体的速度
故A正确，不符合题意；
B．t = 6 s时
由牛顿第二定律得
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学科网（北京）股份有限公司解得拉力F的大小
所以拉力功率
故B错误，符合题意；
C．根据动量定理得
解得拉力冲量
故C正确，不符合题意；
D．根据动能定理得
解得在0 ~ 6 s内，合力对物体做的功为
故D正确，不符合题意。
故选B 。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 2024年10月30日，“神舟十九号”载人飞船将乘组三名航天员送入空间站组合体，图中轨道①为低空
轨道，轨道②为载人飞船变轨过程中 的一条椭圆轨道，轨道③为空间站运行的高空圆轨道。 为椭圆轨道
的近地点，Q为远地点，载人飞船在圆轨道①的 处点火加速，沿椭圆转移轨道②运动到远地点Q，再次
点火加速，进入圆轨道③，恰好与圆轨道③上的空间站对接。已知地球半径为 ，地球表面重力加速度为
，引力常量为G，圆轨道①离地高度为 ，圆轨道③的半径为 ，忽略地球自转的影响。则下列判断正
确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 地球的平均密度
B. 地球的平均密度
C. 载人飞船从 处第一次运动到Q处所用的时间
D. 载人飞船从 处第一次运动到Q处所用的时间
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．忽略地球自转，对于地球表面的物体，根据万有引力定律及牛顿第二定律有
地球的体积为
联立可得，地球的密度为
故A正确，B错误；
CD．对于低空轨道上运行的卫星，根据万有引力定律有
对于在轨道①和轨道②上运行的卫星，根据开普勒第三定律得
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学科网（北京）股份有限公司因此载人飞船从 处第一次运动到Q处所用的时间为
故C正确，D错误。
故选AC。
9. 我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为 的某新能源汽车在水平路面
上以恒定加速度启动，其 图像如图所示，其中 段和 段为直线。已知汽车动力系统的额定功率
为 ，汽车所受阻力大小恒为 ，图中 均为已知量，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车 段运动过程阻力做的功
B. 时刻汽车的功率达到额定功率
C. 汽车速度为 时的功率为
D. 汽车 段前进的路程
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，汽车最大速度为 ，当汽车达到最大速度后由
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学科网（北京）股份有限公司可知
0~t 时间内汽车做匀加速运动，由图像可得位移
1
汽车 段运动过程阻力做的功
故A错误；
B．0~t 时间内汽车做匀加速运动，则有
1
汽车速度增大过程中，牵引力不变，功率增大，速度达到最大时，功率达到额定功率，故B正确；
C．0~t 内牵引力F不变，t 时刻
1 1
汽车速度为 时
故C错误；
D．t~t 内由动能定理得
1 2
解得
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学科网（北京）股份有限公司故D错误；
故选B。
10. 如图所示，在固定的水平杆上，套有质量为m的光滑圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着质量为M
的木块，现有质量为m 的子弹以大小为v 的水平速度射入木块并立刻留在木块中，重力加速度为g．下列
0 0
说法正确的是
A. 子弹射入木块之后，圆环、木块和子弹构成的系统动量守恒
B. 子弹射入木块后的瞬间，速度大小为
C. 子弹射入木块后的瞬间，绳子拉力等于
D. 子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力大于
【答案】BD
【解析】
【详解】A、圆环、木块和子弹构成的系统水平方向没有外力，水平方向动量守恒，A错误
B、子弹射入木块后的瞬间，子弹和木块组成的系统水平方向动量守恒，所以可得 ，
，B正确
C、子弹射入木块后的瞬间，速度大小为 ，圆环没有移动，根据圆周运动向心力的构成可知
，C错误
D、子弹射入木块后的瞬间，环对轻杆的压力等于T+mg，大于 ，D正确
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学科网（北京）股份有限公司三、实验探究题：本题共2小题，每空2分，共14分。
11. 某同学利用如图甲所示装置探究两个互成角度的力的合成规律：
实验步骤如下：
①将力传感器 通过一根轻质细绳提起重物保持静止，记下 的示数 ；
的
②将力传感器 分别固定在左右两侧杆上，与 相连 两根轻质细绳 连接的结点O处用
轻绳OC系上同一重物。系统静止后，记下O点位置， 的示数 及细绳的方向OA、OB、OC；
③在白纸上从O点沿OC反向延长作有向线段 ，以 为对角线作平行四边形 ，如图乙所示。
用毫米刻度尺测出线段 的长度分别为 ；
④调整力传感器Q的位置，重复以上步骤。
回答下列问题：
（1）下列做法有利于减小实验误差的是________。
A. 两侧杆必须用铅垂线调整为竖直放置，不能左右倾斜
B. 两个细绳间夹角越大越好
C. 记录细绳方向时，选取相距较远的两点
D. 调整力传感器Q的位置时，必须保证结点O的位置不变
的
（2）在误差允许 范围内，若 与 满足关系式________，则能够证明力的合成遵循平行
四边形定则。
（3）某次实验中，若平衡时两细绳 互相垂直，保持 绳和结点O的位置不动，取下力传感器
Q，将细绳OB绕O点在纸面内逆时针缓慢转动一小角度，此过程中OB绳的拉力________（选填“变大”
“变小”或“不变”）。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】（1）C （2）
（3）变大
【解析】
【小问1详解】
A．实验中研究的是结点O的受力情况，无须两侧杆保持竖直状态，故A错误；
B．两绳之间的夹角可以适当大些，便于作图，减小实验误差，但并非越大越好，故B错误；
C．记录细绳方向时，应选取相距较远的两点，有利于作出力的图示，便于减小误差，故C正确；
D．不论结点在任何位置，平衡时，其它两个力的合力总是与第三力是一对平衡力，故结点的位置可以不
同，故D错误。
故选C。
【小问2详解】
在误差允许的范围内，根据几何三角形与力矢量三角形相似，对应边成比例。可得若满足
则能够证明力的合成遵循平行四边形定则。
【小问3详解】
作出结点O受力情况如图所示，若将OB绕O点在纸面内逆时针缓慢转动一小角度，OB与竖直方向夹角
减小，可看出绳子OB上的拉力将变大。
12. 利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，调节气垫导轨水平，将重物A由静止释放，
滑块B上拖着的纸带（未画出）被打出一系列的点。对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。
图乙给出的是实验中的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图上未画出），
计数点间的距离如图中所示。已知重物的质量m＝100g、滑块的质量M＝150g，则：（g取10m/s2，结果
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学科网（北京）股份有限公司保留三位有效数字）
(1)在纸带上打下计数点5时的速度v＝_________m/s；
(2)在打点0~5的过程中系统动能的增加量ΔE=_______J，系统势能的减少量ΔE=________J，由此得出的
k p
结论是_______；
(3)若某实验小组作出的 －h图像如图丙所示，则当地的实际重力加速度g=________m/s2。
【答案】 ①. 1.95 ②. 0.475 ③. 0.497 ④. 在误差允许的范围内，系统的机械能守恒 ⑤.
9.70
【解析】
【详解】(1)[1]由图可知
计数点5的瞬时速度为
(2)[2][3][4]在打点0~5的过程中系统动能的增加量为
系统重力势能的减小量为
由此得出的实验结论是在误差允许的范围内，系统的机械能守恒。
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学科网（北京）股份有限公司(3)[5]根据系统机械能守恒得
则
可知图线的斜率
代入数据解得
四、计算题：本题共3小题，共40分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算
步骤。只写出最后答案的，不能得分。
13. 如图所示，一滑块（可视为质点）从光滑且足够长的固定斜面底端出发，以初速度 沿斜面上行，一
段时间后返回斜面底端．已知斜面的倾角为 ，滑块质量为 ，重力加速度为 ．求：
（1）滑块沿斜面上行的最大距离 ；
（2）滑块从出发到返回斜面底端过程所用时间 ；
（3）当滑块返回斜面底端时，重力对滑块做功的瞬时功率 。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
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学科网（北京）股份有限公司物块向上滑动过程中，做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有
mgsinθ=ma
1
物块向上滑动过程中，物块的加速度大小为
a=gsinθ
1
上滑到顶端速度为0，由位移-速度公式，有
有滑块沿斜面上行的最大距离
上滑时间
【小问2详解】
物块向下滑动过程中，做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
mgsinθ=ma
2
物块向下滑动过程中，物块的加速度大小为
a=gsinθ
2
可见下滑为上滑逆过程，所以滑块从出发到返回斜面底端过程所用时间
【小问3详解】
由上知当滑块返回斜面底端时，速度为 ，方向沿斜面向下，重力对滑块做功的瞬时功率
14. 如图所示，光滑水平面 与同高度的粗糙水平传送带 平滑连接，传送带的长度 ，以
的速度沿逆时针方向匀速运动。水平面上静置有两个质量分别为 的小物块
b，其间压缩一水平轻质弹簧并锁定，弹簧的弹性势能 。解除锁定，小物块 被弹开后，
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学科网（北京）股份有限公司滑上传送带，然后从传送带 端水平飞出，落到水平地面上的 点。已知 与地面间的高度差
间的水平距离 ，取 。
（1）解除锁定后， 被弹开的速度大小；
（2）小物块与传送带间的动摩擦因数为 ；
（3） 在传送带上因摩擦产生的热量。
【答案】（1） ，4
（2）0.5 （3）13.5J
【解析】
【小问1详解】
弹开过程，以水平向左为正方向，根据动量守恒有
根据机械能守恒定律有
解得 速度大小为
【小问2详解】
b从B到C过程，根据动能定理有
b从C端脱离传送带后，做平抛运动，则
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学科网（北京）股份有限公司解得
【小问3详解】
设 在传送带上运动所用的时间为 ，则由动量定理有
可得
故因摩擦产生的热量
15. 如图所示，处于竖直平面内的轨道装置，由倾角 的光滑直轨道圆心为 半径为 的半
圆形光滑轨道 和圆心为 的光滑圆弧轨道 组成； 为两轨道的相切点， 、 和
处于同一直线上 间隙很小、宽度不计。现将可视为质点的质量为 的滑块从轨道AB上某点由
静止释放，重力加速度 。
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学科网（北京）股份有限公司（1）若释放点与 点的高度差为 求滑块运动到最低点 时轨道对滑块支持力 ；
（2）若要保证滑块能经 点进入圆弧轨道 ，求释放点与 点的最小高度差 ；
（3）若圆轨道 的半径 可调且该圆轨道能承受的压力不能超过 ，滑块释放点与 点的高度差
，要保证滑块能沿圆轨道顺利经过最高点 ，求圆轨道 半径 的取值范围。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
滑块从释放利 点过程，根据动能定理可得
在 点时，根据牛顿第二定律
联立解得
【小问2详解】
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学科网（北京）股份有限公司滑块刚好沿轨道运动到 点时，根据牛顿第二定律
从释放点到圆轨道 点，由动能定理
解得释放点距离 点的最小高度
【小问3详解】
若在 点能够做圆周运动，则
根据动能定理
解得
在 点，根据牛顿第二定律
根据动能定理
又
联立得
所以 的取值范围
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学科网（北京）股份有限公司第21页/共21页
学科网（北京）股份有限公司
