广东省河源市河源中学2023-2024学年高三上学期一调考试物理试题 Word版含解析.docx

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2023—2024学年度高三年级上学期一调考试物理试卷本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共8页，总分100分，考试时间75分钟。一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.质量为m的人站在电梯内，电梯从1楼上升到40楼，此过程中电梯速度v随时间t变化的图像如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A.时间内电梯对人的支持力小于mgB.时间内人处于超重状态C.时间内人处于超重状态D.时间内电梯对人的支持力不断增大【答案】D【解析】【详解】A．由图可知，时间内电梯向上加速运动，具有向上的加速度，电梯里的人处于超重状态，电梯对人的支持力大于mg，A错误；B．由图可知，时间内电梯做匀速运动，电梯里的人处于平衡状态，B错误；C．由图可知，时间内电梯向上做减速运动，具有向下加速度，电梯里的人处于失重状态，C错误；D．图像的斜率绝对值表示加速度大小，由图可知，时间内加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律有解得 所以电梯对人的支持力不断增大，D正确。故选D。2.如图所示，两个完全相同质量均为m的橡皮擦a、b（均可视为质点）放在水平圆盘上，a与竖直转轴（图中点未画出）的距离为l，b与竖直转轴的距离为1.5l，橡皮擦与圆盘的最大静摩擦力为橡皮擦所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法中正确的是（）A.a、b所受摩擦力大小始终相等B.a一定比b先开始滑动C.是b开始滑动的临界角速度D.当时，a所受摩擦力的大小为kmg【答案】C【解析】【详解】A．橡皮擦产生相对滑动前，角速度相等，由静摩擦力提供向心力，则有由于b的轨道半径大，所以产生相对滑动前b的静摩擦力大，A错误；B．两个橡皮擦的最大静摩擦力相等，橡皮擦随圆盘一起转动，由静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律可知橡皮擦所受的静摩擦力为因质量m和角速度相等，则有静摩擦力与轨道半径r成正比，所以b受的静摩擦力大于a受的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时，b的静摩擦力先达到最大值，所以b一定比a先开始滑动，B错误；C．对橡皮擦b，当静摩擦力达到最大静摩擦力时，橡皮擦将要开始滑动，则有解得b开始滑动的临界角速度 C正确；D．对橡皮擦a，当静摩擦力达到最大静摩擦力时，橡皮擦将要开始滑动，则有解得因为即当角速度时，橡皮擦a没有达到开始滑动的临界角速度，所以橡皮擦a所受到的静摩擦力小于最大静摩擦力kmg，D错误。故选C3.洪水无情人有情，每一次重大抢险救灾，都有人民子弟兵的身影。如图所示，水流速度大小恒为v，A处下游的C处有个半径为r的漩涡，其与河岸相切于B点，A、B两点的距离为。若消防武警驾驶冲锋舟把被困群众从A处沿直线避开游涡送到对岸，冲锋舟在静水中最小速度值为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】如图所示当冲锋舟在静水中的速度与其在河流中的速度垂直时，冲锋舟在静水中的速度最小，则 由几何关系知解得故选A。4.如图所示，有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物体A和B，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接，物体A以速率vA＝8m/s匀速运动，在绳与轨道成30°角时，物体B的速度大小vB为（　　）A.4m/sB.m/sC.16m/sD.m/s【答案】B【解析】【分析】【详解】物体B的速度大小vB为解得所以B正确；ACD错误；故选B。5.如图所示，一质量为M的人站在台秤上，一根长为R的悬线一端系一个质量为m的小球，手拿悬线另一端，小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，则下列说法正确的是（　　） A.小球运动到最高点时，小球的速度为零B.当小球运动到a点时，人受到台秤给其向左的静摩擦力C.小球在a、b、c三个位置时，台秤的示数相同D.小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态【答案】C【解析】【详解】A．小球恰好能通过圆轨道最高点，由得选项A错误；B．当小球运动到a点时，细绳对人的拉力向左，则人受到台秤给其向右的静摩擦力，选项B错误；C．小球在a、b、c三个位置，竖直方向加速度均为g，小球均处于完全失重状态，台秤的示数相同，故C正确；D．小球运动到最高点时，细线中拉力为零，台秤的示数为Mg；当小球处于如图所示状态时，设其速度为v1，由牛顿第二定律有 由最高点到该位置，由机械能守恒定律解得悬线拉力为T=3mg（1-cosθ）其分力为Ty=Tcosθ=3mgcosθ-3mgcos2θ当cosθ=0.5，即θ=60°时，台秤的最小示数为Fmin=Mg-Ty=Mg-0.75mg到达最低点时即θ=180°时，台称读数最大为Fmax=Mg-Ty=Mg+6mg即小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数先减小后增大；人没有运动，不会有超重失重状态，故D错误。故选C。6.城市中许多停车场出入口都设立了智能道闸，有车辆出入时能实现自动抬杆，其简化模型如图所示。初始时闸门OMN处于静止状态，当有车辆靠近时，M点即绕O点做匀速圆周运动，运动过程中M、N始终保持在同一高度，OM段和MN段的杆长相同，匀速率抬杆的过程中，下列说法正确的是（　　）A.M点加速度不变B.N点在竖直方向做匀速运动C.M、N点的加速度相等D.M、N点的速度大小不相等【答案】C【解析】【详解】A．M绕O做匀速圆周运动，M点加速度大小不变，方向变化指向圆心，A错；BCD．M、N始终保持水平，所以N在复制M的运动轨迹（即绕M的初始位置做匀速率圆周运动，作图可验证），所以N的加速度大小和M相等，方向也始终和M的加速度方向共线，C正确，BD错误；故选C。二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20 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，有选错的得0分。7.如图甲所示，一足够长的水平传送带以某一恒定速度顺时针转动，一根轻弹簧一端与竖直墙面连接，另一端与工件不拴接。工件将弹簧压缩一段距离后置于传送带最左端无初速度释放，工件向右运动受到的摩擦力F随位移x变化的关系如图乙所示，、为已知量，则下列说法错误的是（工件与传送带间的动摩擦因数处处相等）（　　）A.工件在传送带上先做加速运动，后做减速运动B.工件向右运动后与弹簧分离C.弹簧的劲度系数为D.整个运动过程中摩擦力对工件做功为【答案】AD【解析】【详解】A．从图乙可知，摩擦力在处方向发生变化，在区间工件的摩擦力大小发生变化，说明工件与传送带相对静止，故工件先做加速运动后做匀速运动，A错误；B．在区间摩擦力大小等于弹簧弹力大小，位置摩擦力为零，所以弹力为零，所以工件运动后与弹簧分离，B正确；C．由胡克定律得解得弹簧的劲度系数C正确；D．摩擦力对工件先做正功后做负功，图乙图像与x轴围成的面积在数值上等于摩擦力对工件做的功，即D错误。 本题选错误的，故选AD。8.如图所示，用力F拉A、B、C三个物体在光滑水平面上运动，现在中间的B物体上加一块橡皮泥，它和中间的物体一起运动，且原拉力F不变，那么加上物体以后，两段绳的拉力Ta和Tb的变化情况是（　　）A.Ta增大B.Tb增大C.Ta减小D.Tb减小【答案】AD【解析】【详解】设最左边的物体质量为m，最右边的物体质量为，整体质量为M，整体的加速度对最左边的物体分析对最右边的物体分析，有解得在中间物体上加上一个小物体，则整体的加速度a减小，因为m、m′不变，所以Tb减小，Ta增大。故选AD9.某兴趣小组在平直公路上研究车辆的运动规律，根据做直线运动的车辆的运动情况描绘图像，如图所示。请你根据图像判定以下说法正确的是（　　）A.机动车的加速度越来越小B.机动车的位移与时间的函数关系C.机动车的加速度大小为D.机动车在前3s内的位移是25m 【答案】CD【解析】【详解】B．根据题意，由图像可得整理可得B错误；AC．由B分析，结合匀变速直线运动位移公式解得，则汽车做初速度为20m/s、加速度大小为的匀减速运动，A错误，C正确C．由速度公式可得，汽车减速停止的时间为则动车在前3s内的位移即为的位移，是D正确。故选CD。10.如图甲所示，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，一端固定在墙壁上，另一端拴接物体A，质量均为1kg的物体A、B接触但不粘连。压缩弹簧至某一位置（弹性限度以内）后静止释放A、B，同时给物体B施加水平向右的力F使之做匀加速直线运动，F与作用时间t的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A.A、B分离时，弹簧刚好为原长状态B.A、B分离时，B的加速度为2m/s2C.A、B分离时，A的速度为0.4m/sD.开始有F作用时，弹簧的压缩量为4cm【答案】BC【解析】【详解】A．物体A、B分离时，B只受拉力F作用，加速度大于零，此时A的加速度与B的相同，则弹簧弹力大于零，弹簧处于压缩状态，选项A错误；B．物体A、B分离后，B的加速度不变，拉力F不变，由图乙可知，此时拉力F为2N，则B的加速度为选项B正确；C．由图乙可知0.2s物体A、B分离，分离时A、B的速度相同，均为v=at=0.4m/s选项C正确；D．t=0时，对A、B整体由牛顿第二定律得，弹簧弹力为kx1=2ma运动0.2s后，弹簧压缩量为此时弹簧弹力为kx2=ma联立解得x1=0.08m=8cm选项D错误。故选BC。 第Ⅱ卷（非选择题共56分）三、非选择题：本题共5小题，共56分。11.在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，某同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测则细线中的拉力。（）（1）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是_______（结果保留3位有效数字）。（2）由实验得到小车的加速度与力传感器示数的关系如图丙所示，则小车与轨道的滑动摩擦力______N。（3 ）该同学不断增加砂子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为______。【答案】①.2.40②.1.0③.5.0【解析】【详解】（1）[1]相邻两计数点之间还有四个点未画出，可知相邻两计数点时间间隔为根据逐差法可得小车运动的加速度大小为（2）[2]以小车为研究对象，根据牛顿第二定律可得由图丙可知，当时，有（3）[3]以小车为对象，根据牛顿第二定律可得由于相同时间内砂桶通过的位移总是小车通过位移的两倍，可知砂桶的加速度是小车加速度的两倍，以砂桶和砂子为对象，根据牛顿第二定律可得联立可得可知随着的增大，小车的加速度最后会趋近于12.小明学完平抛运动后，尝试利用平抛运动的知识测量家里的弹射器射出弹丸的速度。小明准备了白纸、米尺、复写纸、支架等材料。实验时，先将白纸和复写纸固定在墙上，并用支架将弹射器固定好，装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸，在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动，每次移动的距离为0.2m。通过几次重复实验，挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸，如图乙所示。已知重力加速度。 （1）下列实验步骤必要的是______。A.在安装时，必须确保弹射器水平放置B.为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸C.每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸D.第一次实验时，需要测量弹射器开口到墙壁的距离（2）根据测量的数据，可知弹丸离开弹射器的速度大小为______m/s，弹丸打到C点时的速度大小为______m/s。（所有计算结果均保留两位有效数字）【答案】①.ABC②.2.0③.2.8【解析】【详解】（1）[1]A．要保证每次钢珠都做平抛运动，则必须确保弹射器水平放置，故A符合题意；B．为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸，故B符合题意；C．为保证弹丸的初速度相同，每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸，故C符合题意；D．第一次实验时，不需要测量弹射器开口到墙壁的距离，故D不符合题意。故选ABC。（2）[2]由竖直方向上是自由落体运动，则解得点迹间的时间间隔为弹丸离开弹射器的速度大小为[3]钢珠刚要打到C点时的竖直方向速度分量大小为弹丸打到C点时的速度大小为 13.如图所示，传送带左右两端距离，沿逆时针方向以恒定速率v转动。传送带的上表面距水平地面的高度，质量为的物块B以初速度从光滑水平面的O点斜向上抛出，O点距传送带右端的水平距离为，恰好无碰撞地滑上水平传送带。物块B与传送带间的动摩擦因数为，物块B可视为质点，取。（1）求物块B抛出时初速度的大小。（2）若传送带的速率，求物块B在传送带上运动的时间t。【答案】（1）5m/s；（2）2s【解析】【详解】（1）物块B做斜抛运动，设与水平方向的夹角为，由运动的合成与分解规律得解得（2）物块B在传送带上运动，由牛顿第二定律得由匀变速直线运动规律得解得又有 解得之后物块随传送带做匀速直线运动，有解得物块B在传送带上运动的时间为解得14.现有一根长L=0.4m的刚性轻绳，其一端固定于O点，另一端系着质量m=1kg的小球（可视为质点），将小球提至O点正上方的A点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示。不计空气阻力，（g=10m/s2，）。则：(1)为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球多大的水平速度？(2)在小球以速度v1=4m/s水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少？(3)小球以速度v2=1m/s水平抛出，试求绳子再次伸直时所经历的时间。【答案】(1)2m/s；(2)30N；(3)0.34s【解析】【详解】(1)要使小球在竖直面内能够做完整的圆周运动，在最高点时重力恰好提供的向心力则有代入数据解得 (2)因为，所以绳中有张力，根据牛顿第二定律得代入数据解得T=30N即绳中的张力大小为30N。(3)小球将做平抛运动，经时间t绳拉直，如图所示：在竖直方向有在水平方向有由几何知识得联立并代入数据解得t=0.34s15.如图甲所示，质量M=2kg的木板A静置于水平面上，质量m=1kg的小滑块B静置于A的右端，现给A一水平向右的初速度v0=9m/s，B在相对于A的运动过程中恰好没有滑落，已知A、B间的动摩擦因数μ1=0.1，A与地面间的动摩擦因数μ2=0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2。（1）求A刚获得初速度时A、B加速度的大小aA、aB；（2）求A的长度L；（3）若在A获得初速度的同时，B受到水平向右的恒力F=3N，如图乙所示，求B开始运动到从A上滑落所需的时间（结果可以用根号表示）。 【答案】（1），；（2）；（3）【解析】【详解】（1）对A、B由牛顿第二定律有解得，（2）设经过时间AB共速，有该过程中AB的位移分别为，A的长度为代入数值解得（3）设开始运动时B的加速度为，经过时间共速，有解得到达共同速度时有解得， 此时B相对A向左运动的距离为共速后B继续加速，A继续减速，AB间的摩擦力方向发生改变，设共速后B的加速度大小为，A的加速度大小为，由牛顿第二定律有解得，因为有所以当A速度减小到零后会保持静止状态，从AB共速到A停止运动的时间为该时间内B相对A向右运动的距离为故可知此时B距离A的右端距离为此时B的速度为A静止后，设再经过时间，B从A的右端滑落，有解得故B开始运动到从A上滑落所需的时间为