安徽省安庆市第二中学2023-2024学年高三上学期第四次教学质量检测物理 Word版含解析.docx

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2024届毕业班高三第四次教学质量检测物理试题考生注意：1．本试卷满分100分，考试时间75分钟。2．考生作答时，请将答案答在答题卡上。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。第Ⅰ卷（选择题共42分）一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.急动度j是加速度变化量与发生这一变化所用时间的比值，即，它的方向与物体加速度变化量的方向相同。工程师用急动度作为评判乘客不舒适程度的指标，按照这一指标，具有零急动度的人体，感觉最舒适。在某次训练中某航天员的加速度a随时间t的变化关系如图所示，则（）A.时航天员感觉最舒适B.内航天员感觉最舒适C.时与时的急动度等大反向D.内与内速度的变化量相同【答案】D【解析】【详解】A．由图像可知，时急动度不为0，所以航天员并不会感觉最舒适，故A错误；B．由图像可知，内急动度不为0，所以航天员并不会感觉最舒适，故B错误；C．由于图线的斜率表示急动度，根据图像可知，时与时的斜率相同，即时与时的急动度大小相等，方向相同，故C错误；D．根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量，可知内速度的变化量为0，则内与内速度的变化量相同，故D正确。故选D。 2.如图所示，有40个质量相等的小球（可视为质点），将它们用长度相等的轻绳依次连接，再将两端固定在天花板上，静止时，连接天花板的轻绳与水平方向夹角为，已知每颗小球的重力均为1N，则第15颗小球与第16颗小球之间轻绳的张力大小为（）A.14NB.28NC.35ND.45N【答案】C【解析】【详解】以左侧20个小球为整体，设每个小球的质量为m，受力分析如图所示由共点力的平衡条件可知解得以16到20这五个球为整体，受力分析如图所示根据共点力的平衡条件可得第15颗小球与第16颗小球之间轻绳的张力大小为 解得故选C。3.滑草是一项前卫运动，和滑雪一样能给运动者带来动感和刺激。特别对少雪地区的人们来说，滑草就更新鲜了，因为它比滑雪更具有娱乐性，更能体验人与大自然的和谐。如图所示，某滑草场有两个坡度不同的斜草面AB和（均可看作斜面）。质量不同的甲、乙两名游客先后乘坐同一滑草板从A点由静止开始分别沿AB和滑下，最后都停在水平草面上，斜草面和水平草面平滑连接，滑草板与草面之间的动摩擦因数处处相同，下列说法正确的是（）A.甲、乙经过斜面底端时的速率相等B.甲、乙最终停在水平草面上的同一位置C.甲沿斜面下滑的时间比乙沿斜面下滑的时间长D.甲沿斜面下滑过程中克服摩擦力做的功比乙的大【答案】B【解析】【详解】AC．设滑道的倾角为，动摩擦因数为，滑沙者在由斜面滑到水平面的过程中，由动能定理可得可得由于与水平面的夹角小于AB与水平面的夹角，所以甲在B点的速率大于乙在点的速率；设斜面长度为，根据运动学公式可得可得滑沙者在斜面上下滑的时间为由于甲到达底端的速度较大，且下滑的位移较小，则甲沿斜面下滑的时间比乙沿斜面下滑的时间短，故 AC错误；B．对滑沙者滑行全过程，根据动能定理可得得即水平位移为可知水平位移为定值，与斜面的倾角无关，所以他们将停在离出发点水平位移相同的位置，即甲、乙最终停在水平草面上的同一位置，故B正确；D．由于甲、乙的质量不同，所以无法判断甲、乙沿斜面下滑过程中克服摩擦力做功的大小关系，故D错误。故选B。4.如图所示，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为、，P与桌面间的动摩擦因数，重力加速度。则推力F的大小为（）A.3NB.5NC.6ND.8N【答案】D【解析】【详解】开始P、Q处于静止状态，绳子张力大小为将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半，以Q为对象，根据牛顿第二定律可得解得加速度大小为 以P为对象，根据牛顿第二定律可得解得推力F的大小为故选D。5.如图所示，两条不可伸长轻绳分别连接质量相同的两个可视为质点的小球，悬挂在天花板上。若两个小球能以相同的角速度在水平面内做匀速圆周运动，则关于两小球的位置关系，可能是下列图中的（　　）A.B.C.D.【答案】AD【解析】【详解】设上下两条细线与水平方向的夹角分别为α和β，对上方的球1在水平面做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得FAcosα-FBcosβ=mr1ω2对球1和球2整体，在竖直方向上有FAsinα=2mg 同理对球2由牛顿第二定律得FBcosβ=mr2ω2对球2竖直方向有FBsinβ=mg由于球2受重力和绳的拉力的合外指向圆心，可知球2比球1更远离竖直轴，则r2＞r1联立解得故tanα＞tanβ则α＞β故选AD。6.如图所示，两竖直杆P、Q相距L，把长为2L的细绳两端系在P、Q两杆上，结点分别为A、B，忽略打结对绳长的影响，用光滑轻质挂钩把质量为m的重物挂在绳上，重物可看作质点，对下列操作的判断正确的是（）A.仅缓慢下移结点B，重物的运动轨迹是直线B.仅缓慢向右移动Q杆，重物的运动轨迹是直线C.仅将结点B缓慢下移距离y，重力对重物做功为D.仅缓慢向右移动Q杆过程中，细绳的张力始终为【答案】A【解析】 【详解】A．如图由平衡关系可知可知根据几何关系可知可得既AO与竖直方向的夹角始终是30°，所以仅缓慢下移结点B，重物的运动轨迹是直线，故A正确；B．由几何关系可知则仅缓慢向右移动Q杆，MN变大，则α变大，重物的运动轨迹是曲线，故B错误；C．仅缓慢把结点B下移距离y，如图 由几何关系可知重力对重物做功为故C错误；D．由受力平衡可得又可得仅缓慢向右移动Q杆过程中，变大，则张力变大，故D错误。故选A。7.我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索，其后将探索建造月球科研试验站，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。假设质量为m的飞船到达月球时，在距离月面的高度等于月球半径的处先绕着月球表面做匀速圆周运动，其周期为，已知月球的自转周期为，月球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（）A.月球的第一宇宙速度为B.月球两极的重力加速度为 C.当飞船停在月球纬度的区域时，其自转向心加速度为D.当飞船停在月球赤道的水平面上时，受到的支持力为【答案】D【解析】【详解】A．设月球的质量为M，飞船距离月面的高度等于月球半径的处先绕着月球表面做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力有设月球的第一宇宙速度为v1，则有解得故A错误；B．在月球两极表面时，根据万有引力等于重力有解得月球两极的重力加速度为故B错误；C．当飞船停在月球纬度60°的区域时，自转半径为自转向心加速度为故C错误。 D．当飞船停在月球赤道的水平面上，设水平面对其支持力大小为F，对飞船受力分析，由牛顿第二定律可得解得故D正确。故选D。8.下列四幅物理量与时间的图像，能表示机车以恒定功率启动的是（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】A．在A图中，开始一段时间，机车的功率逐渐增大，则机车的功率不恒定，故A不符合题意；B．在B图中，开始一段时间，机车的速度随时间均匀增大，加速度是定值，机车是以恒定的加速度启动，不是以恒定的功率启动，故B不符合题意；C．若机车以恒定的功率启动，则其速度增加，牵引力减小，当牵引逐渐减小到与阻力等大时，机车以最大的速度做匀速运动，故C符合题意；D．在D图中，开始一段时间，机车的加速度是定值，机车是以恒定的加速度启动，不是以恒定的功率启动，故D不符合题意。故选C。9.喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理，依靠喷出气流的反冲作用而产生较大推力。设火箭飞行时在极短的时间内连续喷射燃气，喷出的燃气相对于喷气前火箭的速度为v，燃气喷口的横截面积为S，喷出燃气的密度为，在燃气喷口的横截面积不变的情况下，要使燃气对火箭产生的作用力变为原来的4 倍，则燃气喷口喷气的速度v要变为原来的（）A.倍B.2倍C.4倍D.8倍【答案】B【解析】【详解】设极短的时间内燃料喷出的质量为，燃气对火箭产生的作用力大小为，则根据动量定理有解得要使燃气对火箭产生的作用力变为原来的4倍，则有联立解得故选B。10.北京时间10月2日，杭州亚运会田径女子撑竿跳高决赛中，中国选手李玲以4米63夺冠并打破亚运会纪录，实现亚运三连冠。在某次撑竿跳比赛中，运动员手握撑竿逐渐升起，最终越过横竿。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.运动员上升过程中其机械能守恒B.运动员上升到最高点时速度为零 C.撑竿从弯曲到伸直的过程，竿对运动员做负功D.撑竿从弯曲到伸直的过程，竿对运动员做的功大于运动员动能的变化量【答案】D【解析】【详解】A．运动员上升过程中，撑杆对运动员做功，其机械能不守恒，故A错误；B．依题意，运动员上升到最高点时具有一定的水平速度，故B错误；C．撑竿从弯曲到伸直的过程，竿对运动员做正功。故C错误；D．撑竿从弯曲到伸直的过程，由动能定理可得可知竿对运动员做的功大于运动员动能的变化量，故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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。11.如图，质量均为m小球A、B用一根长为l的轻杆相连，竖直放置在光滑水平地面上，质量也为m的小球C挨着小球B放置在地面上。微微扰动轻杆使小球A向左倾倒，小球B、C在同一竖直面内向右运动。当杆与地面有一定夹角时小球B和C分离，已知C球的最大速度为v，小球A落地后不反弹，重力加速度为g，下面说法正确的是（　　）A.球B、C分离前，A、B两球组成的系统机械能逐渐减小B.球B、C分离时，球B对地面的压力大小为C.从开始到A球落地的过程中，杆对球B做的功为D.小球A落地时的动能为【答案】AC【解析】【详解】A．球B、C分离前，球C对球B做负功，所以A、B两球组成的系统机械能逐渐减小，故A正确； B．球B、C分离时，对A、B两球组成的系统，球A有向下的加速度，球A处于失重状态，所以球B对地面的压力大小小于2mg，故B错误；C．分离前，A、B、C组成的系统水平方向动量守恒，当A落地时，A、B的水平速度相等因此A落地时B的速度根据能量守恒，可知杆对球B做的功等于B、C动能之和，即故C正确；D．对A、B、C三球组成系统由机械能守恒得解得故D错误。故选AC。12.被誉为“中国天眼”500米口径球面射电望远镜（FAST）再次收获一项重要科研成果——发现目前所知轨道周期最短脉冲星双星系统，填补了蜘蛛类脉冲星系统演化模型缺失的一环。科学家在地球上用望远镜观测到一个亮度周期性变化的光点，这是因为其中一个天体挡住另一个天体时，光点亮度会减弱。现科学家用一航天器去撞击双星系统中的一颗小行星，撞击后，科学家观测到系统光点明暗变化的时间间隔变短。若不考虑撞击引起的小行星质量变化，且撞击后该双星系统仍能稳定运行，则被航天器撞击后（）A.该双星系统的运动周期变大B.两颗小行星中心连线的距离增大C.两颗小行星的向心加速度均变大D.两颗小行星做圆周运动的半径之比保持不变【答案】CD【解析】【详解】A．撞击后，科学家观测到光点明暗变化的时间间隔变短，可知双星系统的运动周期变小，故 A错误；BD．设双星之间的距离为L，双星靠相互间的万有引力提供向心力，则有联立解得，则两颗小行星做圆周运动的半径之比保持不变，两个小行星中心连线的距离减小，故B错误，D正确；C．根据万有引力提供向心力有两个小行星中心连线的距离减小，则两颗小行星的向心加速度均变大，故C正确。故选CD。第Ⅱ卷（非选择题共50分）三、非选择题：本题共5小题，共50分。13.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳端带有绳套。先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点达到某一位置O，并记下该点的位置；再用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点。（1）用一个弹簧秤拉橡皮条，使绳与橡皮条的结点达到O点，弹簧秤的示数________N。（2）如图是某次实验中小李、小张、小王三位同学通过两块三角板推平行四边形的情况，其中正确的是________。A．小李同学固定b三角板，移动a三角板B．小张同学固定a三角板，移动b三角板C．小王同学固定b三角板，移动a三角板 （3）下列关于实验的要求正确的是________。A．拉细线方向应与木板平面平行B．两根细绳必须等长C．弹簧秤的外壳不能与纸面接触D．两分力夹角不宜太小【答案】①.3.00②.B③.AD##DA【解析】【详解】（1）[1]最小分度值为0.1N，由图可知，弹簧秤的示数为3.00N。（2）[2]A．小李同学固定b三角板，移动a三角板，由图可知，在有效的移动范围内，并不能推出完整的平行四边形，故A错误；B．小张同学固定a三角板，移动b三角板，由图可知，在有效的移动范围内，能推出完整的平行四边形，故B正确；C．小王同学固定b三角板，移动a三角板，由图可知，两三角板没有贴紧，不可能推出平行四边形，故C错误故选B。（3）[3]A．拉细线方向应与木板平面平行，故A正确；B．两根细绳不必等长，故B错误；C．弹簧秤的外壳与纸面接触与否，对实验没有影响，故C错误；D．两分力夹角不宜太小，适当的角度可以减小绘制平行四边形时产生的误差，故D正确。故选AD14.某同学设计出如图甲所示实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A点自由下落，下落过程中经过正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地重力加速度为g。（1）先用游标卡尺测量钢球的直径，读数如图乙所示，钢球直径为______；（2）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪个物理量______（填选项）；A．小球的质量mB．小球从A到B的时间TC．AB之间的距离H （3）小球通过光电门时的瞬时速度______（用题中所给的物理量表示）。【答案】①.1.575②.C③.【解析】【详解】（1）[1]20分度的游标卡尺精确度为0.05mm，故钢球的直径为（2）[2]钢球经过B点的速度为钢球下落过程据机械能守恒定律可得故要验证机械能守恒定律，还需要测量AB之间的距离H。故选C。（3）[3]小球通过光电门时的瞬时速度为15.航天员在半径为的某星球做了如下实验：如图所示，在光滑的圆锥顶用长为的细线悬挂一质量为的小球（可视为质点），圆锥顶角为。当圆锥和小球一起以周期绕着圆锥的轴线匀速转动时，小球恰好对锥面无压力。求：（1）该星球表面的重力加速度；（2）航天员若在该星球表面上水平抛出一个物体，使该物体不再落回该星球表面，则物体需要的最小初速度。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由题意，小球在水平面内匀速圆周运动，由牛顿第二定律得 解得（2）要使抛出的物体不再落回该星球表面，物体的最小初速度要满足解得16.如图，质量均为m的木块A和B，并排放在光滑水平面上，A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量为m0的球C。现将C球拉起使细线水平伸直，并由静止释放C球。求A、B两木块分离时，A、B、C的速度大小？【答案】；【解析】【详解】小球C下落到最低点时，AB开始分离，此过程水平方向动量守恒．根据机械能守恒有取水平向左为正方向，由水平方向动量守恒得m0vC-2mvAB=0联立解得 17.如图所示，竖直平面内的光滑圆弧轨道半径R=5m，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成45°角的斜面，B端在O的正上方，一个质量为0.1kg的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆弧轨道并能沿轨道到达B点，到达B点时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为1N。随后小球做平抛运动，最后落到斜面上的C点。小球运动过程空气阻力不计，g取10m/s2，求：（1）小球到达B点时的速度的大小；（2）小球离开B点后到离斜面AD所在直线最远所用的时间t1；（3）小球离开B点后到落到斜面C点时距A点的距离d。【答案】（1）；（2）1.0s；（3）【解析】【详解】（1）在B点，由重力和轨道的支持力提供向心力，由题意及牛顿第二定律可得带入数据解得（2）小球离开B点后做平抛运动，根据平抛运动规律可得，当垂直斜面AD方向的速度为零时，离斜面最远，其分解速度如图所示由题意及几何关系可得，在垂直斜面方向的加速度大小为由 （3）离开B点后，由平抛运动得，，得解得