重庆市育才中学校2023-2024学年高一下学期期末模拟考试物理试题（三）

重庆市育才中学校高2026届2023-2024学年（下）期末模拟考试 物理试题三 第Ⅰ卷 一．单项选择题(本题共7小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合要求) 1.如右图所示，在水平光滑地面上有A、B两个木块，之间用一轻弹簧连接。A靠在墙壁上，用力F向左推B使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态。若突然撤去力F，则下列说法中正确的是(　　) A.木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 B.木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，机械能也不守恒 C.木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒 D.木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒 2.高空坠物极易对行人造成伤害。若一个的鸡蛋从一居民楼的层坠下，与地面的撞击时间约为，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为(    ) A. B. C. D. 3.如图所示,虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象。已知甲、乙两个振子质量相等,则 (　　) A.甲、乙两振子的振幅分别为2 cm、1 cm B.甲、乙两个振子的相位差总为π C.前2秒内甲、乙两振子的加速度均为正值 D.第2秒内甲、乙振子速度方向相同,都指向平衡位置 4．有一个类地行星，其半径约为地球半径的2倍，而表面的重力加速度、自转周期都与地球的非常接近，则该类地行星与地球（　　） A．质量之比约约 B．平均密度之比约为 C．第一宇宙速度之比约为 D．同步卫星轨道半径之比约为 5.一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受牵引力F随时间t变化关系图线如图所示。若汽车的质量为1.2×103kg，阻力恒定，汽车发动机的最大功率恒定，则以下说法正确的是（　　） A．汽车发动机的最大功率为3×104W B．汽车匀加速运动阶段的加速度为1.25m/s2 C．汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动 D．汽车运动的最大速度是25m/s 6.如图所示，足够长的水平粗糙面与半径为的圆弧在最低点相连，两个长分别为和的光滑斜面和先后固定于圆弧处，均与水平面在点平滑连接，质量为的滑块1从斜面顶端由静止释放，质量为的滑块2从斜面顶端由静止释放，两滑块与水平面间的动摩擦因数相同，则（　　） A．滑块1、2在点时的动能之比为 B．滑块1、2运动到点所用时间之比为 C．滑块1、2在点时的动量大小之比为 D．滑块1、2在上滑行的最大距离之比为 7. 如图甲所示，质量为M=0.5kg的木板静止在光滑水平面上，质量为m=1kg的物块以初速度v0=4m/s滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s，给木板施加不同大小的恒力F，得到的关系如图乙所示，其中AB与横轴平行，且AB段的纵坐标为1m-1。将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2．则下列说法正确的是(　　) A．若恒力F=0，物块滑出木板时的速度为3m/s B．C点纵坐标为1.5m-1 C．随着F增大，当外力F=1.2N时，物块恰好不能木板右端滑出 D．图像中D点对应的外力的值为4N 2、 多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。每小题有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对得5分，选不全得3分，有错选得0分） 8. 如图甲所示，足够长的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，以弹簧上端位置为坐标原点O，沿竖直向下建立坐标轴。现将质量为m的小球从原点O正上方高度h处由静止释放，在小球落到弹簧上向下运动到最低点的过程中，小球所受弹力F的大小随x（x表示小球的位置坐标）的变化关系如图乙所示。若不计小球与弹簧接触时的机械能损失，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．当时，小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和最小 B．小球动能的最大值为 C．当时，小球的速度大于 D．小球在最低点的加速度大小等于g 9.2021年10月16日，“神舟十三号”载人飞船成功与“天和”核心舱对接，发射过程简化示意图如图所示，先把飞船发射到近地圆轨道Ⅰ，继而调整角度和高度，经过多次变轨不断逼近空间站轨道，当两者轨道很接近的时候，再从空间站下方、后方缓慢变轨接近。Ⅱ、Ⅲ是绕地球运行的椭圆轨道，Ⅳ是绕地球运行很接近空间站轨道的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道Ⅲ的远地点和近地点，P、Q之间的距离为2L，地球半径为R。下列说法正确的是（　　） A. 载人飞船在轨道Ⅰ上的角速度比在轨道上Ⅳ的角速度大 B. 载人飞船在轨道Ⅲ和轨道Ⅰ上运动的周期之比为 C. 载人飞船在轨道Ⅲ上P处与Q处的加速度大小之比为 D. 载人飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅳ的线速度大小之比为 10. 如图所示，光滑斜面倾角θ=60°，其底端与竖直平面内半径R的光滑圆弧轨道平滑对接，位置D为圆弧轨道的最低点。两个质量均为m的小球A和小环B（均可视为质点）用L=1.5R的轻杆通过轻质铰链相连。B套在固定竖直光滑的长杆上，杆和圆轨道在同一竖直平面内，杆过轨道圆心，初始时轻杆与斜面垂直。在斜面上由静止释放A，假设在运动过程中两杆不会碰撞，小球通过轨道连接处时无能量损失（速度大小不变）。重力加速度为g。下列判断正确的是（　　） A．刚释放时，小球A的加速度大小为 B．小球A由静止释放运动到最低点时，机械能一直减小 C．小球A运动到最低点时的速度大小为 D．已知小球A运动到最低点时，小环B的瞬时加速度大小为a，则此时小球A受到圆弧轨道的支持力大小为5.5mg+ma 第Ⅱ卷 三、实验探究题（本题共2小题， 11题6分，12题9分，共15分） 11．某同学用如图所示的实验装置来验证重物B和滑块A所组成的系统机械能守恒。实验前先将气垫导轨固定在水平桌面上，调成水平，右端固定一轻质定滑轮，滑块A和重物B分别系在一条跨过定滑轮的细绳两端，将一遮光条固定在滑块A上，遮光条宽度d=5.4mm，将一光电门固定在气垫导轨上方，使滑块运动过程中遮光条能穿过光电门。 （1）若测得滑块A的质量、重物B的质量，释放滑块时遮光条到光电门中心的距离为，遮光条通过光电门时光电计时器记录的时间为，取,则遮光条通过光电门时滑块A的速度大小为_________m/s，从释放滑块到遮光条通过光电门的过程中，滑块A和重物B组成的系统重力势能减小量为_________J、动能增加量为_________J。（计算结果均保留2位有效数字） （2）为提高实验结果的淮确程度，某小组同学对此实验提出以下建议，其中对减小实验误差有用的是___________。 A．绳的质量要轻 B．将气垫导轨倾斜适当角度平衡摩擦力 C．应让重物B的质量远小于滑块A的质量 D．把连接两物块的绳子换为弹性绳 12. 某同学借助图甲所示装置验证动量守恒定律，长木板的一端垫有小木块，可以微调木板的倾斜程度，以平衡摩擦力，使两个小车均能在木板上做匀速直线运动。小车1前端贴有橡皮泥，后端与穿过打点计时器的纸带相连，接通打点计时器电源后，让小车1以某速度做匀速直线运动，与置于木板上静止的小车2相碰并粘在一起，之后继续做匀速直线运动。打点计时器电源频率为50Hz，得到的纸带如图乙所示，已将各计数点之间的距离标在图上。 （1）小车1碰撞前的速度大小为______m/s，两车碰撞后的速度大小为______m/s； （2）若小车1的质量（含橡皮泥）为0.4kg，小车2的质量为0.2kg，根据纸带数据，碰前两小车的总动量是______kg·m/s，碰后两小车的总动量是______kg·m/s； （3）关于实验的操作与反思，下述说法正确的是______。 A．两小车间的距离尽可能近些 B．小车1的质量小于小车2的质量，对实验没有影响 C．上述实验装置不能验证弹性碰撞规律 四、计算题（本题共3小题，共42分。13题12分，14题12分，15题18分。） 13. 如图甲所示，质量分别为和的两物块A、B中间用一轻弹簧栓接，静置在光滑的水平面上。现给B一水平向右的瞬时速度，大小为3m/s。以此刻为计时起点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示。已知0~1s内，物块A运动的位移为0.4m。求： （1）A、B两物块的质量之比； （2）弹簧的最大伸长量。 14．某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛，比赛路径如图所示。可视为质点的赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道，并通过半圆轨道的最高点C，才算完成比赛。B是半圆轨道的最低点，水平直线轨道和半圆轨道相切于B点。已知赛车质量m＝0.5 kg，通电后以额定功率P＝2 W工作，进入竖直半圆轨道前受到的阻力恒为Ff＝0.4 N，随后在运动中受到的阻力均可不计，L＝10.0 m，R＝0.32 m，g取10 m/s2。 (1)要使赛车完成比赛，赛车在半圆轨道的B点对轨道的压力至少为多大？ (2)要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？ (3)若电动机工作时间为t0＝5 s，当半圆轨道半径为多少时赛车既能完成比赛且飞出的水平距离又最大？水平距离最大是多少？ 15.如图所示，左侧固定着内壁光滑的四分之一圆轨道，半径为R，右侧水平面上，有一质量为3m的滑板由水平部分BC和半径为R的四分之一光滑圆弧构成。质量分别为2m和m物体P、Q(视为质点)锁定在半圆轨道底端A点和滑板左端B点，两者间有一被压缩的轻质弹簧(未与P、Q连接)。某时刻解除锁定，压缩的弹簧释放，物体P、Q瞬间分离。P向左运动上升到最大高度R后即撤去，物体Q与滑板水平部分的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。 (1)求弹簧被锁定时的弹性势能； (2)若滑板与地面的动摩擦因数为μ，求物体Q与滑板摩擦所产生的热量(已知BC)； (3)若水平面光滑，要使物体Q在相对滑板反向运动的过程中，相对地面有向左运动的速度，求BC的长度L应满足的条件。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重庆市育才中学校高2026届2023-2024学年（下）期末模拟考试物理试题三答案 1.【答案】C 【详解】撤去F后，木块A离开竖直墙前，墙对A有向右的弹力，所以系统的合外力不为零，系统的动量不守恒，这个过程中，只有弹簧的弹力对B做功，系统的机械能守恒，故选项A、B错误；A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，所以系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，系统机械能也守恒，故选项C正确，D错误。 2.【答案】C 【详解】每层楼高约为，鸡蛋下落的总高度为： ； 自由下落时间为： ， 与地面的碰撞时间约为： ， 全过程根据动量定理可得： 解得冲击力为：，故C正确。 故选：。   3.【答案】C 【详解】根据振动图象,甲振子的振幅为2 cm、乙振子的振幅为1 cm,A正确。由于两个振子的周期和频率不同,其相位差亦会变化,B错。前2秒内,甲在平衡位置的上方,加速度指向平衡位置,方向为负方向;而乙在平衡位置的下方,加速度指向平衡位置,方向为正方向,C错。第2秒内甲从正向最大位移处向平衡位置运动,速度方向为负方向,指向平衡位置;乙向负向位移最大处运动,速度方向为负方向,但指向负向最大 4.【答案】D 【详解】A．设星球质量为M，半径为R，表面上有一质量为m的物体，忽略向心力大小，则有解得 类地行星其半径约为地球半径的2倍，重力加速度与地球的非常接近，认为相等，可以求得二者质量比约为4：1，故A错误； B．球的体积公式，由密度公式可得 分析该表达式可知密度和半径成反比，说明二者平均密度之比约为，故B错误； C．设第一宇宙速度为，由牛顿第二定律可知 把M表达式代入可得，类地行星半径约为地球半径的2倍，则二者第一宇宙速度之比为，故C错误； D．同步卫星的周期与中心天体自转周期相同，设为T，由牛顿第二定律可 将前面M表达式代入可得 代入数值可求得二者同步卫星轨道半径之比约为，故D正确。故选D。 5.【答案】D 【详解】ABC．前4s内，汽车牵引力不变，汽车做匀加速直线运动，有 由图像知 4s后汽车牵引力减小，则加速度减小，汽车做加速度减小的加速运动，直至牵引力等于阻力时，做匀速直线运动，此时有 联立解得 且在4s末汽车达到最大功率，则最大功率为 故ABC错误； D．汽车的最大速度为 故D正确。故选D。 6.【答案】B 【详解】A．设1物体运动斜面的倾角为，设2物体运动斜面的倾角为，长为、长为，由几何关系可得，，则滑块1、2释放点与水平面之间的高度分别为，由机械能守恒定律可知，到达点时具有的动能， 则滑块1、2在点的动能之比为，A错误； B．对滑块1，根据运动学知识可得解得对滑块2，根据运动学知识可得 解得则运动的时间之比为，B正确； C．由动能和动量的关系可知，在点时滑块1、2的动量大小之比为，C错误； D．对滑块运动的整个过程运用动能定理有解得，由此可知滑行的最大距离与高度成正比，即滑块1、2在上滑行的最大距离之比为，D错误。 7.【答案】B 【详解】A．F=0时，m和M系统动量守恒，取水平向右为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律得 将M=0.5kg、m=1kg、v=4m/s、s=1m代入得v=2m/s，v=4m/s(不符合情况，舍去) 或选项A错误； B．①当F较小时，物块将从木板右端滑下，当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端，且两者具有共同速度v，历时t，由牛顿第二定律得 根据速度时间关系可得 根据位移关系可得 联立解得，由图乙知，相对路程s≤1m，代入解得F≥1N ②当F继续增大时，物块减速、木板加速，两者在木板上某一位置具有共同速度；当两者共速后能保持相对静止(静摩擦力作用)一起以相同加速度a做匀加速运动，由牛顿第二定律得 而f=ma，由于静摩擦力存在最大值，所以，联立解得F≤3N 综上所述：BC段恒力F的取值范围是1N≤F≤3N ，函数关系式是 当F=3N时， 则B点的横坐标为∶1N，C点的纵坐标为：1.5m-1；选项B正确； C．当F较小时，物块将从木板右端滑下，当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端，且两者具有共同速度v，历时t1，则木板的加速度a1=，速度关系 相对位移，联立解得F=1N，选项C错误； D．D(C)临界点对应的情况是物块滑至某处时，木板与物块已达到速度相同，且之后物块与木板之间恰达到最大静摩擦力两者一起加速运动的临界加速度为a=μg=2m/s2， 选项D错误。故选B。 8.【答案】AB 【详解】A．当时，弹簧弹力等于重力大小，小球的加速度为零，动能最大，由机械能守恒定律可知小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和最小，A正确； B．当时，由图像可知弹力做的功 由释放到动能最大的过程，根据动能定理得 可得 B正确； C．当时，由图像可知弹力做的功 由动能定理可得 解得小球的速度大小 C错误； D．小球在位置会继续向下运动而压缩弹簧，小球在最低点时，有 由牛顿第二定律可知小球在最低点 则 D错误。故选AB。 9.【答案】AB 【详解】由万有引力提供向心力，解得 因为飞船在轨道Ⅰ上的轨道半径小于轨道上Ⅳ的轨道半径，所以载人飞船在轨道Ⅰ上的角速度比在轨道上Ⅳ的角速度大，故A正确； 载人飞船在轨道Ⅲ和轨道Ⅰ上，由开普勒第三定律有 解得，故B正确； 由万有引力提供向心力， 解得载人飞船在Ⅲ轨道P处与Q处的加速度大小之比为，故C错误； 由万有引力提供向心力得， 解得载人飞船在Ⅰ轨道和Ⅳ轨道的线速度大小之比为，故D错误。 10.【答案】ACD 【详解】A．由牛顿第二定律得 解得，故A正确； B．小球A在D点时，速度水平，竖直分速度为0，则B的速度为0。而B的机械能减小，则A的机械能增加。不管中间怎么变化，但A机械能最终增加了。故B错误； C．系统动能定理得 解得，故C正确； D．以小环B为研究对象，由牛顿第二定律得F﹣mg=ma 以小球A为研究对象，由牛顿第二定律得 解得FN=5.5mg+ma，故D正确。故选ACD。 11.【答案】 2.7 0.59 0.55 AB/BA 【详解】（1）遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过A物块的瞬时速度 滑块A和重物B组成的系统重力势能减小量 动能增加量 （2）A．如果绳子较重，系统的重力势能就会有一部分转化为绳子的动能，造成实验误差，故绳子要轻，故A正确； B．为避免斜面摩擦力的影响，应将气垫导轨倾斜适当角度平衡摩擦力，故B正确； C．这个实验不需要用重力代替绳的拉力，所以不需要重物B的质量远小于滑块A的质量，故C错误； D．连接两物块的绳子换为弹性绳，则两物体的机械能损失更多，故D错误。 故选AB。 12.【答案】 1.712 1.140 0.6848 0.6840 BC/CB 【详解】（1）[1][2]相邻计数点之间的时间间隔 小车1碰撞前的速度大小 两车碰撞后的速度大小 （2）[3][4]碰前两小车的总动量 碰后两小车的总动量 （3）[5]A．为了使得纸带上打出的点迹多一些，两小车间的距离尽可能远些，A错误； B．由于有橡皮泥，两小车发生的是完全非弹性碰撞，因此小车1的质量小于小车2的质量，对实验没有影响，B正确； C．根据上述，两小车发生的是完全非弹性碰撞，因此上述实验装置不能验证弹性碰撞规律，C正确。 故选BC。 13.【详解】（1）A、B组成的系统动量守恒① 所以② （2）A、B组成的系统动量守恒③ 将上式左右两边同时×t得④ 即⑤ 解得 弹簧的最大伸长量⑦ 14．【详解】(1)赛车恰通过C点的条件是mg＝ 解得最小速度vC＝ 由B到C过程应用机械能守恒定律得mv＝mv＋mg·2R 在B点应用牛顿第二定律得FN－mg＝m 联立解得vB＝＝4 m/s FN＝6mg＝30 N 由牛顿第三定律得，赛车对轨道的压力FN′＝FN＝30 N。 (2)由A到B过程克服摩擦力做功产生的热量Q＝Ff L 根据能量守恒定律得Pt＝mv＋Q 联立解得t＝4 s。 (3)由A到C过程根据能量守恒定律得Pt0＝mvC′2＋Q＋mg·2R0 赛车过C点后做平抛运动，有2R0＝gt2，x＝vC′t 联立解得x2＝－16R＋9.6R0 当R0＝0.3 m时xmax＝1.2 m。 15.【详解】 (1)P弹开后运动到最高点过程中，由动能定理 解得 弹簧弹开过程，对P、Q系统动量守恒，有 解得 对P、Q与弹簧组成的系统，由能量守恒得弹簧弹性势能 (2)Q滑上滑板时，对Q由牛顿第二定律得 解得Q的加速度 对滑板BC，由牛顿第二定律得 解得滑板加速度 设经过时间t共速，速度为v共，此过程 对Q有 对滑板有 联立解得 Q相对滑板运动位移 Q与滑板摩擦生热 (3)法一：对Q与滑板相互作用过程中，动量守恒、能量守恒有 化简得 解得 Q要相对滑板后退且对地向左运动，，则 解得 法二：Q要相对滑板后退且有对地向左运动，即Lm至多对应Q退至滑板光滑圆弧底部时速度恰为0，根据动量和能量守恒有 解得 所以 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$