内容正文:
高三联考物理
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 汽车在水平公路上转弯,沿曲线由向加速行驶。如图中分别画出了汽车转弯时所受合力的四种方向,你认为正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】汽车从M点向N点加速行驶,汽车做曲线运动,所以合外力F的方向应指向曲线的内侧,且F和速度方向成锐角。
故选C。
2. 2024年8月16日15时35分,我国在西昌卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭,成功将遥感四十三号01组卫星发射升空,卫星顺利进入距地面高度为h的圆轨道,发射任务获得圆满成功。若地球可看作半径为R、密度为的均质球体,引力常量为G,则遥感四十三号01组卫星的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设地球的质量为,则有
遥感四十三号01组卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力得
联立解得
故选C。
3. 如图所示,小球A和物块B用跨过光滑定滑轮的轻质细线连接,物块B放在倾角为θ的斜面体C上,C置于水平地面上,A、B和C都处于静止状态,细线与斜面平行,已知小球A、物块B及斜面体C的质量均为m,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 物块B受到的支持力大小为
B. 物块B受到的摩擦力大小为
C. 斜面体C受到地面的支持力大小为2mg
D. 斜面体C受到地面的摩擦力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.对B,由于
所以B受沿斜面向下的摩擦力,受力分析如图所示
根据平衡条件可得
所以
故AB错误;
CD.对斜面体和B整体受力分析,如图所示
根据平衡条件有
所以
,
故C错误,D正确。
故选D。
4. 如图甲所示,可视为质点的小球,从固定在水平地面的光滑斜面上的某点,以2m/s的初速度向上运动,恰好能到达斜面顶端,小球回到斜面底端时的速度大小为4m/s,若以沿斜面向下为正方向,则此过程中小球的v-t图像如图乙所示,取重力加速度大小g=10m/s2,斜面的高度为( )
A. 0.6m B. 0.8m C. 1.2m D. 1.5m
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,小球运动过程中的加速度大小为
所以
根据牛顿第二定律可得
所以斜面的高度为
故选B。
5. 如图所示,有一倾角的光滑斜面固定于空中的某一位置。A为斜面底端,距水平地面的高度,O为A点正下方地面上的点。一物体从斜面上的B点由静止开始下滑,滑离斜面后落在地面上。已知A、B间的高度差,取重力加速度大小,不计空气阻力。则物体在地面上的落点到O点的距离为( )
A. 0.1m B. 0.2m C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设物体到达A点的速度大小为,由机械能守恒有
解得
物体到达A点时水平方向的分速度为
竖直方向的分速度为
由运动的分解可得
解得
则物体在地面上的落点距O点的距离为
故选A。
6. 贵阳河滨公园内的摩天轮于1995年建成投入运营,2021年12月至2022年8月期间,对该摩天轮改造后,其承载力和安全性能都有极大提升,回转直径由原来的31m升级为46.5m,新摩天轮共有30台吊舱,每舱可乘坐6人,整体可承载180人,改造前坐一圈所需时间为4min,改造后坐一圈所需时间为8min,下列说法正确的是( )
A. 游客在吊舱中始终处于失重状态
B. 改造前吊舱的线速度约为0.2m/s
C. 改造后吊舱的线速度约为0.3m/s
D. 改造前、后吊舱加速度的比值约为
【答案】C
【解析】
【详解】A.游客做匀速圆周运动,加速度始终指向圆心,所以游客处于摩天轮圆心等高处上方时,加速度向下或者有向下的分量,游客处于失重状态,当游客处于圆心等高处下方时,加速度向上或者有向上的分量,游客处于超重状态,故A错误;
B.改造前吊舱的线速度约为
故B错误;
C.改造后吊舱的线速度约为
故C正确;
D.根据
改造前、后吊舱加速度的比值约为
故D错误。
故选C。
7. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前4s内做匀加速直线运动,4s后达到额定功率,之后保持额定功率运动,其图像如图所示。已知汽车的质量为1.6×103kg,汽车受到的阻力恒为车重的,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 汽车在前4s内的牵引力为
B. 汽车在前4s内的牵引力做的功为
C. 汽车的额定功率为60kW
D. 汽车的最大速度为35m/s
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由题图可知,前4s内汽车做匀加速直线运动,根据可知其加速度为
对车进行受力分析有
已知
联立解得
汽车在前4s内位移为
汽车在前4s内的牵引力做的功为
故AB错误;
C.根据汽车恒定加速度启动规律可知,当匀加速直线运动阶段的结束就是汽车达到额定功率,此时有
故C错误;
D.当汽车的加速度为零时其达到最大速度,即此时牵引力等于阻力,有
解得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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。
8. 自由式滑雪大跳台动作观赏性强、视觉冲击力大,是“冬奥大家族”中最年轻的项目,它来源于滑板运动,随后从单板滑雪扩展至自由式滑雪,运动员沿倾斜直赛道加速下滑时,下列说法正确的是( )
A. 滑板对赛道的摩擦力方向沿赛道向下
B. 空气阻力对运动员做负功
C. 运动员相等时间内的位移相等
D. 运动员所受合力为零
【答案】AB
【解析】
【详解】A.运动员踩着滑板下滑时,滑板受到赛道的摩擦力沿赛道向上,由牛顿第三定律可知,力的作用是相互的,所以滑板对赛道的摩擦力方向沿赛道向下,故A正确;
B.运动员在下滑时受到与运动方向相反的空气阻力,对其做负功,故B正确;
C.运动员加速下滑,相等时间内的位移变大,故C错误;
D.运动员加速下滑,加速度方向沿着赛道向下,由牛顿第二定律可知,运动员所受合力也沿着赛道向下,故D错误。
故选AB。
9. 如图所示,一质量为m的物体放在电梯内倾角为的固定斜面上,当电梯以加速度(,表示重力加速度大小)竖直向下做匀加速直线运动时,物体和斜面保持相对静止,下列说法正确的是( )
A. 斜面对物体的支持力大小为
B. 斜面对物体的支持力大小为
C. 斜面对物体的摩擦力大小为
D. 斜面对物体的摩擦力大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】将加速度分解为沿斜面向下的分加速度和垂直斜面向下的分加速度,则有
以物体为对象,垂直斜面方向和沿斜面方向分布根据牛顿第二定律可得
联立解得
故选BC。
10. 如图所示,两完全相同、质量均为m的物体A、B(不粘连)叠放在竖直轻弹簧上处于静止状态,现对物体A施加一竖直向上的恒力,重力加速度大小为g,在物体A、B的运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 物体A的最大加速度为
B. 轻弹簧中的最小弹力为mg
C. 物体A、B间支持力的最小值为
D. 物体A、B间支持力的最大值为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.两物体放在轻弹簧上静止,弹簧的压缩量为,有
恒力向上提A物体,开始两物体一起向上加速运动,有
随着压缩量的减小,两者加速的加速度逐渐减小,则开始运动时两者的加速度最大,有
故A错误;
B.设A与B一起做简谐运动,不会分离,根据对称性可知,AB运动到最高点时的加速度大小为,方向向下,此时以A为对象,根据牛顿第二定律可得
解得
方向竖直向上,可知在最高点B对A仍有支持力作用,所以AB不分离,一起做简谐运动;在最高点时,以AB为整体,根据牛顿第二定律可得
解得轻弹簧中的最小弹力为
故B正确;
CD.A与B一起做简谐运动,加速度方向向上时,对A有
随着加速度的减小,逐渐减小;当加速度向下时,对A有
随着加速度的增大,逐渐减小;即向上振动时,一直减小,则初位置最大,有
解得
A与B一起向上振动到达最高点时,最小,有
解得
故CD正确。
故选BCD。
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 用如图甲所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验,回答下列问题:
(1)对于实验的操作要求,下列说法正确的是________。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 斜槽轨道末端可以不水平
C. 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
D. 为了研究小球的运动轨迹,需用直线把所有的点连接起来
(2)根据实验结果在坐标纸上描出了小球被水平抛出后的部分运动轨迹,如图乙所示,图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为,、和是轨迹图线上的3个点,和、和之间的水平距离相等,若当地重力加速度大小为g,则小球经过点时的速度大小为_________。
【答案】(1)C (2)
【解析】
【小问1详解】
ABC.为了保证小球做平抛运动,斜槽末端必须水平;而为了让小球每次做同样的平抛运动,小球每次应从同一位置滚下;小球在运动中摩擦力每次都相同,故轨道不需光滑,故AB错误,C正确;
D.为了研究小球的运动轨迹,连线时应作出平滑的曲线,使曲线尽可能多的通过所描下的点,不在曲线上的点尽量对称分布于直线两侧,故D错误。
故选C。
【小问2详解】
和、和之间的水平距离相等,可知两段过程中的运动时间相等,对竖直方向根据匀变速运动规律得
解得
小球在水平方向做匀速直线运动,速度为
小球经过点时的竖直方向速度大小为
故小球经过点时的速度大小为
12. 某物理小组利用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。
(1)用游标卡尺测量小球的直径,示数如图乙所示,小球的直径______mm。
(2)实验时应______。
A. 先释放小球,后接通数字计时器电源 B. 选择密度较大的实心铁球
(3)测出小球释放位置到光电门的高度为h,小球通过光电门的遮光时间为t,若小球下落过程中机械能守恒,则当地重力加速度大小______(用字母d、h、t表示)。
(4)发现小球增加的动能始终小于减少的重力势能,其主要原因是______。
【答案】(1)7.40 (2)B
(3)
(4)小球下落过程中受到了空气阻力
【解析】
【详解】(1)小球的直径
(2)A.为打点稳定,先接通数字计时器电源,后释放小球,故A错误;
B.为减小空气阻力的影响,选择密度较大的实心铁球,故B正确。
故选B。
(3)根据极短时间的平均速度表示瞬时速度,小球通过光电门的速度为
若小球下落过程中机械能守恒,则
解得当地重力加速度大小
(4)发现小球增加的动能始终小于减少的重力势能,其主要原因是小球下落过程中受到了空气阻力。
13. 冰壶比赛的水平场地如图所示,运动员推动冰壶从发球区松手后,冰壶沿中线做匀减速直线运动,最终恰好停在了营垒中心。若从冰壶中心到达前掷线时开始计时,则冰壶在第1s内运动的位移大小,在最后1s内运动的位移大小,取重力加速度大小。求:
(1)冰壶与冰面间的动摩擦因数;
(2)营垒中心到前掷线的距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设冰壶的加速度大小为a,可以把冰壶的运动看成反向的匀加速直线运动,则有
其中
解得
根据牛顿第二定律可知
解得
【小问2详解】
设冰壶从投掷出去到停止运动的总时间为,逆向处理可得
代入数据解得
14. 图为“S”形单行盘山公路示意图。弯道1、2可看作两个不同高度的水平圆弧,圆心分别为、,弯道2比弯道1高,两弯道中心虚线对应的半径分别为、,倾斜直道AB与两弯道平滑连接。一质量的汽车沿着中心虚线从弯道1经过倾斜直道AB进入弯道2,已知汽车在AB段做匀加速直线运动,加速时间,汽车在两个弯道运动时,路面对轮胎的径向摩擦力始终等于汽车所受重力的,取重力加速度大小,求:
(1)汽车从弯道1运动到弯道2增加的机械能E;
(2)汽车在AB段运动时受到的支持力大小。
【答案】(1);
(2)
【解析】
【小问1详解】
汽车在弯道上做匀速圆周运动,设汽车在弯道1、2上运动时的速度大小分别为、,有
汽车从弯道1运动到弯道2增加的机械能
解得
【小问2详解】
设AB段的长度为x,倾角为,有
则
15. 如图所示,长度L=9m的水平传送带在电机带动下以v=2m/s的速度顺时针匀速运动,传送带右侧通过一段平台与倾角为的光滑斜面连接。质量m=2kg、可看作质点的滑块以初速度从左侧滑上传送带,第一次回到传送带上时恰好不能从左端离开。已知滑块与传送带及平台间的动摩擦因数均为,滑块经过斜面底端时速度大小不变,取重力加速度大小,求:
(1)滑块在平台上的最大速度;
(2)滑块沿斜面上升的最大高度h;
(3)滑块与接触面间因摩擦产生的热量Q。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
假设滑块第一次通过传送带时一直减速,根据动能定理有
解得
假设成立。
【小问2详解】
设平台的长度为,滑块第一次回到传送带上时的速度大小为,则有
离开传动带再回到传送带有
离开传送带到斜面最高点有
解得
【小问3详解】
设滑块在平台、传送带上滑动时的加速度大小为a,有
滑块与传送带间的相对位移
滑块与传送带间因摩擦产生的热量为,则有
滑块与平台间的相对位移
滑块与平台间因摩擦产生的热量为,则有
总热量
解得
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本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
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. 汽车在水平公路上转弯,沿曲线由向加速行驶。如图中分别画出了汽车转弯时所受合力的四种方向,你认为正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 2024年8月16日15时35分,我国在西昌卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭,成功将遥感四十三号01组卫星发射升空,卫星顺利进入距地面高度为h的圆轨道,发射任务获得圆满成功。若地球可看作半径为R、密度为的均质球体,引力常量为G,则遥感四十三号01组卫星的加速度大小为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,小球A和物块B用跨过光滑定滑轮的轻质细线连接,物块B放在倾角为θ的斜面体C上,C置于水平地面上,A、B和C都处于静止状态,细线与斜面平行,已知小球A、物块B及斜面体C的质量均为m,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 物块B受到的支持力大小为
B. 物块B受到的摩擦力大小为
C. 斜面体C受到地面的支持力大小为2mg
D. 斜面体C受到地面的摩擦力大小为
4. 如图甲所示,可视为质点的小球,从固定在水平地面的光滑斜面上的某点,以2m/s的初速度向上运动,恰好能到达斜面顶端,小球回到斜面底端时的速度大小为4m/s,若以沿斜面向下为正方向,则此过程中小球的v-t图像如图乙所示,取重力加速度大小g=10m/s2,斜面的高度为( )
A. 0.6m B. 0.8m C. 1.2m D. 1.5m
5. 如图所示,有一倾角的光滑斜面固定于空中的某一位置。A为斜面底端,距水平地面的高度,O为A点正下方地面上的点。一物体从斜面上的B点由静止开始下滑,滑离斜面后落在地面上。已知A、B间的高度差,取重力加速度大小,不计空气阻力。则物体在地面上的落点到O点的距离为( )
A. 0.1m B. 0.2m C. D.
6. 贵阳河滨公园内的摩天轮于1995年建成投入运营,2021年12月至2022年8月期间,对该摩天轮改造后,其承载力和安全性能都有极大提升,回转直径由原来的31m升级为46.5m,新摩天轮共有30台吊舱,每舱可乘坐6人,整体可承载180人,改造前坐一圈所需时间为4min,改造后坐一圈所需时间为8min,下列说法正确的是( )
A. 游客在吊舱中始终处于失重状态
B. 改造前吊舱的线速度约为0.2m/s
C. 改造后吊舱的线速度约为0.3m/s
D. 改造前、后吊舱加速度的比值约为
7. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前4s内做匀加速直线运动,4s后达到额定功率,之后保持额定功率运动,其图像如图所示。已知汽车的质量为1.6×103kg,汽车受到的阻力恒为车重的,取重力加速度大小,下列说法正确的是( )
A. 汽车在前4s内的牵引力为
B. 汽车在前4s内的牵引力做的功为
C. 汽车的额定功率为60kW
D. 汽车的最大速度为35m/s
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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。
8. 自由式滑雪大跳台动作观赏性强、视觉冲击力大,是“冬奥大家族”中最年轻的项目,它来源于滑板运动,随后从单板滑雪扩展至自由式滑雪,运动员沿倾斜直赛道加速下滑时,下列说法正确的是( )
A. 滑板对赛道的摩擦力方向沿赛道向下
B. 空气阻力对运动员做负功
C. 运动员相等时间内的位移相等
D. 运动员所受合力为零
9. 如图所示,一质量为m的物体放在电梯内倾角为的固定斜面上,当电梯以加速度(,表示重力加速度大小)竖直向下做匀加速直线运动时,物体和斜面保持相对静止,下列说法正确的是( )
A. 斜面对物体的支持力大小为
B. 斜面对物体的支持力大小为
C. 斜面对物体的摩擦力大小为
D. 斜面对物体的摩擦力大小为
10. 如图所示,两完全相同、质量均为m的物体A、B(不粘连)叠放在竖直轻弹簧上处于静止状态,现对物体A施加一竖直向上的恒力,重力加速度大小为g,在物体A、B的运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 物体A的最大加速度为
B. 轻弹簧中的最小弹力为mg
C. 物体A、B间支持力的最小值为
D. 物体A、B间支持力的最大值为
三、非选择题:本题共5小题,共57分。
11. 用如图甲所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验,回答下列问题:
(1)对于实验的操作要求,下列说法正确的是________。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 斜槽轨道末端可以不水平
C. 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
D. 为了研究小球的运动轨迹,需用直线把所有的点连接起来
(2)根据实验结果在坐标纸上描出了小球被水平抛出后的部分运动轨迹,如图乙所示,图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为,、和是轨迹图线上的3个点,和、和之间的水平距离相等,若当地重力加速度大小为g,则小球经过点时的速度大小为_________。
12. 某物理小组利用如图甲所示的装置“验证机械能守恒定律”。
(1)用游标卡尺测量小球的直径,示数如图乙所示,小球的直径______mm。
(2)实验时应______。
A. 先释放小球,后接通数字计时器电源 B. 选择密度较大的实心铁球
(3)测出小球释放位置到光电门的高度为h,小球通过光电门的遮光时间为t,若小球下落过程中机械能守恒,则当地重力加速度大小______(用字母d、h、t表示)。
(4)发现小球增加的动能始终小于减少的重力势能,其主要原因是______。
13. 冰壶比赛的水平场地如图所示,运动员推动冰壶从发球区松手后,冰壶沿中线做匀减速直线运动,最终恰好停在了营垒中心。若从冰壶中心到达前掷线时开始计时,则冰壶在第1s内运动的位移大小,在最后1s内运动的位移大小,取重力加速度大小。求:
(1)冰壶与冰面间的动摩擦因数;
(2)营垒中心到前掷线的距离。
14. 图为“S”形单行盘山公路示意图。弯道1、2可看作两个不同高度的水平圆弧,圆心分别为、,弯道2比弯道1高,两弯道中心虚线对应的半径分别为、,倾斜直道AB与两弯道平滑连接。一质量的汽车沿着中心虚线从弯道1经过倾斜直道AB进入弯道2,已知汽车在AB段做匀加速直线运动,加速时间,汽车在两个弯道运动时,路面对轮胎的径向摩擦力始终等于汽车所受重力的,取重力加速度大小,求:
(1)汽车从弯道1运动到弯道2增加的机械能E;
(2)汽车在AB段运动时受到的支持力大小。
15. 如图所示,长度L=9m的水平传送带在电机带动下以v=2m/s的速度顺时针匀速运动,传送带右侧通过一段平台与倾角为的光滑斜面连接。质量m=2kg、可看作质点的滑块以初速度从左侧滑上传送带,第一次回到传送带上时恰好不能从左端离开。已知滑块与传送带及平台间的动摩擦因数均为,滑块经过斜面底端时速度大小不变,取重力加速度大小,求:
(1)滑块在平台上的最大速度;
(2)滑块沿斜面上升的最大高度h;
(3)滑块与接触面间因摩擦产生的热量Q。
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