2024届湖南省高三上学期10月期中模拟考试物理试卷（一）

2024届高三十月物理模拟考试（一） 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。 4.考试范围：必修一、必修二。 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 某物体自O点由静止开始做匀加速直线运动，A、B、C、D依次是其轨迹上的四个点，测得，，，且该物体通过AB、BC、CD所用的时间相等，则OA间的距离为（ ） A．3m B． C． D． 2. 甲、乙两人用绳子拉船，使船沿OO′方向航行，甲用1000N的力拉绳子，方向如图所示，则乙的拉力最小值为（　　） A．500N B．500N C．1000N D．400N 3. 如图，在水平面上运动的小车里用两根轻绳连着一质量为m的小球，绳子都处于拉直状态，BC绳水平，AC绳与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是（　　） A．小车一定向左运动 B．小车的加速度可能小于gtanθ C．AC绳对球的拉力一定是 D．BC绳的拉力一定小于AC绳的拉力 4. 如图所示，倾角为的斜面放置在水平地面上。一弹性小球从空中点以速度做平抛运动，一段时间后小球落在斜面上的点，小球与斜面发生弹性碰撞后原速反弹，又能回到出发点。已知重力加速度为，空气阻力忽略不计，则点与点之间的竖直距离为（　　） A． B． C． D． 5. 如图所示，一颗来自太阳系外的彗星擦火星而过。设火星绕太阳在圆轨道上运动，运动半径为r，周期为T。该彗星在穿过太阳系时由于受到太阳的引力，轨道发生弯曲，彗星与火星在圆轨道的A点“擦肩而过”。已知太阳对火星和彗星的引力远大于其他天体的引力，万有引力常量为G。则（　　） A．可计算出火星的质量 B．可计算出彗星经过A点时受到的引力 C．彗星在A点的加速度大于火星在该点的加速度 D．彗星在A点的速度大小大于 6. 某消防队员从一平台无初速度跳下，下落2m后双脚触地，同时采用双腿弯曲的方法缓冲。若视其在缓冲过程中自身重心又匀变速下降了0.5m，则在着地过程中，地面对他双脚的平均作用力大约为自身重力的（　　） A．5倍 B．10倍 C．20倍 D．3倍 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。全都选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 如图所示，质量分别为M和m的物体A、B用不可伸长的轻质细线连接，悬挂在定滑轮上，定滑轮固定在天花板上，已知M>m，滑轮质量及摩擦均不计．A、B由静止释放后，在空中自由运动的过程中，下列说法正确的是（     ） A． 细线上的拉力一定大于mg B． B．细线上的拉力一定小于Mg C． 细线上的拉力等于g D． D．天花板对定滑轮的拉力等于(M+m)g 8. 如图所示，一个电影替身演员准备跑过一个屋顶，然后水平跳跃并离开屋顶，在下一个建筑物的屋顶上着地。如果他在屋顶跑动的最大速度是，那么下列关于他能否安全跳过去的说法正确的是（g取9.8m/s2）（　　） A．他安全跳过去是可能的 B．他安全跳过去是不可能的 C．如果要安全跳过去，他在屋顶跑动的最小速度应大于 D．如果要安全跳过去，他在屋顶跑动的最小速度应大于 9. 如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑。图中轮上A、B两点所在皮带轮半径分别为、，且，则有（　　） A．A、B两点的线速度之比为2∶1 B．A、B两点的角速度之比为2∶1 C．A、B两点的周期之比为2∶1 D．A、B两点的向心加速度之比为1∶2 10. 质量为的物体以一定的初速度沿倾角为30°的斜面向上滑行，在向上滑行的过程中，其动能随位移的变化关系如图所示，物体到达最高点后又返回出发点，取，则（　　） A．全过程物体克服阻力做的功为 B．全过程物体克服阻力做的功为 C．物体返回到出发点时的动能为 D．物体返回到出发点时的动能为 三、非选择题：共56分。 11.（7分）某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F关系的实验，图①为实验装置简图，请回答下列问题。 （1）以小车为研究对象，为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足M____m（填“远大于”或“选小于”）。 （2）实验中打出的纸带如图②所示，相邻计数点间还有四个点未画出，其中下x1 = 3.09cm，x2 = 3.43cm，x3 = 3.77cm，x4 = 4.10cm，x5 = 4.44cm，x6 = 4.77cm，小车在E点的速度为vE=_______m/s，小车的加速度a=_______m/s2。（交流电频率为50Hz，结果均保留2位有效数字） （3）通过实验得到如图③所示的图像，造成当M一定时，a与F不成正比的原因可能是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角_______（填“偏大”或“偏小”）。 （4）重新平衡摩擦力后，验证外力一定时，a与M的关系：通过多次实验，甲、乙两同学利用各自得到的数据得到的关系图像，如图④所示。该图像说明在甲、乙两同学做实验时_____（填“甲”或“乙”）同学实验中绳子的拉力更大。 12.（9分）某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个小方格的边长为1cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。 完成下列填空：（结果均保留2位有效数字） （1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为_____； （2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为______； （3）关于“研究物体平抛运动”实验，下列说法正确的是______。 A．安装斜槽时其末端切线应水平 B．小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差 C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点 D．小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放 13.（10分）如图所示，一块长、质量为的木板静止在粗糙的水平地面上，质量也为的滑块放在长木板上的某一位置。时将一个方向水平向右、大小随时间均匀变化的力作用在长木板的右端，，时长木板从静止开始运动，时滑块与木板开始发生相对运动。设木板与地面间的动摩擦因数为，滑块与木板间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。 求、的值； 若在滑块与木板相对静止且速度为时撤去力，发现此后滑块恰好不会滑出木板，求此时力的大小及滑块的初始位置与长木板右端的距离。 14.（14分） 滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜受。如图是滑板运动的轨道， 和是两段光滑圆弧形轨道，是一段长的水平轨道。一运动员从轨道上的点以的速度下滑，经轨道后冲上轨道，到点时速度减为零。已知、距水平轨道的高度分别为：，，运动员的质量，不计圆弧轨道上的摩擦，取，求： (1)运动员第一次经过点、点时的速率各是多少？ (2)运动员与轨道的动摩擦因数为多大？ (3)运动员最后停在轨道上距点多远处？ 15.（16分）如图所示,用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内,弯曲部分由两个半径均为R=0.2 m的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径)。轨道底端A与水平地面相切,顶端与一个长为l=0.9 m的水平轨道相切于B点。一倾角为θ=37°的倾斜轨道固定于右侧地面上,其顶点D与水平轨道的高度差h=0.45 m,并与其他两个轨道处于同一竖直平面内。一质量为m=0.1 kg的小物体(可视为质点)在A点被弹射入“S”形轨道内,沿轨道ABC运动,并恰好从D点以平行于斜面的速度进入斜轨道。小物体与BC段间的动摩擦因数μ=0.5(不计空气阻力,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),求: (1)小物体从B点运动到D点所用的时间; (2)小物体运动到B点时对“S”形轨道的作用力大小和方向; (3)小物体在A点的动能。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024届高三十月物理模拟考试（一） 试题及参考答案 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。 4.考试范围：必修一、必修二。 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 某物体自O点由静止开始做匀加速直线运动，A、B、C、D依次是其轨迹上的四个点，测得，，，且该物体通过AB、BC、CD所用的时间相等，则OA间的距离为（ ） A．3m B． C． D． 【答案】D 【解析】 设物体通过AB、BC、CD所用的时间为T，则物体的加速度为 B点的速度 则 则 故选D。 2. 甲、乙两人用绳子拉船，使船沿OO′方向航行，甲用1000N的力拉绳子，方向如图所示，则乙的拉力最小值为（　　） A．500N B．500N C．1000N D．400N 【答案】B 【详解】要使船沿OO′方向航行，甲和乙的拉力的合力方向必须沿OO′方向，如下图所示 作平行四边形可知，当乙拉船的力的方向垂直于OO′时，乙的拉力F乙最小，其最小值为 F=F甲sin 30°=1000×N=500 N 故选B。 3. 如图，在水平面上运动的小车里用两根轻绳连着一质量为m的小球，绳子都处于拉直状态，BC绳水平，AC绳与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是（　　） A．小车一定向左运动 B．小车的加速度可能小于gtanθ C．AC绳对球的拉力一定是 D．BC绳的拉力一定小于AC绳的拉力 答案：C 【详解】A．对小球受力分析，受重力mg，AC绳拉力TA，BC绳拉力TB，合力方向水平向左，则加速度方向向左，小车可能做向左加速运动，也可能做向右减速运动，A错误； B．BC绳水平，绳上力可能为零，也可能不为零，若BC绳上的力为零，由受力分析可得小球合力大小为mgtanθ，由牛顿第二定律可知其加速度为gtanθ，水平向左，若BC绳上力不为零，则其加速度会更大，故小车加速度不可能小于gtanθ，B错误； C．对小球在竖直方向受力分析有解得C正确； D．当小车加速度增大到一定值时，BC绳的拉力会大于AC绳的拉力，D错误；故选C。 4. 如图所示，倾角为的斜面放置在水平地面上。一弹性小球从空中点以速度做平抛运动，一段时间后小球落在斜面上的点，小球与斜面发生弹性碰撞后原速反弹，又能回到出发点。已知重力加速度为，空气阻力忽略不计，则点与点之间的竖直距离为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】 小球与斜面发生弹性碰撞后原速反弹，又能回到出发点A，表明小球落到点时速度方向与斜面垂直，因此把末速度分解成水平方向的分速度和竖直方向的分速度，如图所示 则有 解得 又因为 得到 故A正确，BCD错误。 故选A。 5. 如图所示，一颗来自太阳系外的彗星擦火星而过。设火星绕太阳在圆轨道上运动，运动半径为r，周期为T。该彗星在穿过太阳系时由于受到太阳的引力，轨道发生弯曲，彗星与火星在圆轨道的A点“擦肩而过”。已知太阳对火星和彗星的引力远大于其他天体的引力，万有引力常量为G。则（　　） A．可计算出火星的质量 B．可计算出彗星经过A点时受到的引力 C．彗星在A点的加速度大于火星在该点的加速度 D．彗星在A点的速度大小大于 答案D 【解答】解：AB、火星绕太阳在圆轨道上运动，根据万有引力提供向心力，根据，所以只能求出中心天体太阳的质量，无法求出火星和彗星的质量，由于不知道彗星的质量，所以无法求解彗星经过A点时受到的引力，故AB错误； C、根据牛顿第二定律可得a＝，由此可知彗星彗星在A点的加速度等于火星在该点的加速度，故C错误； D、火星在A点的线速度，彗星与火星在圆轨道的A点“擦肩而过”，做离心运动，所以彗星在A点的速度大于火星绕太阳的速度，故D正确。 6. 某消防队员从一平台无初速度跳下，下落2m后双脚触地，同时采用双腿弯曲的方法缓冲。若视其在缓冲过程中自身重心又匀变速下降了0.5m，则在着地过程中，地面对他双脚的平均作用力大约为自身重力的（　　） A．5倍 B．10倍 C．20倍 D．3倍 【答案】A 【详解】 设消防员重力为mg，地面对双脚的平均作用力为F，从平台跳下至最低点的过程，据动能定理可得 代入数据可得，故地面对他双脚的平均作用力大约为自身重力的5倍，A正确。故选A。 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。全都选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 如图所示，质量分别为M和m的物体A、B用不可伸长的轻质细线连接，悬挂在定滑轮上，定滑轮固定在天花板上，已知M>m，滑轮质量及摩擦均不计．A、B由静止释放后，在空中自由运动的过程中，下列说法正确的是（     ） A． 细线上的拉力一定大于mg B． B．细线上的拉力一定小于Mg C． 细线上的拉力等于g D． D．天花板对定滑轮的拉力等于(M+m)g 答案：AB 【详解】AB．因为m的加速度方向向上，对A和B分别由根据牛顿第二定律有 则细线上的拉力一定小于Mg，细线的拉力一定大于mg，故A正确，B错误。 CD．对整体分析，根据牛顿第二定律得，， 隔离对m分析：，解得； 再对定滑轮分析，有；故CD错误。故选AB。 8. 如图所示，一个电影替身演员准备跑过一个屋顶，然后水平跳跃并离开屋顶，在下一个建筑物的屋顶上着地。如果他在屋顶跑动的最大速度是，那么下列关于他能否安全跳过去的说法正确的是（g取9.8m/s2）（　　） A．他安全跳过去是可能的 B．他安全跳过去是不可能的 C．如果要安全跳过去，他在屋顶跑动的最小速度应大于 D．如果要安全跳过去，他在屋顶跑动的最小速度应大于 【答案】BC 【详解】 如果安全跳过去，根据 得 则安全跳过去的最小初速度为 可知他安全跳过去是不可能的， AD错误，BC正确。 故选BC。 9. 如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑。图中轮上A、B两点所在皮带轮半径分别为、，且，则有（　　） A．A、B两点的线速度之比为2∶1 B．A、B两点的角速度之比为2∶1 C．A、B两点的周期之比为2∶1 D．A、B两点的向心加速度之比为1∶2 答案：CD 【详解】AD．A、B两点通过同一根皮带传动，线速度大小相等，即 因为 A、B两点的向心加速度之比为 故A错误，D正确； BC．因为 所以A、B两点的角速度之比为 又因为 A、B两点的周期之比为 故B错误，C正确。 故选CD。 10. 质量为的物体以一定的初速度沿倾角为30°的斜面向上滑行，在向上滑行的过程中，其动能随位移的变化关系如图所示，物体到达最高点后又返回出发点，取，则（　　） A．全过程物体克服阻力做的功为 B．全过程物体克服阻力做的功为 C．物体返回到出发点时的动能为 D．物体返回到出发点时的动能为 【答案】BC 【详解】 AB．物体上滑的过程中重力与摩擦力都做负功，由动能定理得 解得 全过程物体克服阻力做的功为，故A错误，B正确； CD．下滑的过程中重力做正功，摩擦力做负功，由动能定理得 解得 故C正确，D错误。故选BC。 三、非选择题：共56分。 11.（7分）某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F关系的实验，图①为实验装置简图，请回答下列问题。 （1）以小车为研究对象，为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足M____m（填“远大于”或“选小于”）。 （2）实验中打出的纸带如图②所示，相邻计数点间还有四个点未画出，其中下x1 = 3.09cm，x2 = 3.43cm，x3 = 3.77cm，x4 = 4.10cm，x5 = 4.44cm，x6 = 4.77cm，小车在E点的速度为vE=_______m/s，小车的加速度a=_______m/s2。（交流电频率为50Hz，结果均保留2位有效数字） （3）通过实验得到如图③所示的图像，造成当M一定时，a与F不成正比的原因可能是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角_______（填“偏大”或“偏小”）。 （4）重新平衡摩擦力后，验证外力一定时，a与M的关系：通过多次实验，甲、乙两同学利用各自得到的数据得到的关系图像，如图④所示。该图像说明在甲、乙两同学做实验时_____（填“甲”或“乙”）同学实验中绳子的拉力更大。 答案：   远大于     0.43     0.34     偏小     甲 【详解】（1）[1]根据题意，对整体，由牛顿第二定律可得 绳子的拉力 当，即砝码和盘的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量时，砝码和盘的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力。所以为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足M远大于m的条件。 （2）[2]根据题意可知，相邻计数点间还有四个点未出，则计数点间的时间间隔为 小车在E点的速度 [3]由逐差法有 解得 （3）[4]由图③所示的图像可知，图像在横轴上有截距，当拉力F等于时，小车才产生力加速度，说明小车受到的合力小于拉力，可能是平衡摩擦力不足，在平衡摩擦力时木板与水平桌面的夹角偏小造成的。 （4）[5]由牛顿第二定律得 图像的斜率： 图像斜率越大绳子的拉力越大，由图示图像可知，甲同学实验中绳子的拉力较大。 12.（9分）某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个小方格的边长为1cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。 完成下列填空：（结果均保留2位有效数字） （1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为_____； （2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为______； （3）关于“研究物体平抛运动”实验，下列说法正确的是______。 A．安装斜槽时其末端切线应水平 B．小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差 C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点 D．小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放 【答案】1.0 9.7 AD 【详解】 （1）[1] 在水平方向，小球做匀速直线运动，水平速度大小为 （2）[2] 由可知，当地的重力加速度大小为 （3）[3] A．安装斜槽时其末端切线必须水平，这样小球到达斜槽末端时小球速度才水平，故A正确； B．小球与斜槽之间是有摩擦力，但小球每次从相同的位置滚下，摩擦力每次都是相同的，不影响实验过程，故B错误； C．建立坐标系时，应以斜槽末端端口小球球心的位置为坐标原点，故C错误； D．小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放，这样才能保证小球初速度相同，故D正确。 故选AD。 13.（10分）如图所示，一块长、质量为的木板静止在粗糙的水平地面上，质量也为的滑块放在长木板上的某一位置。时将一个方向水平向右、大小随时间均匀变化的力作用在长木板的右端，，时长木板从静止开始运动，时滑块与木板开始发生相对运动。设木板与地面间的动摩擦因数为，滑块与木板间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。 求、的值； 若在滑块与木板相对静止且速度为时撤去力，发现此后滑块恰好不会滑出木板，求此时力的大小及滑块的初始位置与长木板右端的距离。 解析： 时，长木板从静止时开始运动，此时， 且， 解得 时，滑块与长木板刚好发生相对滑动，此时， 对滑块：， 对整体：， 解得； 当时撤去后，滑块以做减速运动， 木板也做减速运动，对木板：， 解得， 滑块相对木板向右运动的位移为，则， 解得，即小滑块初位置离木板右端； 设在时刻撤去力， 对整体，根据动量定理有： ， 且，解得另一解，不合题意，舍去。 14.（14分） 滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜受。如图是滑板运动的轨道， 和是两段光滑圆弧形轨道，是一段长的水平轨道。一运动员从轨道上的点以的速度下滑，经轨道后冲上轨道，到点时速度减为零。已知、距水平轨道的高度分别为：，，运动员的质量，不计圆弧轨道上的摩擦，取，求： (1)运动员第一次经过点、点时的速率各是多少？ (2)运动员与轨道的动摩擦因数为多大？ (3)运动员最后停在轨道上距点多远处？ 【答案】(1)，；(2)0.2；(3)2m 【详解】 (1)由动能定理可得，运动员第一次经过点有 解得 由动能定理可得，运动员从C到Q点有 解得 (2)由动能定理可得，运动员从B到C点有 解得 (3)运动员最后停在轨道上，由动能定理可得 解得 运动员最后停在轨道上距点为 15.（16分）如图所示,用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内,弯曲部分由两个半径均为R=0.2 m的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径)。轨道底端A与水平地面相切,顶端与一个长为l=0.9 m的水平轨道相切于B点。一倾角为θ=37°的倾斜轨道固定于右侧地面上,其顶点D与水平轨道的高度差h=0.45 m,并与其他两个轨道处于同一竖直平面内。一质量为m=0.1 kg的小物体(可视为质点)在A点被弹射入“S”形轨道内,沿轨道ABC运动,并恰好从D点以平行于斜面的速度进入斜轨道。小物体与BC段间的动摩擦因数μ=0.5(不计空气阻力,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),求: (1)小物体从B点运动到D点所用的时间; (2)小物体运动到B点时对“S”形轨道的作用力大小和方向; (3)小物体在A点的动能。 答案:(1)0.5 s (2)11.5 N　竖直向上 (3)2.05 J 解析:(1)小物体从C点到D点做平抛运动,有h=,tan θ=,代入数据,解得vC=4 m/s,t1=0.3 s 小物体从B点到C点做匀减速运动, 由牛顿第二定律得μmg=ma,=-2al,vC=vB-at2,代入数据,解得t2=0.2 s 则小物体从B点到D点所用的时间t=t1+t2=0.5 s。 (2)设小物体运动到B点时受到的弹力为FN,规定竖直向下为正方向, 由牛顿第二定律得FN+mg=m,解得FN=11.5 N 由牛顿第三定律有FN=-FN',则FN'=-11.5 N,大小为11.5 N,方向竖直向上。 (3)小物体从A点运动到B点的过程中, 由机械能守恒得EkA=4mgR+=2.05 J。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$