湖北省武汉市第一中学2024-2025学年高三上学期周测物理试题（9.19）

武汉一中2025届高三物理训练20240919物理周测 一、选择题（1-7单选，8-10多选，每题4分，共40分） 1．下列说法正确的是（　　） A．物体所受的合外力不变，它的动量变化率一定不变 B．物体的末动量方向一定和它所受的总冲量方向相同 C．只要力的作用时间和力的大小的乘积相同，物体所受的冲量一定相同 D．一质量为的物体沿倾角为的粗糙固定斜面由静止开始加速下滑，经过时间滑至斜面底端，速度为，重力加速度为，则物体受重力的冲量大小为 2．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示，若AO>OB，则（　　） A．星球A的质量一定大于B的质量 B．星球A的线速度小于B的线速度 C．双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越小 D．双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越小 3．随着自动驾驶技术不断成熟，北京、上海等城市某些特定地区相继出现无人驾驶网约车，给市民出行带来方便。甲、乙两辆无人驾驶汽车在平直公路上从同一地点同时出发，两车位移和时间的比值与时间之间的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．乙车的加速度大小为 B．3s末两车速度相同 C．乙车速度为时，甲车速度为 D．甲车追上乙车前，两车间最远距离为9m 4．一列简谐横波在时的波形如图中实线所示，时的波形如图中虚线所示，则下列说法正确的是（　　） A．这列波的波长为 B．若波向轴正方向传播，则波的最大频率为 C．平衡位置分别为的两个质点，振动方向始终相反 D．若波向轴负方向传播，则波的传播速度大小为 5．冬季奥运会中有自由式滑雪U型池比赛项目，其赛道横截面如图所示，为一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形赛道竖直固定放置，直径POQ水平。一质量为m的运动员（按质点处理）自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入赛道。运动员滑到赛道最低点N时，对赛道的压力为4mg，g为重力加速度的大小。用W表示运动员从P点运动到N点的过程中克服赛道摩擦力所做的功（不计空气阻力），则（　　） A．，运动员没能到达Q点 B．，运动员能到达Q点并做斜抛运动 C．，运动员恰好能到达Q点 D．，运动员能到达Q点并继续竖直上升一段距离 6．青岛市即墨区鳌山湾一带受崂山余脉和海岛影响，形成了长达60多公里的狭长“疾风带”，为风力发电创造了有利条件，目前该地风电总装机容量已达18万千瓦。如图，风力推动三个叶片转动，叶片带动转子（磁极）转动，在定子（线圈）中产生电流，实现风能向电能的转化。已知叶片长为r，风速为v，空气密度为，流到叶片旋转形成的圆面的空气中约有速度减速为0，原速率穿过，不考虑其他能量损耗。下列说法正确的是（　　） A．一台风力发电机的发电功率约为 B．一台风力发电机的发电功率约为 C．空气对风力发电机一个叶片的平均作用力约为 D．空气对风力发电机一个叶片的平均作用力约为 7．如图，特殊材料制成的水平直杆上套有一小圆环，杆足够长。小圆环沿杆运动时所受阻力与速度成正比。当环的初速度为v时，最大位移为x1，当环的初速度为2v时，最大位移为x2，则为（　　） A． B． C． D． 8．一质量不计的直角形支架两端分别连接质量均为m的小球A和B，支架的两直角边长度分别为和，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，由静止释放OA，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．运动过程中，A、B两球的速度大小总相等 B．运动过程中，A、B和支架系统机械能守恒 C．A运动至最低点时速度大小为 D．A运动至最低点的过程中，杆对B做功为 9．如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为4m、4m、3m、m的四个木块A、B、C、D，木块A、B用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为，木块C、D与水平面间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若用水平拉力F拉木块B，使四个木块一起匀加速前进，重力加速度为，则下列说法错误的是（　　） A．匀加速的最大加速度为 B．以最大加速度匀加速前进时，木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3：2 C．轻绳所受的最大拉力为 D．水平拉力F最大为 10．如图所示，劲度系数为k，满足胡克定律的轻质橡皮筋左端与质量为m、中心有孔的小球相连，右端跨过固定在B点的光滑长钉系在墙上的A点，AB间距离恰好等于橡皮筋的原长。小球可沿着粗糙竖直固定杆移动,小球从C点由静止开始下滑h高度到达D点速度恰好为零其中，AC水平。已知小球与杆间摩擦因数为μ，BC=L。若小球在D点获得一向上的瞬时冲量，其刚好又能到达C点。则以下说法正确的是（　　） A．小球下滑到D点速度为零时处于平衡状态 B．在整个过程中，橡皮筋的最大弹性势能等于mgh-μkLh C．小球在D点获得的瞬时冲量为 D．下滑过程与上滑过程摩擦力做功相同 二、实验题（每空2分，11题8分，12题8分，共16分） 11．某装置如图甲所示，左侧铁架台上固定一与数字计时器相连的光电门，右侧物块A（左侧固定有挡光片）与物块B用轻绳连接后，跨放在定滑轮上。某同学用该实验装置验证机械能守恒定律，实验过程如下： （1）用游标卡尺测得挡光片的宽度d，某次测量结果如图乙所示，其读数为 mm； （2）用托盘天平测得物块A（含挡光片）与物块B的质量分别为和； （3）用手托住物块B，让A和B两物块保持如图甲所示的静止状态，此时挡光片距光电门的高度为h。松手后物块B下降，物块A上升，与光电门相连的数字计时器记录下挡光片经过光电门的挡光时间为； （4）物块A上升h的过程中，系统减少的重力势能为 ，系统增加的动能为 （均用题目中所给字母表示，已知当地的重力加速度大小为g）； （5）通过实验中得到的数据，经过计算可知系统减少的重力势能略大于系统增加的动能，则实验结论是 。 12．某实验小组用单摆测量重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、摄像装置等。 （1）用游标卡尺测量摆球直径d。当量爪并拢时，游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示，则摆球的直径d为 mm。 （2）用摆线和摆球组成单摆，如图乙所示。当摆线长度l＝990.1mm时，记录并分析单摆的振动视频，得到单摆的振动周期T＝2.00 s，由此算得重力加速度g为 m/s2（保留3位有效数字）。 （3）改变摆线长度l，记录并分析单摆的振动视频，得到相应的振动周期。他们发现，分别用l和作为摆长，这两种计算方法得到的重力加速度数值的差异大小Δg随摆线长度l的变化曲线如图所示。由图可知，该实验中，随着摆线长度l的增加，Δg的变化特点是 ，原因是 。 三、解答题（13题12分，14题16分，15题16分，共44分） 13．如图示“雪地转转”是北方小朋友在冬季经常玩的一种游戏，乘坐雪圈绕轴在水平雪地上匀速转动，如图所示。“南方小土豆”小张寒假去东北旅游时乘坐了“雪地转转”，他发现当转速为时，绳子与水平杆垂直，绳子张力为150N，已知他和雪圈总质量为60kg，水平杆长为3m，离地高为3m，绳长为5m，取求： (1)小张绕转轴转动的角速度大小； (2)小张和雪圈对地面的压力大小； (3)绕转轴旋转一周，绳子拉力对小张和雪圈做功大小。 14．如图所示，底部带有挡板的固定光滑斜面，倾角为，上有质量为的足够长木板A，其下端距挡板间的距离为，质量也为的小物块B置于木板A的顶端，B与木板A之间的动摩擦因数为。无初速释放二者，当木板滑到斜面底端时，与底部的挡板发生弹性碰撞，且碰撞时间极短。可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。试求: （1）木板A与挡板第一次碰撞后沿斜面上滑的过程中木板A和物块B各自加速度的大小； （2）木板A从开始到第三次与挡板碰撞前瞬间运动的总路程s； （3）若从开始到A、B最后都静止的过程中，物块B一直未从木板A上滑落，则木板A长度应满足的条件。 15．如图，可视为质点的光滑定滑轮与竖直墙面上的点等高，为的中点，距离为。一根轻质不可伸长的细绳一端系在点，穿过光滑圆环再绕过定滑轮，另一端吊着质量为的重物B。初始时A、B都静止，且此时与水平方向夹角为（如图所示）：然后在外力作用下，将圆环缓慢上移到点并静止释放。已知重力加速度为，整个过程中B未与滑轮相撞，不计空气阻力和一切摩擦。求： （1）的质量； （2）可以下降的最大距离； （3）和B总动能最大时的动能。 试卷第4页，共4页 试卷第4页，共4页 学科网（北京）股份有限公司 武汉一中2025届高三物理训练20240919物理周测参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C D C D D C BC AC CD 1．A【详解】A．根据可知，物体所受的合外力不变，它的动量变化率一定不变，A正确。 B．物体的动量变化量方向一定和它所受的总冲量方向相同，物体的末动量方向不一定和它所受的总冲量方向相同，故B错误； C．只要力的作用时间和力的大小的乘积相同，物体所受的冲量大小一定相同，但冲量是矢量，有可能方向不同，故C错误； D．由冲量公式可得，物体受重力的冲量大小为，故D错误。 2．C【详解】A．根据万有引力提供向心力mAω2rA=mBω2rB因为rA＞rB，所以mA＜mB，即A的质量一定小于B的质量，故A错误； B．双星运动的角速度相等，据v=rω可知：因为rA＞rB，所以vA＞vB，故B错误； CD．设两星体间距为L，根据万有引力提供向心力公式得 解得由此可知双星距离一定，双星总质量越大，其转动周期越小，双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，故C正确，D错误； 3．D【详解】AB．根据可得 由图像可知，甲车初速度为零，加速度可得a1=6m/s2 乙车的初速度v02=12m/s加速度可得a2=-2m/s2 两车速度相同时解得t=1.5s C．乙车速度为时，即解得t1=3s此时甲车速度为 D．甲车追上乙车前，两车速度相等时距离最远，则最远距离为 4．C【详解】A．由图可知这列波的波长为，故A错误； B．若波向轴正方向传播，则（n＝0,1,2,3…）解得（n＝0,1,2,3…） 波的频率为（n＝0，1，2，3…）可知当时，波的频率为最小，为 C．A、B两个质点的平衡位置相距故A、B两个质点的振动方向始终相反 D．若波向轴负方向传播，则（n＝0,1,2,3…）解得（n＝0,1,2,3…） 波的传播速度大小为（n＝0，1，2，3…）故波的传播速度大小可能为 5．D【详解】在点，根据牛顿第二定律有：解得： 对质点从下落到点的过程运用动能定理得：解得： 由于段速度大于段速度，所以段的支持力小于段的支持力，则在段克服摩擦力做功小于在段克服摩擦力做功，对段运用动能定理得： 因为，可知，所以质点到达点后，继续上升一段距离，ABC错误，D正确。 6．D【详解】AB．根据题意可知，假设空气流速为空气接触扇面的面积为 在时间内流过扇叶的体积为则空气质量根据密度公式得 题中有的空气速度减为零所以与叶片发生相互作用的风的质量为， 则根据动能定理 根据得 CD．以与叶片发生相互作用得那部分空气为研究对象，规定空气流动方向为正方向，可列动量定理表达式得则对一个扇叶的作用力为 7．C【详解】根据题意，设圆环质量为，阻力与速度的关系为由动量定理有 则有即解得可知 8．BC【详解】A．A、B两球同轴转动，角速度相等，根据可得 故运动过程中，A、B两球的速度大小不相等，故A错误； B．运动过程中，系统中只有重力做功，A、B和支架系统机械能守恒，故B正确； C．A运动至最低点时，根据机械能守恒联立解得， D．A运动至最低点的过程中，对B，根据动能定理有解得 9．AC【详解】A．设AC之间的滑动摩擦力为，BD之间的滑动摩擦力为，使AC相对滑动的最大加速度，使BD相对滑动的最大加速度。 对C，由牛顿第二定律得 联立解得 对D，由牛顿第二定律得 联立解得 综上，如果使四个木块一起匀加速前进，最大的加速度为，故A错误； B．使四个木块一起匀加速前进，AC之间摩擦力为最大静摩擦力为 对D，由牛顿第二定律得解得则 C．使四个木块一起匀加速前进，设绳子最大拉力为，对A木块牛顿第二定律 解得故C错误； D．以最大加速度匀加速前进时，最大拉力为， 整体法牛顿第二定律得解得 10．CD【详解】A．小球由C到D的过程中，小球是先加速后减速，故小球的加速度是先向下后向上，故在D点是具有向上的加速度，不是平衡状态，故A错误； BC．设小球在D点获得一向上的瞬时速度为v，研究C到D过程，运用动能定理得 研究D到C过程，运用动能定理得 联立解得克服摩擦力做的功为 解得 由两个动能定理方程同时联立解得：从D到C克服弹簧弹力做功 由于在C处弹簧的弹性势能不为零，故最大弹性势能大于，故B错误； 故小球在D点获得的瞬时冲量为 D．小球受杆的弹力等于橡皮筋弹力的水平分量，设橡皮筋与杆的夹角为θ, 在过程C到D、过程D到C中则知在两个过程中克服摩擦力做功相同，故D正确。 11． 1.50 在实验误差范围内，系统机械能守恒 【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为 （4）[2]物块A上升h的过程中，系统减少的重力势能为 [3]根据极短时间的平均速度等于瞬时速度，物块A经过光电门的速度为 系统增加的动能为 （5）[4]通过实验中得到的数据，经过计算可知系统减少的重力势能略大于系统增加的动能，则实验结论是：在实验误差范围内，系统机械能守恒。 12． 19.20 9.86 随着摆线长度l的增加，Δg逐渐减小 随着摆线长度l的增加，则越接近于l，此时计算得到的g的差值越小 【详解】（1）[1]用游标卡尺测量摆球直径d=19mm+0.02mm×10=19.20mm （2）[2]单摆的摆长为L=990.1mm+×19.20mm=999.7mm 根据可得带入数据 （3）[3][4]由图可知，随着摆线长度l的增加，Δg逐渐减小，原因是随着摆线长度l的增加，则越接近于l，此时计算得到的g的差值越小。 13．(1) (2) (3) 【详解】（1）小张绕转轴转动的角速度大小为 （2）设绳子与水平面夹角为，根据几何关系，可得 竖直方向受力平衡，可得 解得 根据牛顿第三定律可知，小张和雪圈对地面的压力大小为 （3）俯视图如图,由几何关系，得，， 地面对雪圈的摩擦力方向与运动方向相反，即与轨道半径垂直可得 又 联立，解得 绕转轴旋转一周，绳子拉力对小张和雪圈做功满足 解得 14．（1），；（2）；（3） 【详解】（1）A第一次碰挡板前，系统相对静止，之间无摩擦。 碰后，对B，有 方向沿斜面向上; 碰后，对A，有 方向沿斜面向下； （2）第一次碰前系统加速度为 第一次碰时系统速度为 第一次碰后，沿斜面向上减速再向下加速，沿向下减速，直至共速后再一同沿斜面向下加速。第一次碰后，A沿斜面上滑的距离为 第一次碰后，设经时间共速，共速时速度大小为v。有可得 第一次碰后，A沿斜面上滑至AB共速时的位移为x，有 A第二次与挡板碰时速度为。共速后至第二次碰，有可得 第二次碰后，A沿斜面上滑的距离为 从开始到第三次碰，的总路程为 （3）最后静止于斜面底部。设相对下滑位移为，由系统功能关系，有: 可得 故板长条件为 15．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）初始时A、B静止，此时与水平方向夹角为，A、B受力平衡，有 故有 （2）设可以下降的最大高度为A向下位移最大时A、B速度均为0，由机械能守恒定律有 解得 （3）和B总动能最大时系统的总势能最小，对应系统静止时的平衡位置，即与水平方向夹角为30°的位置,由机械能守恒定律 此时总动能 OA绳与AP绳每伸长，PB绳缩短2，因此 故此时的动能为 综上，和B总动能最大时的动能为 答案第10页，共10页 答案第2页，共4页 学科网（北京）股份有限公司 $$