北京市第八十中学2024-2025学年高三上学期10月期中模拟练习物理试题

北京市第八十中学2024—2025学年度第一学期高三期中物理模拟练习题 2024.10 一、本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求。 1．如图所示，一个两端封闭的玻璃管（也称牛顿管），其中一端有一个开关，玻璃管可以与外界相通。把质量不相同的铁片和羽毛放到玻璃管中，玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时开始下落，观察到铁片总是先落到玻璃管的底端。下列说法正确的是（ ） A.铁片先落到底端是因为铁片在玻璃管中的受到的阻力小于羽毛受到的阻力 B.铁片先落到底端是因为下落过程中铁片的加速度大于羽毛的加速度 C.铁片与羽毛下落到玻璃管底端的速度大小相等 D.将玻璃管中的空气抽成真空状态，铁片依然先落到玻璃管底端 2．在如图所示的实验中，用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开，自由下落。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A．两球落地时的速度大小相同 B．从开始运动至落地，两小球动能的变化量不同 C．从开始运动至落地，重力对A球做功较多 D．落地时重力对两小球做功的瞬时功率相同 3． 下列说法正确的是（ ）F A．由公式v＝ωr可知，人造地球卫星的轨道半径越大则其速度越大 B．由公式可知，人造地球卫星的轨道半径越大则其速度越小 C．地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的速度大于7.9km/s D．地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的角速度小于地球自转的角速度 4．如图所示，城市里很多立交桥的桥面可近似看成圆弧面。某汽车以恒定速率依次通过桥上同一竖直平面内圆弧上的A、B、C三点（B点最高，A、C等高）。则汽车（ ） A．通过A点时所受合力大于通过B点时所受合力A B C B．通过B点时对桥面的压力小于其自身重力 C．通过B点时受重力、支持力和向心力的作用 D．通过C点时所受合力沿圆弧切线向下 5．冬天空气较为干燥，为改善空气质量，解决道路扬尘问题，环保部门会提高洒水车洒水的频次。假设洒水车行驶过程中受到的阻力与其质量成正比。当洒水车在平直路面上匀速行驶并且匀速洒水时，下列说法正确的是（ ） A.洒水车的动能保持不变 B.洒水车受到的牵引力大小保持不变 C.洒水车发动机的功率保持不变 D.洒水车发动机的功率随时间均匀减小 6．如图所示，倾角为30°的斜面体固定在水平面上，质量分别为3m和m的物块A、B通过细线跨过滑轮相连。现在A上放一小物体，系统仍能保持静止。细线质量、滑轮的摩擦都不计。则（ ） A．细线的拉力增大B A 30° B．A所受的合力增大 C．A对斜面的压力增大 D．斜面对A的摩擦力不变 7．小明乘坐竖直电梯经过1min可达顶楼，已知电梯在t =0时由静止开始上升，取竖直向上为正方向，该电梯的加速度a随时间t的变化图像如图所示。若电梯受力简化为只受重力与绳索拉力，则（ ）1.0 0.5 -0.5 -1.0 A．t =4.5 s时，电梯处于失重状态 B．在5～55 s时间内，绳索拉力最小 C．t =59.5 s时，电梯处于超重状态 D．t =60 s时，绳索拉力的功率恰好为零 8．如图6所示，一轻质弹簧下端系一质量为m的物块，组成一竖直悬挂的弹簧振子，在物块上装有一记录笔，在竖直面内放置有记录纸。当弹簧振子沿竖直方向上下自由振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示余弦型函数曲线形状的印迹，图中的y1、y2、x0、2x0、3x0为记录纸上印迹的位置坐标值，P、Q分别是印迹上纵坐标为y1和y2的两个点。若空气阻力、记录笔的质量及其与纸之间的作用力均可忽略不计，则（ ） A．该弹簧振子的振动周期为x0/v y2 0 x0 2x0 x v y P Q y1 3x0 B．该弹簧振子的振幅为y1- y2 C．在记录笔留下PQ段印迹的过程中，物块所受合力的冲量为零 D．在记录笔留下PQ段印迹的过程中，弹力对物块做功为零 9．光滑水平地面上有一质量为m的平板小车，小车上放一质量也为m的木块。现给小车施加水平向右的恒力F，使小车与木块相对静止、一起向右运动。运动一段距离后，小车与竖直墙壁发生碰撞，且速度立刻减为零。已知木块与小车之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。则（ ） A．该碰撞前木块不受摩擦力作用 B．该碰撞前木块所受的摩擦力大小为μmg C．该碰撞后短时间内，木块所受的摩擦力大小为μmg D．该碰撞后短时间内，木块所受的摩擦力大小为2μmg 10．一小滑块以初速度v0 沿足够长、粗糙程度均匀的固定斜面减速下滑，直至停止。若用a、x、h、v 分别表示滑块在此过程中加速度、位移、下降高度和速度的大小，t 表示时间，则下列图像正确的是（ ） A O t0 a0 B O t0 x0 C O t0 h0 D O t0 v 11．蹦极是勇敢者的体育运动。设运动员离开跳台时的速度为零，从自由下落到弹性绳刚好被拉直为第一阶段；从弹性绳刚好被拉直到运动员下落至最低点为第二阶段。不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A．第一阶段重力的冲量和第二阶段弹力的冲量大小相等 B．第一阶段重力的冲量和第二阶段合力的冲量大小相等 C．第一、第二阶段重力的总冲量大于第二阶段弹力的冲量 D．第一阶段运动员的速度不断增大，第二阶段运动员的速度不断减小 12．某同学手持篮球站在罚球线上，在裁判员示意后将球斜向上抛出，篮球刚好落入篮筐。从手持篮球到篮球刚好落入篮筐的过程中，已知空气阻力做功为Wf，重力做功为WG，投篮时该同学对篮球做功为W。篮球可视为质点。则在此过程中（ ） A．篮球在出手时刻的机械能最大 B．篮球机械能的增量为WG-Wf C．篮球动能的增量为W+WG-Wf D．篮球重力势能的增量为W-WG+Wf 13．两个小球A、B在光滑水平面上相向运动，已知它们的质量分别是m1＝4 kg，m2＝2 kg，A的速度v1＝3 m/s(设为正)，B的速度v2＝－3 m/s，则它们发生正碰后，其速度可能分别是（ ） A．均为-1 m/s　　　　 B．＋4 m/s和－5 m/s C．＋2 m/s和－1 m/s D．－1 m/s和5 m/s 14．无偿献血、救死扶伤的崇高行为，是文明社会的标志之一。现代献血常采用机采成分血的方式，就是指把健康人捐献的血液，通过血液分离机分离出其中某一种成分（如血小板、粒细胞或外周血干细胞）储存起来，再将分离后的血液回输到捐献者体内。分离血液成分需要用到一种叫离心分离器的装置，其工作原理的示意图如图8所示，将血液装入离心分离器的封闭试管内，离心分离器转动时给血液提供一种“模拟重力”的环境，“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，其大小与血液中细胞的质量以及其到转轴距离成正比。初始时试管静止，血液内离转轴同样距离处有两种细胞a、b，其密度分别为ρa和ρb，它们的大小与周围血浆密度ρ0的关系为ρa<ρ0<ρb。对于试管由静止开始绕轴旋转并不断增大转速的过程中，下列说法中正确的是（ ） A．细胞a相对试管向内侧运动，细胞b相对试管向外侧运动ω 内侧 外侧 转轴 a b B．细胞a相对试管向外侧运动，细胞b相对试管向内侧运动 C．这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向向内侧逐渐变大 D．这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向各处大小相同 二、本题共2小题，共18分。把答案填在答题纸相应的位置。 15．（8分）某同学在研究匀变速直线运动的实验中进行了以下操作。 （1）该同学组装了图甲所示的装置。下列说法正确的是____________。 A．应将图中干电池换成合适的交流电源 B．实验时小车应从靠近打点计时器处释放 C．实验前一定要平衡小车运动过程中所受的阻力 干电池 纸带 打点计时器 重物 甲 小车 （2）纠正错误后，该同学实验得到如图乙所示的一条纸带，图中 A、B、C、D、E 为相邻的计数点，且相邻计数点间还有4个计时点未标出。图中xAB=1.40cm，xAC=3.30cm，xAD=5.69cm，xAE=8.59cm，则打下A点时小车的瞬时速度____________ （选填“等于”或“不等于”）零；打下C点时小车的瞬时速度vC =____________ m/s（结果保留两位有效数字）。 A B C D E 乙 （3）在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度后，下列三种计算加速度大小的方案中，最佳的是____________。 A．根据某两计数点的速度，由算出加速度大小 B．根据实验数据画出v-t图像，在图像上取相距较远的两点求其斜率即为加速度大小 C．根据实验数据画出v-t图像，量取其倾角θ，再由算出加速度大小 16．（10分）某同学用图甲所示的装置验证动量守恒定律。图中AB为斜槽，BC为水平槽。 （1）下列说法正确的是______________。 A．该实验要求入射小球的质量应大于被碰小球的质量 B．该实验要求入射小球和被碰小球必须是金属材质 C．该实验通过测量入射小球从斜槽上由静止释放的高度h得到小球碰撞前的速度 D．该实验通过测量小球做平抛运动的竖直位移间接得到小球碰撞前后的速度 A B C 甲 乙 39 40 （2）实验时先使入射小球从斜槽上某一固定位置S多次由静止释放，落到位于水平地面的记录纸上并留下痕迹，从而确定P点的位置；再把被碰小球放在水平槽末端，让入射小球仍从位置S多次由静止释放，跟被碰小球碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，从而确定M、N点的位置。实验中，确定P点位置时多次落点的痕迹如图乙所示，刻度尺的零刻线与O点对齐，则OP=____________cm。 （3）该实验若要验证两小球碰撞前后的动量是否守恒，需要分别测量记录纸上M点距O点的距离LOM、P点距O点的距离LOP、N点距O点的距离LON。除此之外，还需要测量的物理量是________________，需要验证的关系式为________________________（其中涉及需要测量的物理量请用自己设定的字母表示）。 （4）该实验巧妙运用了平抛运动的规律。请以平抛运动为例，分析论证当物体所受的合力与初速度方向不在一条直线上时，物体必做曲线运动。 ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 三、本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。将解答过程写在答题纸相应的位置。 17．（8分） 前不久，科学家们宣称，在距离地球20.5光年之外的天秤座发现了一颗宜居行星，它或许可以让人类“拎包即住”。这颗被科学家们称为“581c”的系外行星，其半径为地球的p倍，质量为地球的q倍。不计星球的自转影响。地球表面重力加速度为g，地球第一宇宙速度大小为v1。求： （1）该行星表面重力加速度的大小gc； （2）该行星“第一宇宙速度”的大小vc。 18．（10分） 一质量m=2.0kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角θ=37°足够长的固定斜面，某同学利用传感器测出了小物块从一开始冲上斜面至最高点过程中多个时刻的瞬时速度，并绘出了小物块上滑过程中速度v随时间t的变化图像，如图所示。计算时取sin37°=0.6，cos37°=0.8，m/s2。最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。0.6 0 t/s v/(m/s) 8.0 6.0 4.0 2.0 0.2 0.4 0.8 1.0 （1）求小物块冲上斜面过程中加速度的大小a及上滑的最大距离x； （2）求小物块与斜面间的动摩擦因数μ； （3）请分析说明小物块能否返回出发点。 19．（10分） 雨滴下落时由于空气阻力的作用，经过一段加速后会趋近匀速下落。为解释雨滴下落过程中的各种现象，某同学查阅资料发现，若将雨滴视作半径为r的球体，则在竖直下落过程中雨滴所受的阻力满足公式，其中k为常数，v为雨滴下落的速度大小。已知雨滴的密度为ρ，重力加速度为g. （1）取雨滴由静止开始下落的时刻作为计时起点，请在下面的v-t图中定性画出雨滴从高空开始下落后直至落地前的过程中，其速度随时间的变化图像（取竖直向下为正方向，且不考虑与其它雨滴的碰撞）； （2）若某一雨滴的半径为rc，某时刻在竖直方向加速下落的速度大小为vc，求该时刻雨滴加速度的大小a； （3）高空中的雨滴竖直下落后打在沙滩上会留下深浅不一的小坑，该同学查阅资料后认为坑的深浅取决于雨滴撞击地面时的平均压强。为简化问题，雨滴撞击地面时可视为圆柱体形状，且撞击时间极短，撞击后的速度为零。请你帮助该同学推导此雨滴撞击地面时平均压强p的表达式（结果用ρ、g、k和 r表示）。O v t 20．（12分） 如图19甲所示，一轻质弹簧左端固定在墙壁上，右端与置于水平面上的质量为m的小滑块相连。在以下的讨论中小滑块可视为质点，弹簧始终在弹性限度内，取弹簧原长时弹性势能为0，且空气阻力可忽略不计。 （1）若水平面光滑，以弹簧原长时小滑块的位置O为坐标原点，建立水平向右的坐标轴Ox，如图19甲所示。 ①请在图19乙中画出弹簧弹力F与小滑块所在位置坐标x的关系图像。 教科书中讲解了由v - t图像求位移的方法，请你借鉴此方法，并根据F-x图像推导出小滑块在x位置时弹簧弹性势能Ep的表达式。（已知弹簧的劲度系数为k） ②小滑块在某轻质弹簧的作用下，沿光滑水平面在O点附近做往复运动，其速度v的大小与位置坐标x的关系曲线如图19丙所示，其中vm和x0皆为已知量，请根据图19丙中v-x图像提供的信息求解本题中弹簧的劲度系数k′。 （2）若水平面不光滑，且已知小滑块与水平面之间的动摩擦因数为μ。仍以弹簧原长时小滑块的位置O为坐标原点，建立水平向右的坐标轴Ox，将小滑块沿水平面向右拉到距离O点为l0的P点按住（l0>μmg/k），如图19丁所示。计算中可以认为滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等，已知重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k。 ①若放手后小滑块第一次经过O点向左运动至最远点Q，求Q点与O点的距离，并分析如果小滑块在Q点停不住，l0与μ、m和k等物理量之间应满足什么条件； ②若放手后小滑块第二次经过O点后在向右运动的过程中逐渐减速最终静止，求小滑块从P点开始运动的整个过程中所通过的总路程。 【参考答案】 一、本题共14小题，每小题3分，共42分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 答案 B D A B D C D C C B B A D A 二、本题共2小题，共18分。 15．（8分） （1）AB （2分） （2）不等于；0.21 （4分） （3）B （2分） 16．（10分） （1）A （2分） （2）39.80 （2分） （3）入射小球的质量m1 和被碰小球的质量m2 （2分） （4）由于物体在平抛运动中仅受重力作用，根据牛顿第二定律可知， Δv v0 vt 其加速度a的方向与重力方向相同，即竖直向下。 根据加速度的定义 可知，物体在任意时间Δt内的速度变 化量Δv 的方向必与加速度a的方向相同，即竖直向下。 如图所示，由于v0的方向水平向右，而Δv 的方向竖直向下，由矢量三角形定则可知vt的方向必与v0的方向不同，即运动方向发生改变，则必做曲线运动。（4分） 三、本题共4小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 17．（8分） 解：（1）设“581c”星球质量为Mc，半径为Rc，其表面有一物体质量为m，由于不计星球的自转影响，则万有引力等于重力，即 ① 若该物体在地球表面有 ② 联立①②式并代入相关数据可得 （4分） （2）设质量为m0的飞行器在其表面附近做圆周运动，有 ③ 若该飞行器在地球表面附近做圆周运动，则同理有 ④ 联立③④式并代入相关数据可得 （4分） 18．（10分） 解：（1）由图像可知m/s2= 8 m/s2 小物块沿斜面上滑的最大距离为 （2分） （2）对小物块进行受力分析，如图所示。mgm N f mgsinθ mgcosθ 根据牛顿第二定律有 mg sin37°+f= ma 其中 N= mg cos37° f=μN 代入数据可得μ=0.25 （4分） （3）小物块能返回出发点。 因为当速度减为零时，重力的下滑分力G1=mg sin37°=12N 此时的最大静摩擦力fmax =μN=μmg cos37°=4N 由于G1>fmax，所以小物块将沿斜面向下匀加速运动，能够返回出发点。 （4分） 19．（10分） 解：（1）速度随时间的变化图像如图所示。 （2分） （2）该雨滴的质量为 速度为vc时，雨滴所受的阻力为 由牛顿第二定律有 可得 （4分） （3）雨滴撞击地面时，取极短时间Δt内与地面作用的质量为Δm的一小部分为研究对象，由于时间极短，可不计重力影响。 取竖直向下为正方向，由动量定理有 其中 根据牛顿第三定律可得雨滴对地面的压力大小也为F，由压强公式有 联立以上各式可得 ① 依据题意有 ② 其中 ③ 联立①②③式可得 （4分） 20.【答案】（1）①根据弹簧弹力与伸长量的关系F=kx可得F-x图像如图2所示。…………………………………（1分） 图像与x轴围成的面积代表弹簧弹力做功，如图3所示，由面积可知将弹簧拉伸x的过程中，弹簧弹力所做的功W=-……………………………（1分） 根据功能关系可知，当弹簧被拉伸x时，其弹性势能……（1分） ②因小滑块与弹簧组成的系统在运动过程中机械能守恒， 因此有 可解得………………………………………………………（2分） （2）①对于小滑块由P点出发向左运动的过程，假设其在最左端时，其距O点的距离为l1，由功能关系得：…………（2分） 即： 解得：…………………………………………………（1分） 若小滑块速度为零而停不住，则应有：kl1>μmg…………………（1分） 将l1代入得：l0>………………………………………………（1分） ②设小滑块速度为零时距O点的距离为l2，对其由O点左侧最大位移处向右运动至速度减为零的过程，由功能关系得： ………………………………………（1分） 解得： 所以滑块走过的总路程为 l总= l0+2l1+l2=4l0 - 8………………（1分） 5 学科网（北京）股份有限公司 $