内容正文:
高2024级高三上学期第一次定时训练
物理试题
物理试卷共4页,满分100分。考试时间75分钟。
第一卷 选择题(46分)
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. 2026年美加墨世界杯,法国球员姆巴佩首秀踢出一弧线诡异的进球,足球入网时的情景如图所示,则( )
A. 足球在飞行和触网时惯性不变
B. 足球在飞行和触网时受力不变
C. 触网时足球对网的力大于网对足球的力
D. 进网时研究足球的转动可将其视为质点
【答案】A
【解析】
【详解】A.惯性是物体固有的属性,其大小仅由物体的质量决定,足球在飞行和触网过程中,其质量保持不变,因此惯性不变,故A正确;
B.足球在飞行过程中主要受重力和空气阻力作用,触网时除了受重力和空气阻力外,还受到球网对足球的弹力作用,受力情况发生改变,故B错误;
C.足球对网的力与网对足球的力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知,二者大小相等,故C错误;
D.研究足球的转动时,足球上各点的运动情况不同,足球的形状和大小不能忽略,因此不能将其视为质点,故D错误。
故选A。
2. 亚里士多德认为重的物体下落得快,轻的物体下落得慢,最终可能都匀速下落。下列最能反映这一情境的运动图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】按照题干给出的亚里士多德的观点,重的物体下落速度更快,最终两物体均做匀速直线运动,速度保持不变,因此重的物体的速度-时间图像全程位于轻的物体上方,且最终均为水平直线。
故选B。
3. 一小球从点由静止开始做匀变速直线运动,到达点时速度为,到达点时的速度为,则等于( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球从点由静止开始做匀变速直线运动,设加速度大小为,根据匀变速直线运动的速度位移公式可知,
则有
故选A。
4. 如图所示,两根相同的轻弹簧、,劲度系数皆为。悬挂的重物的质量分别为、。取,则平衡时弹簧、的伸长量分别为( )
A. 30cm、20cm B. 20cm、30cm C. 15cm、10cm D. 10cm、15cm
【答案】A
【解析】
【详解】对进行受力分析,受重力和弹簧的拉力处于平衡状态,根据胡克定律和平衡条件有
解得弹簧的伸长量
对、整体进行受力分析,整体受总重力和弹簧的拉力处于平衡状态,根据胡克定律和平衡条件有
解得弹簧 伸长量
故选A。
5. 某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为和。图示简易地震仪由竖直弹簧振子和水平弹簧振子组成。在一次地震中,震源地位于地震仪正下方,观察到两振子相差开始振动,则( )
A. 先开始振动,震源距地震仪约
B. 先开始振动,震源距地震仪约
C. 先开始振动,震源距地震仪约
D. 先开始振动,震源距地震仪约
【答案】B
【解析】
【详解】纵波的速度快,纵波先到,所以P先开始振动,根据,代入得,解得,故B正确,ACD错误。
故选B。
6. 在光学仪器中,“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图所示,等腰梯形ABCD为该棱镜的横截面。现有与BC面平行的一条光线由O点射入AB面,经BC面反射后,从CD面射出的光线可能是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
【答案】D
【解析】
【详解】设等腰梯形底角,棱镜折射率为n。
AB面入射入射光线平行于BC(水平方向),AB与水平方向夹角为,故入射角
由折射定律,得
光线向法线偏折进入棱镜,射向BC面。
BC面反射由几何关系,光线在BC面的入射角为,发生反射,反射后光线关于水平面BC上下翻转,折向CD面。
CD面出射由等腰梯形的对称性,CD面与AB面法线对称,光线在CD面的入射角
由折射定律(光密→光疏),有
代入,得,
CD面外法线与水平方向夹角为,出射光线在法线另一侧与法线成角,故出射光线与水平方向夹角为
即出射光线水平,与入射光线平行(平行于BC),①、②向上偏折,③方向偏上,未正确反映出射折射的偏折,④水平向右,与推导一致。
故选D。
7. 如图所示,长为L的不可伸长轻绳,一端固定在O点,另一端系有一质量为m、可视为质点的小球,O点正下方有一大小忽略不计的钉子P,向左拉动小球,使轻绳与竖直方向成大小为θ的夹角,再由静止释放小球,当小球刚好过最低点时,轻绳正好崩断。已知重力加速度为g,轻绳能承受的最大拉力为3mg,sinθ=0.6、cosθ=0.8,不计空气阻力,则O、P之间的距离为( )
A. 0.2L B. 0.4L C. 0.6L D. 0.8L
【答案】D
【解析】
【详解】设、之间的距离为 ,小球运动到最低点时的速度大小为。小球从静止释放运动到最低点的过程中,由机械能守恒定律得
解得
小球过最低点时,轻绳碰到钉子,小球做圆周运动的半径突变为
此时轻绳拉力最大,由牛顿第二定律得
已知轻绳能承受的最大拉力,当拉力达到该值时轻绳崩断,代入数据得
解得
故选D。
二、8-10每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 下列说法正确的是( )
A. 卡文迪什在测万有引力常量时,利用了微小量放大法
B. 物理学中认为,功就是能,能就是功
C. 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验中,采用了控制变量法
D. 由开普勒第一定律可知:所有的行星绕太阳运动的轨迹都是正圆,太阳处于圆心处
【答案】AC
【解析】
【详解】A.卡文迪什在扭秤实验测万有引力常量时,由于引力非常微小,通过扭秤转动配合光杠杆原理,将微小的位移形变放大观测,利用了微小量放大法,故A正确;
B.功是过程量(对应能量转化的过程),能是状态量(对应物体的运动状态),二者物理意义不同,功只是能量转化的量度,不能说“功就是能,能就是功”,故B错误;
C.探究向心力和多个变量(半径、角速度、质量)的关系时,需要控制两个变量不变,研究第三个变量和向心力的关系,采用的就是控制变量法,故C正确;
D.开普勒第一定律的内容是:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上,不是正圆轨道,故D错误。
故选 AC。
9. 质量为1 kg的物体(可视为质点)在水平外力F的作用下,从t=0时刻开始在平面直角坐标系xoy(未画出)所决定的光滑水平面内运动。运动过程中,x方向和y方向的速度-时间图像如图甲、乙图所示,下列说法中正确的是( )
A. 质点做匀变速曲线运动
B. 质点所受外力F的大小为50N
C. 前6s内外力F对质点所做的功为900J
D. 6s末,外力F功率的大小为150W
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图可知,x方向物体做匀速直线运动,y方向物体做初速度为零的匀加速运动,合运动是匀变速曲线运动,故A正确;
B.由乙图知物体运动的加速度
由牛顿第二定律知质点所受外力F的大小为,故B错误;
C.前6s在y方向上物体的位移
所以前6s内外力F对质点所做的功为,故C错误;
D.6s末,外力F功率的大小为,故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,两侧带有固定挡板(不计厚度)的平板小车甲静止在光滑水平地面上,车底板长为L,与平板车质量相等的小物块乙(可视为质点)由平板车底板中点处以大小为的初速度向右运动,已知甲、乙之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,甲、乙间的碰撞为弹性碰撞,碰撞时间极短,可忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙共速前,乙的运动方向可能反向
B. 甲、乙相对滑动的总路程为
C. 甲、乙达到共同速度所需的时间为
D. 若甲、乙共速前发生了9次碰撞,则共速后乙与甲左端的距离为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.取向右为正,设乙、甲的速度分别为,,乙相对甲的速度为
系统水平方向动量守恒,故
设碰撞前两者的速度分别为,,碰撞后的速度分别为,。碰撞过程动量守恒、机械能守恒,有,
联立并舍去未发生碰撞的解,得,
因此每次碰撞只使相对速度反向;在相邻两次碰撞之间,滑动摩擦使相对速率减小,所以始终有
结合系统动量关系,乙的速度满足
故乙不可能反向运动,故A错误;
BC.滑动时,乙、甲在水平方向均只受大小为的滑动摩擦力。由牛顿第二定律得,
故两者加速度之差为
碰撞时间不计,且每次碰撞不改变相对速率,因此相对速率由减为零的总时间满足
解得
设甲、乙相对滑动的总路程为,由匀变速直线运动速度与位移的关系得
解得,故BC正确;
D.乙从底板中点开始相对甲向右运动,第1次碰撞发生在右端,此后碰撞位置在左右两端交替。发生第9次碰撞时,乙到达右端,此前包括半个底板长和8个完整底板长的相对路程,故
设共速后乙与甲左端的距离为。第9次碰撞后乙相对甲向左运动,结合前述相对滑动总路程得,故D正确。
故选BCD。
第二卷 非选择题(54分)
三、实验探究题(16分)
11. 某实验小组用如图甲所示的装置探究“在合外力一定的情况下,滑块的加速度与质量的关系”。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________(填选项前的字母)
A. 滑块的质量应远大于砂和砂桶的总质量
B. 平衡摩擦力时,需用细线将砂桶跨过定滑轮系在滑块上
C. 实验时,应先释放滑块,再接通打点计时器的电源
D. 实验中,电火花打点计时器应该选用220V的交流电源
(2)平衡摩擦力时,纸带左端与滑块相连,打点计时器打出的点迹如图乙所示,说明平衡摩擦力________(选填“不足”或“过度”)。
(3)正确平衡摩擦力后,实验中得到如图丙的一条纸带,相邻两个计数点间还有4个点未画出,则此次实验滑块的加速度大小为________(保留两位有效数字)。
【答案】(1)AD (2)不足
(3)0.27
【解析】
【小问1详解】
A.因为不能直接测量细线对小车的拉力,所以需要满足滑块的质量应远大于砂和砂桶的总质量,让砂和砂桶的总重力等于细线的拉力,故A正确;
B.平衡摩擦力时,需要取下砂桶,让小车带着穿过限位孔的纸带运动,故B错误;
C.实验时,应先接通打点计时器电源,待打点稳定后再释放滑块,故C错误;
D.电火花计时器的工作电源是220V的交流电源,故D正确。
故选AD。
【小问2详解】
从左到右,速度变小,做减速运动,因此平衡摩擦力不足。
【小问3详解】
相邻两个计数点间还有4个点未画出,则相邻两点的时间间隔
则加速度
12. 某学习小组利用图1所示的装置验证系统的机械能守恒。所用器材有:气垫导轨、气源、光电门(含光电计时器)、带遮光条的滑块、刻度尺、天平、细线及钩码等。重力加速度为g,用天平测出滑块与遮光条的总质量M和钩码的质量m。实验主要步骤如下:
(1)为减小测量误差,本实验选取的遮光条宽度应尽量________________(选填“大”或“小”)一些。
(2)调节气垫导轨至水平,调整滑轮高度使细线与导轨平行,测得遮光条的宽度为d,将滑块置于光电门左侧某位置,用刻度尺测出遮光条中心到光电门中心的距离为x。接通光电门电源,将滑块由静止释放,记录遮光条通过光电门时的挡光时间t,在该过程中滑块与钩码组成系统的重力势能减小量为________________,动能的增加量为________________。(用题中的物理量符号表示)
(3)改变x,做多组实验。记录与x1、x2…xn对应的时间t1、t2…tn,作出图像如图2所示。若在误差允许的范围内,图像的斜率k满足k=________________(用M、m、d和g表示),则可认为系统机械能守恒。
(4)若在实验中,由于系统受到恒定阻力f作用,作出的图像的斜率为k0(k0>k),则阻力f=________________________(用m、g、k0和k表示)。
【答案】(1)小 (2) ①. mgx ②.
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
本实验是把遮光条通过光电门的平均速度当作瞬时速度,根据,可知遮光条宽度d越小,平均速度就越接近遮光条通过光电门瞬间的真实瞬时速度,误差更小,则选取的遮光条宽度应尽量小一些。
【小问2详解】
[1]在该过程中滑块与钩码组成系统的重力势能减小量为
[2]滑块通过光电门的速度
动能的增加量为
【小问3详解】
若机械能守恒,则有,即
化简得
结合图2得
【小问4详解】
由于系统受到恒定阻力f作用,则
化简得
又
联立解得
四、计算题(38分,13题8分,14题12分,15题18分)
13. 我国探月工程已进入实质性工作阶段,我们在不久的将来必能登陆月球.若在登月后的某次实验中,测得一质量的物块由静止开始下落所用的时间,然后在水平月面上以初速度推出物块,已知月面与物块间的动摩擦因数,求:
(1)月球表面的重力加速度大小g;
(2)推出物块的内,物块的位移大小x。
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)根据自由落体运动可知
解得
.
(2)物块在月面上做减速运动,有
解得
物块停止所用的时间
接下来的物块始终保持静止,则
解得
14. 如图所示,光滑半球半径为,球心为,固定在水平地面上,其上方有一个光滑的四分之一圆弧轨道,高度为,轨道底端水平并与半球顶端相切。半径可不计、质量为的小球由点静止滑下,经过圆弧轨道最低点,从半球上点(图中未标出)离开,落在水平地面上。重力加速度为。求:
(1)小球在点对轨道的压力;
(2)C点距离水平地面的高度。
【答案】(1),方向竖直向下
(2)
【解析】
【小问1详解】
由动能定理可得
由圆周运动公式
解得
由牛顿第三定律可知,小球在点对轨道的压力大小,方向竖直向下。
【小问2详解】
设C点距离水平地面的高度为,由动能定理可得
小球在C点脱离轨道,则有
联立解得
15. 图示为一种缓冲装置的简化模型。两根光滑平行细导轨(足够长)水平放置,一质量为的缓冲细滑杆B与轨道垂直且左右对称放于轨道上,其中点通过一根不可伸长的轻绳连接一质量为的小球A。轻绳所在竖直面垂直于杆,初始状态绳拉直,与水平面夹角成,绳长为。静止释放小球,绳绷直后始终保持伸直状态,重力加速度为。求:
(1)滑杆B被锁定时,小球A运动到绳即将绷直前的速度大小;
(2)滑杆B被锁定时,小球A运动到最低点时的动能;
(3)解除滑杆B的锁定(B仅能在水平方向运动),令,若,请定量说明当取何值时,小球A运动至最低点的动能最小。
【答案】(1)
(2)
(3)时
【解析】
【小问1详解】
小球A先做自由落体运动至与轨道水平面对称位置,对A用动能定理
绷直前速度大小为
【小问2详解】
可以分解在沿绳方向,垂直于绳方向,如图所示
绷直后沿绳方向没有速度(关联速度),只剩,再从此位置到最低点对A列动能定理
解得
【小问3详解】
解除B的锁定后,A在绳绷直前的速度仍是,而绷直后由于受到绳的拉力远大于自身重力,故可以对A在水平及竖直方向列动量定理,设绳给的冲量大小为,绷直后A的水平速度为,竖直速度为,B的速度为,如图所示
以水平向左为正方向:
以竖直向上为正方向:
A、B在水平方向动量守恒
沿绳方向速度相等(关联速度):
联立解得,,
从绳绷直后瞬间至A运动到最低点,A、B组成的系统水平动量守恒、机械能守恒,设最低点处A的速度为(水平),B的速度为,则,
代入(2)结果得到
可以看出越大,在最低点处A的动能越小,则与(2)问锁定情况相比,损失的动能最大。即时,对A的缓冲效果最好,此时
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高2024级高三上学期第一次定时训练
物理试题
物理试卷共4页,满分100分。考试时间75分钟。
第一卷 选择题(46分)
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. 2026年美加墨世界杯,法国球员姆巴佩首秀踢出一弧线诡异的进球,足球入网时的情景如图所示,则( )
A. 足球在飞行和触网时惯性不变
B. 足球在飞行和触网时受力不变
C. 触网时足球对网的力大于网对足球的力
D. 进网时研究足球的转动可将其视为质点
2. 亚里士多德认为重的物体下落得快,轻的物体下落得慢,最终可能都匀速下落。下列最能反映这一情境的运动图像是( )
A. B.
C. D.
3. 一小球从点由静止开始做匀变速直线运动,到达点时速度为,到达点时的速度为,则等于( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,两根相同的轻弹簧、,劲度系数皆为。悬挂的重物的质量分别为、。取,则平衡时弹簧、的伸长量分别为( )
A. 30cm、20cm B. 20cm、30cm C. 15cm、10cm D. 10cm、15cm
5. 某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为和。图示简易地震仪由竖直弹簧振子和水平弹簧振子组成。在一次地震中,震源地位于地震仪正下方,观察到两振子相差开始振动,则( )
A. 先开始振动,震源距地震仪约
B. 先开始振动,震源距地震仪约
C. 先开始振动,震源距地震仪约
D. 先开始振动,震源距地震仪约
6. 在光学仪器中,“道威棱镜”被广泛用来进行图形翻转。如图所示,等腰梯形ABCD为该棱镜的横截面。现有与BC面平行的一条光线由O点射入AB面,经BC面反射后,从CD面射出的光线可能是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
7. 如图所示,长为L的不可伸长轻绳,一端固定在O点,另一端系有一质量为m、可视为质点的小球,O点正下方有一大小忽略不计的钉子P,向左拉动小球,使轻绳与竖直方向成大小为θ的夹角,再由静止释放小球,当小球刚好过最低点时,轻绳正好崩断。已知重力加速度为g,轻绳能承受的最大拉力为3mg,sinθ=0.6、cosθ=0.8,不计空气阻力,则O、P之间的距离为( )
A. 0.2L B. 0.4L C. 0.6L D. 0.8L
二、8-10每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 下列说法正确的是( )
A. 卡文迪什在测万有引力常量时,利用了微小量放大法
B. 物理学中认为,功就是能,能就是功
C. 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验中,采用了控制变量法
D. 由开普勒第一定律可知:所有的行星绕太阳运动的轨迹都是正圆,太阳处于圆心处
9. 质量为1 kg的物体(可视为质点)在水平外力F的作用下,从t=0时刻开始在平面直角坐标系xoy(未画出)所决定的光滑水平面内运动。运动过程中,x方向和y方向的速度-时间图像如图甲、乙图所示,下列说法中正确的是( )
A. 质点做匀变速曲线运动
B. 质点所受外力F的大小为50N
C. 前6s内外力F对质点所做的功为900J
D. 6s末,外力F功率的大小为150W
10. 如图所示,两侧带有固定挡板(不计厚度)的平板小车甲静止在光滑水平地面上,车底板长为L,与平板车质量相等的小物块乙(可视为质点)由平板车底板中点处以大小为的初速度向右运动,已知甲、乙之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,甲、乙间的碰撞为弹性碰撞,碰撞时间极短,可忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙共速前,乙的运动方向可能反向
B. 甲、乙相对滑动的总路程为
C. 甲、乙达到共同速度所需的时间为
D. 若甲、乙共速前发生了9次碰撞,则共速后乙与甲左端的距离为
第二卷 非选择题(54分)
三、实验探究题(16分)
11. 某实验小组用如图甲所示的装置探究“在合外力一定的情况下,滑块的加速度与质量的关系”。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________(填选项前的字母)
A. 滑块的质量应远大于砂和砂桶的总质量
B. 平衡摩擦力时,需用细线将砂桶跨过定滑轮系在滑块上
C. 实验时,应先释放滑块,再接通打点计时器的电源
D. 实验中,电火花打点计时器应该选用220V的交流电源
(2)平衡摩擦力时,纸带左端与滑块相连,打点计时器打出的点迹如图乙所示,说明平衡摩擦力________(选填“不足”或“过度”)。
(3)正确平衡摩擦力后,实验中得到如图丙的一条纸带,相邻两个计数点间还有4个点未画出,则此次实验滑块的加速度大小为________(保留两位有效数字)。
12. 某学习小组利用图1所示的装置验证系统的机械能守恒。所用器材有:气垫导轨、气源、光电门(含光电计时器)、带遮光条的滑块、刻度尺、天平、细线及钩码等。重力加速度为g,用天平测出滑块与遮光条的总质量M和钩码的质量m。实验主要步骤如下:
(1)为减小测量误差,本实验选取的遮光条宽度应尽量________________(选填“大”或“小”)一些。
(2)调节气垫导轨至水平,调整滑轮高度使细线与导轨平行,测得遮光条的宽度为d,将滑块置于光电门左侧某位置,用刻度尺测出遮光条中心到光电门中心的距离为x。接通光电门电源,将滑块由静止释放,记录遮光条通过光电门时的挡光时间t,在该过程中滑块与钩码组成系统的重力势能减小量为________________,动能的增加量为________________。(用题中的物理量符号表示)
(3)改变x,做多组实验。记录与x1、x2…xn对应的时间t1、t2…tn,作出图像如图2所示。若在误差允许的范围内,图像的斜率k满足k=________________(用M、m、d和g表示),则可认为系统机械能守恒。
(4)若在实验中,由于系统受到恒定阻力f作用,作出的图像的斜率为k0(k0>k),则阻力f=________________________(用m、g、k0和k表示)。
四、计算题(38分,13题8分,14题12分,15题18分)
13. 我国探月工程已进入实质性工作阶段,我们在不久的将来必能登陆月球.若在登月后的某次实验中,测得一质量的物块由静止开始下落所用的时间,然后在水平月面上以初速度推出物块,已知月面与物块间的动摩擦因数,求:
(1)月球表面的重力加速度大小g;
(2)推出物块的内,物块的位移大小x。
14. 如图所示,光滑半球半径为,球心为,固定在水平地面上,其上方有一个光滑的四分之一圆弧轨道,高度为,轨道底端水平并与半球顶端相切。半径可不计、质量为的小球由点静止滑下,经过圆弧轨道最低点,从半球上点(图中未标出)离开,落在水平地面上。重力加速度为。求:
(1)小球在点对轨道的压力;
(2)C点距离水平地面的高度。
15. 图示为一种缓冲装置的简化模型。两根光滑平行细导轨(足够长)水平放置,一质量为的缓冲细滑杆B与轨道垂直且左右对称放于轨道上,其中点通过一根不可伸长的轻绳连接一质量为的小球A。轻绳所在竖直面垂直于杆,初始状态绳拉直,与水平面夹角成,绳长为。静止释放小球,绳绷直后始终保持伸直状态,重力加速度为。求:
(1)滑杆B被锁定时,小球A运动到绳即将绷直前的速度大小;
(2)滑杆B被锁定时,小球A运动到最低点时的动能;
(3)解除滑杆B的锁定(B仅能在水平方向运动),令,若,请定量说明当取何值时,小球A运动至最低点的动能最小。
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