辽宁沈阳市某校2026-2027学年高三上学期限时训练四物理试题

物理 限时训练四 一、单选题 1．我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为，且轨迹交于点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（    ） A．谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度 B．谷粒2在最高点的速度小于 C．两谷粒从到的运动时间相等 D．两谷粒从到的平均速度相等 2．在某地区的干旱季节，人们常用水泵从深水井中抽水灌溉农田，简化模型如图所示。水井中的水面距离水平地面的高度为H。出水口距水平地面的高度为h，与落地点的水平距离约为l。假设抽水过程中H保持不变，水泵输出能量的倍转化为水被抽到出水口处增加的机械能。已知水的密度为，水管内径的横截面积为S，重力加速度大小为g，不计空气阻力。则水泵的输出功率约为（    ） A． B． C． D． 3．在水平面上有一个U形滑板A，A的上表面有一个静止的物体B，左侧用轻弹簧连接在滑板A的左侧，右侧用一根细绳连接在滑板A的右侧，开始时弹簧处于拉伸状态，各表面均光滑，剪断细绳后，则（　　） A．弹簧原长时A动量最大 B．压缩最短时A动能最大 C．系统动量变大 D．系统机械能变大 4．为清除太空碎片对航天器的潜在威胁，某兴趣小组提出一种设想。如图所示，一质量为的太空碎片绕地球做半径为的匀速圆周运动，在点受到一个与其速度方向垂直且背离地心向外的瞬时冲量作用、变轨到图中的椭圆轨道，最终进入大气层而烧毁，设地球质量为，引力常量为、则该太空碎片受到冲量作用后瞬间的动能为（     ） A． B． C． D． 5．如图所示，由光滑刚性杆组成的正四面体框架放置在水平面上，三条棱上各套有一个质量为的小球。三个小球通过相同的轻质弹簧连接，静止时恰好处于同一水平面。已知弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为，重力加速度大小为，则每根弹簧的伸长量为（     ） A． B． C． D． 6．一种叫“空中飞椅”的游乐项目，如图所示，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，转盘匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，若人与座椅的总质量为m，钢绳与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，人与座椅可视为质点，不计绳子重力和空气阻力，下列说法正确的是（ ） A．人和座椅受到重力、拉力和向心力三个外力作用 B．人和座椅匀速转动一周，钢绳拉力的冲量方向与竖直方向成一定夹角 C．人和座椅匀速转动一周，钢绳的拉力的冲量大小为 D．人与座椅从静止到匀速转动过程中，钢绳对人与座椅做的功为 7．如图所示，质量均为2m的木块A、B并排放在光滑水平面上，木块A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为l的细线，细线另一端系一质量为m的小球C。现将小球C拉起使细线水平伸直且无拉力，并由静止释放小球C，重力加速度为g，小球和木块均可视为质点。下列判断正确的是（     ） A．小球C从释放到轨迹最低点的过程中，物体A、B和小球C组成的系统动量守恒 B．小球C从释放到轨迹最低点的过程中，木块A移动的距离为 C．木块A、B分离时，木块A的速度大小为 D．小球C第一次到达轻杆左侧能上升的最大高度为l（相对于轨迹的最低点） 8．如图，物块的质量分别为、、，通过不可伸长的轻绳绕过两个固定轻质光滑定滑轮与连接，与位于正下方的用劲度系数为的轻弹簧相连。初始时托住和，使弹簧处于原长，三个物块均静止。现同时无初速度释放和，运动中，物块均视为质点且不与滑轮相碰，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，弹性势能（为形变量），重力加速度大小为。则（     ） A．释放后瞬间的加速度大小为 B．释放后瞬间轻绳上的拉力大小为 C．释放后下降的最大距离为 D．释放后的速度最大值为 9．如图所示，半径为、内壁光滑的圆环轨道固定在竖直平面内。初始时刻，质量为 的小球甲从圆环内表面最高处以大小为（为重力加速度大小）的水平初速度向右运动，同时质量为的小球乙从圆环内表面最低处以某一水平初速度向左运动。当甲第一次运动到圆环最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点。不计空气阻力，下列说法正确的是（     ） A．乙的初速度大小为 B．甲、乙两小球运动的周期相等 C．任意时刻两小球的连线均过圆环圆心 D．存在某一时刻两小球对圆环作用力的合力为零 二、多选题 10．如图，物块A、B用轻弹簧连接并放置于水平传送带上，传送带以1m/s的恒定速率顺时针转动。t=0时，A的速度大小为2m/s，方向水平向右，B的速度为0，弹簧处于原长，t=t1时（t1为未知量），A第一次与传送带共速，弹簧弹性势能0.75J。已知A、B可视为质点，质量分别为1kg、2kg，与传送带的动摩擦因数为0.5、0.25；A与传送带相对滑动时会留下痕迹，重力加速度大小取，A、B始终在传送带上，弹簧始终在弹性限度内，则（　　） A．在t=时，A的加速度大小比B的小 B．t=t1时，B的速度大小为0.5m/s C．t=t1时，弹簧的压缩量为0.2m D．0﹣t1过程中，A在传送带上留下的划痕长度小于0.05m 11．一列简谐横波沿x轴传播，在时的波形如图甲所示，M、N、Q是介质中的三个质点，已知图乙为M、N、Q中某个质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．时，N、Q两质点第1次速度相同 B．时，M、Q两质点第1次速度相同 C．时，M、N两质点第1次速度等大反向 D．时，M、Q两质点第1次速度等大反向 12．如图所示，轴上有两个振幅均为的波源分别位于和处。已知时，自平衡位置开始向下振动，时，第二次处于波峰位置；时，波源自平衡位置开始向下振动，较长时间后，用频闪相机连续拍摄处的点和处的点间的波形，依次获得如虚线框中所示的①、②、③、④、⑤五个波形，且①和⑤是同一振动周期内轴各点位移都达到最大值时拍摄的波形。下列说法正确的是（　　） A．频闪相机的频率为 B．时，两列波相遇 C．时，点经过的路程为 D．间（除外）有7个加强点 13．直角坐标系的轴为两种均匀介质Ⅰ、Ⅱ的分界线。位于和处的波源先后发出的两列频率都为的机械波相向传播（不考虑波在界面的反射），某时刻两列波均第一次传到处，该时刻波形图如图所示。下列说法正确的是（     ） A．两列波波源的起振方向相反 B．右边的波传到处时，处的质点正处于波谷位置 C．两列波波源频率相同，相遇后会发生干涉，且处为振动减弱点 D．两列波波源频率相同，但从一种介质传到另一种介质过程频率变化，故不会发生干涉 14．如图所示，在光滑绝缘的水平桌面上，一根劲度系数为的绝缘轻弹簧一端固定在竖直挡板上，另一端连接一个质量为、电荷量为的小球，初始时小球静止，弹簧处于原长状态。现施加一个水平向右、电场强度大小为的匀强电场，小球在电场力和弹簧弹力的作用下开始做简谐运动，不计空气阻力，下列说法正确的是（   ） A．小球做简谐运动的回复力由电场力和弹簧弹力的合力提供，回复力大小始终与弹簧形变量成正比 B．小球做简谐运动的振幅为 C．小球运动的最大速度为 D．若将电场强度大小增大为，则小球做简谐运动的周期将增大 15．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 16．如图，长方体中空容器（器壁很薄）装满水后静止在光滑水平面上，总质量为9m，一颗质量为m的子弹以水平初速度从容器的左侧壁射入容器，最终留在容器底部与容器相对静止。整个过程子弹未与右侧壁接触，水对子弹阻力的水平分量与子弹相对于水的水平分速度始终满足（k为已知常数），子弹射入时留下的弹孔到容器底部的高度为h，重力加速度为g，忽略射入容器瞬间容器壁对子弹运动的影响，不计弹孔处水的微量流失。下列说法正确的是（　　） A．子弹最终的速度大小为 B．从开始射入到刚好共速，子弹受到的总冲量大小为 C．最终子弹到容器左侧壁的距离为 D．整个过程子弹、容器和水构成的系统损失的机械能为 三、实验题 17．某小组用单摆测量当地重力加速度。 (1)实验中测量单摆的周期时，为减小误差，并未直接测量单摆1次全振动的时间，而是将单摆从平衡位置拉开一个角度（不超过），然后释放小球，记下单摆做50次全振动的总时间，算出平均每做一次全振动的时间，即为单摆的振动周期。下列实验采用了类似方法的有（     ） A．“测定玻璃的折射率”实验中折射角的测量 B．“用双缝干涉测光的波长”实验中相邻亮条纹间的距离的测量 C．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中合力的测量 (2)实验过程中，多次改变摆长，分别记为、、⋯，测得相应的周期分别为、、。为减小误差，下列数据处理方法可行的是______（多选，填标号）； A．根据，分别求得、⋯，然后求平均 B．根据，先分别求得以及，然后求得 C．以测量的为横坐标、以相应的为纵坐标作图像，根据图像斜率求 D．以测量的求得为横坐标、以相应的为纵坐标作图像，根据图像斜率求 (3)若某次测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度，造成这一情况可能的原因是______（填标号）。 A．开始摆动时振幅较小 B．测量周期时，误将摆球49次全振动的时间记为50次 C．开始计时时，过早按下停表 D．测量摆长时，以悬点到小球上端边缘的距离为摆长 四、解答题 18．如图甲所示，在在水面上点S为振源，A、B、C为水面上三点，A到S、B、C的距离分别为、和，且AC连线与SA、AB连线垂直，从C点开始振动计时，A、C两点的振动图像如图乙所示，实线为C的振动图像，虚线为A的振动图像，求： (1)该波的波长和传播速度； (2)波从A传播到B的最短时间。 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《物理 限时训练四》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B A B B C C D B BD 题号 11 12 13 14 15 16 答案 AC AD BC BC BCD ABC 1．B 2．B【详解】设水从出水口射出的初速度为，取时间内的水为研究对象，该部分水的质量为根据平抛运动规律 解得根据功能关系得联立解得水泵的输出功率为故选B。 3．A【详解】C．对整个系统分析可知合外力为0，A和B组成的系统动量守恒，系统动量不变，故C错误；ABD．整个系统只有弹簧弹力做功，机械能守恒，设弹簧的初始弹性势能为Ep，则 A和B组成的系统动量守恒，可得联立，可得可知当弹簧的弹性势能为零时，即弹簧原长时，物体B动能最大，速度最大，动量最大，则滑板A动量最大，故A正确；BD错误。 4．B【详解】设太空碎片做匀速圆周运动的速度为，根据万有引力提供向心力有 解得则碎片受到冲量前的初始动能为碎片在Q点受到瞬时冲量I作用，获得一个垂直于原速度方向的分速度，根据动量定理可得其大小为由于冲量方向（背离地心向外，即径向）与原速度方向垂直，根据矢量合成法则（勾股定理），作用后的合速度v的平方则该太空碎片受到冲量作用后瞬间的动能为 5．B【详解】根据题意可知，每根弹簧的伸长量相等，设每根弹簧的伸长量为，光滑刚性杆与地面的夹角为，结合正四面体的特点，由几何关系可得， 设两根弹簧对小球的弹力为，则有 对其中一个小球受力分析，如图所示 沿杆方向上，由平衡条件有联立解得 6． C【详解】A．取人和座椅为整体，实际受到重力和钢绳拉力；向心力是两力合力的水平分量，不是第三个外力，故A错误；BC．设钢绳拉力大小为，旋转周期为。人和座椅只受图示两力，拉力沿绳斜向转轴，重力竖直向下。 7． 由图可知，人和座椅的转动半径为。竖直方向无加速度，故水平方向由牛顿第二定律及向心加速度公式得联立可得钢绳拉力的水平冲量在一周内相互抵消。取竖直向上为正，设钢绳拉力的总冲量大小为，一周内动量变化为零，由动量定理得因此冲量竖直向上，大小为，故C正确B错误； D．由圆周运动线速度与周期的关系及前述周期，可得末速度满足从静止到匀速转动，人和座椅升高对此过程应用动能定理，设钢绳做功为，则 故，故D错误。 7．C【详解】A．系统在小球下摆过程中，竖直方向小球存在向心加速度，合外力竖直方向不为零，因此系统总动量不守恒，系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒，故A错误；B．小球从释放到最低点的过程中，A、B始终共速运动，系统水平方向动量守恒，初始总水平动量为0满足人船模型规律： 设小球水平位移大小为，A、B的位移大小为，则由几何关系，小球相对A的水平位移为，即联立解得，即木块A移动距离为，故B错误；C．小球摆到轨迹最低点时，细线拉力竖直向上，此后小球向左运动时，细线对A的拉力会产生向左的分力，使A减速，而B不受水平力将保持匀速，因此小球到达最低点瞬间就是A、B分离的时刻。 对该过程，水平动量守恒 系统机械能守恒 联立解得分离时A的速度，故C正确；D．初始 C 的势能为，当AB分离时，B物体分去一部分机械能，AC的总机械能小于，所以C到达的最大高度一定小于，故D错误。故选C。 8．D【详解】AB．根据题意可知，初始时弹簧处于原长，释放后瞬间，弹簧形变量不变，设释放后瞬间轻绳上的拉力大小为，对、整体，由牛顿第二定律有对，由牛顿第二定律有联立解得，，故A错误，B错误；CD．根据题意，把物块看成整体，左边受向下的，右边也受向下的，整体合力为零，由动量守恒定律有 则有可得解得，设释放后下降的最大距离为，则，此时弹簧形变量为由能量守恒定律有 解得释放后的速度最大时为，则有又有解得 则有，由能量守恒定律有解得，故C错误，D正确。 9．D【详解】A．根据题意当甲第一次运动到最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点，根据对称性可知，乙的初速度大小等于甲到达最低点时的速度大小，故乙在最高点时的速度大小等于，设乙球在最低处时速度为，由机械能守恒得 解得，故A错误； B．根据题意当甲第一次运动到最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点，根据对称性可知，球从最高点到最低点和从最低点到最高点的时间相等，故甲乙两球运动的周期相等，故B正确；CD．分析可知，甲从最高点运动到最低点，速度大小从增大到，乙从最低点到最高点，速度大小从减小到，从初始时刻取一很短时间，甲经过的弧长短，乙经过的弧长长，转过的角度不同，故不可能任意时刻两小球的连线均过圆心；故C错误；D．根据前面分析可知除两球分别在最高点和最低点时两球连线经过圆心，其它位置均不满足两小球的连线过圆心，乙球在最高点和最低点时，分别有，解得，甲球在最低点和最高点时，分别有，解得，根据牛顿第三定律可知乙球在最高点时对圆环的作用力大小为，此时甲球在最低点对圆环的作用力大小为；当乙球在最低点时对圆环的作用力大小为，此时甲球在最高点对圆环的作用力大小为，故这两个位置两球对圆环的作用力的合力不为零，结合前面分析其它位置均不满足两小球的连线过圆心，即其它位置两球对圆环的作用力不共线，故合力不可能为零，故对任意时刻两小球对圆环作用力的合力均不为零，故D错误。 10．BD【详解】AB．根据题意可知传送带对AB的滑动摩擦力大小相等都为初始时A向右减速，B向右加速，故可知在A与传送带第一次共速前，AB整体所受合外力为零，系统动量守恒有，代入数值解得t=t1时，B的速度为在A与传送带第一次共速前，对任意时刻对AB根据牛顿第二定律有，由于，故可知故A错误，B正确；C．在时间内，设AB向右的位移分别为，，由功能关系有解得故弹簧的压缩量为故C错误；D．A与传送带的相对位移为B与传送带的相对为 故可得由于时间内A向右做加速度逐渐增大的减速运动，B向右做加速度逐渐增大的加速运动，且满足，作出AB的图像 可知等于图形的面积，等于图形的面积，故可得结合可知，故D正确。 11．AC【详解】AB．由图甲可知，即由图乙可知，即则波速 据题意可知，图乙为N质点的振动图像，由图乙可知，时刻，N质点正在沿y轴正方向振动，结合图甲可知，Q质点位于正向最大位移处，波沿x轴正方向传播，当N、Q两质点第一次关于平衡位置对称时，N、Q两质点第1次速度相同，时刻，M质点的坐标为，即平衡位置由-1m运动到4m处，所用的时间；同理当平衡位置由-1m运动到3.5m处，M、Q两质点第1次速度相同，所用的时间，可知A正确，B错误；CD．当M、N两质点第1次关于波峰或波谷对称时，M、N两质点第1次速度等大反向，即波峰位置由-4m运动到-0.5m处，所用的时间；同理可知波峰位置由-4m运动到3.5m处，M、Q两质点第1次速度等大反向，所用的时间；C正确，D错误。 12．AD【详解】A．由图像可知，两列波发生了干涉现象，周期相等。时，自平衡位置开始向下振动，时，第二次处于波峰位置，所以，两列波的周期①和⑤在同一个周期内，所以经历的时间为频闪相机照相的间隔时间频闪相机的频率，故A正确；B．由图像可知，中点为振动加强点，点、点为振动减弱点，所以两列波波长相等，均为两列波的波速时，波源开始振动，此时已经传播了 剩余的距离由于波速一样，两列波相遇的位置为两列波相遇的时间，故B错误；C．由图像可知，点为振动减弱点，两列波叠加后的振幅为0cm。 传播到点的时间为传播到点的时间为所以，先传播到点，点开始向下振动，振动了半个周期即走过的路程两列波都到达点后，点振幅为0cm，所以时，点经过的路程为，故C错误；D．设间位置为的点为振动加强点，的取值范围为加强点到两波源的距离 解得，，或，或，或(舍)，或(舍)共7个振动加强点，故D正确。 13．BC【详解】A．某时刻两列波均第一次传到处，由题图结合波形平移法可知两波源在处引起的起振方向均沿y轴正方向，所以两列波波源的起振方向相同，故A错误；B．两列频率都为1Hz，则周期为左边介质中传播速度为右边介质中传播速度为机械波的波速由介质决定，从图示时刻起，右边的波一旦进入左边介质速度也变为，传到处需要的时间为由题图可知时的质点从平衡位置向上振动，则经过时间，处的质点正处于波谷位置，故B正确；C．两列波波源频率相同，相遇后会发生干涉；右边的波传到处时起振方向沿y轴正方向，由题图可知时处的质点处于波谷位置，则经过时间，左边的波在处从平衡位置沿y轴负方向振动，所以两列波相遇时，处为振动减弱点，故C正确；D．两列波波源频率相同，从一种介质传到另一种介质过程频率不会发生变化，会发生干涉，故D错误。 14．BC【详解】A．设施加匀强电场后，小球位于平衡位置时弹簧的伸长量为，有，任何位置的回复力由弹力和电场力的合力提供，大小为（为形变量），若设简谐运动离平衡位置的位移为，则有，A项错误；B．振幅是从速度为零的点到平衡位置的距离，即，又 ，解得，B项正确；C．小球经过平衡位置时速度最大，由动能定理可得解得，C项正确；D．由A项分析结合可知，振动周期与弹簧的劲度系数和小球质量有关，和振幅无关，当电场强度变成后，小球做简谐运动的振幅增大，但周期不变，D项错误。 15．BCD【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，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。 16．ABC【详解】A．系统水平方向动量守恒 解得子弹最终相对容器静止在底部，只有水平方向上的速度，即子弹最终的速度大小为。故Ａ正确；B．从开始射入到刚好共速，对子弹用动量定理子弹受到的总冲量大小为。故Ｂ正确；C．子弹射入容器后，任意时间内，水平方向上有 求和得解得，故C正确；D．整个过程子弹、容器和水构成的系统损失的机械能为。故Ｄ错误。 17．(1)B(2)AD(3)B【详解】（1）A．“测定玻璃的折射率”实验中折射角的测量采用直接测量，故A错误； B．题干中描述的实验方法是“累积法”来减小测量误差，而“用双缝干涉测光的波长”实验中相邻亮条纹间的距离的测量也采用了“累积法”减小实验误差，故B正确；C．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中合力的测量，使用了“等效替代法”，故C错误。（2）A．根据单摆周期公式 可得每组摆长L和周期T分别计算g，再对所有g取平均值，是多次测量取平均减小偶然误差的常规方法，做法可行，故A正确；B．根据单摆周期公式可得ｇ与L、成非线性关系，故先对L、T取平均再计算g，结果不是正确的平均值，误差更大，故B错误；CD．根据单摆周期公式变形得可知与成线性关系。若以为横坐标、为纵坐标，得到的是曲线，无法通过斜率计算；以为横坐标、为纵坐标，得到过原点的直线，斜率 可通过斜率求出g，故C错误，D正确。 （3）A．振幅越小，单摆的振动越接近简谐运动，故振幅较小不会对重力加速度的测量造成系统误差，故A错误； B．测量周期时，误将摆球49次全振动的时间记为50次，根据可知，周期的测量值偏小，根据可得，故重力加速度的测量值偏大，故B正确；C．开始计时时，过早按下停表，会导致周期的测量值偏大，根据可知，重力加速度的测量值偏小，故C错误；D．测量摆长时，以悬点到小球上端边缘的距离为摆长，会导致摆长的测量值偏小，根据可知，重力加速度的测量值偏小，故Ｄ错误。 18．(1)； (2) 【详解】（1）由振动图像可知，该波的周期为，A、C两点开始振动的时间差为 由图甲，，，所以A、C到波源的距离差满足 又 联立解得 因此 （2）由题意可得，则波从A传播到B的时间 所以当时，时间最短，解得最短时间为 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $