重庆市云阳县高阳中学2022-2023学年高三上学期第二次质量检测物理试题(含答案)

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重庆市高阳中学2023届第二次质量检测  物理 满分: 100分  时间90分钟一单项选择题（共计7道小题，每题4分，共计28分）1. 某车以 的速度匀速驶入高速公路 ETC 收费通道时, ETC 天线完成对车载电子标签的识别后发出 “滴”的一声, 同时自动栏杆开始抬起,栏杆完全抬起需要用时 , 此时车头距栏杆只有 , 为了避免撞杆, 司机制动刹车, 若不计司机的反应时间, 刹车的加速度大小至少为（     ）A.      B.  C.    D. 2. 质量为 的运动员从下蹲状态竖直向上起跳, 经时间 身体伸直并刚好离开水平地面, 此时 运动员的速度大小为 , 不计空气阻力, 重力加速度大小为 。则 (     )A.运动员在加速上升过程中处于失重状态B.该过程中, 地面对运动员的冲量大小为 C.该过程中, 地面对运动员做功为 0D.该过程中, 运动员的动量变化量大小为 3. 质量为 的新能源汽车从静止开始沿平直公路匀加速启动, 最后以额定功率做匀速运动, 牵引力 随速度 变化的图像如图所示, 已知汽车额定功率为 , 受到的阻力大小恒为 , 则(     )A.汽车的最大速度大小为              B.汽车匀加速阶段的加速度大小为 C.汽车匀加速阶段用时为              D.汽车匀加速阶段前进的距离为 4. 如图所示, 宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上 点沿水平方向以一定初速度抛出一个小球, 测得小球经时间 落到斜坡上距离 点为 的另一点 , 斜面的倾角为 , 已知 该星球半径为 , 引力常量为 , 则(     )A.该星球的第一宇宙速度为 B.该星球表面的重力加速度大小为 C.小球的初速度大小为 D.人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期为 5. 如图所示, 原长为 的轻弹簧一端固定于 点, 另一端与质量为 的小球相连, 初始时, 将小球置于倾角为 的光滑斜面上的 点, 此时轻弹簧水平且恰好处于原长。现将小球 从 点由静止释放, 在小球从 点下滑到 点的过程中, 小球始终末离开斜面, 小球在 点时弹簧竖直。重力加速度为 。则(     )A.释放瞬间,小球的加速度大小为         B.弹簧的弹性势能先增大后减小C.弹簧长度最短时, 小球有最大速度            D.小球到达 点时的速度小于 6.北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段由若干地球静止轨道卫星 、倾斜地球同步轨道卫星 和中圆地球轨道卫星 组成。如图所示, 三类卫星都绕地球做 匀速圆周运动, 卫星 距地面高度为 , 地球自转周期为 , 地球半径为 , 地球表面重力加 速度为 , 引力常量为 。则(     )A.卫星 距地面高度为       B.卫星 的加速度大小为 C.卫星 的线速度大小为         D.地球的密度为 7.如图所示, 质量为 的小球套在粗糙直杆上, 杆与水平面间始终保持 角。初始时直杆静止, 小球恰好静止在 点, 间距为 。现使小球与直杆一起绕经过直杆下端的竖直轴 以某一角速度 匀速转动, 小球仍处于 点且与直杆之间的摩擦力恰好为零。重力加速度为 。已知 。则(      )A.小球与直杆之间的动摩擦因数为 B.小球的角速度 C.小球受到的弹力大小为 D.当直杆以角速度 转动时,小球受到的摩擦力方向沿杆向上二 多项选择题（共计3道小题，每题5份，共计15分）8. 溜索是一种古老的渡河工具, 如图所示。粗钢索两端连接在河两岸的固定桩上, 把滑轮、保险绳索与人作为整体, 总质量为 。整体从高处平台上的 点由静止出发, 沿钢索滑下, 滑过 最低点 , 到达 点时速度为零, 两点的高度差为 , 重力加速度为 , 不计空气阻力。则(     )A.整体滑到 点时速度最大B.整体滑到 点时受到弹力大小为 C.从 点滑到 点的过程中, 整体重力的功率先增大后减小D.从 点滑到 点的过程中, 摩擦产生的热量为 9. 如图所示, 可视为质点的两个小球 穿在固定且足够长的光滑竖直细杆上, 不可伸长的轻绳跨过光滑轻质滑轮与 连接, 用外力 拉动滑轮, 使 保持静止, 轻绳两端与杆的夹角分别为 。则(     )A.细杆对小球 的弹力大小之比为 B.小球 的质量之比为 C.外力 的方向与竖直方向成 角D.外力 与小球 的重力大小之比为 10.  如图所示, 是半径为 的四分之一圆弧形光滑槽, 静置于光滑水平面上, 为与 的圆心等高的点, 的最低点与水平面相切于 点。小球 静止在 右边的水平面上。小球 从 点自由释放, 到达水平面上与小球 发生弹性正碰。整个过程中, 不计一切摩擦, 的 质量分别为 , 重力加速度大小为 , 则(     )A.小球 第一次下滑到 点时的速率为 B.小球 第一次下滑到 点时,光滑槽 的速率为 C.小球 与小球 碰撞后, 小球 的速率为 D.小球 与小球 碰撞后, 小球 沿光滑槽 上升最大高度为 三 实验题（共计2道小题，共计15分）11. 实验题（6分）某同学在家中利用手边的器材来探究动量定理,实验设计如图甲所示,将小球在固定的刻度尺的旁边由静止释放,用手机拍摄小球自由下落过程的视频,然后再用视频分析软件获得连续相等时间间隔T内小球的位置及它们之间的距离,如图乙所示,当地重力加速度为g。(1)小球在位置4时的瞬时速度大小为                             (用题中所给物理量符号表示  )  (2)取小球在位置2～4的过程研究,则验证动量定理的表达式为                           (用题中所给物理量符号表示);(3)实验过程中发现小球所受重力的冲量大于小球动量的增加量,请写一条减小这个实验误差的改进方法:                                   12. 实验题（9分）某学生利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律, 将一质量 的小球 拴接在细绳的一端, 另一端固定在 点, 使小球在竖直面内做圆周运动, 并在小球经过的最低点和最高点处固定两个光电门。已知当地重力加速度 。请回答下列问题:(1) 用螺旋测微器测量小球的直径, 如图乙所示, 则该小球的直径                (2) 实验过程中, 测得小球经过光电门 1 和光电门 2 时的挡光时间分别为 和 , 则有              (选填“大于”“等于”或“小于”);(3) 若测得细绳的长度 , 小球在实验过程中做完整的圆周运动, 测得小球经过光电门 1 时的挡光时间 应不大于               (结果保留两位有效数字);(4) 若在误差允许范围内, 小球的机械能守恒, 则关系式                             成立 (用题 中所给物理量符号表示)。四 解答题（共计3道小题，共42分，写清楚必要的文字说明和演算步骤）13. 解答题（10分） 如图所示, 一只可爱的企鹅在倾角为 的冰面上玩要, 先以恒定加速度从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”, 经 后, 在 处, 突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行, 最后退滑到出发点。企鹅在滑行过程中姿势保持不变, 企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数 , 已知 。取重力加速度 , 求:（1）企鹅向上 “奔跑”的加速度大小 ;  (2)企鹅滑行过程所用的总时间 总 (结果可用根号表示)。14. 解答题（14分） 如图所示, 某同学设计了 “蝴蝶” 型轨道竖直放置在水平面上, 该轨道由四个光滑半圆形轨道 和粗糙的水平直轨道 组成, 轨道 的半径均 为 , 轨道 半径均为 两端与水平地面相切。现将质量 的小滑块从光滑水平地面上 点以不同初速度释放, 小滑块沿轨道上滑。已知小滑块与轨道 的动摩擦因数 , 其他阻力均不计, 小滑块可视为质点, 重力加速度取 。(1) 若小滑块恰能沿轨道运动到 点, 求小滑块的初速度大小 (结果可用根号表示);(2) 若小滑块恰能沿轨道从 点运动到 点, 求小滑块在 圆轨道运动时对轨道 点 的弹力大小;(3) 若小滑块最终能停在 轨道上, 且运动过程中不脱离轨道, 求小滑块的初速度大小范围 (结果可用根号表示)。15. 解答题（18分）如图所示, 足够长的光滑平台上有静止的小滑块 , 两滑块之间有一段轻质弹簧刚好处于原长, 滑块 与轻弹簧栓接, 滑块 末栓接弹簧, 平台右端与倾角 的倾斜传送带平滑连接, 传送带以 的恒定速度顺时针转动。现给滑块 瞬时向右的冲量 , 此后运动过程中, 滑块 脱离弹簧后滑上传送带, 并恰好能到达传送带顶端。已知滑块 与传送带之间的动摩擦因数 , 取重力加速度 。求:(1) 滑块 刚滑上传送带时的速度大小;(2) 滑块 在传送带上运动过程中, 摩擦力对滑块 做的总功;(3) 滑块 返回平台与滑块 、弹簧发生二次作用过程中, 弹簧的最大弹性势能 (结果可用根号表示)。
参考答案及解析 1.  【答案】B 【解析】根据位移一时间关系可知, , B 正确, A、C、D 错误。 2.  【答案】C 【解析】对运动员, 在加速上升过程中加速度向上, 处于超重状态, 错误;运动员的动量变化量大小为 错误;由动量定理, , 地面对运动员的冲量大小为 错误;地面对运动员的力的作用点的位移为 0 , 地面对运动员做功为 0 , C 正确。 3.  【答案】C 【解析】汽车匀速行驶时, , 最大速度大小为 错误;汽车匀加速阶段的牵引力 , 有 , 得 , B 错误; , 有 , C 正确;汽车在匀加速阶段, , D 错误。 4.  【答案】A 【解析】该星球的第一宇宙速度 , A 正确; 小球在坚直方向上做匀加速直线运动, , 得 , B 错误;小球在水平方向上做匀速直线运动, , 得 错误;人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的 最小周期 , D 错误。 5.  【答案】D 【解析】释放瞬间, 小球的加速度 , A 错误;弹簧的形变量先增大后减小, 再增大, 故弹簧的弹性势能先增大后减小, 再增大, B 错误; 弹簧长度最短时, , 得 , 小球仍在加速, 故此时速度不是最大速度, C 错误;小球从 点到 点过程中, 由机械能守恒, 有 , 则 , D 正确。 6.  【答案】C 【解析】设地球表面某物体质量为 , 有 , 得 , 对卫星 , 得 , A 错误;卫星 的周期与卫星 相同, 有 , B 错误;对卫星 , 得 , C 正确;地球的密度 , D 错误。 7.  【答案】B 【解析】小球静止时, 受力分析, , 解得 , A 错误;小球 转动时, , 解得 , B 正确;小球转动时, , C 错误;当小球的角速度 时, 重力和支持力的合力不足以提供向心力, 摩擦力方向沿杆向下, D 错误。 8.  【答案】CD 【解析】对滑轮、保险绳索与人的整体, 受到重力、弹力、摩擦力, 滑到 点时, 由于摩擦力作用, 整体已经在减速, 此时速度不是最大, 错误;由于运动轨道是曲线, 滑到 点时, 需提供坚直向上的向心力, 弹力大于 错误; 点和 点重力的功率都为零, 可知从 点滑到 点的过程中, 重力的功率先增大后减小, C 正确;从 点滑到 点的过程中, 由能量守恒, 摩擦产生的热量等于 正确。 9.  【答案】AD 【解析】设每段绳拉力大小为 , 对 受力分析, 有 , 对 受力分析, 有 , 可得 , A 正确, B 错误;外力 的方向在两段轻绳的角平分线上, 与竖直方向成 角, C 错误;对 轻绳、轻质滑轮整体受力分析有 , 解得 , D 正确。 10. 【答案】BD 【解析】以向右为正方向, 设小球 从圆弧形光滑槽 上下滑到水平面时, 的速度分别为 和 , 则 , 解得 , A 错误,B 正确;设 小球碰撞后速度分别为 , 则 , , 得 , C 错误; 设小球 沿 上滑的过程中, 上升的最大高度为 , 此时二者共速, 设速度为 , 则 , 解得 , D 正确。 11. 【答案】 (1) (2) (3) 选择体积小、密度大的小球 【解析】(1) 小球在位置 4 时的瞬时速度大小为 ;(2) 取小球在位置 的过程研究, 根据动量定理可知, , 即 , 可得 (3) 小球所受重力的冲量大于动量的增加量, 是由于空气阻力影响, 减小空气阻力影响可减小误差, 如选择体积小、密度大的小球等. 12. 【答案】(1) (5.799 均可) (2)大于(3) (4) (4gL 也可) 【解析】(1) ;(2) 由于小球经过光电门 2 时速度较大, 即 , 则有 大于 ;(3) 小球经过光电门 1 时, 由 , 得 , 解得 ;(4) 由小球的机械能守恒得, , 即 。 13. 【答案】(1)  (2)总时间为  【解析】(1) 设企鹅向上 “奔跑”时加速度大小为 , 有 解得 (2) 设企鹅向上 “奔跑” 时的末速度大小为 , 有 设向上滑行时企鹅的加速度大小为 , 时间为 解得 又 解得 设向下滑行时, 企鹅的加速度大小为 , 时间为 解得 解得 总时间为  14. 【答案】(1) (2) (3)大小范围为  【解析】(1) 小滑块恰能沿轨道运动到 点,有 解得 (2) 若小滑块恰能沿轨道从 点运动到 点, 在 圆轨道运动时在 点, 有 从 点运动到 点, 有 在 圆轨道运动时在 点, 有 根据牛顿第三定律, 小滑块对轨道的弹力大小 解得 (3) 若小滑块最终能停在 轨道上, 有最小初速度时, 在 圆轨道运动时在 点, 有 从 点运动到 点, 有 解得 有最大初速度时, 在 圆轨道运动时到 点速度为 0从 点运动到 点, 有 解得 则小滑块的初速度大小范围为  15. 【答案】(1)  (2) (3)  【解析】(1) 设 获得的初速度大小为 , 利用动量定理, 解得 在 和弹簧作用的过程中, 取向右为正方向, 有 解得 (2)设 从滑上传送带到与传送带共速的过程中加速度大小为 , 位移大小为 ,有 解得 解得 设此后滑块 向上减速运动的过程中加速度大小为 , 位移大小为 ,有 解得 又 解得 向下加速过程, 设到达传送带底端速度大小为 , 有 解得 滑块 在传送带上运动的过程中, 有 解得 (3)对 和弹簧二次碰撞过程, 取向左为正方向, 有 解得 解得