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山西省运城市2023-2024学年高三上学期11月期中考试物理试题
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这是一份山西省运城市2023-2024学年高三上学期11月期中考试物理试题，共12页。试卷主要包含了11等内容，欢迎下载使用。
2023.11
本试题满分100分，考试时间90分钟．答案一律写在答题卡上．
注意事项：
1．答题前，考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，认真核对条形码上的姓名、准考证号，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上．
2．答题时使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚．
3．请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效．
4．保持卡面清洁，不折叠，不破损．
一、单项选择题（本题共10小题，每小短3分，共30分）
1．关于对相互作用力的说法，正确的是（ ）
A．大小相等、方向相反，作用效果可相互抵消 B．冲量的总和可能不为零
C．功的总和一定为零 D．功的总和可能不为零
2．如图所示，为港珠澳大桥上连续四段等跨钢箱梁桥，相邻钢箱间距均为．若汽车从点由静止开始做匀加速直线运动，通过段的时间为,则（ ）
A．通过段的时间为 B．通过段的时间为
C．段的平均速度大于点的瞬时速度 D．段的平均速度大于点的瞬时速度
3．“无线蓝牙耳机”可在一定距离内实现与手机的无线连接．为了探究无线连接的最远距离，某兴趣小组甲乙两同学完成了以下实验：甲同学携带手机，乙同学佩戴无线蓝牙耳机，如图甲，时两名同学同时从起跑线沿两条相距的平行直线跑道向同一方向运动，其图像如图乙，测得整个运动过程中手机连接蓝牙耳机的总时间为,忽略蓝牙耳机连接和断开所需要的时间，则最远连接距离为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，细线一端系着质量为的小球，另一端系在车厢顶部，小车向左做直线运动时细线与竖直方向的夹角保持不变，且放在小车上质量的木块也与车厢保持相对静止，已知当地的重力加速度为,木块与车厢底板间的动摩擦因数为0.75，则下列说法正确的是（ ）
A．小车向左做匀加速直线运动
B．此时小球的加速度大小为
C．此时木块受到的摩擦力大小为,方向水平向右
D．此时木块受到的摩擦力大小为,方向水平向右
5．如图所示，圆心为、半径为的四分之一圆形光滑轨道竖直面定在水平地面上，在点正上方有一光滑的小滑轮，小滑轮到轨道最高点的距离为，轻绳的一端系一质量为的小球，靠放在光滑圆形轨道上的点，点到小滑轮的距离为,另一端绕过小滑轮后用力拉住．重力加速度大小为,则（ ）
A．小球静止在点时，圆形轨道对小球的支持力大小
B．小球静止在点时，绳对小球的拉力大小
C．缓慢地拉绳使小球由运动到,该过程中大小不变
D．缓慢地拉绳使小球由运动到,该过程中先变小后变大
6．两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离，随时间变化的关系如图所示．已知地球的半径为，引力常量为,卫星的线速度大于卫星的线速度，不考虑之间的万有力，则下列说法正确的是（ ）
A．卫星轨道半径之比为 B．卫星做圆周运动的周期之比为
C．卫星绕地球做圆周运动的周期为 D．地球的第一宇宙速度为
7．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，波源位于处的甲波沿轴正方向传播，波源位于处的乙波沿轴负方向传播，时刻两列波的波形图如图所示．已知甲、乙波速都为,下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两列波不能发生稳定的干涉
B．时刻，与处的两质点振动方向相同
C．两列波叠加后，处为振动减弱点
D．时刻，处的质点第一次到达处
8．一物块在高、长的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取,则（ ）
A．物块的质量为 B．物块下滑时加速度的大小为
C．当物块下滑时机械能损失了 D．物块下滑到最低点摩擦力做功
9．如图所示，一个上表面粗髓、中心有孔的水平圆盘绕轴转动，系有不可伸长细线的木块置于圆盘上，细线另一端穿过中心小孔系着一个小球．已知木块、小球皆可视为质点，质量均为,木块到点的距离为点与小球之间的细线长为当圆盘以角速度匀速转动时，小球以角速度随圆盘做圆锥摆运动，木块相对圆盘静止；连接小球的细线与竖直方向的夹角为，小孔与细线之间无摩擦，则下列说法错误的是（ ）
A．若木块和圆盘保持相对静止，不变，越大，则越大
B．若,无论多大木块都不会滑动
C．若增大，木块可能向点滑动
D．若增大，木块可能向点滑动
10．如图所示，两个小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出．已知半圆轨道的半径为与斜面竖直高度相等，斜面底边长为其竖直高度的2倍．若小球能落到半圆轨道上，小球能落到斜面上，均可视为质点，重力加速度取,则下列说法正确的是（ ）
A．如果球落在半圆轨道最低点，则其速度方向竖直向下
B．球落在斜面上时，其速度方向与水平面夹角的正切值为0.5
C．调整球初速度的大小，能使球垂直落在半圆轨道上
D．两球如果同时落在半圆轨道和斜面上，则其初速度
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
11．2018年12月8日发射成功的“嫦娥四号”探测器经过约110小时奔月飞行，到达月球附近，成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获并顺利进入环月轨道．若将整个奔月过程简化如下：“嫦娥四号”探测器从地球表面发射后，进入地月转移轨道，经过点时变轨进入距离月球表面的圆形轨道Ⅰ,在轨道Ⅰ上经过点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ，之后将择机在点着陆月球表面．下列说法正确的是（ ）
A．“嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行时在点的加速度小于在点的加速度
B．“嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期
C．“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上的运行速度大于月球的第一宇宙速度
D．“嫦娥四号”在地月转移轨道上点速度大于在轨道Ⅰ上点的速度
12．2021年10月25日，如图甲所示的全球最大“上回转塔机”成功首发下线，又树立了一面“中国高端制造”的新旗帜．若该起重机某次从时刻由静止开始向上提升质量为的重物，其图像如图乙所示，重力加速度为,不计其它阻力，下列说法正确的是（ ）
A．时间内，重物处于失重状态 B．时间内，重物增加的机械能为
C．该物体的最大速度为 D．时刻，重物的加速度为
13．如图所示，一固定的四分之一光滑圆弧轨道与逆时针匀速传动的足够长的水平传送带平滑连接于点，圆弧轨道半径为,质量的小物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，到达最低点时滑上水平传送带，已知传送带转动的速度大小为,小物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度取,则下列说法正确的是（ ）
A．小物块第1次经过点时对圆弧轨道的压力大小为
B．经过多次往复运动后，小物块最终将静止在点
C．小物块第次在传送带上来回运动的时间是
D．小物块第一次在传送带上运动的整个过程中在传送带上的痕迹长为
14．如图所示，质量均为的两木块通过劲度系数为的轻质弹簧拴接在一起，竖直静置在水平地面上．在的正上方高处有一质量为的木块,现将木块由静止释放，与发生碰撞后立刻粘在一起，碰撞时间极短，之后的运动过程中木块恰好未脱离地面．弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，重力加速度为．已知弹簧的劲度系数为，弹性势能表达式为，其中为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，则（ ）
A．木块与木块碰撞过程中损失的机械能为
B．物体恰好未脱离地面时，的加速度为
C．木块与木块碰撞时对的作用力的冲量大小为
D．弹簧的最大压缩量为
三、实验题（本题共2小题，共14分）
15．（6分）某同学利用如图1所示的装置完成了“探究加速度与外力的关系”实验．用一轻绳将两个完全相同的托盘拴接后跨过光滑的定滑轮，另在两侧的托盘中放入相同数目钩码．已知每个钩码的质量均为,此时两侧托盘和钩码的总质量均为,遮光条的宽度为,重力加速度用表示．实验时进行了如下的操作：
图1 图2
（1）平衡时遮光条与光电门相平齐；同学从托盘甲中取走一个钩码放在托盘乙中，将托盘甲向下拉至遮光条距离光电门处，然后由静止释放，遮光条经过光电门时的挡光时间为,托盘甲经过光电门时的速度为__________，托盘甲的加速度大小为__________．（结果用表示）
（2）将托盘甲中的钩码逐个地放到托盘乙中，保持（1）中的不变，重复操作，记录取走的钩码数和与之相对应的挡光时间，将记录的实验数据描绘在图2中，当图线的斜率__________时，即可证明物体的质量一定时，物体的加速度与合外力成正比．（用表示）
16．（8分）某学生小组利用图1所示的装置做“用单摆测重力加速度的大小”实验．
图1 图2 图3
（1）小球摆动的过程中，充当回复力的是__________
A．重力 B．重力和拉力的合力
C．拉力沿着水平方向的分力 D．重力沿着圆弧切线方向的分力
（2）为了使测量的误差尽量小，下列说法正确的是__________
A．组装单摆需选用密度和直径都较小的摆球
B．组装单摆需选用轻且不易伸长的细线
C．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大些以便于观察
D．为了测量方便，计时的起止位置应选在摆球到达最高点的位置
（3）在本实验中，由于刻度尺的量程不够，他们在细线上标注点，使小于刻度尺量程，如图1所示，保持点到球心的距离不变，通过改变的长度，可以改变摆线的长度．实验中，多次改变的长度，分别记为,测出对应小球完成次全振动的时间分别为，算出多次实验周期关系，并以作为纵轴，作为横轴，作出的图像如图2所示，设其斜率为,则可求重力加速度的大小为__________；
（4）该组同学测出重力加速度的大小后，想利用该值估测一圆弧面的半径．如图3所示，同学找出圆弧面的最低点,然后把一光滑的小球从点静止释放（远小于圆弧半径），从小球第一次经过点开始计时，到小球第次经过点计时结束，总时间为，则可利用公式__________（用表示）估算圆弧面的半径．
四、计算题（本题共3小题，共40分）
17．（11分）如图所示，质量为的长木板静止在光滑水平面上，其右端放一质量为的小滑块（可视为质点）．时刻，在长木板的左端施加一个水平向右的恒力,当时撤去外力,最终恰好没有滑离木板，已知滑块与木板间的动摩擦因数为,重力加速度取．求
（1）内滑块和木板各自的加速度大小；
（2）滑块恰好运动到木板边缘时的速度；
（3）木板的长度．
18．（14分）如图所示，质量为的小圆环套在足够长的光滑固定水平杆上，杆距离地面的高度为．质量为的小球通过长度为的轻绳与连接，初始时轻绳处于水平伸直状态，均静止，某时刻释放球到达最低点时轻绳恰好断裂，之后在光滑水平地面上向左运动，与一向右运动的小球发生弹性正碰，碰后的速度大小是速度大小的2倍，已知球的质量为,重力加速度,不计空气阻力，所有小球均可视为质点，求：
（1）轻绳断裂时，各自的速度大小；
（2）轻绳断裂时，距出发点多远；
（3）碰撞前球的速度．
19．（15分）如图所示，将原长为的轻质弹簧放置在倾角为的轨道上，弹簧的一端固定在点，另一端与质量为的滑块接触但不连接（滑块可视为质点）．长为端与半径为的光滑圆轨道相切，点在圆心的正上方，点与点等高．滑块与间的动摩擦因数．用外力推动滑块至点，使得，然后放开，滑块由静止开始沿轨道运动，之后刚好能到达圆轨道的最高点．已知重力加速度大小为．
（1）求滑块初始位于点时，弹簧的弹性势能;
（2）若更换另一个质量为的滑块，仍将滑块从点由静止释放，滑块能滑上圆轨道且能沿着圆轨道滑下，求的可能值范围；
（3）若滑块的质量,圆轨道的半径滑块恰能运动到点后又沿着圆轨道下滑，求从到的过程中，重力功率的最大值．
命题人：康杰中学 闫利琴
运城中学 古聪红
运城市2023-2024学年高三期中调研测试物理参考答案
一、选择题(46分)
二．实验题 （14分)
15.(6分)
（1） dt d22ht2 （2）Md22hmg
16.(8分)
（1）D （2）B （3）4π2k （4）4t02kN-12
三．计算题（40分）
17.（11分）
（1）对滑块A，由牛顿第二定律得：μmg=ma1 分
对木板B，由牛顿第二定律得：F-μmg=Ma2 分
解得a1=3m/s2 分
a2=7m/s2 分
（2）解法一
设撤去F时，A、B的速度分别为vA、vB，由运动学规律可得：
vA=a1t1=3m/s
vB=a2t1=7m/s 分
撤去力F后，A的加速度不变，对B得：μmg=分
所以a=1m/s2
设再经过时间t2二者共速，速度为v，
所以v=vA+a1t2=vB-at2 分
解得：t2=1s
v=6m/s 分
解法二
设撤去F时，A、B的速度分别为vA、vB，由运动学规律可得：
vA=a1t1=3m/s
vB=a2t1=7m/s 分
撤去力F后，对A、B系统由动量守恒得：mAvA+mBvB=mA+mBv 分
解得：v=6m/s 分
解法三
对AB系统在整个过程，由动量定理得：Ft1=mA+mBv 分
解得：v=6m/s 分
（3）
解法一
由运动学规律可得：
XB=12aBt1 2+vB+v2t2=10m 分
XA=12aAt1+t22=6m 分
所以L=4m 分
解法二
由功能关系得：
F∙12aBt1 2-μmgL=12mA+mBv2 分
解得：L=4m 分
解法三
由图像可得L=4m 分
18（14分）
（1）球B开始运动至绳断裂，A、B组成的系统水平动量、机械能均守恒，所以
mAvA=mBvB 分
mBgL=12mAVA2+12mBVB 2 分
解得vA=8m/s 分
vB=2m/s 分
(2)A、B组成的系统水平动量守恒，所以mAxA=分
又根据xA+xB=L 分
解得：xA=0.8m 分
(3)B、C发生弹性碰撞，所以系统动量守恒
以向左为正方向，mBvB+mCvC=mBvB '+mCvC' 分
机械能守恒 12mBVB 2+12mCVC2=12mBVB '2+12mCVC'2 分
解得：vB'=2+2vC3 分
vC'=8-vC3 分
又因为vC'=2vB' 分
解得：vC=45m/s（舍去） vC=-4m/s 负号表示速度方向向右 分
19.(15分)
(1)对滑块在D点，由牛顿第二定律得：mg=mv2L 分
对滑块从P点到D点，由能量守恒得EP=μmgcs37×3L2+mg3L2sin37+mgL1+cs37+12mv2 分
解得：v=gL
EP=3.8mgL 分
(2)若滑块质量较大，恰好运动到B点，由能量守恒得EP=μm2gcs37×3L2+分
质量较小，恰好运动到C点，由能量守恒得EP=μm3gcs37×3L2+m3g3L2sin37+分
解得：m2=3815m 分
m3=3823m 分
所以m1的可能值范围 3823m≤m1<3815m 分
(3)设滑块运动到C与B之间的F点时，重力功率最大。OF与水平OC夹角为α
对C点到F点，由能量守恒得：mgLsinα=12mv'2 分
功率P=mgv’csα 分
所以P=mg2gLsinα∙csα 分
令y=sinαcs2α
求导可得当sinα=33时，y有最大值，且此时α<53 分
所以功率最大值P=65W 分
解法2
滑块在F点重力功率最大，即竖直方向速度最大，所以竖直方向受力平衡，mg=FNsinα 分
又因为FN-mgsinα=mv‘2L 分
对C点到F点，由能量守恒得：mgLsinα=12mv'2 分
解得 sinα=33 且此时α<53 分
所以P=mgv’csα=65W 分题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
D
A
C
D
C
D
D
B
C
D
AD
BC
AC
BD
2023.11
本试题满分100分，考试时间90分钟．答案一律写在答题卡上．
注意事项：
1．答题前，考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，认真核对条形码上的姓名、准考证号，并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上．
2．答题时使用0.5毫米的黑色中性（签字）笔或碳素笔书写，字体工整、笔迹清楚．
3．请按照题号在各题的答题区域（黑色线框）内作答，超出答题区域书写的答案无效．
4．保持卡面清洁，不折叠，不破损．
一、单项选择题（本题共10小题，每小短3分，共30分）
1．关于对相互作用力的说法，正确的是（ ）
A．大小相等、方向相反，作用效果可相互抵消 B．冲量的总和可能不为零
C．功的总和一定为零 D．功的总和可能不为零
2．如图所示，为港珠澳大桥上连续四段等跨钢箱梁桥，相邻钢箱间距均为．若汽车从点由静止开始做匀加速直线运动，通过段的时间为,则（ ）
A．通过段的时间为 B．通过段的时间为
C．段的平均速度大于点的瞬时速度 D．段的平均速度大于点的瞬时速度
3．“无线蓝牙耳机”可在一定距离内实现与手机的无线连接．为了探究无线连接的最远距离，某兴趣小组甲乙两同学完成了以下实验：甲同学携带手机，乙同学佩戴无线蓝牙耳机，如图甲，时两名同学同时从起跑线沿两条相距的平行直线跑道向同一方向运动，其图像如图乙，测得整个运动过程中手机连接蓝牙耳机的总时间为,忽略蓝牙耳机连接和断开所需要的时间，则最远连接距离为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，细线一端系着质量为的小球，另一端系在车厢顶部，小车向左做直线运动时细线与竖直方向的夹角保持不变，且放在小车上质量的木块也与车厢保持相对静止，已知当地的重力加速度为,木块与车厢底板间的动摩擦因数为0.75，则下列说法正确的是（ ）
A．小车向左做匀加速直线运动
B．此时小球的加速度大小为
C．此时木块受到的摩擦力大小为,方向水平向右
D．此时木块受到的摩擦力大小为,方向水平向右
5．如图所示，圆心为、半径为的四分之一圆形光滑轨道竖直面定在水平地面上，在点正上方有一光滑的小滑轮，小滑轮到轨道最高点的距离为，轻绳的一端系一质量为的小球，靠放在光滑圆形轨道上的点，点到小滑轮的距离为,另一端绕过小滑轮后用力拉住．重力加速度大小为,则（ ）
A．小球静止在点时，圆形轨道对小球的支持力大小
B．小球静止在点时，绳对小球的拉力大小
C．缓慢地拉绳使小球由运动到,该过程中大小不变
D．缓慢地拉绳使小球由运动到,该过程中先变小后变大
6．两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离，随时间变化的关系如图所示．已知地球的半径为，引力常量为,卫星的线速度大于卫星的线速度，不考虑之间的万有力，则下列说法正确的是（ ）
A．卫星轨道半径之比为 B．卫星做圆周运动的周期之比为
C．卫星绕地球做圆周运动的周期为 D．地球的第一宇宙速度为
7．甲、乙两列简谐横波在同一均匀介质中传播，波源位于处的甲波沿轴正方向传播，波源位于处的乙波沿轴负方向传播，时刻两列波的波形图如图所示．已知甲、乙波速都为,下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两列波不能发生稳定的干涉
B．时刻，与处的两质点振动方向相同
C．两列波叠加后，处为振动减弱点
D．时刻，处的质点第一次到达处
8．一物块在高、长的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取,则（ ）
A．物块的质量为 B．物块下滑时加速度的大小为
C．当物块下滑时机械能损失了 D．物块下滑到最低点摩擦力做功
9．如图所示，一个上表面粗髓、中心有孔的水平圆盘绕轴转动，系有不可伸长细线的木块置于圆盘上，细线另一端穿过中心小孔系着一个小球．已知木块、小球皆可视为质点，质量均为,木块到点的距离为点与小球之间的细线长为当圆盘以角速度匀速转动时，小球以角速度随圆盘做圆锥摆运动，木块相对圆盘静止；连接小球的细线与竖直方向的夹角为，小孔与细线之间无摩擦，则下列说法错误的是（ ）
A．若木块和圆盘保持相对静止，不变，越大，则越大
B．若,无论多大木块都不会滑动
C．若增大，木块可能向点滑动
D．若增大，木块可能向点滑动
10．如图所示，两个小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出．已知半圆轨道的半径为与斜面竖直高度相等，斜面底边长为其竖直高度的2倍．若小球能落到半圆轨道上，小球能落到斜面上，均可视为质点，重力加速度取,则下列说法正确的是（ ）
A．如果球落在半圆轨道最低点，则其速度方向竖直向下
B．球落在斜面上时，其速度方向与水平面夹角的正切值为0.5
C．调整球初速度的大小，能使球垂直落在半圆轨道上
D．两球如果同时落在半圆轨道和斜面上，则其初速度
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）
11．2018年12月8日发射成功的“嫦娥四号”探测器经过约110小时奔月飞行，到达月球附近，成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获并顺利进入环月轨道．若将整个奔月过程简化如下：“嫦娥四号”探测器从地球表面发射后，进入地月转移轨道，经过点时变轨进入距离月球表面的圆形轨道Ⅰ,在轨道Ⅰ上经过点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ，之后将择机在点着陆月球表面．下列说法正确的是（ ）
A．“嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行时在点的加速度小于在点的加速度
B．“嫦娥四号”沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期
C．“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上的运行速度大于月球的第一宇宙速度
D．“嫦娥四号”在地月转移轨道上点速度大于在轨道Ⅰ上点的速度
12．2021年10月25日，如图甲所示的全球最大“上回转塔机”成功首发下线，又树立了一面“中国高端制造”的新旗帜．若该起重机某次从时刻由静止开始向上提升质量为的重物，其图像如图乙所示，重力加速度为,不计其它阻力，下列说法正确的是（ ）
A．时间内，重物处于失重状态 B．时间内，重物增加的机械能为
C．该物体的最大速度为 D．时刻，重物的加速度为
13．如图所示，一固定的四分之一光滑圆弧轨道与逆时针匀速传动的足够长的水平传送带平滑连接于点，圆弧轨道半径为,质量的小物块从圆弧轨道的最高点由静止释放，到达最低点时滑上水平传送带，已知传送带转动的速度大小为,小物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度取,则下列说法正确的是（ ）
A．小物块第1次经过点时对圆弧轨道的压力大小为
B．经过多次往复运动后，小物块最终将静止在点
C．小物块第次在传送带上来回运动的时间是
D．小物块第一次在传送带上运动的整个过程中在传送带上的痕迹长为
14．如图所示，质量均为的两木块通过劲度系数为的轻质弹簧拴接在一起，竖直静置在水平地面上．在的正上方高处有一质量为的木块,现将木块由静止释放，与发生碰撞后立刻粘在一起，碰撞时间极短，之后的运动过程中木块恰好未脱离地面．弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，重力加速度为．已知弹簧的劲度系数为，弹性势能表达式为，其中为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量，则（ ）
A．木块与木块碰撞过程中损失的机械能为
B．物体恰好未脱离地面时，的加速度为
C．木块与木块碰撞时对的作用力的冲量大小为
D．弹簧的最大压缩量为
三、实验题（本题共2小题，共14分）
15．（6分）某同学利用如图1所示的装置完成了“探究加速度与外力的关系”实验．用一轻绳将两个完全相同的托盘拴接后跨过光滑的定滑轮，另在两侧的托盘中放入相同数目钩码．已知每个钩码的质量均为,此时两侧托盘和钩码的总质量均为,遮光条的宽度为,重力加速度用表示．实验时进行了如下的操作：
图1 图2
（1）平衡时遮光条与光电门相平齐；同学从托盘甲中取走一个钩码放在托盘乙中，将托盘甲向下拉至遮光条距离光电门处，然后由静止释放，遮光条经过光电门时的挡光时间为,托盘甲经过光电门时的速度为__________，托盘甲的加速度大小为__________．（结果用表示）
（2）将托盘甲中的钩码逐个地放到托盘乙中，保持（1）中的不变，重复操作，记录取走的钩码数和与之相对应的挡光时间，将记录的实验数据描绘在图2中，当图线的斜率__________时，即可证明物体的质量一定时，物体的加速度与合外力成正比．（用表示）
16．（8分）某学生小组利用图1所示的装置做“用单摆测重力加速度的大小”实验．
图1 图2 图3
（1）小球摆动的过程中，充当回复力的是__________
A．重力 B．重力和拉力的合力
C．拉力沿着水平方向的分力 D．重力沿着圆弧切线方向的分力
（2）为了使测量的误差尽量小，下列说法正确的是__________
A．组装单摆需选用密度和直径都较小的摆球
B．组装单摆需选用轻且不易伸长的细线
C．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大些以便于观察
D．为了测量方便，计时的起止位置应选在摆球到达最高点的位置
（3）在本实验中，由于刻度尺的量程不够，他们在细线上标注点，使小于刻度尺量程，如图1所示，保持点到球心的距离不变，通过改变的长度，可以改变摆线的长度．实验中，多次改变的长度，分别记为,测出对应小球完成次全振动的时间分别为，算出多次实验周期关系，并以作为纵轴，作为横轴，作出的图像如图2所示，设其斜率为,则可求重力加速度的大小为__________；
（4）该组同学测出重力加速度的大小后，想利用该值估测一圆弧面的半径．如图3所示，同学找出圆弧面的最低点,然后把一光滑的小球从点静止释放（远小于圆弧半径），从小球第一次经过点开始计时，到小球第次经过点计时结束，总时间为，则可利用公式__________（用表示）估算圆弧面的半径．
四、计算题（本题共3小题，共40分）
17．（11分）如图所示，质量为的长木板静止在光滑水平面上，其右端放一质量为的小滑块（可视为质点）．时刻，在长木板的左端施加一个水平向右的恒力,当时撤去外力,最终恰好没有滑离木板，已知滑块与木板间的动摩擦因数为,重力加速度取．求
（1）内滑块和木板各自的加速度大小；
（2）滑块恰好运动到木板边缘时的速度；
（3）木板的长度．
18．（14分）如图所示，质量为的小圆环套在足够长的光滑固定水平杆上，杆距离地面的高度为．质量为的小球通过长度为的轻绳与连接，初始时轻绳处于水平伸直状态，均静止，某时刻释放球到达最低点时轻绳恰好断裂，之后在光滑水平地面上向左运动，与一向右运动的小球发生弹性正碰，碰后的速度大小是速度大小的2倍，已知球的质量为,重力加速度,不计空气阻力，所有小球均可视为质点，求：
（1）轻绳断裂时，各自的速度大小；
（2）轻绳断裂时，距出发点多远；
（3）碰撞前球的速度．
19．（15分）如图所示，将原长为的轻质弹簧放置在倾角为的轨道上，弹簧的一端固定在点，另一端与质量为的滑块接触但不连接（滑块可视为质点）．长为端与半径为的光滑圆轨道相切，点在圆心的正上方，点与点等高．滑块与间的动摩擦因数．用外力推动滑块至点，使得，然后放开，滑块由静止开始沿轨道运动，之后刚好能到达圆轨道的最高点．已知重力加速度大小为．
（1）求滑块初始位于点时，弹簧的弹性势能;
（2）若更换另一个质量为的滑块，仍将滑块从点由静止释放，滑块能滑上圆轨道且能沿着圆轨道滑下，求的可能值范围；
（3）若滑块的质量,圆轨道的半径滑块恰能运动到点后又沿着圆轨道下滑，求从到的过程中，重力功率的最大值．
命题人：康杰中学 闫利琴
运城中学 古聪红
运城市2023-2024学年高三期中调研测试物理参考答案
一、选择题(46分)
二．实验题 （14分)
15.(6分)
（1） dt d22ht2 （2）Md22hmg
16.(8分)
（1）D （2）B （3）4π2k （4）4t02kN-12
三．计算题（40分）
17.（11分）
（1）对滑块A，由牛顿第二定律得：μmg=ma1 分
对木板B，由牛顿第二定律得：F-μmg=Ma2 分
解得a1=3m/s2 分
a2=7m/s2 分
（2）解法一
设撤去F时，A、B的速度分别为vA、vB，由运动学规律可得：
vA=a1t1=3m/s
vB=a2t1=7m/s 分
撤去力F后，A的加速度不变，对B得：μmg=分
所以a=1m/s2
设再经过时间t2二者共速，速度为v，
所以v=vA+a1t2=vB-at2 分
解得：t2=1s
v=6m/s 分
解法二
设撤去F时，A、B的速度分别为vA、vB，由运动学规律可得：
vA=a1t1=3m/s
vB=a2t1=7m/s 分
撤去力F后，对A、B系统由动量守恒得：mAvA+mBvB=mA+mBv 分
解得：v=6m/s 分
解法三
对AB系统在整个过程，由动量定理得：Ft1=mA+mBv 分
解得：v=6m/s 分
（3）
解法一
由运动学规律可得：
XB=12aBt1 2+vB+v2t2=10m 分
XA=12aAt1+t22=6m 分
所以L=4m 分
解法二
由功能关系得：
F∙12aBt1 2-μmgL=12mA+mBv2 分
解得：L=4m 分
解法三
由图像可得L=4m 分
18（14分）
（1）球B开始运动至绳断裂，A、B组成的系统水平动量、机械能均守恒，所以
mAvA=mBvB 分
mBgL=12mAVA2+12mBVB 2 分
解得vA=8m/s 分
vB=2m/s 分
(2)A、B组成的系统水平动量守恒，所以mAxA=分
又根据xA+xB=L 分
解得：xA=0.8m 分
(3)B、C发生弹性碰撞，所以系统动量守恒
以向左为正方向，mBvB+mCvC=mBvB '+mCvC' 分
机械能守恒 12mBVB 2+12mCVC2=12mBVB '2+12mCVC'2 分
解得：vB'=2+2vC3 分
vC'=8-vC3 分
又因为vC'=2vB' 分
解得：vC=45m/s（舍去） vC=-4m/s 负号表示速度方向向右 分
19.(15分)
(1)对滑块在D点，由牛顿第二定律得：mg=mv2L 分
对滑块从P点到D点，由能量守恒得EP=μmgcs37×3L2+mg3L2sin37+mgL1+cs37+12mv2 分
解得：v=gL
EP=3.8mgL 分
(2)若滑块质量较大，恰好运动到B点，由能量守恒得EP=μm2gcs37×3L2+分
质量较小，恰好运动到C点，由能量守恒得EP=μm3gcs37×3L2+m3g3L2sin37+分
解得：m2=3815m 分
m3=3823m 分
所以m1的可能值范围 3823m≤m1<3815m 分
(3)设滑块运动到C与B之间的F点时，重力功率最大。OF与水平OC夹角为α
对C点到F点，由能量守恒得：mgLsinα=12mv'2 分
功率P=mgv’csα 分
所以P=mg2gLsinα∙csα 分
令y=sinαcs2α
求导可得当sinα=33时，y有最大值，且此时α<53 分
所以功率最大值P=65W 分
解法2
滑块在F点重力功率最大，即竖直方向速度最大，所以竖直方向受力平衡，mg=FNsinα 分
又因为FN-mgsinα=mv‘2L 分
对C点到F点，由能量守恒得：mgLsinα=12mv'2 分
解得 sinα=33 且此时α<53 分
所以P=mgv’csα=65W 分题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
D
A
C
D
C
D
D
B
C
D
AD
BC
AC
BD
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