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湖南省多校2023-2024学年高一下学期3月大联考物理试题（Word版附解析）
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这是一份湖南省多校2023-2024学年高一下学期3月大联考物理试题（Word版附解析），共13页。
物理
本试卷共6页。全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑，如有改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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．关于物理学史和物理学研究方法，下列说法错误的是（ ）
A．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
B．伽利略在研究力和运动的关系时，依据逻辑推理，对实验进行了理想化处理，得出了力不是维持物体运动的原因，这里采用了理想实验法
C．亚里士多德在研究物体下落过程的运动规律时，把实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来，拓展了人类的科学思维方式和研究方法
D．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
2．机动车检测站进行车辆尾气检测的原理如下：车的主动轮压在两个相同粗细的有固定转动轴的滚筒上，可使车轮在原地转动，然后把检测传感器放入尾气出口，操作员将车轮加速一段时间，在与传感器相连的电脑上显示出一系列相关参数．现有如下简化图：前车轮内轮A的半径为，前车轮外轮B的半径为，滚筒C的半径为，已知，车轮与滚筒间不打滑，当车轮以恒定速度转动时，下列说法正确的是（ ）
A．A、B轮和滚筒C的角速度大小之比为5∶5∶3
B．A、B轮和滚筒C边缘的线速度大小之比为3∶5∶5
C．A、B轮和滚筒C边缘的向心加速度大小之比为3∶15∶25
D．A、B轮和滚筒C的周期之比为5∶3∶3
3．一小型无人机在高空中飞行，将其运动沿水平方向和竖直方向分解，水平位移随时间变化的关系如图甲所示，竖直方向的速度随时间变化的关系如图乙所示．关于该小型无人机，下列说法正确的是（ ）
A．内做匀加速直线运动B．时速度大小为
C．内加速度大小为D．内位移大小为
4．如图所示，某公园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，人体颠倒，若轨道半径为，人体重为（为重力加速度），要使乘客经过轨道最高点时人对座椅的压力等于自身重力，乘客和座椅均可视为质点，则过山车在最高点时的速度大小为（ ）
A．0B．C．D．
5．跳台滑雪是一项勇敢者的运动，运动员在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆．如图所示，某运动员从跳台处以不同的初速度沿水平方向飞出，在斜坡处着陆（点位置变化），间可以认为是一条倾斜的直滑道，斜坡与水平方向的夹角为，运动员可视为质点，不计空气阻力，关于运动员，下列说法错误的是（ ）
A．运动员在空中飞行的时间与初速度成正比
B．的距离与初速度成正比
C．落在点的速度方向不变
D．在空中距斜坡最大距离与初速度的平方成正比
6．如图所示，斜面体上有滑块，滑块在水平向右的和沿斜面向下的共同作用下沿斜面向下运动，斜面体在水平地面上静止且对地面无运动趋势，则下列说法正确的是（ ）
A．若同时撤去和，在滑块仍向下运动的过程中，此后滑块将做减速运动
B．若只撤去，在滑块仍向下运动的过程中，所受地面摩擦力的方向向右
C．若只撤去，在滑块仍向下运动的过程中，所受地面摩擦力不变
D．若把改成与同向，在滑块仍向下运动的过程中，所受地面摩擦力的方向向左
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．打夯机由夯锤、夯架、夯板、液压驱动装置、电子控制装置等组成．在装载机工作装置的牵引下，机动灵活地对不同位置进行准确、快速压实．如图甲为建筑行业使用的一种小型打夯机，其原理可简化为：一个质量为的支架（含电动机）上，有一根长为的轻杆带动一个质量为的铁球（铁球可视为质点），如图乙所示，重力加速度为，若在某次打夯过程中，铁球以角速度匀速转动，则（ ）
A．铁球所受合力大小不变
B．铁球做圆周运动的向心加速度始终不变
C．若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，则此时铁球线速度大小为
D．铁球转动到最高点时，处于超重状态
8．流量是指单位时间内通过管道横截面的流体的体积，在生活中经常需要测量流量来解决实际问题．环保人员在检查时发现一根排污管正在向外满口排出大量污水，如图所示的实心水柱，他测出水平管口距落点的竖直高度为，管口的直径为，污水落点距管口的水平距离为，重力加速度为，不考虑水柱在空中散开和空气阻力的影响，下列说法正确的是（ ）
A．污水离开管口时的速度为B．排出污水的流量
C．污水柱在空中的水柱越来越细D．增大出水口的速度，空中污水柱的体积不变
9．如图所示，倾角为的斜面固定在水平面上，一段轻绳左端拴接在质量为的物体上，右端跨过光滑的定滑轮连接质量为的物体，整个系统处于静止状态．对施加始终与轻绳端夹角为的拉力，使缓慢移动直至轻绳端水平，该过程中物体始终静止．下列说法正确的是（ ）
A．拉力先变大后变小B．轻绳的拉力先增大后减小
C．物体所受摩擦力可能先增大后减小D．地面对斜面体的摩擦力一直变大
10．如图所示，两物块套在水平粗䊁的杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过中点的轴转动，已知两物块质量相等，杆对物块的最大静摩擦力均为各自所受重力的倍，开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块到轴的距离为，物块到轴的距离为，现让该装置从静止开始转动，逐渐增大转速，从绳子处于自然长度到两物块即将滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．受到的静摩擦力一直增大B．受到的静摩擦力是先增大后减小再增大
C．当，绳子一定有弹力D．当相对于杆会滑动
三、非选择题：本题共5小题，共56分．
11．（6分）某高中物理课外探究小组利用ESP32和HX711及应变梁自制力传感器进行实验，探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”，实验装置如图甲所示．
（1）实验时，下列说法正确的是_______（填标号）．
A．使用电火花打点计时器时应选用学生电源
B．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数
C．不需要用天平测出砂和砂桶的总质量
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
（2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由以上数据可知，小车运动的加速度大小是（计算结果保留三位有效数字）；
（3）由实验得到小车的加速度与力传感器示数的关系如图丙所示．则小车的质量_______（计算结果保留两位有效数字）．
12．（8分）为了研究平抛运动，某同学用如图甲所示的装置进行实验．
（1）为了准确地描绘平抛运动的轨迹，下列要求不需要的是_______（填标号）．
A．小球应选重而小的球
B．本实验必需的器材还有刻度尺和停表
C．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
D．尽量减小小球和斜槽间的摩擦力
（2）甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹，以平抛运动的初始位置为坐标原点建立坐标系，如图乙所示．若坐标纸中每小方格的边长为，取重力加速度大小，根据图乙中点的坐标值，可以求得小球做平抛运动的初速度大小_______．
（3）乙同学实验后不小心将记录实验的坐标纸弄破损，平抛运动的初始位置缺失．他选取轨迹中任意一点为坐标原点，建立坐标系（轴沿水平方向、轴沿竖直方向，向下为正方向），如图丙所示．在轨迹中选取两点，坐标纸中每小方格的边长，取重力加速度大小，由此可知：小球运动到点时的速度大小为_______计算结果可用根式表示）；小球平抛运动的初始位置坐标为_______．
13．（12分）风洞试验主要采用人工的方式产生并且控制气流，在风洞中安置飞行器或其它物体模型，研究气体流动与模型的相互作用，从而了解实际物体的空气动力学特性．某次风洞实验室中可以产生沿水平方向、大小可调节的风力．如图所示，将一个质量为的小球放入风洞实验室的光滑水平地面上的点，小球以初速度水平向右抛出，此时调节水平风力的大小为恒定值的方向始终与初速度的方向垂直，最后小球运动到水平地面上的点．已知两点连线与初速度方向的夹角为．求：
（1）小球从点运动到点的时间；
（2）小球运动到点时的速度大小；
（3）小球从点运动到点的位移大小．
14．（16分）如图所示，为圆心角的粗䊁圆弧轨道，半径，末端与传送带水平相接，传送带顺时针转动，长度．一质量的小物块（可视为质点）自点以速度水平抛出，沿圆弧端切向滑入轨道做匀速圆周运动，离开圆弧轨道后进入传送带运动到点，小物块与传送带间的动摩擦因数．不计空气阻力，重力加速度，
（1）求间的距离（计算结果可用根式表示）；
（2）求小物块在圆弧轨道最低点处对轨道的压力大小；
（3）若传送带的速度可以任意调节，求小物块到达点的速度范围．
15．（14分）用的水平拉力向右拉一质量、足够长的木板，使得木板以的速度在水平地面上做匀速直线运动．某一时刻，将质量的铁块（可视为质点）轻轻地放在木板最右端，如图所示．当铁块与木板达到共速时撤去拉力．已知铁块与木板之间的动摩擦因数，取重力加速度大小，求：
（1）铁块与木板达到共速时的速度大小；
（2）铁块最终静止时，铁块到木板右端的距离．
湖南多校2024年上学期高一3月大联考·物理
参考答案、提示及评分细则
1．C 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故A正确；伽利略在研究力和运动的关系时，依据逻辑推理把实际实验理想化的思想是研究物理问题的重要方法，即理想实验法，故B正确；伽利略在研究下落物体的运动时，把实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来，拓展了人类的科学思维方式和研究方法，故C错误；根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法，故D正确．
2．C 为同轴转动，角速度大小相等；的线速度大小相同，根据可知，的角速度与半径成反比，故轮和滚筒的角速度大小之比为错；根据可知，轮边缘的线速度大小与半径成正比，的线速度大小相同，故轮和滚筒边缘的线速度大小之比为，B错；根据可知，轮和滚筒边缘的向心加速度大小之比为，C正确；根据可知，周期与角速度成反比，故轮和滚筒的周期之比为错误；故选C．
3．B 内，由题图甲知，水平方向做匀速直线运动；由题图乙知，内无人机竖直方向做匀加速直线运动，内做匀速直线运动；则内无人机做匀加速曲线运动，内做匀速直线运动，故A错误；时水平方向速度大小为，竖直方向速度大小为，则此时速度大小为，故B正确；内，无人机在水平方向和竖直方向均做匀速直线运动，加速度大小为错误；内，无人机在水平方向位移大小为，竖直方向位移大小为，则位移大小为，故D错误．
4．D 由题意可知，在最高点座椅对乘客的支持力大小为，根据牛顿第二定律可得，解得，故D正确，A、B、C错误．
5．B 运动员在空中做平抛运动，竖直方向有，水平方有解得在空中飞行的时间为，与初速度成正比，故A正确；的距离，与初速度的平方成正比，故B错误；落在斜面点时，位移偏角均为，根据平抛运动的推论，若速度偏角为，总有所以速度偏角相等，即落在B点的速度方向不变，故C正确；将与沿斜面方向和垂直斜面方向分解，如图：当运动员垂直斜面方向的速度为零时，在空中距斜坡的距离最大，则有，在空中距斜坡最大距离为与初速度的平方成正比，故D正确．
6．C 以A为研究对象，分析受力如图甲所示，根据题意可知，斜面体受到地面的摩擦力为零，则可知物体对斜面体的压力和滑动摩擦力的水平分量大小相等，即物体与斜面的动摩擦因数，若同时撤去和，在滑块仍向下运动的过程中，B受力如图乙所示，有，则滑块B匀速下滑，故A错误；若只撤去或只撤去，或者改变，物体对斜面的压力和滑动摩擦力的水平分量仍然大小相等，所以摩擦力依旧为零，故B、D错误，C正确．
7．铁球以角速度匀速转动时，由可得铁球所受合力大小不变，故A正确；铁球转动过程中，向心加速度方向时刻在变化，故B错误；若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，则有，解得，故C正确；铁球转动到最高点时，加速度指向圆心，竖直向下，铁球处于失重状态，故D错误．
8．ABC 污水从管口排出做平抛运动，设水流速度为，根据平抛运动规律，有，可求出，，A正确；排出污水的流量为，B正确；污水从出水口射出后，速度增大，若污水不散开，则污水柱在空中的水柱越来越细，C正确；空中污水柱的体积为，则增大出水口的速度，空中污水柱的体积变大，故D错误．
9．BC 以物体为研究对象，物体受到重力、轻绳的拉力，外力三个力作用而平衡，构成矢量三角形，置于几何圆中如图所示．在转动的过程中，轻绳的拉力由大小等于开始先增大，转过直径后开始减小至大小又等于；外力从零开始增加至末态处于直径上，转动后一直增加，故A错误，B正确；由于和大小关系未知，所以物体所受摩擦力情况不确定，当时，物体所受摩擦力先增大后减小，故C正确；以整体为研究对象，地面对斜面体的摩擦力大小等于外力水平方向的分力，应为先增大后减小，故D错误．
10．BC 开始角速度较小时，两物体均靠静摩擦力提供向心力，角速度增大，静摩擦力增大，根据，知，随着角速度的增大，先达到最大静摩擦力，先使绳子产生拉力，所以当绳子刚好产生拉力时，有，得，故C正确；此时受静摩擦力作用且未到最大静摩擦力，随着角速度的增大，对B，拉力和静摩擦力的合力提供向心力，角速度增大，则的静摩擦力会减小，然后反向增大（因为绳子增加的拉力比所需增加的向心力要多）．对A，拉力和最大静摩擦共同提供向心力，角速度增大，静摩擦力不变，可知的静摩擦力先增大达到最大静摩擦力后不变，的静摩擦力先增大后减小，再增大，故A错误，B正确；对整体，恰好与粗䊁杆发生相对滑动时，有：，得，故D错误．
11．（1）C （2）1.10 （3）3.0
解析：（1）电火花打点计时器应使用交流电，故A错误；打点计时器的使用，应先接通电源，后释放小车，故B错误；力传感器测量绳的拉力，则小车受到的拉力为，即力可以直接得到，不用测砂桶和砂的质量，故C正确、D错误．
（2）打点计时器打点周期为，则相邻计数点间的时间间隔为
小车的加速度为
（3）根据牛顿第二定律得
由题图丙可知斜率，小车质量为．
12．①BD （2）0.5 （3） 或（未写单位扣1分）
解析：（1）小球应选重而小的球，可忽略空气阻力的影响；该实验不需要停表测时间；为了保证小球的初速度相等，小球每次应从斜槽的同一位置静止释放；每次斜槽轨道对小球的摩擦力影响是一样的，故无需刻意减小摩擦力；故不需要的是BD．
（2）平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，所以有：
，代入解得
（3）平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做加速度为的匀加速直线运动．运动时间与水平位移成正比，所以有，竖直方向上有：
解得：，小球平抛运动的初速度大小为，那么，则；
由平抛运动的规律可知，小球平抛运动的初始位置坐标为或．
3．（1） （2） （3）
解析：（1）设小球运动到点时的速度大小为之间的距离．以点为坐标原点、初速度方向为轴正方向、风力方向为轴正方向，建立平面直角坐标系，如图所示，沿方向有：
沿风力方向：
又有：
联立解得：
（2）小球运动到点时，
小球运动到点时的速度大小：
解得：
（3）之间的距离：
解得：
14．（1）
（2）
（3）
解析：（1）根据题意可知，物块从抛出后做平抛运动，恰好从点滑入，根据几何关系可知其速度的偏向角为，设在点时竖直方向的分速度为，
有：
物块从到，竖直方向做自由落体运动，有：，解得：
水平方向上：
竖直方向上：
间的距离：
解得：
（2）物块到达B点时的速度：
从到做匀速圆周运动，可得：
在点对物块由牛顿第二定律有：
联立各式解得：
根据牛顿第三定律可得物块在圆弧轨道端对轨道的压力大小：
（3）根据牛顿第二定律有：
若物块从到始终减速，则有：
解得：
若物块从到始终加速，则有：
解得：
故小物块到达点的速度范围为：
15．（1） （2）
解析：（1）设木板与地面间的动摩擦因数为，未放铁块前，对木板有：
放上铁块后，对铁块受力分析，由牛顿第二定律有：
对木板则有
设经时间共速，有
解得：
（2）从铁块放到木板上到两者达到共速，有：
铁块与木板达到共速后，假设两者一起做匀减速直线运动，则
解得，
说明铁块将相对于木板向右滑动
此时对铁块有
对木板有
铁块最终静止时，铁块到木板右端的距离
物理
本试卷共6页。全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑，如有改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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．关于物理学史和物理学研究方法，下列说法错误的是（ ）
A．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
B．伽利略在研究力和运动的关系时，依据逻辑推理，对实验进行了理想化处理，得出了力不是维持物体运动的原因，这里采用了理想实验法
C．亚里士多德在研究物体下落过程的运动规律时，把实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来，拓展了人类的科学思维方式和研究方法
D．根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
2．机动车检测站进行车辆尾气检测的原理如下：车的主动轮压在两个相同粗细的有固定转动轴的滚筒上，可使车轮在原地转动，然后把检测传感器放入尾气出口，操作员将车轮加速一段时间，在与传感器相连的电脑上显示出一系列相关参数．现有如下简化图：前车轮内轮A的半径为，前车轮外轮B的半径为，滚筒C的半径为，已知，车轮与滚筒间不打滑，当车轮以恒定速度转动时，下列说法正确的是（ ）
A．A、B轮和滚筒C的角速度大小之比为5∶5∶3
B．A、B轮和滚筒C边缘的线速度大小之比为3∶5∶5
C．A、B轮和滚筒C边缘的向心加速度大小之比为3∶15∶25
D．A、B轮和滚筒C的周期之比为5∶3∶3
3．一小型无人机在高空中飞行，将其运动沿水平方向和竖直方向分解，水平位移随时间变化的关系如图甲所示，竖直方向的速度随时间变化的关系如图乙所示．关于该小型无人机，下列说法正确的是（ ）
A．内做匀加速直线运动B．时速度大小为
C．内加速度大小为D．内位移大小为
4．如图所示，某公园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，人体颠倒，若轨道半径为，人体重为（为重力加速度），要使乘客经过轨道最高点时人对座椅的压力等于自身重力，乘客和座椅均可视为质点，则过山车在最高点时的速度大小为（ ）
A．0B．C．D．
5．跳台滑雪是一项勇敢者的运动，运动员在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆．如图所示，某运动员从跳台处以不同的初速度沿水平方向飞出，在斜坡处着陆（点位置变化），间可以认为是一条倾斜的直滑道，斜坡与水平方向的夹角为，运动员可视为质点，不计空气阻力，关于运动员，下列说法错误的是（ ）
A．运动员在空中飞行的时间与初速度成正比
B．的距离与初速度成正比
C．落在点的速度方向不变
D．在空中距斜坡最大距离与初速度的平方成正比
6．如图所示，斜面体上有滑块，滑块在水平向右的和沿斜面向下的共同作用下沿斜面向下运动，斜面体在水平地面上静止且对地面无运动趋势，则下列说法正确的是（ ）
A．若同时撤去和，在滑块仍向下运动的过程中，此后滑块将做减速运动
B．若只撤去，在滑块仍向下运动的过程中，所受地面摩擦力的方向向右
C．若只撤去，在滑块仍向下运动的过程中，所受地面摩擦力不变
D．若把改成与同向，在滑块仍向下运动的过程中，所受地面摩擦力的方向向左
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．打夯机由夯锤、夯架、夯板、液压驱动装置、电子控制装置等组成．在装载机工作装置的牵引下，机动灵活地对不同位置进行准确、快速压实．如图甲为建筑行业使用的一种小型打夯机，其原理可简化为：一个质量为的支架（含电动机）上，有一根长为的轻杆带动一个质量为的铁球（铁球可视为质点），如图乙所示，重力加速度为，若在某次打夯过程中，铁球以角速度匀速转动，则（ ）
A．铁球所受合力大小不变
B．铁球做圆周运动的向心加速度始终不变
C．若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，则此时铁球线速度大小为
D．铁球转动到最高点时，处于超重状态
8．流量是指单位时间内通过管道横截面的流体的体积，在生活中经常需要测量流量来解决实际问题．环保人员在检查时发现一根排污管正在向外满口排出大量污水，如图所示的实心水柱，他测出水平管口距落点的竖直高度为，管口的直径为，污水落点距管口的水平距离为，重力加速度为，不考虑水柱在空中散开和空气阻力的影响，下列说法正确的是（ ）
A．污水离开管口时的速度为B．排出污水的流量
C．污水柱在空中的水柱越来越细D．增大出水口的速度，空中污水柱的体积不变
9．如图所示，倾角为的斜面固定在水平面上，一段轻绳左端拴接在质量为的物体上，右端跨过光滑的定滑轮连接质量为的物体，整个系统处于静止状态．对施加始终与轻绳端夹角为的拉力，使缓慢移动直至轻绳端水平，该过程中物体始终静止．下列说法正确的是（ ）
A．拉力先变大后变小B．轻绳的拉力先增大后减小
C．物体所受摩擦力可能先增大后减小D．地面对斜面体的摩擦力一直变大
10．如图所示，两物块套在水平粗䊁的杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过中点的轴转动，已知两物块质量相等，杆对物块的最大静摩擦力均为各自所受重力的倍，开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块到轴的距离为，物块到轴的距离为，现让该装置从静止开始转动，逐渐增大转速，从绳子处于自然长度到两物块即将滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．受到的静摩擦力一直增大B．受到的静摩擦力是先增大后减小再增大
C．当，绳子一定有弹力D．当相对于杆会滑动
三、非选择题：本题共5小题，共56分．
11．（6分）某高中物理课外探究小组利用ESP32和HX711及应变梁自制力传感器进行实验，探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”，实验装置如图甲所示．
（1）实验时，下列说法正确的是_______（填标号）．
A．使用电火花打点计时器时应选用学生电源
B．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数
C．不需要用天平测出砂和砂桶的总质量
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
（2）实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由以上数据可知，小车运动的加速度大小是（计算结果保留三位有效数字）；
（3）由实验得到小车的加速度与力传感器示数的关系如图丙所示．则小车的质量_______（计算结果保留两位有效数字）．
12．（8分）为了研究平抛运动，某同学用如图甲所示的装置进行实验．
（1）为了准确地描绘平抛运动的轨迹，下列要求不需要的是_______（填标号）．
A．小球应选重而小的球
B．本实验必需的器材还有刻度尺和停表
C．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
D．尽量减小小球和斜槽间的摩擦力
（2）甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹，以平抛运动的初始位置为坐标原点建立坐标系，如图乙所示．若坐标纸中每小方格的边长为，取重力加速度大小，根据图乙中点的坐标值，可以求得小球做平抛运动的初速度大小_______．
（3）乙同学实验后不小心将记录实验的坐标纸弄破损，平抛运动的初始位置缺失．他选取轨迹中任意一点为坐标原点，建立坐标系（轴沿水平方向、轴沿竖直方向，向下为正方向），如图丙所示．在轨迹中选取两点，坐标纸中每小方格的边长，取重力加速度大小，由此可知：小球运动到点时的速度大小为_______计算结果可用根式表示）；小球平抛运动的初始位置坐标为_______．
13．（12分）风洞试验主要采用人工的方式产生并且控制气流，在风洞中安置飞行器或其它物体模型，研究气体流动与模型的相互作用，从而了解实际物体的空气动力学特性．某次风洞实验室中可以产生沿水平方向、大小可调节的风力．如图所示，将一个质量为的小球放入风洞实验室的光滑水平地面上的点，小球以初速度水平向右抛出，此时调节水平风力的大小为恒定值的方向始终与初速度的方向垂直，最后小球运动到水平地面上的点．已知两点连线与初速度方向的夹角为．求：
（1）小球从点运动到点的时间；
（2）小球运动到点时的速度大小；
（3）小球从点运动到点的位移大小．
14．（16分）如图所示，为圆心角的粗䊁圆弧轨道，半径，末端与传送带水平相接，传送带顺时针转动，长度．一质量的小物块（可视为质点）自点以速度水平抛出，沿圆弧端切向滑入轨道做匀速圆周运动，离开圆弧轨道后进入传送带运动到点，小物块与传送带间的动摩擦因数．不计空气阻力，重力加速度，
（1）求间的距离（计算结果可用根式表示）；
（2）求小物块在圆弧轨道最低点处对轨道的压力大小；
（3）若传送带的速度可以任意调节，求小物块到达点的速度范围．
15．（14分）用的水平拉力向右拉一质量、足够长的木板，使得木板以的速度在水平地面上做匀速直线运动．某一时刻，将质量的铁块（可视为质点）轻轻地放在木板最右端，如图所示．当铁块与木板达到共速时撤去拉力．已知铁块与木板之间的动摩擦因数，取重力加速度大小，求：
（1）铁块与木板达到共速时的速度大小；
（2）铁块最终静止时，铁块到木板右端的距离．
湖南多校2024年上学期高一3月大联考·物理
参考答案、提示及评分细则
1．C 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故A正确；伽利略在研究力和运动的关系时，依据逻辑推理把实际实验理想化的思想是研究物理问题的重要方法，即理想实验法，故B正确；伽利略在研究下落物体的运动时，把实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来，拓展了人类的科学思维方式和研究方法，故C错误；根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法，故D正确．
2．C 为同轴转动，角速度大小相等；的线速度大小相同，根据可知，的角速度与半径成反比，故轮和滚筒的角速度大小之比为错；根据可知，轮边缘的线速度大小与半径成正比，的线速度大小相同，故轮和滚筒边缘的线速度大小之比为，B错；根据可知，轮和滚筒边缘的向心加速度大小之比为，C正确；根据可知，周期与角速度成反比，故轮和滚筒的周期之比为错误；故选C．
3．B 内，由题图甲知，水平方向做匀速直线运动；由题图乙知，内无人机竖直方向做匀加速直线运动，内做匀速直线运动；则内无人机做匀加速曲线运动，内做匀速直线运动，故A错误；时水平方向速度大小为，竖直方向速度大小为，则此时速度大小为，故B正确；内，无人机在水平方向和竖直方向均做匀速直线运动，加速度大小为错误；内，无人机在水平方向位移大小为，竖直方向位移大小为，则位移大小为，故D错误．
4．D 由题意可知，在最高点座椅对乘客的支持力大小为，根据牛顿第二定律可得，解得，故D正确，A、B、C错误．
5．B 运动员在空中做平抛运动，竖直方向有，水平方有解得在空中飞行的时间为，与初速度成正比，故A正确；的距离，与初速度的平方成正比，故B错误；落在斜面点时，位移偏角均为，根据平抛运动的推论，若速度偏角为，总有所以速度偏角相等，即落在B点的速度方向不变，故C正确；将与沿斜面方向和垂直斜面方向分解，如图：当运动员垂直斜面方向的速度为零时，在空中距斜坡的距离最大，则有，在空中距斜坡最大距离为与初速度的平方成正比，故D正确．
6．C 以A为研究对象，分析受力如图甲所示，根据题意可知，斜面体受到地面的摩擦力为零，则可知物体对斜面体的压力和滑动摩擦力的水平分量大小相等，即物体与斜面的动摩擦因数，若同时撤去和，在滑块仍向下运动的过程中，B受力如图乙所示，有，则滑块B匀速下滑，故A错误；若只撤去或只撤去，或者改变，物体对斜面的压力和滑动摩擦力的水平分量仍然大小相等，所以摩擦力依旧为零，故B、D错误，C正确．
7．铁球以角速度匀速转动时，由可得铁球所受合力大小不变，故A正确；铁球转动过程中，向心加速度方向时刻在变化，故B错误；若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，则有，解得，故C正确；铁球转动到最高点时，加速度指向圆心，竖直向下，铁球处于失重状态，故D错误．
8．ABC 污水从管口排出做平抛运动，设水流速度为，根据平抛运动规律，有，可求出，，A正确；排出污水的流量为，B正确；污水从出水口射出后，速度增大，若污水不散开，则污水柱在空中的水柱越来越细，C正确；空中污水柱的体积为，则增大出水口的速度，空中污水柱的体积变大，故D错误．
9．BC 以物体为研究对象，物体受到重力、轻绳的拉力，外力三个力作用而平衡，构成矢量三角形，置于几何圆中如图所示．在转动的过程中，轻绳的拉力由大小等于开始先增大，转过直径后开始减小至大小又等于；外力从零开始增加至末态处于直径上，转动后一直增加，故A错误，B正确；由于和大小关系未知，所以物体所受摩擦力情况不确定，当时，物体所受摩擦力先增大后减小，故C正确；以整体为研究对象，地面对斜面体的摩擦力大小等于外力水平方向的分力，应为先增大后减小，故D错误．
10．BC 开始角速度较小时，两物体均靠静摩擦力提供向心力，角速度增大，静摩擦力增大，根据，知，随着角速度的增大，先达到最大静摩擦力，先使绳子产生拉力，所以当绳子刚好产生拉力时，有，得，故C正确；此时受静摩擦力作用且未到最大静摩擦力，随着角速度的增大，对B，拉力和静摩擦力的合力提供向心力，角速度增大，则的静摩擦力会减小，然后反向增大（因为绳子增加的拉力比所需增加的向心力要多）．对A，拉力和最大静摩擦共同提供向心力，角速度增大，静摩擦力不变，可知的静摩擦力先增大达到最大静摩擦力后不变，的静摩擦力先增大后减小，再增大，故A错误，B正确；对整体，恰好与粗䊁杆发生相对滑动时，有：，得，故D错误．
11．（1）C （2）1.10 （3）3.0
解析：（1）电火花打点计时器应使用交流电，故A错误；打点计时器的使用，应先接通电源，后释放小车，故B错误；力传感器测量绳的拉力，则小车受到的拉力为，即力可以直接得到，不用测砂桶和砂的质量，故C正确、D错误．
（2）打点计时器打点周期为，则相邻计数点间的时间间隔为
小车的加速度为
（3）根据牛顿第二定律得
由题图丙可知斜率，小车质量为．
12．①BD （2）0.5 （3） 或（未写单位扣1分）
解析：（1）小球应选重而小的球，可忽略空气阻力的影响；该实验不需要停表测时间；为了保证小球的初速度相等，小球每次应从斜槽的同一位置静止释放；每次斜槽轨道对小球的摩擦力影响是一样的，故无需刻意减小摩擦力；故不需要的是BD．
（2）平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，所以有：
，代入解得
（3）平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做加速度为的匀加速直线运动．运动时间与水平位移成正比，所以有，竖直方向上有：
解得：，小球平抛运动的初速度大小为，那么，则；
由平抛运动的规律可知，小球平抛运动的初始位置坐标为或．
3．（1） （2） （3）
解析：（1）设小球运动到点时的速度大小为之间的距离．以点为坐标原点、初速度方向为轴正方向、风力方向为轴正方向，建立平面直角坐标系，如图所示，沿方向有：
沿风力方向：
又有：
联立解得：
（2）小球运动到点时，
小球运动到点时的速度大小：
解得：
（3）之间的距离：
解得：
14．（1）
（2）
（3）
解析：（1）根据题意可知，物块从抛出后做平抛运动，恰好从点滑入，根据几何关系可知其速度的偏向角为，设在点时竖直方向的分速度为，
有：
物块从到，竖直方向做自由落体运动，有：，解得：
水平方向上：
竖直方向上：
间的距离：
解得：
（2）物块到达B点时的速度：
从到做匀速圆周运动，可得：
在点对物块由牛顿第二定律有：
联立各式解得：
根据牛顿第三定律可得物块在圆弧轨道端对轨道的压力大小：
（3）根据牛顿第二定律有：
若物块从到始终减速，则有：
解得：
若物块从到始终加速，则有：
解得：
故小物块到达点的速度范围为：
15．（1） （2）
解析：（1）设木板与地面间的动摩擦因数为，未放铁块前，对木板有：
放上铁块后，对铁块受力分析，由牛顿第二定律有：
对木板则有
设经时间共速，有
解得：
（2）从铁块放到木板上到两者达到共速，有：
铁块与木板达到共速后，假设两者一起做匀减速直线运动，则
解得，
说明铁块将相对于木板向右滑动
此时对铁块有
对木板有
铁块最终静止时，铁块到木板右端的距离
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