吉林省“BEST”合作体六校2024-2025学年高三上学期第三次联考物理试卷（Word版附解析）

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本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共15题，共100分，共3页
考试时间为75分钟
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1—7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8—10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1. 关于竖直上抛运动，下列说法错误的是（ ）
A. 竖直上抛运动的上升过程是匀减速直线运动
B. 匀变速直线运动规律对竖直上抛运动的全过程都适用
C. 以初速度的方向为正方向，竖直上抛运动的加速度a＝g
D. 竖直上抛运动中，任何相等的时间内物体的速度变化量相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．竖直上抛运动的加速度恒为向下的g，则上升过程是匀减速直线运动，选项A正确；
B．竖直上抛运动加速度恒定，则为匀变速运动，则匀变速直线运动规律对竖直上抛运动的全过程都适用，选项B正确；
C．以初速度的方向为正方向，竖直上抛运动的加速度a＝-g，选项C错误；
D．根据
可知，竖直上抛运动中，任何相等的时间内物体的速度变化量相等，选项D正确。
此题选择不正确的选项，故选C。
2. 戽斗是古代一种小型的人力提水灌田农具，是我国古代劳动人民智慧的结晶。如图所示，两人双手执绳牵斗取水，在绳子长度一定时（ ）
A. 两人站得越远越省力B. 两人站得越近越省力
C. 两边绳子与竖直方向夹角为时最省力D. 绳子拉力大小与两人距离远近无关
【答案】B
【解析】
【详解】设绳长为l，两人间距为d，选O点为研究对象，因aOb为同一根绳子，故aO、bO对O点拉力大小相等，因此平衡时aO、bO与水平方向的夹角相等，设为θ，对O点受力情况如图所示
根据平衡条件得
由几何关系，可得
联立，可得
从上式可知，当d减小时，T减小，ACD错误，B正确。
故选B。
3. 如图所示，水平面上固定一个斜面，从斜面顶端向右平抛一只小球，当初速度为v0时，小球恰好落到斜面底端．现用不同的水平初速度v从该斜面顶端向右平抛这只小球，以下哪个图象能正确表示平抛的水平位移x随v变化的函数关系
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当小球落在斜面上时，有
解得
水平位移为
由数学知识可知，图象是开口向上的抛物线．
当小球落在水平地面上，根据
得
则知运动时间不变．由
知图象过原点的直线。
故C正确。
4. 2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家，如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的（ ）
A. 线速度小于地球的线速度B. 向心加速度大于地球的向心加速度
C. 向心力仅由太阳的引力提供D. 向心力仅由地球的引力提供
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．飞行器与地球同步绕太阳运动，角速度相等，根据，知探测器的线速度大于地球的线速度，选项A错误；
B．根据知，探测器的向心加速度大于地球的向心加速度，选项B正确；
CD．探测器的向心力由太阳和地球引力的合力提供，选项C、D错误；
故选B。
5. 如图所示，在竖直平面内，一物体以6m/s的初速度从A点沿AB圆弧下滑到B点，速率仍为6m/s，若物体以7m/s的初速度从A点沿同一路径滑到B点则物体到达B点的速率（ ）
A. 大于7m/sB. 小于7m/s
C. 等于7m/sD. 不能确定
【答案】B
【解析】
【详解】以6m/s的初速度下滑时，根据动能定理得
以7m/s的初速度下滑时，根据动能定理得
物体下滑时，速度越大，对轨道的压力越大，摩擦力越大，所以有
即
物体到达B点的速率小于7m/s。
故选B。
6. 质量为m的汽车，其发动机额定功率为P，当它开上一个倾角为的斜坡时，受到的阻力为车重力的k倍，则车的最大速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】发动机的额定功率
即当汽车牵引力等于其所受到的阻力时，此时合外力为零，汽车的速度达到最大值，由此可得汽车的最大速度为
故选D
7. 如图，光滑轨道由半圆和一段竖直轨道构成，图中H=2R，其中R远大于轨道内径，比轨道内径略小的两小球A、B用轻绳连接，A在外力作用下静止于轨道右端口，B球静止在地面上，轻绳绷紧。现静止释放小球A，A落地后不反弹，此后B小球恰好可以到达轨道最高点，则A、B两小球的质量之比为（ ）
A. 3:1B. 3:2C. 7:1D. 7:2
【答案】A
【解析】
【详解】当A球刚好落地时，对A、B系统，由机械能守恒定律可得
当A落地后B球恰好上升到最高点时有
联立解得
故选A。
8. 如图所示，将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点，小球静止在M点，N为O点正下方一点，ON间的距离等于橡皮筋原长，在N点固定一铁钉，铁钉位于橡皮筋右侧。现对小球施加拉力F，使小球沿以MN为直径的圆弧缓慢向N运动，P为圆弧上的点，。橡皮筋始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度为g，则（ ）
A. 在P点橡皮筋弹力大小为
B. 在P点时拉力F大小为
C. 小球在M向N运动的过程中拉力F的方向一定跟橡皮筋垂直
D. 小球在M向N运动过程中拉力F先变大后变小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．设圆弧的半径为R，橡皮筋的劲度系数为k，由题意可知，小球静止在M点，由平衡条件可得
解得
如图所示，
则有
可知在P点橡皮筋弹力大小为
此时拉力等于与弹簧弹力的合力，大小为
故A错误，B正确；
CD．小球沿圆弧运动，小球与N的连线与竖直方向之间的夹角为α时，小球受力如图所示，此时橡皮筋的伸长量则有
橡皮筋的弹力
对小球，此时拉力F与水平方向的夹角为β， 在水平方向
在竖直方向
联立解得
可知小球在M向N运动中拉力F的方向始终与橡皮筋垂直，且随α角的增大，F逐渐增大，故C正确，D错误。
故选BC。
9. 如图甲所示，倾角为37°的足够长的传送带以恒定速率运行，将一质量m=1kg的小物体以某一沿传送带方向的初速度放上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。则下列说法正确的是（ ）
A. 传送带逆时针转动，速度大小为4m/s
B. 物体与传送带间的动摩擦因数为0.875
C. 0~8s内因摩擦产生的热量为126J
D. 0~8s内因放上物体，传送带电动机多消耗的电能为216J
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．取沿传送带向上为正方向，由图乙可知，物体最后随传送带一起匀速运动，速度为4m/s，说明传送带顺时针转动，速度大小为4m/s，故A错误；
B．由图乙可知，物块的加速度
由牛顿第二定律
可解得
故B正确；
C．摩擦产生的热等于物块相对于传送带滑动时摩擦力做的功，由图乙可知，0~2s内物块下滑时相对于传送带滑过的路程
2~6s内物块上滑时相对于传送带滑过的路程
摩擦力大小
摩擦力做的功
所以，产生的热量
故C正确；
D．电机消耗的电能最终转化为物块的机械能、摩擦产生的热能，其中物块增加的动能
物块沿着传送带上升的距离
增加的重力势能
所以，电机多消耗的电能
故D正确。
故选BCD。
10. 如图所示，竖直平面内，固定—半径为R的光滑圆环，圆心为O，O点正上方固定一根竖直的光滑杆．质量为m小球A套在圆环上，上端固定在杆上的轻质弹簧与质量为m的滑块B一起套在杆上，小球A和滑块B之间再用长为2R的轻杆通过铰链分别连接．当小球A位于圆环最高点时，弹簧处于原长；当小球A位于圆环最右端时，装置能够保持静止．若将小球A置于圆环的最高点并给它一个微小扰动(初速度视为0)，使小球沿环顺时针滑下，到达圆环最右端时小球A的速度 （g为重力加速度），不计一切摩擦，A、B均可视为质点.下列说法正确的是（ ）
A. 此时滑块B的速度
B. 此过程中弹簧对滑块B所做的功
C. 弹簧劲度系数为
D. 小球A滑到圆环最低点时弹簧弹力的大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】小球A从圆环最高点到达圆环最右侧时，两个小球速度方向都向下，如图所示，
根据运动的合成与分解可得：vAcsθ=vBcsθ，则vA=vB，，选项A错误；当球A到达圆环最右端时，因系统平衡，则对两球的系统在竖直方向：F弹=2mg；小球A从最高点到到达圆环的最右端，弹簧的伸长量：，则此过程中弹簧的弹力对B做功为:，选项B正确；弹簧的劲度系数：，选项C错误；小球A滑到圆环最低点时弹簧弹力的大小为，选项D正确；故选BD.
第Ⅱ卷 非选择题
11. 为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为。滑块随杆做匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。
（1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和___________保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度ω=___________；
（2）以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线，若图像的斜率为k，则滑块的质量为___________（用k、r、d表示），图线不过坐标原点的原因是___________。
【答案】 ①. 旋转半径 ②. ③. ④. 滑块受到摩擦力
【解析】
【详解】（1）[1]根据控制变量法，为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和旋转半径不变。
[2]根据
又
解得
（2）[3]根据
联立解得
由于
则滑块的质量为
[4]由图线可知，当F=0时，不为零，所以图线不过原点的原因是滑块受到摩擦力的原因。
12. 在《验证机械能守恒定律》实验中，两实验小组同学分别采用了如图甲和乙所示的装置，采用两种不同的实验方案进行实验，设重力加速度为g。
（1）在甲图中，下落物体应选择密度______（选填“大”或“小”）的重物；在乙图中，两个重物的质量关系是______（选填“>”“=”或“ ③. 天平 ④. 0.78 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]为了减小空气阻力对实验的影响，应该选择质量大、体积小，即选择密度大的物体；
[2]在乙图中，为了实验中纸带上能够正常打点，纸带必须向上运动，即两个重物的质量关系必须是
（2）[3]采用图乙的方案进行实验，若机械能守恒，则有
除图中的器材外，还需要的实验器材有交流电源、刻度尺和天平，其中天平用来测量质量。
（3）[4]匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度，则
（4）[5]用图甲做实验，若机械能守恒，则有
解得
即若在实验误差允许的范围内满足该关系式，则机械能守恒定律将得到验证。
13. 如图甲所示，滑块与长木板叠放在光滑水平面上，开始时均处于静止状态．t=0时，作用于滑块的水平力随时间t的变化图象如图乙所示．已知滑块质量m=2 kg，木板质量M=1 kg，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2，g取10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，木板足够长．求：
(1)木板在0~1.5s内的位移大小；
(2)木板在t=2.5s时的速度大小；
(3)滑块在1.5s~2.5s内的位移大小．
【答案】(1)x1=2.25m (2)v2=7m/s (3)x2=6m
【解析】
【详解】（1）在0~1.5s过程中，假设M﹑m具有共同加速度a1，由牛顿第二定律F1=(M+m) ,
木板能达到的最大加速度>，则M﹑m相对静止
则x1=a1t12=2.25m
（2）在1.5~2.5s时间内，假设M﹑m相对滑动，对滑块，有F2 -μmg=ma3, a3=6m/s2> a2 则M、m相对滑动
木板在1.5s末的速度v1= a1t1
木板在2.5s 末的速度v2=v1+a2t2
解得v2=7m/s
(3) 在1.5~2.5s时间内，对滑块，有 x2=v1t2+a3t22
解得x2=6m
【点睛】解决本题的关键是会根据物体的受力情况判断物体的运动情况，要掌握整体法和隔离法的运用，要明确两个物体刚要滑动时两者的静摩擦力达到最大值．
14. 宇航员在地球表面以一定初速度竖直向上抛出一小球，经过时间小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间小球落回原处．（取地球表面重力加速度，空气阻力不计）
（1）求该星球表面附近的重力加速度；
（2）已知该星球的半径与地球半径之比为，求该星球的质量与地球质量之比。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】设小球抛出的初速度为，则在地球表面竖直向上抛出时，有
在某星球表面竖直向上抛出时，有
联立解得
（2）根据物体在行星表面受到万有引力等于重力，在地球表面时有
在某星球表面时有
联立可得
15. 如图是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成：水平直轨AB，半径分别为R1=1.0m和R2=3.0m的弧形轨道，倾斜直轨CD长为L=6m，AB、CD与两圆形轨道相切，其中倾斜直轨CD部分表面粗糙，动摩擦因数为，其余各部分表面光滑。一质量为m=2kg的滑环（套在滑轨上），从AB的中点E处以v0=10m/s的初速度水平向右运动。已知θ=37°，sin37°=0.6，cs37°=0.8，g取，求：
（1）滑环第一次通过O1的最高点A处时对轨道的作用力大小和方向；
（2）滑环通过O1最高点A的次数；
（3）滑环在CD段所通过的总路程。
【答案】（1）148N，方向竖直向上；（2）6次；（3）78m
【解析】
【详解】（1）滑环由E运动到A，整个过程中，由动能定理可得
代入数据解得
在A点，设轨道对滑环的作用力为，根据牛顿第二定律有
代入数据解得
，方向竖直向下
由牛顿第三定律得，滑环对轨道的作用力大小为
，方向竖直向上；
（2）滑环经过CD段时克服摩擦力做功为
经过A点的速度最小可为零，通过A的次数为
取次；
（3）滑环最终以F为中心来回运动，最高点到达D，设滑环在CD段通过的路程为s，根据动能定理得
其中，代入数据解得