四川省成都市新都一中2025届高三上学期11月第三次精准化考试物理试卷(Word版附解析)
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这是一份四川省成都市新都一中2025届高三上学期11月第三次精准化考试物理试卷(Word版附解析),共26页。试卷主要包含了 请将答案正确填写在答题卡上,1s质点a通过的路程等于,6J等内容,欢迎下载使用。
1. 答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2. 请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题 (4×7=28分)
1. 刚结束的巴黎奥运会,跳水运动员全红婵以绝对实力夺得女子跳水十米台冠军,卫冕成功。从全红婵起跳到入水,若整个运动过程空气阻力忽略不计,下列说法正确的是 ( )
A. 运动员在最高点时的速度为零
B. 起跳过程中,跳台对运动员的支持力做正功
C. 运动员由静止起跳到最高点的过程中机械能不守恒
D. 起跳过程跳台对运动员作用力的冲量等于运动员动量的变化量
【答案】C
【解析】
【详解】A.运动员做斜抛运动,水平方向做匀速直线运动,可知,运动员在最高点时的速度不为零,故A错误;
B.起跳过程中,当跳台对运动员有支持力时,此时运动员位移为0,所以支持力对运动员不做功,故B错误;
C.运动员由静止起跳到最高点的过程中,消耗了人体的生物能,生物能转化为运动员的机械能,可知,运动员由静止起跳到最高点的过程中机械能不守恒,故C正确;
D.起跳过程,以竖直向上为正方向,重力冲量为负值,根据动量定理有
解得
可知,跳台对运动员作用力的冲量大于运动员动量的变化量,故D错误。
故选C。
2. 如图(a),一质量为m的匀质球置于固定钢质支架的水平横杆和竖直墙之间,并处于静止状态,其中一个视图如图(b)所示。测得球与横杆接触点到墙面的距离为球半径的1.8倍,已知重力加速度大小为g,不计所有摩擦,则球对横杆的压力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对球进行受力分析如图,设球的半径为R,根据几何知识可得
根据平衡条件得
解得
根据牛顿第三定律得球对横杆压力大小为
故选D。
3. 2023年,我国“双曲线二号”火箭完成垂直起降飞行试验,意味着运载火箭的可重复使用技术取得了重要突破。试验过程中,火箭持续向下喷射燃气获得竖直向上的推力,若地面测控系统测出火箭竖 直起降全过程的v-t图像如图,火箭在t=0时刻离开地面,在t=t4时刻落回起点,不计空气阻力及火箭 质量的变化,下列说法正确的是( )
A. 在t1时刻,火箭上升到最高位置
B. 在0-t1 时间内,火箭受到的推力先增大后逐渐减小为零
C. 在 t1-t2 时间内,火箭所受合外力逐渐减小为零
D. 在t3-t4时间内,火箭先失重、后超重
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,在t2时刻速度为零,火箭上升到最高位置,故A错误;
B.根据v-t图像的切线斜率表示加速度,可知在0-t1 时间内,图像的切线斜率先增大后减小,最后为零,即加速度先增大后减小,最后为零,根据牛顿第二定律
可知火箭受到的推力F先增大后逐渐减小,最后等于mg,故B错误;
C.在 t1-t2 时间内,切线斜率在增大,根据牛顿第二定律可知,火箭所受合外力逐渐增大,故C错误;
D.由图可知,在t3-t4时间内,火箭先向下加速,再向下减速,故火箭先失重、后超重,故D正确。
故选D。
4. 原点O处有一简谐横波波源,时波源开始振动,形成沿x轴正向传播的机械波,当时的波形图如图所示,此时质点P刚好开始振动,下列说法中正确的是( )
A. 这列波的传播速度为
B. 时质点b运动方向沿y轴正方向
C. 再经过0.1s质点a通过的路程等于
D. 此时质点a与质点b运动方向相反
【答案】D
【解析】
【详解】A.t=0时波源开始振动,形成沿x轴正向传播的机械波,当t=0.6s时的波形图如图所示,机械波的波速
故A错误;
B.由图读出波长为λ=4m,则周期为
t=0.6s时的波形图如图所示,质点b运动方向沿y轴负方向,t=0.7s时,即再经过四分之一个周期,质点b运动方向沿y轴负方向,故B错误;
C.t=0.6s时质点a运动方向沿y轴正方向且不处于平衡位置,再经过0.1s质点a通过的路程小于10cm,故C错误;
D.由同侧法可知,此刻质点a运动方向沿y轴正方向,质点b运动方向沿y轴负方向,故此时质点a与质点b运动方向相反,故D正确。
故选D
5. 科学家研究发现,蜘蛛在没有风的情况下也能向上“起飞”。如图,当地球表面带有负电荷,空气中有正电荷时,蜘蛛在其尾部吐出带电的蛛丝,在电场力的作用下实现向上“起飞”。下列说法正确的是( )
A. 蜘蛛往电势高处运动B. 电场力对蛛丝做负功
C. 蛛丝的电势能增大D. 蛛丝带的是正电荷
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知,蛛丝受到空气中正电荷的吸引力和地球负电荷的排斥力,则蛛丝带的是负电荷;离正电荷越近电势越高,则蜘蛛往电势高处运动,运动过程电场力对蛛丝做正功,蛛丝的电势能减小。
故选A。
6. 如图所示,一束复色光由空气射向半圆形玻璃砖的A点,在玻璃砖中分成a、b两束单色光,其出射点分别为B、C,已知A、D为玻璃砖的直径。则( )
A. a的波长大于b的波长
B. b的频率大于a的频率
C. 在玻璃中,a的波速大于b的波速
D. a从A到B的时间等于b从A到C的时间
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据折射定律结合图像可知可知,a光折射率较大,则光的频率大,根据
可知光波长短,故AB错误;
C.根据可知在玻璃中,a的波速小于b的波速,故C错误;
D.设入射角为i,折射角为,光的传播时间
而
,
解得
故时间相等,故D正确。
故选D。
7. 如图甲所示,大型物流货场广泛地应用传送带搬运货物。与水平面夹角为θ的倾斜传送带以恒定速率运动,皮带始终是绷紧的。将质量为 的货物 (可视为质点) 轻放在传送带的A端,经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度ν随时间t变化的图像如图乙所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度,下列说法正确的是 ( )
A. 货物从 A 端到 B 端的过程中受到的摩擦力始终不变
B. 货物与传送带之间的动摩擦因数为0.4
C. 货物从A端到 B 端的过程中,货物与传送带之间因摩擦产生的热量为9.6J
D. 货物从A 端到 B 端的过程中,货物与传送带之间因摩擦产生的热量为22.4J
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知,货物先以a1加速度做匀加速直线运动,再以a2加速度做匀加速直线运动,则时间内,货物受到的摩擦力沿传送带向下,时间内,货物受到的摩擦力沿传送带向上,A错误;
B.由图像可知,货物的加速度大小为
根据牛顿第二定律则有
解得
同理可得内有
联立解得
B错误;
CD.由图可知,整个过程货物的位移
传送带的位移
二者的相对位移
根据上述结论可知
故整个过程产生的热量
C正确,D错误。
故选C。
二、多选题 (3×5=15)
8. 在探究变压器的线圈两端电压与匝数的关系时,某同学分别在可拆变压器的铁芯上绕制了两个线圈,制
作了一个如图所示的降压变压器,线圈a连接到学生电源的交流输出端,线圈b与小灯泡相连接,两线圈的电阻均可忽略不计。闭合电源开关,发现小灯泡很亮,为了降低小灯泡的亮度,下列措施可行的是( )
A. 适当减少线圈b的匝数B. 将交流输出电压适当减小
C. 将线圈a、b增加相同匝数D. 将线圈a改接在直流输出端
【答案】AB
【解析】
【详解】为了降低小灯泡亮度,即减小变压器的副线圈的电压,设线圈的匝数为,电压为,线圈的匝数为,电压为,因为变压器的规律是
可得
A.减少线圈的匝数可行,选项A正确;
B.将交流输出电压U减小,小灯泡会变暗,选项B正确;
C.将线圈a、b增加相同匝数,小灯泡会更亮,选项C错误;
D.直流电不能在副线圈产生电流,选项D错误。
故选AB。
9. 节气是指二十四个时节和气候,是中国古代订立的一种用来指导农事的补充历法,早在《淮南子》中就有记载。现行二十四节气划分是以地球和太阳的连线每扫过15°定为一个节气,如图所示为北半球二十四个节气时地球在公转轨道上位置的示意图,其中冬至时地球在近日点附近。根据下图,下列说法正确的是( )
A. 芒种时地球公转速度比小满时小
B. 芒种到小暑的时间间隔比大雪到小寒的长
C. 立春时地球公转的加速度与立秋时大小相等
D. 春分、夏至、秋分、冬至四个节气刚好将一年的时间分为四等份
【答案】AB
【解析】
【详解】A.从图中我们可以着到,冬至时地球位于近日点附近,公转速度最快。随着地球向远日点移动,公转速度逐渐减慢。因此,芒种 (位于远日点附近)时的公转速度应该比小满 (位于近日点和远日点之间)时慢,故A正确;
B.地球公转轨道是椭圆形的,但轨道上的速度并不是均匀分布的。由于公转速度的变化,芒种到小暑的时间间隔与大雪到小寒的时间间隔并不相等。从图中可以看出,芒种到小暑的时间间隔要大于大雪到小寒的时间间隔。故B正确;
C.地球公转的加速度与地球到太阳的距离有关。立春时和立秋时,地球到太阳的距离并不相等(立春时离太阳较近,立秋时离太阳较远),因此公转加速度也不相等,故C错误;
D.春分、夏至、秋分、冬至四个节气虽然分别代表了春、夏、秋、冬四季的开始,但它们并不刚好将一年的时间分为四等份。实际上,由于地球公转轨道是椭圆形的,各季节的长度并不相等,故D错误。
故选AB。
10. 如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,一轻质弹簧一端与垂直固定在斜面上的挡板相连,另一端与物块B栓接,劲度系数为k。物块A紧靠着物块B,物块与斜面均静止。现用一沿斜面向上的力F作用于A,使A、B两物块一起沿斜面做加速度大小为的匀加速直线运动直到A、B分离。物块A质量为m,物块B质量为2m,重力加速度为g,。下列说法中正确的是( )
A. 施加拉力的瞬间,A、B间的弹力大小为
B. A、B分离瞬间弹簧弹力大小为
C. 拉力F的最大值大于mg
D. 在A、B分离前整个过程中A的位移为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.施加拉力F之前,A、B整体受力平衡,根据平衡条件,有
解得
施加F瞬间,物体A、B加速度大小为
对A、B整体,根据牛顿第二定律
对A,根据牛顿第二定律得
联立,解得
故A正确;
B.分离时,物体A、B之间作用力为0,对B根据牛顿第二定律得
解得
可得
故B错误;
C.依题意,整个过程中拉力F一直增大, A、B分离瞬间,物体A、B之间作用力为0,F最大,对A根据牛顿第二定律得
解得
故C错误;
D.在A、B分离前整个过程中A的位移为
故D正确。
故选AD。
三、实验题 (每空2分,共16分)
11. 某同学利用圆锥摆测当地的重力加速度。如图1所示,一根长为l的轻绳上端固定在P点,下端连接一小钢球。拉起小钢球,使轻绳与竖直方向的夹角为θ,让小钢球在水平面内做匀速圆周运动,记录小钢球的转速n;改变轻绳与竖直方向的夹角,测得小钢球相应的转速。根据测量数据,在直角坐标系中绘制的图像是一条过坐标原点的直线,如图2所示。
(1)x是______(单选,填正确答案标号)。
A. nB. C. D.
(2)若该直线的斜率为k,则测得的重力加速度大小g=______(用k和l表示)。
(3)由于没有考虑小钢球的尺寸,重力加速度大小的测量值比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)D (2)
(3)偏小
【解析】
【小问1详解】
根据牛顿第二定律可得
所以
所以x应为。
故选D。
【小问2详解】
若该直线的斜率为k,则
所以重力加速度大小
【小问3详解】
由于没有考虑小钢球的尺寸,即l偏小,重力加速度大小的测量值比真实值偏小。
12. 某同学用如图所示的装置进行探究,初始弹簧处于压缩且锁定状态,解锁后,滑块A离开弹簧向右滑动,通过光电门传感器1后与滑块B碰撞,已知两挡光片相同,测得滑块A第一次通过光电门传感器1的时间为,第二次通过光电门传感器1的时间为,滑块B通过光电门传感器2的时间为。
(1)为测量弹簧压缩时具有的弹性势能,除A的质量外,还须测量的物理量是_________;
(2)若A、B碰撞过程中动量守恒,则两滑块的质量比___________(用测得物理量的符号表示);
(3)用如图甲所示的“碰撞实验器”可验证两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量守恒定律。图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时,先让质量为的小球A多次从斜轨上位置G点由静止释放,找到其落点的平均位置P,测量平抛射程OP。然后把质量为的小球B静置于轨道末端的水平部分,再将小球A从斜轨上位置G由静止释放,与小球B碰撞,如此重复多次,M、N为两球碰后的平均落点,重力加速度为g,回答下列问题:
①为了保证碰撞时小球A不反弹,两球的质量必须满足_________(填“”),
②若两球发生弹性碰撞,其表达式可表示为_________(用OM、OP、ON来表示)。
③若实验中得出的落点情况如图乙所示,假设碰撞过程中动量守恒,则入射小球A的质量与被碰小球B的质量之比为_________。
【答案】(1)挡光片的宽度
(2)
(3) ①. > ②. ③. 4:1
【解析】
【小问1详解】
根据机械能守恒定律可知,弹簧的弹性势能全部转化为滑块A的动能,根据动能表达式可知,除A的质量外,还须测量的物理量是通过光电门1时的速度,由于通过光电门的时间极短,可以用通过光电门的平均速度代替瞬时速度,即
即测量挡光片的宽度;
【小问2详解】
滑块A第一次通过光电门1的速度
滑块A第二次通过光电门1的速度
滑块B通过光电门2的速度
根据动量守恒定律
联立可得
【小问3详解】
[1]为了保证碰撞时小球A不反弹,两球的质量必须满足
[2]本实验中两小球做平抛运动下落高度相同,而竖直方向做自由落体运动,因此可知时间相等,而水平方向做匀速直线运动,水平位移
可得
根据碰撞过程中动量守恒有
根据机械能守恒有
联立解得
[3]根据碰撞过程中动量守恒定律
可得
则有
代入测量数据解得
四、解答题
13. 太阳能空气集热器是一种常用的太阳能热利用装置,它以空气作为传热介质,将收集到的热量输送到功能端,具有结构简单,造价低廉,接受太阳辐射面积大,可广泛应用于建筑物供暖、产品干燥等诸多领域的优点。它底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积保持不变。开始时内部封闭气体的压强为 经过太阳暴晒,气体温度由初始时的 升至
(1)求温度升至 时气体的压强;
(2)保持 不变,从出气口缓慢放出部分气体,使气体压强再变回到,放气过程中集热器内剩余气体是吸热还是放热? 求剩余气体的质量与原来总质量的比值。
【答案】(1)
(2)吸热,
【解析】
【详解】(1)气体体积V不变,由查理定律
代入数据解得温度升至时气体的压强为
(2)保持不变,则内能不变,所以
剩余的气体的体积变大,气体对外界做功,故
根据热力学第一定律,所以
即剩余气体吸热。设剩余气体在集热器中占据的体积为,整个集热器体积为V,则根据玻意耳定律
可得
即剩余气体的质量与原来总质量的比值为。
14. 如图1所示为遥控爬墙小车,小车通过排出车身内部空气,和外界大气形成气压差,使车吸附在平面上。如图2所示,某次遥控小车从静止出发沿着A、B、C点运动到天花板上的D点,运动到D点时速度为。然后保持速率不变从D点开始绕O点做匀速圆周运动。其中AB沿竖直方向,BC与竖直方向夹角为,CD沿水平方向,BC、CD的长度均为1m,小车在到达B点前已经匀速。小车质量为,车身内外由于大气压形成垂直墙面的压力差恒为。运动过程中小车受到墙壁的阻力f大小与车和墙壁间的弹力之间关系恒为,方向总与相对运动方向相反。小车可视为质点,忽略空气阻力,不计转折处的能量损失,重力加速度为
(1)若小车在AB段上以恒定功率启动,求小车在AB段上最大速度的大小;
(2)求小车从B经过C到D这两段直线运动过程中,小车牵引力所做的总功;
(3)遥控小车在水平天花板上以的速率做匀速圆周运动时,小车牵引力为,取,求小车运动一周牵引力做的功。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对小车在AB、BC、CD各段运动过程进行受力分析。小车在AB段向上运动时,小车所受阻力大小
解得
小车在AB段上达到最大速度时
解得
【小问2详解】
小车沿BC运动过程中
小车与BC墙面的阻力
联立可得
,
遥控小车到水平天花板CD运动时
小车与天花板的阻力
解得
小车从B点开始运动第一次到达D点的过程中,根据动能定理
解得
【小问3详解】
小车所受阻力与牵引力的合力提供圆周运动的向心力
解得
小车运动一周过程中动能不变,牵引力做的功为 W,由动能定理得
解得
15. 如图所示,质量为的薄木板B静置在光滑水平面上,质量为的小物块C静止放在光滑的四分之一圆弧形凹槽D的最低点,圆弧形凹槽质量为且未被固定。现有一质量为的滑块A以的水平初速度从木板左端冲上木板,滑块A在木板B上运动一小段时间后二者达到共速,之后木板B与小物块C发生弹性正碰,碰撞后木板B立即被锁定。小滑块A继续运动一段时间后从薄木板B上滑下,落在水平面上时,水平方向速度不变,竖直方向速度变为0。之后小滑块A在水平面上运动足够长时间,始终未能追上C或D。已知小物块C可看做质点,,滑块A与木板B之间的动摩擦因数为,。碰撞时间不计。
(1)求木板B与滑块A达到共速时速度的大小;
(2)求相对于水平面,小物块C能上升的最大高度;
(3)将小滑块A视为质点,求满足题意的木板B的长度的取值范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设
,
以A、B为研究对象,设向右为正,由动量守恒定律有
解得木板B与滑块A达到共速时速度的大小
小问2详解】
以B、C研究对象,B与C发生弹性碰撞过程,设向右为正,由动量守恒定律可有
由机械能守恒定律可知
联立解得小物块C碰后速度
v2=4m/s
从碰后到小物块C运动到最高点,C、D两者水平共速,设此时C水平速度为,则
解得
【小问3详解】
从B、C碰后到C、D分离,设分离时C的速度为,D的速度为,则
解得
小滑块A与B开始到共速过程
,
解得
小滑块A能够滑下B,则
解得
小滑块A在水平面上运动足够长时间,始终未能追上C或D,则小物块最终速度小于等于,则
解得
所以木板B的长度的取值范围
即
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