广东省河源市河源中学2023-2024学年高三物理上学期一调考试试题（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8页，总分100分，考试时间75分钟。
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，只有一项符合题目要求。
1. 质量为m的人站在电梯内，电梯从1楼上升到40楼，此过程中电梯速度v随时间t变化的图像如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）

A. 时间内电梯对人的支持力小于mg
B. 时间内人处于超重状态
C. 时间内人处于超重状态
D. 时间内电梯对人的支持力不断增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，时间内电梯向上加速运动，具有向上的加速度，电梯里的人处于超重状态，电梯对人的支持力大于mg，A错误；
B．由图可知，时间内电梯做匀速运动，电梯里的人处于平衡状态，B错误；
C．由图可知，时间内电梯向上做减速运动，具有向下加速度，电梯里的人处于失重状态，C错误；
D．图像的斜率绝对值表示加速度大小，由图可知，时间内加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律有
解得
所以电梯对人的支持力不断增大，D正确。
故选D。
2. 如图所示，两个完全相同质量均为m的橡皮擦a、b（均可视为质点）放在水平圆盘上，a与竖直转轴（图中点未画出）的距离为l，b与竖直转轴的距离为1.5l，橡皮擦与圆盘的最大静摩擦力为橡皮擦所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法中正确的是（ ）

A. a、b所受摩擦力大小始终相等
B. a一定比b先开始滑动
C. 是b开始滑动的临界角速度
D. 当时，a所受摩擦力的大小为kmg
【答案】C
【解析】
【详解】A．橡皮擦产生相对滑动前，角速度相等，由静摩擦力提供向心力，则有
由于b的轨道半径大，所以产生相对滑动前b的静摩擦力大，A错误；
B．两个橡皮擦的最大静摩擦力相等，橡皮擦随圆盘一起转动，由静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律可知橡皮擦所受的静摩擦力为
因质量m和角速度相等，则有静摩擦力与轨道半径r成正比，所以b受的静摩擦力大于a受的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时，b的静摩擦力先达到最大值，所以b一定比a先开始滑动，B错误；
C．对橡皮擦b，当静摩擦力达到最大静摩擦力时，橡皮擦将要开始滑动，则有
解得b开始滑动的临界角速度
C正确；
D．对橡皮擦a，当静摩擦力达到最大静摩擦力时，橡皮擦将要开始滑动，则有
解得
因为
即当角速度时，橡皮擦a没有达到开始滑动的临界角速度，所以橡皮擦a所受到的静摩擦力小于最大静摩擦力kmg，D错误。
故选C
3. 洪水无情人有情，每一次重大抢险救灾，都有人民子弟兵的身影。如图所示，水流速度大小恒为v，A处下游的C处有个半径为r的漩涡，其与河岸相切于B点，A、B两点的距离为。若消防武警驾驶冲锋舟把被困群众从A处沿直线避开游涡送到对岸，冲锋舟在静水中最小速度值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】如图所示

当冲锋舟在静水中的速度与其在河流中的速度垂直时，冲锋舟在静水中的速度最小，则
由几何关系知
解得
故选A。
4. 如图所示，有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物体A和B，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接，物体A以速率vA＝8m/s匀速运动，在绳与轨道成30°角时，物体B的速度大小vB为（ ）
A. 4m/sB. m/s
C. 16m/sD. m/s
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】物体B的速度大小vB为
解得
所以B正确；ACD错误；
故选B。
5. 如图所示，一质量为M的人站在台秤上，一根长为R的悬线一端系一个质量为m的小球，手拿悬线另一端，小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，则下列说法正确的是（ ）

A. 小球运动到最高点时，小球的速度为零
B. 当小球运动到a点时，人受到台秤给其向左的静摩擦力
C. 小球在a、b、c三个位置时，台秤的示数相同
D. 小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球恰好能通过圆轨道最高点，由
得
选项A错误；
B．当小球运动到a点时，细绳对人的拉力向左，则人受到台秤给其向右的静摩擦力，选项B错误；
C．小球在a、b、c三个位置，竖直方向加速度均为g，小球均处于完全失重状态，台秤的示数相同，故C正确；
D．小球运动到最高点时，细线中拉力为零，台秤的示数为Mg；当小球处于如图所示状态时，

设其速度为v1，由牛顿第二定律有
由最高点到该位置，由机械能守恒定律

解得悬线拉力为
T=3mg（1-csθ）
其分力为
Ty=Tcsθ=3mgcsθ-3mgcs2θ
当csθ=0.5，即θ=60°时，台秤的最小示数为
Fmin=Mg-Ty=Mg-0.75mg
到达最低点时即θ=180°时，台称读数最大为
Fmax=Mg-Ty=Mg+6mg
即小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数先减小后增大；人没有运动，不会有超重失重状态，故D错误。
故选C。
6. 城市中许多停车场出入口都设立了智能道闸，有车辆出入时能实现自动抬杆，其简化模型如图所示。初始时闸门OMN处于静止状态，当有车辆靠近时，M点即绕O点做匀速圆周运动，运动过程中M、N始终保持在同一高度，OM段和MN段的杆长相同，匀速率抬杆的过程中，下列说法正确的是（ ）

A. M点加速度不变B. N点在竖直方向做匀速运动
C. M、N点的加速度相等D. M、N点的速度大小不相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．M绕O做匀速圆周运动，M点加速度大小不变，方向变化指向圆心，A错；
BCD．M、N始终保持水平，所以N在复制M的运动轨迹（即绕M的初始位置做匀速率圆周运动，作图可验证），所以N的加速度大小和M相等，方向也始终和M的加速度方向共线，C正确，BD错误；
故选C。
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. 如图甲所示，一足够长的水平传送带以某一恒定速度顺时针转动，一根轻弹簧一端与竖直墙面连接，另一端与工件不拴接。工件将弹簧压缩一段距离后置于传送带最左端无初速度释放，工件向右运动受到的摩擦力F随位移x变化的关系如图乙所示，、为已知量，则下列说法错误的是（工件与传送带间的动摩擦因数处处相等）（ ）

A. 工件在传送带上先做加速运动，后做减速运动
B. 工件向右运动后与弹簧分离
C. 弹簧的劲度系数为
D. 整个运动过程中摩擦力对工件做功为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．从图乙可知，摩擦力在处方向发生变化，在区间工件的摩擦力大小发生变化，说明工件与传送带相对静止，故工件先做加速运动后做匀速运动，A错误；
B．在区间摩擦力大小等于弹簧弹力大小，位置摩擦力为零，所以弹力为零，所以工件运动后与弹簧分离，B正确；
C．由胡克定律得
解得弹簧的劲度系数
C正确；
D．摩擦力对工件先做正功后做负功，图乙图像与x轴围成的面积在数值上等于摩擦力对工件做的功，即
D错误。
本题选错误的，故选AD。
8. 如图所示，用力F拉A、B、C三个物体在光滑水平面上运动，现在中间的B物体上加一块橡皮泥，它和中间的物体一起运动，且原拉力F不变，那么加上物体以后，两段绳的拉力Ta和Tb的变化情况是（ ）

A. Ta增大B. Tb增大C. Ta减小D. Tb减小
【答案】AD
【解析】
【详解】设最左边的物体质量为m，最右边的物体质量为，整体质量为M，整体的加速度
对最左边的物体分析
对最右边的物体分析，有
解得
在中间物体上加上一个小物体，则整体的加速度a减小，因为m、m′不变，所以Tb减小，Ta增大。
故选AD
9. 某兴趣小组在平直公路上研究车辆的运动规律，根据做直线运动的车辆的运动情况描绘图像，如图所示。请你根据图像判定以下说法正确的是（ ）

A. 机动车的加速度越来越小
B. 机动车的位移与时间的函数关系
C. 机动车的加速度大小为
D. 机动车在前3s内的位移是25m
【答案】CD
【解析】
【详解】B．根据题意，由图像可得
整理可得
B错误；
AC．由B分析，结合匀变速直线运动位移公式
解得
，
则汽车做初速度为20m/s、加速度大小为的匀减速运动，A错误，C正确
C．由速度公式
可得，汽车减速停止的时间为
则动车在前3s内的位移即为的位移，是
D正确。
故选CD。
10. 如图甲所示，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，一端固定在墙壁上，另一端拴接物体A，质量均为1kg的物体A、B接触但不粘连。压缩弹簧至某一位置（弹性限度以内）后静止释放A、B，同时给物体B施加水平向右的力F使之做匀加速直线运动，F与作用时间t的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A. A、B分离时，弹簧刚好为原长状态
B. A、B分离时，B的加速度为2m/s2
C. A、B分离时，A的速度为0.4m/s
D. 开始有F作用时，弹簧的压缩量为4cm
【答案】BC
【解析】
【详解】A．物体A、B分离时，B只受拉力F作用，加速度大于零，此时A的加速度与B的相同，则弹簧弹力大于零，弹簧处于压缩状态，选项A错误；
B．物体A、B分离后，B的加速度不变，拉力F不变，由图乙可知，此时拉力F为2N，则B的加速度为
选项B正确；
C．由图乙可知0.2s物体A、B分离，分离时A、B的速度相同，均为
v=at=0.4m/s
选项C正确；
D．t=0时，对A、B整体由牛顿第二定律得，弹簧弹力为
kx1=2ma
运动0.2s后，弹簧压缩量为
此时弹簧弹力为
kx2=ma
联立解得
x1=0.08m=8cm
选项D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题 共56分）
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11. 在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，某同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测则细线中的拉力。（）
（1）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50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是_______（结果保留3位有效数字）。
（2）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，则小车与轨道的滑动摩擦力______N。
（3）该同学不断增加砂子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为______。
【答案】 ①. 2.40 ②. 1.0 ③. 5.0
【解析】
【详解】（1）[1] 相邻两计数点之间还有四个点未画出，可知相邻两计数点时间间隔为
根据逐差法可得小车运动的加速度大小为
（2）[2]以小车为研究对象，根据牛顿第二定律可得
由图丙可知，当时，有
（3）[3]以小车为对象，根据牛顿第二定律可得
由于相同时间内砂桶通过的位移总是小车通过位移的两倍，可知砂桶的加速度是小车加速度的两倍，以砂桶和砂子为对象，根据牛顿第二定律可得
联立可得
可知随着的增大，小车的加速度最后会趋近于
12. 小明学完平抛运动后，尝试利用平抛运动的知识测量家里的弹射器射出弹丸的速度。小明准备了白纸、米尺、复写纸、支架等材料。实验时，先将白纸和复写纸固定在墙上，并用支架将弹射器固定好，装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸，在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动，每次移动的距离为0.2m。通过几次重复实验，挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸，如图乙所示。已知重力加速度。

（1）下列实验步骤必要的是______。
A.在安装时，必须确保弹射器水平放置 B.为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸
C.每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸 D.第一次实验时，需要测量弹射器开口到墙壁的距离
（2）根据测量的数据，可知弹丸离开弹射器的速度大小为______m/s，弹丸打到C点时的速度大小为______m/s。（所有计算结果均保留两位有效数字）
【答案】 ①. ABC ②. 2.0 ③. 2.8
【解析】
【详解】（1）[1] A．要保证每次钢珠都做平抛运动，则必须确保弹射器水平放置，故A符合题意；
B．为了减小实验误差，应选用体积小密度大的弹丸，故B符合题意；
C．为保证弹丸的初速度相同，每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸，故C符合题意；
D．第一次实验时，不需要测量弹射器开口到墙壁的距离，故D不符合题意。
故选ABC。
（2）[2]由竖直方向上是自由落体运动，则
解得点迹间的时间间隔为
弹丸离开弹射器的速度大小为
[3]钢珠刚要打到C点时的竖直方向速度分量大小为
弹丸打到C点时的速度大小为
13. 如图所示，传送带左右两端距离，沿逆时针方向以恒定速率v转动。传送带的上表面距水平地面的高度，质量为的物块B以初速度从光滑水平面的O点斜向上抛出，O点距传送带右端的水平距离为，恰好无碰撞地滑上水平传送带。物块B与传送带间的动摩擦因数为，物块B可视为质点，取。
（1）求物块B抛出时初速度的大小。
（2）若传送带的速率，求物块B在传送带上运动的时间t。

【答案】（1）5m/s；（2）2s
【解析】
【详解】（1）物块B做斜抛运动，设与水平方向的夹角为，由运动的合成与分解规律得
解得
（2）物块B在传送带上运动，由牛顿第二定律得
由匀变速直线运动规律得
解得
又有
解得
之后物块随传送带做匀速直线运动，有
解得
物块B在传送带上运动的时间为
解得
14. 现有一根长L=0.4m的刚性轻绳，其一端固定于O点，另一端系着质量m=1kg的小球（可视为质点），将小球提至O点正上方的A点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示。不计空气阻力，（g=10m/s2，）。则：
(1)为保证小球能在竖直面内做完整的圆周运动，在A点至少应施加给小球多大的水平速度？
(2)在小球以速度v1=4m/s水平抛出的瞬间，绳中的张力为多少？
(3)小球以速度v2=1m/s水平抛出，试求绳子再次伸直时所经历的时间。
【答案】(1)2m/s；(2)30N；(3)0.34s
【解析】
【详解】(1)要使小球在竖直面内能够做完整的圆周运动，在最高点时重力恰好提供的向心力
则有
代入数据解得
(2)因为，所以绳中有张力，根据牛顿第二定律得
代入数据解得
T=30N
即绳中的张力大小为30N。
(3)小球将做平抛运动，经时间t绳拉直，如图所示：
在竖直方向有
在水平方向有
由几何知识得
联立并代入数据解得
t=0.34s
15. 如图甲所示，质量M=2kg的木板A静置于水平面上，质量m=1kg的小滑块B静置于A的右端，现给A一水平向右的初速度v0=9m/s，B在相对于A的运动过程中恰好没有滑落，已知A、B间的动摩擦因数μ1=0.1，A与地面间的动摩擦因数μ2=0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2。
（1）求A刚获得初速度时A、B加速度的大小aA、aB；
（2）求A的长度L；
（3）若在A获得初速度的同时，B受到水平向右的恒力F=3N，如图乙所示，求B开始运动到从A上滑落所需的时间（结果可以用根号表示）。

【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对A、B由牛顿第二定律有
解得
，
（2）设经过时间AB共速，有
该过程中AB的位移分别为
，
A的长度为
代入数值解得
（3）设开始运动时B的加速度为，经过时间共速，有
解得
到达共同速度时有
解得
，
此时B相对A向左运动的距离为
共速后B继续加速，A继续减速，AB间的摩擦力方向发生改变，设共速后B的加速度大小为，A的加速度大小为，由牛顿第二定律有
解得
，
因为有
所以当A速度减小到零后会保持静止状态，从AB共速到A停止运动的时间为
该时间内B相对A向右运动的距离为
故可知此时B距离A的右端距离为
此时B的速度为
A静止后，设再经过时间，B从A的右端滑落，有
解得
故B开始运动到从A上滑落所需的时间为