广东省中山市华侨中学2022-2023学年高三上学期（港澳班）第二次模拟考物理试题（解析版）

这是一份广东省中山市华侨中学2022-2023学年高三上学期（港澳班）第二次模拟考物理试题（解析版），共25页。试卷主要包含了单选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

第I卷（选择题）
一、单选题（每题5分，共65分）
1. 关于速度、速度的变化量和加速度的关系，下列说法中正确的是（ ）
A. 速度的变化量Δv越大，则加速度也越大
B. 做加速运动的物体，当加速度减小时，物体的速度增大
C. 当速度的变化量的方向为正方向时，加速度的方向可能为负方向
D. 物体的速度很大，则其加速度一定也很大
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据加速度定义式
可知，速度的变化量大，加速度不一定大，还要看时间的长短，故A错误；
B．做加速运动的物体，速度的方向与加速度的方向相同，当加速度减小时，物体的速度继续增大，故B正确；
C．根据加速度的定义式可知，速度的变化量的方向与加速度的方向相同，所以当速度的变化量的方向为正方向时，加速度的方向也为正方向，故C错误；
D．物体以很大的速度匀速运动时，速度很大，加速度为零，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，一箱苹果沿着倾角为θ的斜面，以速度v匀速下滑。在箱子的中央有一个质量为m的苹果，它受到周围苹果对它作用力的合力的方向（ ）
A. 沿斜面向上B. 沿斜面向下
C. 竖直向上D. 垂直斜面向上
【答案】C
【解析】
【详解】一箱苹果整体向下匀速运动，其中央的一个苹果也一定是做匀速运动，受到的合力为零。由于中央的那一个苹果只受重力与它周围苹果对它的作用力，故重力与它周围苹果对它作用力的合力为一对平衡力，大小相等、方向相反，它受到周围苹果对它作用力的合力的方向竖直向上，受力如图。
故选C。
3. 如图甲所示，t=0时水平桌面上质量m=4kg的滑块获得大小为2m/s、方向水平向右的初速度v0，同时受一个水平向左的恒定拉力F作用，前2s内滑块的v-t图像如图乙所示，求摩擦力大小f为（ ）
A. f=1NB. f=2NC. f=3ND. f=4N
【答案】B
【解析】
【详解】在0-1s内物块做减速运动，根据牛顿第二定律可知：
其中
在1s-2s内物块做加速运动，根据牛顿第二定律可知：
其中
解得：
故选B。
4. 南方持续强降雨造成严重的洪涝灾害，也给山东防汛敲响了警钟。在某次抗灾演练中，A地与安置点B的直线距离与平直河岸成60°角，如图所示。演练要求甲、乙两冲锋舟分别从A地以最小的速度和船头指向对岸分别把特殊被困人员各自送到对岸安置点，设水速不变，则甲、乙两冲锋舟的速度和之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】依题意作出甲、乙两冲锋舟的速度矢量图如图所示，由图中几何关系可直接得出甲、乙两地冲锋舟的速度分别为
解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
5. 如图甲，学校趣味运动会上某同学用乒乓球拍托球跑，球、球拍与人保持相对静止，球拍与水平方向的夹角为。图乙是在倾角为的静止斜面上用竖直挡板挡住与甲图中相同的球，忽略空气阻力和一切摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中球所受合力大于乙图中挡板对球的弹力
B. 球拍和斜面对球的弹力一定相等
C. 该同学可能托着球做匀速直线运动
D. 该同学可能托着球做变加速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】CD．对图甲中乒乓球进行受力分析：受到重力mg和球拍的支持力N，作出力图如图所示
根据牛顿第二定律得
mgtanθ=ma
解得
a=gtanθ
所以加速度恒定，该同学托着球做匀加速直线运动，故CD错误；
B．甲图中球拍对球的弹力
对乙图受力分析如图所示
乙图中斜面对球的弹力
所以球拍和斜面对球的弹力一定相等，故B正确；
A．甲图中球所受合力为
F合=ma=mgtanθ
乙图中挡板对球的弹力为
F=mgtanθ
二者大小相等，故A错误。
故选B。
6. 如图所示，窗子上、下沿间的高度差H=1.6m，墙的厚度d=0.4m。某人在到墙壁距离为L=1.4m距窗子上沿高度为h=0.2m处的P点将可视为质点的小物体以速度v水平抛出，小物体直接穿过窗口并落在水平地面上，g取10m/s2，则v的取值范围是（ ）
A. v>2.3m/s
B. 2.3m/sC. 3m/sD. 2.3m/s【答案】C
【解析】
【详解】小物体做平抛运动，根据平抛运动规律可知，恰好擦着窗子上沿右侧穿过时初速度v最大，此时水平方向有
L=vmaxt
竖直方向有
h=gt2
联立解得
vmax=7m/s
恰好擦着窗子下沿左侧穿过时初速度v最小，此时水平方向有
L+d=vmint'
竖直方向有
H+h=gt'2
解得
vmin=3m/s
所以v的取值范围是
3m/s故选C。
7. 如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，FN-v2图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 当地的重力加速度大小为
B. 小球的质量为R
C. v2=c时，杆对小球弹力方向向上
D. 若c=2b，则杆对小球弹力大小为2a
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图乙可知，当时，对小球在最高点由牛顿第二定律得
可得当地的重力加速度大小为
A错误；
B．当时，在最高点有
可得小球的质量
B正确；
C．当时，在最高点对小球由牛顿第二定律得
则杆对小球弹力方向向下，C错误；
D．在最高点对小球由牛顿第二定律得
则杆对小球的弹力大小为，D错误。
故选B。
8. 如图所示，A为地面上的待发射卫星，B为近地圆轨道卫星，C为地球同步卫星。三颗卫星质量相同，三颗卫星的线速度大小分别为、、，角速度大小分别为、、，周期分别为、、，向心加速度大小分别为、、，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A．同步卫星C的角速度等于地面上的特发射卫星A的角速度，即
B、C均为卫星，由万有引力提供向心力有
解得
由于卫星B的轨道半径小于C的轨道半径，则
所以
故A正确；
B．同步卫星C的周期等于地面上的特发射卫星A的周期，即
TA=TC
B、C均为卫星，根据开普勒第三定律可知B的周期小于C的周期，即
TC＞TB
所以有
TA=TC＞TB
故B错误；
C．同步卫星C的角速度等于地面上的特发射卫星A的角速度，即
根据可知
由万有引力提供向心力有
解得
可知B的线速度大于C的线速度，即
所以有
故C错误；
D．同步卫星C的角速度等于地面上的特发射卫星A的角速度，即
根据可知
根据牛顿第二定律可得
解得
B的向心加速度大于C的向心加速度，即
所以有
故D错误。
故选A。
9. 2020年7月23日，我国发射了“天问一号”火星探测器，11月24日，我国发射了“嫦娥五号”月球探测器，成功在月球表面取回一千多克月球样品。下图为“嫦娥五号”在着陆月球前的变轨过程的模拟图，已知“嫦娥五号”在着陆月球前在近月圆轨道1上绕月球做匀速圆周运动，经过时间（小于其运动周期），运动的弧长为，与月球中心连线扫过的角度为（弧度），引力常量为，则下列说法中正确的是（ ）
A. “天问一号”火星探测器与“嫦娥五号”月球探测器在相同的时间内，分别绕火星和月球运动扫过的面积相等
B. 在地球上发射“嫦娥五号”月球探测器，发射速度必须大于地球的第二宇宙速度才能实现
C. “嫦娥五号”月球探测器在离月球较远的轨道3和椭圆轨道2上经过点时的加速度是不同的
D. 根据“嫦娥五号”月球探测器的运动参量可知月球的质量为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据开普勒第二定律可知，不同的天体只有绕同一个中心天体绕行时，其与中心天体的连线在相同的时间内扫过的面积才相等，故A错误；
B．“嫦娥五号”月球探测器的发射速度要大于地球的第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故B错误；
C．“嫦娥五号”月球探测器在3与2轨道上的交点P处都是万有引力提供加速度，所以加速度相同，故C错误；
D．由万有引力提供向心力
又
，
解得月球的质量为
故D正确。
故选D。
10. 复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为v0，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内（ ）
A. 牵引力的功率P= FvmB. 做加速度逐渐增大的加速运动
C. 做匀加速直线运动D. 牵引力做功W=
【答案】A
【解析】
【详解】A．达到最大速度时牵引力与阻力相等，所以牵引力的功率
P= Fvm
故A正确；
BC．由
可知，速度不断增大则牵引力不断减小，由
可知动车做加速度逐渐减小的加速运动，故BC错误；
D．由动能定理可知
故D错误。
故选A。
11. 如图所示，小球从直立轻质弹簧的正上方处a点由静止自由下落，到b点与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，然后又被弹回。若不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）
A. 能量在动能和弹性势能两种形式之间转化
B. 小球在b点速度最大
C. 在c点时小球、地球与弹簧组成系统的势能最大
D. 小球在由b运动到c点的过程中，小球、地球与弹簧组成系统的机械能减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球下落过程中，能量在动能、重力势能和弹性势能三种形式之间转化，故A错误；
B．a点到b点，小球做自由落体运动，小球在b点接触弹簧，弹力逐渐增大，开始时弹力小于重力，加速度方向向下，小球做加速度逐渐减小加速运动，直到bc间某个位置弹力等于重力时，加速度为零，此时速度最大，然后弹力大于重力，加速度方向向上，小球做加速度逐渐增大的减速运动，直到c点，弹簧被压缩到最短，小球的速度为零，故B错误；
CD．以小球、地球与弹簧组成的系统为研究对象，整个过程中仅重力、弹簧弹力做功，因此该系统机械能守恒，故小球在由b运动到c点的过程中，小球、地球与弹簧组成系统的机械能不变，在c点时小球的动能为零，因此势能最大，故C正确，D错误。
故选C。
12. 常见抛体运动有平抛运动、竖直上抛（或下抛）运动和斜抛运动（斜上抛运动和斜下抛运动）。对于抛体运动，我们可用运动的合成与分解的方法进行分析和研究，以斜上抛运动为例，我们可建立一个直角坐标系，如图所示，将坐标系的原点O选择在物体的抛出点，水平方向为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向，物体的初速度方向与x轴正方向的夹角为抛出角。由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，O、a、b、c、d为弹道曲线上的五个点，其中O点为发射点，d点为落地点，b点为轨迹的最高点，a、c为运动过程中经过的距地面高度相等的两点，下列说法正确的是（ ）
A. 到达b点时，炮弹的速度为零
B. 到达b点时，炮弹的加速度为零
C. 炮弹经过a点时的速度大小大于经过c点时的速度大小
D. 炮弹经过a点时的速度大小等于经过c点时的速度大小
【答案】C
【解析】
【详解】A．到达b点时，炮弹的竖直方向速度为零，但水平方向还有速度，故A错误；
B．到达b点时，仍受到竖直向下重力作用，同时受到水平方向的阻力，则合外力不为零，有加速度，故B错误；
CD．炮弹经过a点到c点，重力做功为零，阻力做负功，则动能减小，则速度减小，即经过a点时的速度大小大于经过c点时的速度大小，故C正确，D错误。
故选C。
13. 如图甲所示，质量为可视为质点的物块A放置在长木板B上，A、B静止在水平地面上，已知长木板B的质量，A与B及B与地面间的动摩擦因数均为，用水平外力F作用在长木板B上，外力F随时间变化关系如图乙所示，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，则下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，A的加速度为零
B. 时刻，B的加速度大小为
C. 在整个运动过程中，物块A的加速度先增大后不变
D. 如果长木板B足够长，最终A、B将共速
【答案】B
【解析】
【详解】AC．根据滑动摩擦力的公式可知，A、B间的滑动摩擦力为
B与地面间的滑动摩擦力为
A、B间发生相对滑动后，A的加速度将保持不变，由牛顿第二定律可得，其大小为
设A、B间刚好发生相对运动时的外力为，根据牛顿第二定律有
解得
由图乙可知，时刻，，则A的加速度为，在整个运动过程中，物块A的加速度不变，故AC错误；
B．由图乙可知，当时刻，水平外力
由牛顿第二定律有
解得
故B正确；
D．只要F始终作用在长木板B上，B的加速度始终大于A的加速度，无论B板多长，A、B都不会共速，故D错误。
故选B。
第II卷（非选择题）
二、实验题（每空3分，共21分）
14. 某课外活动小组通过如图甲所示的实验装置测量滑动摩擦因数。将一木板用垫块垫高形成斜面，在木板底端B处固定一个光电门以测量物体通过该处时的速度，实验时滑块由距地面h高的A处静止释放，测出滑到B点的速度v。改变垫块的数量，从而改变木板的倾斜程度，但始终保持释放点A到B点的水平距离（即B、C间的距离）L＝0.8m不变。重复实验，最后做出如图乙所示的H-v2图像。
（1）木板倾斜程度更大时，为了保证L不变，滑块下滑到底端B点的位移将______（填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）滑块与木板间的动摩擦因数μ＝ ______；
（3）若所用木板更粗糙些，重复上述实验步骤，得到的图像的斜率将______（填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 ①. 变大 ②. 0.375 ③. 不变
【解析】
【详解】（1）[1]设木板与水平方向的夹角为，根据几何关系得出滑块下滑到底端B点的位移为
木板倾斜程度更大时，为了保证（即B、C间的距离）L不变，滑块下滑到底端B点的位移将变大。
（2）[2]根据图像得时，，即此时滑块处于平衡状态，根据牛顿第二定律得
解得
（3）[3]若所用木板更粗糙一些，重复上述实验步骤，根据动能定理得
化简可得
所以若所用木板更粗糙一些，重复上述实验步骤，得到的图像的斜率将不变。
15. 某研究小组使用如图所示实验装置来研究平抛运动的规律，实验前查阅得知当地的重力加速度为g。实验步骤如下：
A．让小球多次从斜槽上___________（选填“同一”或“不同”）位置由静止滚下，记下小球平抛运动途中经过的一系列位置。
B．安装好器材，注意保持木板竖直和将斜槽末端调节___________（选填“水平”或“竖直”），记下小球在斜槽末端时球心在木板上的投影点O和过O点的竖直线。
C．测出曲线上某点的坐标x、y，用___________算出该小球的平抛初速度。实验需要对多个点求的值，然后求它们的平均值。
D．取下白纸，以O为原点、过O点的竖直线为y轴、水平线为x轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛轨迹。
上述实验步骤的合理顺序是___________。
①ABCD ②BACD ③BADC ④CDBA
【答案】 ①. 同一 ②. 水平 ③. ④. ③
【解析】
【详解】A[1]为了保证小球做平抛运动获得的初速度相同，所以应从同一位置静止释放；
B[2]平抛运动的初速度是沿水平方向的，所以需要斜槽末端水平；
C[3]小球做平抛运动，水平方向
竖直方向
解得
D[4]实验过程中，先安装实验仪器，然后进行实验（重复多次），然后处理实验数据，故顺序为BADC。
故选③。
三、解答题（共64分）
16. 如图，质量的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量的小球相连。今用跟水平方向成角的力拉着小球并带动木块一起向右匀速运动，运动中、的相对位置保持不变，。在运动过程中，求：
（1）轻绳与水平方向的夹角θ；
（2）木块M与水平杆间的动摩擦因数μ。
【答案】(1)；(2)
【解析】
【分析】
【详解】小球并带动木块一起向右匀速运动，均处于平衡状态，设轻绳的拉力为T，对小球，由平衡条件可得
水平方向上
竖直方向上
联立代入数据可得。
(2)把小球和木块当成以整体，设杆的支持力为N，由平衡条件可得
水平方向
竖直方向
联立代入数据可得。
17. 跳伞运动以自身的惊险和挑战性，受到越来越多年轻人的喜爱，假若某一运动员进行跳伞训练，他从悬停在离地面300 m高空的直升飞机上由静止跳下，跳离一小段时间后，立即打开降落伞做减速运动，打开降落伞后运动员下落的v－t图如(a)所示，降落伞在空中用8根对称悬绳悬挂运动员，每根悬绳与中轴的夹角均为θ＝30°，如图(b)所示，已知运动员的质量m1＝60 kg，降落伞的质量m2＝40 kg，g＝10 m/s2，忽略运动员所受的阻力．求：
(1)该运动员打开降落伞时离地面的高度H；
(2)运动员打开降落伞瞬间的加速度大小和在下落过程中每段绳承受的最大拉力．
【答案】(1) 280 m； (2) 5 m/s2； 75N.
【解析】
【详解】(1)运动员在开始时做自由落体运动，由题意可知自由下落的末速度为20 m/s；
则自由下落的高度；此时离地高度为H＝300m－20 m＝280m；
(2)打开伞的瞬间由图可知；加速度大小为：,此时每段绳承受的拉力最大，以m1为研究对象：8Fcs 30°－m1g＝m1a,解得：
18. 如图所示，“天舟”与“天宫”对接后的组合体沿圆形轨道运行。经过时间t，组合体绕地球转过的角度为（弧度），地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转。求：
（1）地球质量M；
（2）组合体运动的周期T；
（3）组合体所在圆轨道离地面高度H。
【答案】（1）（2）（3）
【解析】
【详解】（1）根据地球表面物体的重力等于万有引力可得
所以有
（2）组合体的角速度为
故周期为
（3）组合体做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有
解得
19. 如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧轨道，其半径为，平台与轨道的最高点等高。一质量的小球从平台边缘的处以=3m/s的水平速度射出，恰能沿圆弧轨道上点的切线方向进入轨道内侧，轨道半径与竖直线的夹角为53°，已知sin53°=0.8，cs53°=0.6，求：
（1）小球到达点时的速度；
（2）小球到达圆弧轨道最低点时的速度大小以及对轨道的压力。
（3）小球沿轨道通过圆弧的最高点时对轨道的内壁还是外壁有弹力，并求出弹力的大小。
【答案】（1）5m/s；（2）；54.4N；方向竖直向下；（3）对外壁弹力为6.4N
【解析】
【详解】（1）平抛运动的水平速度不变，始终为，小球恰能沿圆弧轨道上点的切线方向进入轨道内侧，轨道半径与竖直线的夹角为53°，说明速度与水平方向夹角53°，将P点速度分解，根据三角形知识
（2）从抛出到圆弧轨道最低点，根据动能定理
解得
根据牛顿第二定律和向心力公式
解得
根据牛顿第三定律
，方向竖直向下
（3）平台与轨道的最高点等高，根据机械能守恒或动能定理可知
设小球受到向下压力，根据牛顿第二定律和向心力公式
解得
根据牛顿第三定律，小球对外壁有压力，大小为6.4N。
20. 如图，劲度系数为k的轻弹簧放在倾角的光滑斜面上，弹簧下端与斜面底端的固定挡板相连，质量为m的物块A放在斜面上，与弹簧的另一端连接，绕过两定滑轮的细线，一端连接在物块A上，另一端吊着质量也为m的物块B。用手托着物块B，使连接物块A的细线刚好伸直，弹簧的形变均在弹性限度内，重力加速度为g，求：
（1）撤去手的一瞬间，物块A的加速度大小；
（2）物块A在向上运动过程中最大速度。
【答案】（1） ；（2）
【解析】
【详解】（1）设撤去手的一瞬间，物块A的加速度大小为a，根据牛顿第二定律
对物块B
对物块A
解得
（2）开始时，对物块A受力分析
当物块A的速度最大时，加速度为0，此时细线上的拉力大小
设此时弹簧的伸长量为，则
解得
设物块A向上运动的最大速度大小为，根据机械能守恒定律有
解得