2024届河北省新乐市第一中学高三上学期期中考试物理试题（Word版）

这是一份2024届河北省新乐市第一中学高三上学期期中考试物理试题（Word版），共11页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本题共10小题，1-7单选，每小题4分，共28分;8-10多选，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，共18分;总计46分）
1．如图所示，传送带向上匀速运动，将一木块轻轻放在倾斜的传送带上瞬间，则关于木块受到的摩擦力，以下说法中正确的是（ ）
A．木块所受的摩擦力方向沿传送带向上B．木块所受的合力可能为零
C．此时木块受到四个力的作用D．木块所受的摩擦力方向有可能沿传送带向下
2．研究得出打喷嚏时气流喷出的速度可达40 m/s，假设打一次喷嚏大约喷出5×10-5 m3的空气，用时约0.02 s。已知空气的密度为1.3 kg/m3，估算打一次喷嚏人受到的平均反冲力为（ ）
A．0.13 N B．0.68 N C．2.6 N D．13 N
3．如图所示，车载玩具——弹簧人公仔固定在车的水平台面上，公仔头部的质量为m，静止在图示位置．现用手竖直向下压公仔的头部，使之缓慢下降至某一位置，之后迅速放手．公仔的头部经过时间t，沿竖直方向上升到另一位置时速度为零．此过程弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力及弹簧质量．在公仔头部上升的过程中( )
A．公仔头部的机械能守恒
B．公仔头部的加速度先增大后减小
C．弹簧弹力冲量的大小为mgt
D．弹簧弹力对头部所做的功为零
4．ETC (Electrnic Tll Cllectin)，又称自动道路缴费系统，该系统的推行，有效的缓解了高速公路收费站的拥堵现象．若某汽车在高速上正常行驶速度为30 m/s，沿该平直公路通过收费站ETC通道时，其速度随时间变化的关系如图所示，则ETC通道对该车行驶产生的时间延误为( )
A．8 s B．20 s C．26 s D．40 s
5. 细绳一端系住一个质量为m的小球，另一端固定在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如图所示的匀速圆周运动．若要小球不离开桌面，其转速不得超过( )
A.eq \f(1,2π)eq \r(\f(g,l)) B．2πeq \r(gh)
C.eq \f(1,2π)eq \r(\f(h,g)) D.eq \f(1,2π)eq \r(\f(g,h))
6. 如图所示，a、b、c、d为四颗地球卫星，a静止在地球赤道表面还未发射，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星。若b、c、d的运动均可看作匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. a的向心加速度小于a所在处的重力加速度
B. 在相同时间内b、c、d转过的弧长相等
C. c在4小时内转过的圆心角为
D. d的运动周期可能为20小时
7.如图所示，在光滑水平面上放置一个质量为M的滑块，滑块的一侧是一个弧形凹槽，凹槽的半径为点切线水平。另有一个质量为m的小球以速度从A点冲上凹槽，重力加速度为g，不计摩擦。下列说法正确的是( )
A.当时，小球能到达B点
B.如果小球的速度足够大，球将从滑块的左侧离开滑块后落到水平面上
C.当时，小球在弧形凹槽上运动的过程中，滑块的动能一直增大
D.如果滑块固定，小球返回A点时对滑块的压力为
8．如图，轻质弹簧上端固定在O点，下端与质量为m的圆环相连，圆环套在水平粗糙的固定细杆上。现在将圆环从A点静止释放，当圆环运动到B点时弹簧竖直且处于原长，到达C点时速度减为零；在C点使得圆环获得一个沿杆向左的速度v，其恰好能回到A点。弹簧始终在弹性限度之内，下列说法正确的是（ ）
A．从A到C的过程中，圆环经过B点速度最大
B．从C回到A的过程中，弹力最终做正功
C．从A到C克服摩擦力做功为
D．从A到C弹簧弹性势能减少了
9．北京冬奥会在2022年2月4日至2022年2月20日在北京和张家口联合举行，这是北京和张家口历史上第一次举办冬季奥运会．如图，某滑雪运动员从弧形坡面上滑下沿水平方向飞出后又落回到斜面上．若斜面足够长且倾角为θ.某次训练时，运动员从弧形坡面先后以速度v0和3v0水平飞出，飞出后在空中的姿势保持不变．不计空气阻力，则( )
A．运动员先后落在斜面上所用时间之比为1∶3
B．运动员先后落在斜面上位移之比为1∶3
C．运动员先后落在斜面上动能的变化量之比为1∶3
D．运动员先后落在斜面上动量的变化量之比为1∶3
10．如图所示，物块甲、乙(可视为质点)静止于水平地面上，质量分别为m甲＝2 kg、
m乙＝1 kg，一轻弹簧(长度不计)压缩后锁定在甲、乙之间．某时刻解锁弹簧，甲、乙弹开后分别沿地面滑行．已知弹簧在解锁前的弹性势能为3 J，甲、乙与地面间的动摩擦因数分别为μ甲＝0.1和μ乙＝0.5，重力加速度取10 m/s2，则( )
A．弹开后瞬间乙的速度大小为1 m/s
B．甲、乙滑行的时间之比为5∶2
C．甲滑行过程中产生的热量为2 J
D．甲、乙停止运动时相距0.9 m
二、实验题（本题共2小题，11题8分，每空2分；12题7分，前三个每空1分，后两个每空2分；共计15分）
11. 小明同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中红外线发射器、接收器可记录小球的挡光时间．小明同学进行了如下操作：
(1)用螺旋测微器测小球的直径如图乙所示，则小球的直径为____mm；
(2)该小球质量为m、直径为d．现使小球从红外线的正上方的高度h处自由下落，记录小球挡光时间t，已知重力加速度为g，则小球下落过程中动能增加量的表达式为____；重力势能减少量的表达式为________（用所给字母表示）．
(3)改变小球下落高度h，多次重复实验，发现小球动能的增加量总是小于重力势能的减少量，你认为可能的原因是 ____（至少写出一条）．
12．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“”），为了保证两小球发生对心正碰，两小球的半径 （填“需相等”或“不需相等”），本实验 测量平抛运动的高度和时间（填“不需要”或“需要”）。
（2）若两球发生弹性碰撞，其表达式可表示为 （用OM、OP、ON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 。
三、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．(10分)如图所示，在光滑的水平面上放着一个质量为M=0.39kg的木块（可视为质点），在木块正上方有一个固定悬点O，在悬点O和木块之间连接一根长度为0.4m的轻绳（轻绳不可伸长且刚好被拉直）．有一颗质量为m=0.01kg的子弹以水平速度V0射入木块并留在其中（作用时间极短），g取10m/s2 ， 要使木块能绕O点在竖直平面内做圆周运动，求：子弹射入的最小速度．
14.(12分)在赣州市南河大桥扩建工程中，双向桥梁已完成了某一通车方向的建设，为保持双向车辆正常通行，临时将其改成双向车道。如图所示，引桥与桥面对接处，有两车道合并一车道的对接口，、B两车相距时，B车正以速度匀速行驶，车正以的速度借道超越同向行驶的B车，此时车司机发现前方距离车头处的并道对接口，、B两车长度均为，且不考虑车变道过程的影响。
（1）若车司机放弃超车，而立即驶入与B车相同的行驶车道，车至少以多大的加速度刹车匀减速，才能避免与B车相撞。
（2）若车司机加速超车，车的最大加速度为，请通过计算分析车能否实现安全超车。
15．(17分)如图所示，在光滑水平地面上静置一质量mA=4kg的长木板A和另一质量mC=3kg的滑块C，其中长木板的左端还放有质量mB=2kg的滑块B（可看成质点）。现给A、B组成的整体施加水平向右的瞬时冲量I=36N·s，此后A、B以相同速度向右运动，经过一段时间后A与C发生碰撞（碰撞时间极短）。木板足够长，则再经过一段时间后A、B再次以相同速度向右运动，且此后A、C之间的距离保持不变。已知A、B间的动摩擦因数为μ=0.1，重力加速度为g=10m/s2，则
（1）获得冲量后瞬间A、B的速度；
（2）A、C间的碰撞是否为弹性碰撞？若是，请说明理由；若不是，求A、C碰撞时损失的机械能；
（3）滑块B在长木板A上表面所留痕迹的长度L；
（4）最终A、C之间的距离Δs。
高三物理答案
A 2．A 3. C 4 B 5. D 6 A
7. C8．CD 9 AD解析： 运动员做平抛运动，根据tan θ＝eq \f(\f(1,2)gt2,vt)，解得t＝eq \f(2vtan θ,g)，因此运动员先后落在斜面上所用时间之比eq \f(t1,t2)＝eq \f(v0,3v0)＝eq \f(1,3)，A正确；运动员在斜面上的位移s＝eq \f(\f(1,2)gt2,sin θ)，因此运动员先后落在斜面上位移之比eq \f(s1,s2)＝eq \f(t12,t22)＝eq \f(1,9)，B错误；落在斜面上动能的变化量ΔEk＝eq \f(1,2)×m×[(gt)2＋v2]－eq \f(1,2)×m×v2＝eq \f(1,2)mg2t2，因此运动员先后落在斜面上动能的变化量之比eq \f(ΔEk1,ΔEk2)＝eq \f(t12,t22)＝eq \f(1,9)，C错误；落在斜面上动量的变化量Δp＝mvy＝mgt，因此运动员先后落在斜面上动量的变化量之比eq \f(Δp1,Δp2)＝eq \f(t1,t2)＝eq \f(1,3)，D正确．
10．【答案】 BD解析： 弹簧被弹开的过程动量守恒，则m甲v1＝m乙v2，eq \f(1,2)m甲v12＋eq \f(1,2)m乙v22＝Ep，解得v1＝1 m/s，v2＝2 m/s，选项A错误；两物体被弹开后，根据v＝at＝μgt，则t＝eq \f(v,μg)，甲、乙滑行的时间之比为eq \f(t甲,t乙)＝eq \f(v1,v2)·eq \f(μ乙,μ甲)＝eq \f(1,2)×eq \f(5,1)＝eq \f(5,2)，选项B正确；甲滑行过程中产生的热量为Q＝eq \f(1,2)m甲v12＝eq \f(1,2)×2×12 J＝1 J，选项C错误；甲、乙停止运动时相距Δx＝eq \f(v12,2μ甲g)＋eq \f(v22,2μ乙g)＝eq \f(12,2×0.1×10) m＋eq \f(22,2×0.5×10) m＝0.9 m，选项D正确．
11【答案】 ①. 18.305 (18.305～18.306均可) ②. m（）2 ③. mgh ④. 阻力做负功解析：（1）螺旋测微器的固定刻度为，可动刻度为，所以最终读数为；
（2）已知经过光电门的时间内位移为小球的直径，则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；所以，则小球下落过程中动能增加量的表达式为；重力势能减少量的表达式为；（3）根据能量守恒定律分析，重力势能的减少量往往大于动能的增加量的原因是阻力做负功，
12【答案】 > 需相等 不需要 4：1
解析：（1）[1][2]为了保证碰撞时小球A不反弹，两球的质量必须满足，为了保证两小球发生对心正碰，两小球的半径需相等；
[3]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
则可知只需测量抛出点到落点的水平位移即可，在验证动量守恒的式子中，时间将被消去，因此不需要测量平抛运动的高度和时间。
（2）[4]根据以上分析，结合题意，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）[5]根据
可得则有代入测量数据解得
13解：当木块恰好能绕O点在竖直平面内做圆周运动时，在最高点重力提供向心力，由牛顿第二定律得：
（M+m）g=（M+m） 代入数据解得：v1=2m/s，
从最低点到最高点过程系统机械能守恒，由机械能守恒得：
（M+m）v2= （M+m）v12+（M+m）g•2L代入数据解得：v=2 m/s
子弹射入木块过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
mv0=（M+m）v代入数据解得：v0=80 m/s；
14【答案】 （1）；（2）不能安全超车，详见解析
解析：（1）A车减速到与B车同速时，若恰未与B车相碰，则A车将不会与B车相碰，设经历的时间为t，则A车位移 ①
B车位移 ② ③
由①②③式联立解得t=s
则A车与B车不相碰，刹车时的最小加速度大小
（2）设A车加速t2时间后车尾到达B车车头，则解得t2=2s
在此时间内，A车向前运动了
计算可得
说明在离并道对接口16m的距离上以3m/s2的加速度加速不能实现安全超车。
15【答案】 （1）6m/s；（2）非弹性碰撞，30J；（3）3m；（4）1m
解析：（1）对A、B组成的整体，设获得冲量后瞬间A、B的速度为v0，由动量定理
①解得v0=6m/s②
（2）不是弹性碰撞，最终A、B以相同速度向右运动，且A、C之间的距离保持不变，则三者速度相同，设为vC，以三者为系统由动量守恒定律得：
③解得vC=4m/s
A与C发生碰撞且碰撞时间极短，设碰后A的速度为vA，由动量守恒定律得
④解得vA=3m/s
A、C碰前 ⑤A、C碰后⑥
所以A、C间的碰撞为非弹性碰撞，损失的机械能⑦
从A、C发生碰撞到A、B再次以相同速度向右运动，对A⑧
对B ⑨设经时间t两者达到共速⑩解得t=2s ⑪
此过程中⑫=10m⑬⑭
（4）从A、C发生碰撞到最终三者一起匀速运动过程中
⑮⑯