[物理]广东省惠州市2024-2025学年高三上学期9月阶段检查试卷(解析版)

这是一份[物理]广东省惠州市2024-2025学年高三上学期9月阶段检查试卷(解析版)，共21页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1. 图甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，中间的“·”表示人的重心。图乙是根据力传感器采集到的数据画出的力—时间图像。两图中a~g各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出。根据图像可知（ ）

A. d点位置对应人处于跳起的最高点 B. c点位置对应人处于失重状态
C. b点位置对应人处于下蹲过程的最低点 D. b点位置对应人处于失重状态
【答案】D
【解析】AB．由题图乙可知，人的重力约为500 N，d、c点位置人所受支持力大于重力，尚未离地，且人的加速度向上，处于超重状态，A、B错误；
CD．b点位置人所受支持力小于重力，人的加速度向下，处于失重状态，且b点位置对应人处于下蹲过程，加速度方向向下，处于减速阶段，还没有到达最低点，C错误，D正确。
故选D。
2. 我国极地科考破冰船“雪龙2号”总长122.5米，某次破冰作业时，船做直线运动过程画成如图图像，下列说法正确的是（ ）
A. 这个过程不能把破冰船视为质点
B. 匀加速过程的加速度大小为
C. 匀加速过程比匀减速过程的平均速度大
D. 破冰的总长度达到22400m
【答案】D
【解析】AD．根据图像的面积可求得破冰船在此过程的位移为
远大于船体长度，故可将破冰船视为质点，故A错误，D正确；
B．匀加速过程中根据图像的斜率可得加速度的大小为
故B错误；
C．匀加速过程和匀减速过程，平均速度相同，都等于
故C错误。
故选D。
3. 6月25日，嫦娥六号返回器携带人类首份月球背面样品，精准着陆在内蒙古四子王旗，任务取得圆满成功。已知月球的半径为，月球表面的重力加速度为，关于嫦娥六号返回过程的论述，正确的是（ ）
A. 只要速度达到，就能从月球返回地球
B. 在环月轨道上持续飞行的同时，不断改变轨道高度，高度越高，则周期越小
C. 在环月轨道上持续飞行的同时，不断改变轨道高度，高度越高，则角速度越小
D. 返回器进入地球大气层打开降落伞做减速运动，则月球背面样品处于失重状态
【答案】C
【解析】A．对月球进行分析，在月球表面有
解得
该速度是月球的第一宇宙速度，以该速度发射可以在近月轨道环绕月球飞行。但要返回地球需要脱离月球的束缚，要以大于月球第二宇宙速度发射才能实现，故A错误；
B．根据
解得
可知，轨道高度越高，则周期越大，故B错误；
C．根据
结合上述可知，在环月轨道上持续飞行的同时，不断改变轨道高度，高度越高，则周期越大，角速度越小，故C正确；
D．打开降落伞做减速运动的过程中，加速度方向竖直向上，样品处于超重状态，故D错误。
故选C。
4. 2024年6月30日，世界最大跨度拱桥深中通道正式建成通车。深中通道的建成靠的是“中国建筑狂魔重工机械”。如图，圆圈处有一个巨型钢圆筒，质量为，由10根起吊绳通过液压机械抓手连接，每根绳与竖直方向的夹角为（右图其他8根没有画出），每根绳承受的最大拉力为，则起吊过程的最大加速度为（，绳的质量忽略不计）（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】每根绳的最大拉力为，则10根绳的合力
由牛顿第二定律有
解得
选故A。
5. 如图，汽车沿直线以速度v匀速行驶过程中，车中水泥混凝土搅拌运输罐也同时以角速度ω匀速转动。取罐内一块质量为m的石头，石头与它做匀速圆周运动平面上圆心的距离为R，则石头所需的向心力的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】石头的分运动有两个，其一为与汽车一起以速度v向前做匀速直线运动，其二为绕圆心做匀速圆周运动，匀速直线运动不需要向心力，故石头所需的向心力的大小为，故选B。
6. 某同学用红色光从真空对着一正方体透明玻璃砖AB边似与法线成角大射，在玻璃砖内AD边的中点发生全反射，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 该光线还会在CD边全反射
B. 该光线不会在CD边全反射，出射光线与开始入射的光线平行
C. 若角度增大到一定程度，则会在AB边全反射
D. 若角不变，换用折射率大一点的紫色光入射，则在AD边全反射点下移靠近D点
【答案】D
【解析】AB．如图所示
红色光线从玻璃砖内通过边发生折射时，人射角与光线从边入射发生折射时的折射角相同，根据光路可逆原理，光线一定会从边出射，且折射角为，从边出射的光线与从边入射的光线不平行，故AB错误；
C．全反射的条件为从光密介质进入光疏介质，光线从空气经过边进入玻璃的过程中不会发生全反射，故C错误；
D．紫光的折射率大于红光的折射率，故紫光的折射光线较红光的折射光线更低，在边全反射点更靠近点，故D正确。故选D。
7. 在第19届杭州亚运会女子排球决赛中，中国女排以3∶0战胜日本女排，以六战全胜且一局未失的战绩成功卫冕。如图所示，排球场的宽为d，长为2d，球网高为，发球员在底线中点正上方的O点将排球水平击出，排球恰好擦着网落在对方场地边线上的E点，，不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. 排球做平抛运动的时间为B. O点距地面的高度为
C. 排球击出时的速度大小为D. 排球着地时的速度大小为
【答案】BCD
【解析】AB．排球做平抛运动的轨迹在地面上的投影为，如图所示
由几何关系可得
所以排球在左、右场地运动的时间之比为，设排球做平抛运动的时间为，O点距地面的高度为，则有
，
解得
，
故A错误，B正确；
C．根据几何关系可得
则排球击出时的速度大小为
故C正确；
D．排球着地时的速度大小为
故D正确。
故BCD。
二、多项选择题（共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错得0分）
8. 如图甲所示，艺术体操的带操表演中，运动员手持细棒沿竖直方向上下抖动彩带的一端，彩带随之波浪翻卷，同时彩带上的波浪向前传播，把这样的波浪看成简谐横波，图乙描述了时刻的波形图，该列波沿x轴正方向传播，传播速度为。P、Q是x轴上分别位于处的两个质点，下列说法正确的是（ ）
A. 该波的波长为8m，频率为2Hz
B. 经过1s，质点Q沿x轴负方向移动了4m
C. 时，质点P的速度方向沿y轴正方向
D. 时，质点P的加速度比质点Q的大
【答案】CD
【解析】A．由图乙可知该波的波长为8m，波速为，故波的周期
频率为
故A错误；
B．质点不会沿轴运动，只会在轴来回摆动，故B错误；
C．时刻，质点位于平衡位置且沿轴负方向运动，过程中，质点先沿轴负方向运动至最大位移后沿轴正方向运动回到平衡位置，故时运动方向为轴正方向，故C正确；
D．时刻，质点位于平衡位置且沿轴负方向运动，质点位于波峰，时，即后，在轴负方向最大位移处，加速度沿轴正方向且最大；在平衡位置，加速度为零，故D正确。
故选CD。
9. 潜艇从海水的高密度区驶入低密度区过程称为“掉深”。图a，某潜艇在高密度区水平向右匀速航行；t=0时，该潜艇开始“掉深”。 图b为其竖直方向的图像，水平速度保持不变。潜艇可视为质点，则 “掉深”后的0~30s内，潜艇（ ）
A. 做匀变速直线运动
B. 0~10s内的速度变化量为0
C. 5s末的速度大小为
D. 0~30s内的位移大小为
【答案】CD
【解析】A．由于潜艇在竖直方向做变速运动，在水平方向做匀速运动，所以潜艇做曲线运动，故A错误；
B．根据图像可知，0~10s内的加速度大小为
则0~10s内的速度变化量为
故B错误；
C．根据图像可知，5s末的竖直分速度为
则5s末的速度大小为
故C正确；
D．根据图像可知，0~30s内的竖直分位移大小为
水平分位移大小为
则0~30s内的位移大小为
故D正确。
故选CD
10. 如图所示，水平杆固定在竖直杆上，二者互相垂直，水平杆上两点连接有两轻绳，两绳的另一端都系在质量为的小球上，＝l，现通过转动竖直杆，使水平杆在水平面内做匀速圆周运动，三角形始终在竖直平面内，为重力加速度，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. 当杆转动时，和绳上拉力大小可能相等
B. 绳的拉力范围为
C. 若转动的角速度，绳上的拉力大小为
D. 若转动的角速度，绳上的拉力大小为
【答案】CD
【解析】A．小球在水平面内做匀速圆周运动时合力水平指向转动杆，两绳拉力大小相等时，两绳拉力的合力竖直向上，重力方向竖直向下，此时小球所受合力无法满足水平指向转动杆，故A错误；
B．当转动的角速度为零时，OB绳的与AB绳的拉力值相等，设为，则
得
增大转动的角速度，当AB绳的拉力等于零时，小球仅在OB拉力下做圆周运动，此时OB绳拉力随着角速度的增大可以一直增大下去，因此OB拉力范围为
故B错误；
CD．当AB绳的拉力刚好为零时
因为，所以两绳均有拉力，对小球进行受力分析，正交分解，得
，
解得
，
因为，所以OB绳与竖直方向夹角大于，设OB绳与竖直方向夹角为，AB绳已松。对小球进行受力分析，由牛顿第二定律得
解得
，
故CD正确。故选CD。
三、非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答）
11. 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
（1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在______（选填“水平”或“竖直”）方向。
（2）弹簧自然悬挂，待弹簧______时，长度记为；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为；在砝码盘中每次增加10g砝码，弹簧长度依次记为至。数据如表：
表中有一个数值记录不规范，符号为______。
（3）如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与______（选填“”或“”）的差值。
（4）由图可知弹簧劲度系数为______N/m；通过图和表可知砝码盘的质量为______g。（结果均保留两位有效数字，重力加速度取）
【答案】 （1）竖直 （2）静止 （3） （4）4.9 10
【解析】（1）[1]将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力引起，弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向。
（2）[2]应先测量弹簧自然伸长的长度，待弹簧静止时进行测量。
[3]刻度尺精度值为，需要估读到精确值的下一位，故表中数值记录不规范的是，数据应为33.40。
（3）[4]由题图可知，所挂砝码质量为零时，为零；所以纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与的差值。
（4）[5]根据胡克定律
则有
可得
可知图像的斜率为
解得弹簧的劲度系数为
[6]设砝码盘的质量为，则有
解得
12. 学习小组进行“探究加速度a与物体质量M、物体受力F的关系”的实验，实验装置如图甲所示：
（1）关于平衡摩擦力的观点，下列说法正确的是 ；
A. 车放在倾斜长木板上，在不挂砝码和砝码盘的情况下，轻推小车使其能在纸带上打出均匀点迹，说明小车平衡摩擦力了
B. 在每次改变小车质量之后需要重新平衡摩擦力
C. 平衡摩擦力的目的是使小车所受合外力的大小等于细绳拉力的大小
D. 平衡摩擦力的目的是使细绳拉力的大小等于砝码盘和砝码总重力的大小
（2）若用图像法验证小车加速度a与质量M的反比关系，则应作出a随______的变化图像（选填“”或“”）；
（3）图乙是按正确的实验步骤得到一条纸带，实验中打点计时器连接的电源周期为0.02s，每两个相邻计数点之间都有4个点没有画出，小车运动的加速度为_______m/s2。（结果保留三位有效数字）；
（4）某同学在做保持小车质量不变，验证小车的加速度与其合外力成正比的实验时，根据测得的数据作出如图丙所示的a-F图线，所得的图线既不过原点，又不是直线，原因可能是 ；
A. 木板右端所垫物体较低，使得木板的倾角偏小
B. 木板右端所垫物体较高，使得木板的倾角偏大
C. 小车质量远大于砝码和砝码盘的总质量
D. 砝码和砝码盘的总质量不满足远小于小车质量
（5）该小组又对实验方案进行了改进，来研究小车加速度a与F的关系，装置如图丁所示。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，用小桶替换砝码盘，并缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚开始运动为止，记下传感器的最大示数F0 。再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数F1。释放小车，实时记录小车运动时传感器的示数F2。
改变小桶中砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系如图戊所示。不计纸带与计时器间的摩擦。图像中F是实验中测得的 ；
A. F1B. F2C. F1-F2D. F2-F0
（6）关于该改进的实验，下列说法中正确的是 。
A. 小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量
B. 实验中需要将长木板右端垫高
C. 随着F的增大，戊图中所画的a与F图线仍会弯曲
D. 用加砂的方法改变拉力的大小与砝码盘的方法相比，可更方便地获取多组实验数据
【答案】（1）AC （2）
（3）6.22 （4）AD
（5）D （6）D
【解析】【小问1详解】
A．车放在倾斜长木板上，在不挂砝码和砝码盘的情况下，轻推小车使其能在纸带上打出均匀点迹，说明小车平衡摩擦力了，故A正确；
B．平衡摩擦力后满足
可得
故在每次改变小车质量之后不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
CD．平衡摩擦力的目的是使小车所受合外力的大小等于细绳拉力的大小，故C正确，D错误。
故选AC。
【小问2详解】
根据牛顿第二定律
可得
可知与成正比，若用图像法验证小车加速度a与质量M的反比关系，则应作出a随的变化图像。
【小问3详解】
相邻两计数点的时间间隔为
根据逐差法求出小车运动的加速度为
【小问4详解】
AB．由图可知，当合外力较小时，小车的加速度为零，说明平衡摩擦力不足，木板右端所垫物体较低，使得木板的倾角偏小，故A正确，B错误；
CD．图线不是直线，是由于随着砝码和砝码盘的总质量的增大，不满足远小于小车质量，绳子拉力不能近似等于砝码和砝码盘的重力，故C错误，D正确。
故选AD。
【小问5详解】
图像是过原点的一条直线，已经平衡摩擦力，则为小车受到的合外力，即
故选D。
【小问6详解】
A．该实验中力传感器可以直接测出绳子拉力的大小，小车和传感器的总质量不需要远大于小桶和砂的总质量，故A错误；
B．实验中不需要将长木板右端垫高，因为已经测量了小车所受的摩擦力，故B错误；
C．为小车受到的合外力，随着F的增大，戊图中所画的a与F图线不会弯曲，故C错误；
D．用加砂的方法改变拉力的大小与砝码盘的方法相比，可更方便地获取多组实验数据，故D正确。
故选D。
13. 如图所示，导热性能良好的柱形金属容器竖直放置，容器上端的塞子将容器内的某种理想气体密闭，内有质量为m的厚度不计的活塞将容器分为A和B两个气室，活塞与容器内壁间气密性良好，且没有摩擦，活塞横截面积为S，已知重力加速度大小为g，外界大气压强为，A和B两个气室的体积均为V0，A气室内气体的压强为，求：
（1）A和B两个气室中气体的质量之比；
（2）拔去容器上端塞子，等稳定后，容器内的活塞移动的距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）由题意知，A和B气室中的气体的体积相等，温度相同，A气室中气体的压强为
B气室中气体的压强为
假设让B气室中气体发生等温膨胀，使其压强等于A气室中气体的压强，由玻意耳定律知
pBV0=pAVB
故两气室中气体的质量之比
（2）若拔去塞子，待稳定后，B气室内气体的温度仍与外界相同，压强为
设此时B气室中气体的体积为V，根据玻意耳定律有
pBV0=pB'V
解得
V=V0
因此活塞向下移动的距离为
14. 电梯在现代人的日常生活中扮演了无可替代的角色，如图所示为天津一中某同学设计的一种电梯结构的简化示意图。现已知轿厢质量，配重质量m可调，。
（1）某时刻，电梯轿厢内无乘客，为计算此时电梯配重并测试抱死系统，电动机不工作。测得电梯从一楼上升到高的顶楼用时。而升到顶楼时，立即启动抱死装置，使轿厢在电梯井内匀减速上升，测得上升后电梯停下。求此时电梯配重和制动时电梯的加速度a；
（2）现小北、小南和小医三名同学登上电梯，假设他们三人总质量，又考虑到电机功率不稳，使得与之相连绳上拉力T在内波动。为让乘客感到舒适，电梯上升加速度应不大于，试求可保证电梯正常运行并使乘客舒适的配重m的取值范围。
【答案】（1），，方向竖直向下；（2）
【解析】（1）设电梯加速上升阶段的加速度为，则有
解得
对轿厢和配重整体受力分析，由牛顿第二定律得
代入数据，解得
电梯升到顶楼时的速度为
根据匀减速直线运动位移与速度关系可知，制动时电梯的加速度大小为
方向竖直向下。
（2）对轿厢、三名同学和配重整体受力分析，由牛顿第二定律得
分析可知，当与电动机相连绳上拉力T最大，为保证电梯可正常运行，电梯上升加速度最大，相应配重最大；即，
代入解得
当与电动机相连绳上拉力T最小，为保证电梯可正常运行，电梯上升加速度最小，相应配重最小；即，
代入解得
故配重m的取值范围为
15. 某物流公司用如图所示的传送带将货物从高处传送到低处。传送带与水平地面夹角=37°，顺时针转动的速率为v0=2m/s。将质量为m=25kg的物体无初速地放在传送带的顶端A，物体到达底端B后能无碰撞地滑上质量为M=50kg的木板左端。已知物体与传送带、木板间的动摩擦因数分别为1=0.5，2=0.25，AB的距离为s=8.20m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2（已知sin37°=0.6，cs37°=0.8）。求：
（1）物体滑上木板左端时的速度大小；
（2）若地面光滑，要使物体不会从木板上掉下，木板长度L至少应是多少；
（2）若木板与地面的摩擦因数为μ，且物体不会从木板上掉下，求木板的最小长度Lmax与μ的关系式。
【答案】（1）6m/s；（2）4.8m；（3）
【解析】（1）物体速度达到传送带速度前，由牛顿第二定律，有
解得
a1=10m/s2
设物体与传送带共速时运动的位移为x1，则对物体
解得
x1=0.20m