[物理]云南省昆明市2024-2025学年高三上学期9月三校联考试卷(解析版)

这是一份[物理]云南省昆明市2024-2025学年高三上学期9月三校联考试卷(解析版)，共22页。试卷主要包含了选择题的作答，31m/s等内容，欢迎下载使用。
本试题卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.填空题和解答题的作答用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
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. 香蕉球是一项令人惊叹的足球技术，足球能在空中绕过防守人员进入球门，如图所示曲线是足球某段时间内运动轨迹的俯视图，图中所示时刻空气对香蕉球的作用力的水平分力可能是（ ）
A. 方向B. 方向C. 方向D. 方向
【答案】A
【解析】足球受到重力与空气的作用力，根据曲线运动的规律，合力方向总是指向轨迹内侧，可知图中所示时刻空气对香蕉球的作用力的水平分力可能是方向。
故选A。
2. 某款游戏中，参与者身着各种游戏装备及护具，进行模拟作战训练。若某游戏参与者以相等间隔时间连续水平发射三颗子弹，不计空气阻力，O为图线中点，则子弹在空中的排列形状应为（ ）
A B.
C. D.
【答案】C
【解析】AB．三发子弹均做平抛运动，且抛出点相同，初速度相同，轨迹相同，所以三发子弹一定在同一条抛物线上，不可能在同一条直线上，AB错误；
CD．因为游戏参与者以相等间隔时间连续水平发射，所以三发子弹所在的竖直线一定是等间距分布的，因为O点是图线的中点，所以，第二发子弹一定在O点的正上方，C正确，D错误。故选C。
3. 如图是世界上最大无轴式摩天轮——“渤海之眼”，摩天轮直径180m，高200m，有36个观景舱，在做匀速圆周运动时周期为30min。下列说法正确的是（ ）
A. 乘客的线速度保持不变
B. 乘客做匀变速曲线运动
C. 乘客的线速度大小约为0.31m/s
D. 到达最低处时乘客处于失重状态
【答案】C
【解析】A．乘客匀速圆周运动，线速度大小不变，方向时刻发生变化，故A错误；
B．乘客匀速圆周运动，加速度大小不变，方向总是指向圆心，所以乘客不是做匀变速曲线运动，故B错误；
C．乘客的线速度大小为
故C正确；
D．到达最低处时，乘客具有向上的加速度，处于超重状态，故D错误。
故选C。
4. 如图1所示为某修正带照片，图2为其结构示意图。修正带由出带轮、传动轮、收带轮、基带、出带口等组成。测量可知出带轮有45齿，半径为，传动轮齿数未知，半径为，收带轮有15齿，半径未知，下列选项正确的是（ ）
A. 使用时，出带轮与收带轮转动方向相反
B. 根据题中信息，可以算出传动轮的齿数
C. 根据题中信息，不能算出收带轮轴心到齿轮边缘的半径
D. 在纸面长时间匀速拉动修正带时，出带轮边缘某点的向心加速度大小不变
【答案】B
【解析】A．由于齿轮带动，根据图2可知，使用时，出带轮与传动轮转动方向相反，传动轮与收带轮传动方向相反，则出带轮与收带轮转动方向相同，故A错误；
B．由于是齿轮带动，相邻齿之间的间距相等，则有
解得
故B正确；
C．由于是齿轮带动，相邻齿之间的间距相等，则有
解得
可知，根据题中信息，能算出收带轮轴心到齿轮边缘的半径，故C错误；
D．根据向心加速度的表达式有
在纸面长时间匀速拉动修正带时，出带轮边缘某点的圆周半径减小，则该点的向心加速度大小变大，故D错误。
故选B。
5. 我国航天科学家在进行深空探索的过程中发现有颗星球具有和地球一样的自转特征。如图所示，假设该星球绕AB轴自转，CD所在的赤道平面将星球分为南北半球，OE连线与赤道平面的夹角为30°经测定，A位置的重力加速度为g，D位置的重力加速度为，则E位置的向心加速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A位置的重力加速度由万有引力提供得
D位置万有引力提供重力加速度和向心加速度
E位置的向心加速度
故选B。
6. 中国古代建筑的门闩凝结了劳动人民的智慧，如图所示为一种竖直门闩的原理图：当在水平内向有推动下方木块A时，使木块B沿竖直槽向上运动、方可启动门闩，水平、竖直内表面均光滑，A、B间的接触而与水平方向成角，A、B间的动摩擦因数为0.2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知B的质量为，重力加速度为，为了使门闩能被启动，则施加在A上的水平力应大于（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】对A、B进行受力分析，如图所示
门闩刚好启动时，对A水平方向上有
对B竖直方向上有
A、B间最大静摩擦力为
则施加在A上的水平力应大于
故选D。
7. 2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。如图，鹊桥二号采用周期为24的环月椭圆冻结轨道，近月点为A，远月点为B，CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是（ ）
A. 鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于11.2km/s
B. 鹊桥二号在A点的加速度大于B点的加速度
C. 鹊桥二号从C经B到D的运动时间为12h
D. 鹊桥二号在C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线
【答案】B
【解析】A．由于鹊桥二号环绕月球运动，而月球为地球的“卫星”，则鹊桥二号未脱离地球的束缚，故鹊桥二号的发射速度应大于地球的第一宇宙速度7.9km/s，小于地球的第二宇宙速度11.2kms，故A错误；
B．由可知鹊桥二号在A点的加速度大于B点的加速度，故B正确；
C．鹊桥二号围绕月球做椭圆运动，根据开普勒第二定律可知，从A→C→B做减速运动，从B→D→A做加速运动，则从C→B→D的运动时间大于半个周期，即大于12h，故C错误；
D．由于鹊桥二号做曲线运动，则可知鹊桥二号速度方向应为轨迹的切线方向，则可知鹊桥二号在C、D两点的速度方向不可能垂直于其与月心的连线，故D错误。故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，机械人手臂由两根长均为l的轻质臂杆和链接而成，可绕O点转动。当N端抓住货物后，在智能遥控操控下，杆在时间t内绕O点由竖直位置逆时针匀速转过角到图示虚线位置，整个过程，杆始终水平。则（ ）
A. M点的线速度大小为B. M点的向心加速度大小为
C. 货物在水平方向速度减小D. 货物在竖直方向匀速运动
【答案】AC
【解析】AB．M点做匀速圆周运动，角速度
线速度大小
向心加速度大小
A正确，B错误；
CD．货物与M点运动状态相同，将M点的速度v分解（如图）
水平方向
竖直方向
角增大，减小，增大，C正确，D错误。
故选AC。
9. 如图所示，A是地球的一颗同步卫星，为地球中心，地球半径为，地球自转周期为，另一卫星B的圆形轨道也位于赤道平面内，运行方向与地球自转方向相同、周期为，且距地面的高度，地球表面的重力加速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 卫星B所在轨道处的重力加速度为
B. 卫星B的运行周期为
C. 相同时间内，卫星A与地心连线比卫星B与地心连线扫过的面积大
D. A、B两卫星相距最近时刻到紧邻的相距最远时刻的时间间隔为
【答案】BCD
【解析】A．在地球表面有
卫星B处有
又，解得
故A错误；
B．对卫星B，由万有引力提供向心力可得
解得
故B正确；
C．根据万有引力提供向心力
解得
扇形面积
单位时间内扫过的面积
故相同时间内，卫星A与地心连线比卫星B与地心连线扫过的面积大，故C正确；
D．从相距最近到紧邻的相距最远过程有
解得
故D正确。故选BCD
10. 如图甲所示，将质量均为的物块A、B置于水平转盘的同一直径上，两者用长为的水平轻绳连接，轻绳恰好伸直但无拉力。已知两物块与转盘之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块A与转轴的距离等于，签个装置能绕通过转盘中心的竖直轴转动，当转盘以不同角速度匀速转动时，两物块所受摩擦力大小与角速度二次方的关系图像如图乙所示，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 由图乙可知，转盘的角速度时，物块A所受摩擦力不变
B. 图乙中
C.
D. 当时，轻绳的拉力大小为
【答案】BD
【解析】AB．刚开始角速度比较小时，物块受到的静摩擦力提供所需的向心力，由于物块B的半径较大，所需向心力较大，则物块B受到的摩擦力先达到最大，之后物块B受到的摩擦力不变，绳子开始产生拉力，则图乙中图像为物块B所受摩擦力大小与角速度的平方的关系图像，对物块B,由牛顿第二定律可得
解得开始产生绳子拉力时的角速度为
故A错误，B正确；
CD．当时，物块A受到摩擦力达到最大，分别对物块A和B进行受力分析，根据牛顿第二定律可得
联立解得
，
解得
故C错误，D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学利用如图甲所示的实验装置研究平抛运动，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上，由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，铜球会在白纸上挤压出一个印迹，移动挡板，重复上述操作，白纸上将留下一系列印迹。
（1）每次将小球从斜相的同一位置无初速度释放，将水平挡板依次向下等间距移动位置，若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为，忽略空气阻力的影响，下列论正确的是________。
A. B.
C. D. 无法判断
（2）该同学又利用频闪照相机拍摄做平抛运动的小球，频闪周期为。实验测出的球影像高度差如图乙所示，每个方格的边长为。则小球运动到位置时，其水平速度的大小为___________，其速度与水平方向夹角的正切值为______，当地重力加速度的大小为________。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）A （2）1.0 2.0 9.7
【解析】【小问1详解】
因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，根据
可得
故选A。
【小问2详解】
[1]小球运动到位置时，其速度的水平分量即水平速度的大小为
[2]竖直分速度
速度与水平方向夹角的正切值为
[3]当地重力加速度的大小为
12. 课外活动小组利用下列器材测量小车的质量，小车、上端带有定滑轮的平直轨道、垫块、细线、打点计时器、纸带、频率为的交流电源、直尺、质量均为的7个槽码。当地的重力加速度。

Ⅰ.按图甲安装好实验器材，跨过定滑轮细线一端连接在小车上，另一端悬挂着7个槽码。改变轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列等间距的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；
Ⅱ.保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂6个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度；
Ⅲ.依次减少细线下端悬挂的码数量，重复步骤Ⅱ；
Ⅳ.以取下槽码的总个数的倒数为纵坐标，为横坐标，作出图像，
（1）图像的纵截距为___________（用表示）：
（2）若某次实验获得如图乙所示的纸带，已知相邻计数点间均有4个点米画出，则加速度大小_______；在打“7”点时小车的速度大小_________m/s。（结果均保留三位有效数字）

（3）测得关系图线的斜率为，则小车的质量__________kg。
（4）若细线下端悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小______（填“大于”“小于”或“等于”）。
【答案】（1）
（2）1.12 1.02
（3）0.42 （4）小于
【解析】【小问1详解】
小车匀速运动时有
0
减小个槽码后，对小车和槽码根据牛顿第二定律分别有
整理得
则图像的纵截距为。
【小问2详解】
[1]相邻两计数点的时间间隔为
根据逐差法求出小车的加速度大小为
[2]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度，在打点时小车的速度大小
在打点时小车的速度大小
【小问3详解】
图像的斜率为
解得
【小问4详解】
若细线下端悬挂若2个码，小车加速下滑，槽码加速上升，槽码处于超重状态，故细线对小车的拉力大于2个码的重力，则小车下滑过程中受到的合外力小于。
13. 图甲是我国传统农具——风鼓车。图乙是其工作原理示意图。转动摇柄，联动风箱内的风时，向车斗内送风。入料仓漏口H漏出的谷物经过车斗，质量大于的谷粒为饱粒，落入第一出料口A1B；质量为的谷粒为瘪粒，落入第二出料口A2B；质量小于的草屑被吹出出风口。已知A1、B、A2三点在同一水平线上，A1B的宽度为0.18m，A1在H正下方，A1H的高度为0.45m。质量为的谷粒从H漏出，恰好经B点落入A2B。设谷粒从H漏出时速度为零，谷粒在车斗内所受水平风力恒定且相等，只考虑其所受重力和水平风力作用。重力加速度g取10m/s2。
（1）求谷粒从H落到出料口所经历的时间；
（2）求谷粒所受水平风力的大小；
（3）若瘪粒恰好能全部落入A2B，求A2B的宽度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）谷粒竖直方向做自由落运动，由
其中
解得
（2）水平方向在恒定风力作用下，谷粒做初速度为零的匀加速直线运动。对于恰好落到B点的的谷粒，有
其中
x=0.18m，t=0.3s
解得
a=4m/s2
由
得
（3）对于的谷粒
得
得
得
则的宽度
14. 如图所示为一种可测量角速度的简易装置，“V”形光滑支架可随水平面上的底座绕中轴线旋转，支架两杆与水平面间夹角均为，两侧的杆长均为，一原长为的轻弹簧套在杆上，下端固定于杆的端，另一端与一小球拴接，已知小球的质量为，重力加速度为，轻弹簧的劲度系数。现让小球随支架以角速度匀速转动，求：
（1）支架静止时弹簧的长度；
（2）轻弹簧恰为原长时，支架角速度的大小；
（3）若已知。重力加速度，小球不能从杆末端滑脱，则支架角速度的大小应满足什么要求。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
对小球进行受力分析如图所示
由平衡条件可得
其中
解得
此时弹簧的长度为
【小问2详解】
轻弹簧恰为原长时，小球只受重力和杆的支持力，受力分析如图所示
由几何关系可得
竖直方向有
水平方向有
联立可得
【小问3详解】
球在端随装置做匀速圆周运动时，弹簧的伸长量为，受力分析如图所示
弹簧的弹力
圆周运动的半径
竖直方向有
水平方向有
联立可得
故小球不滑脱需满足
15. 如图所示，两端开口的竖直球筒中静置着一个羽毛球（视为质点），初始时用手握住球筒，在空中静止。某时刻开始用手带动球筒竖直向下做匀加速运动（加速度记作a），持续时间t后忽然停止，球筒速度立刻变为0并保持静止。已知羽毛球质量为m，球与筒之间的最大静摩擦力为，滑动摩擦力为。羽毛球离筒的上、下端距离分别为。重力加速度为g，空气阻力不计，球筒离地足够高，全过程筒身始终竖直。
（1）若，求刚开始运动时羽毛球对筒的摩擦力；
（2）若，要使羽毛球离开球筒，求t的最小值；
（3）若羽毛球速度变为0时仍未离开球筒，则球筒继续向下做加速度为a的匀加速运动，持续时间t后再忽然停止…，重复上述过程直到羽毛球离开球筒
①若从初始状态到球从上端离开球筒，球筒一共加速3次，求d1的取值范围（用a，g，t表示）；
②若球筒只加速一次，只要t取适当值，球总能从下端离开，求a的取值范围。（用g，，表示）
【答案】（1）2.3mg，方向竖直向上；（2）；（3）①，②
【解析】（1）设羽毛球与球筒一起运动，则有
解得
故可以保持相对静止，由牛顿第三定律，可知羽毛球对球筒摩擦力方向竖直向上，羽毛球对球筒的摩擦力大小
方向竖直向上。
（2）结合上述可知球与球筒将一起以做匀加速运动，当球筒静止后，球以做减速运动
解得
当球速度减为零时，位移为
解得
即t的最小值为。
（3）①由于球与筒之间的最大静摩擦力为，羽毛球速度变为0时仍未离开球筒，显然
第一阶段球相对球筒向上滑动，球的加速度为，则有
解得
则这一阶段球相对球筒向上滑动的距离为
球筒静止后，球相对简向下滑动直到静止，相对位移为
要求
解得
②若，只要足够大，球一定从下端离开，因此取值范围是
若 ，此时在一个“周期”内，球相对球筒向下滑的位移大于向上滑动的位置，且有
解得
且球不能从上端滑出
解得
则必须有
解得