2024-2025学年广东省广深珠联考高三（上）期中物理试卷（含答案）

这是一份2024-2025学年广东省广深珠联考高三（上）期中物理试卷（含答案），共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图甲，某燃气灶有四个相同的支撑架，各支撑架均匀分布。假设支撑架上部分为一斜面，且该斜面与竖直方向的夹角为θ，如图乙所示。现将一质量为m、半径为R的半球形锅正放在燃气灶上，且锅与支撑架斜面接触，重力加速度大小为g，忽略锅与支撑架斜面之间的摩擦力，下列说法正确的是( )
A. 四个支撑架对锅的弹力的合力为零B. 每个支撑架给锅的弹力大小为mg4sinθ
C. 每个支撑架对锅的弹力方向均竖直向上D. R越大，每个爪对锅的弹力越大
2.利用智能手机的加速度传感器可直观显示手机的加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器后，手掌从静止开始上下运动。以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示，则手机( )
A. 在t1时刻速度最大B. 在t2时刻开始下降
C. 在t1∼t2时间内受到的支持力逐渐增大D. 在t1∼t2时间内处于超重状态
3.如图为落水车辆救援过程的照片，救援吊机先将车辆从水里竖直向上匀速吊离水面，到达一定高度后，汽车沿圆弧轨迹匀速率被吊至河边公路，此过程中不断有水从车上滴下，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 汽车离开水面后的匀速上升阶段，固定汽车的每根吊绳的拉力等于吊臂上的钢绳拉力的大小
B. 汽车离开水面后的匀速上升阶段，吊绳对汽车做的功大于汽车增加的机械能
C. 汽车离开水面后的匀速上升阶段，吊绳的拉力大小保持不变
D. 汽车沿圆弧轨迹运动的阶段，汽车所受合力的冲量可能为零
4.如图甲所示，筒车是利用水流带动车轮，使装在车轮上的竹筒自动将水提上岸进行灌溉。其简化模型如图乙所示，转轴为O，C、O、D在同一高度，A、B分别为最低点和最高点，E、F为水面。筒车在水流的推动下做匀速圆周运动，竹筒顺时针转动，其做匀速圆周运动的半径为R，角速度大小为ω。竹筒在A点开始打水，从F点离开水面。假设从A点到B点的过程中，竹筒所装的水质量为m且保持不变，重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 竹筒做匀速圆周运动的周期为ω2π
B. 竹筒从C点到B点的过程中，重力的功率逐渐减小
C. 竹筒过C点时，竹筒对水的作用力大小为mg
D. 水轮车上装有16个竹筒，则相邻竹筒打水的时间间隔为π16ω
5.我国第二艘航空母舰“山东舰”在海南三亚某军港交付海军并正式服役。已知“山东舰”在某次试航时做匀加速直线运动，其速度变化Δv时，“山东舰”沿直线运动的距离为s1，在接下来其速度变化Δv时，“山东舰”沿直线运动的距离为s2。则“山东舰”做匀加速直线运动时的加速度大小为( )
A. Δv2s2−s1B. 4Δv2s2−s1C. Δv2s1−Δv2s2D. Δv2s1+Δv2s2
6.卫星a在某星球的赤道平面内绕该星球转动，其轨道可视为圆，已知该星球半径为R、自转周期为T，卫星轨道半径为2R、周期为2T。万有引力常量为G，则下列说法正确的是( )
A. 卫星的线速度大于该星球赤道上的物体随星球自转的线速度
B. 该星球的第一宇宙速度为2πRT
C. 该星球赤道上物体P的重力加速度大小为4π2RT2
D. 可以通过变轨调整，使卫星a降低到较低的圆轨道运行，且周期仍为2T
7.斜面ABC中AB段粗糙，BC段光滑，如图甲所示。质量为1kg的小物块(可视为质点)以v0=12m/s的初速度沿斜面向上滑行，到达C处速度恰好为零。物块在AB段的加速度是BC段加速度的两倍，其上滑过程的v−t图像如图乙所示(vB、t0未知)，重力加速度g取10m/s2。则根据上述条件，下列可以求得的是( )
A. 物块与斜面之间的动摩擦因数B. 斜面的倾角
C. 斜面AB段的长度D. 物块沿斜面向下滑行通过AB段的加速度
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.无人机的应用日益广泛。如图所示，某次表演中一架无人机正对山坡匀速水平飞行，山坡倾角为45°。无人机先后释放两个相同的小球A、B(先释放A、后释放B)，两小球均落到山坡上，不考虑小球所受空气阻力。则下列说法正确的是( )
A. 两球不可能落在山坡上的同一点B. 两球可能都垂直落在山坡上
C. 两球落到山坡上的动能可能相等D. 球A早于小球B落到山坡上
9.如图甲是工人师傅们在给高层住户安装空调时吊运空调室外机的情景。为安全起见，要求吊运过程中空调室外机与楼墙保持一定的距离。原理如图乙，一人在高处控制一端系在室外机上的绳子P，另一人站在水平地面上拉住另一根系在室外机上的绳子Q。在吊运过程中的某段时间内，地面上的人缓慢后退同时缓慢放绳，室外机缓慢竖直上升，绳子Q与竖直方向的夹角β(小于90°)近似不变，室外机视为质点，绳子的质量忽略不计，则在这段时间内，以下说法正确的是( )
A. 绳子P给室外机的拉力先变大后变小B. 绳子Q给室外机的拉力先变小后变大
C. 地面给人的摩擦力不断变大D. 绳子P、Q给室外机的拉力的合力恒定
10.如图所示，水平转台两侧分别放置A、B两物体，质量均为m，到转轴OO′的距离分别为2L、L，A.B两物体间用长度为3L的轻绳连接，绳子能承受的拉力足够大，A、B两物体与水平转台间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。开始时绳刚好伸直且无张力，当水平转台转动的角速度逐渐增大到两物体刚好还未滑动时，下列说法正确的是( )
A. 当转台转动的角速度大于 μgL时，细绳上一定有拉力
B. 当转台转动的角速度大于 μg2L时，B可能不受摩擦力
C. 整个过程中，A与转台间的摩擦力先增大后减小
D. 整个过程中，B与转台间的摩擦力先增大后减小再增大
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某实验小组用轻杆、小球和硬纸板等制作一个简易加速度计，如图甲所示。在轻杆上端装上转轴，固定于竖直放置的标有角度的纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直纸面内自由转动。将此装置固定于运动小车上，可粗略测量小车的加速度。主要操作如下：
(1)若轻杆摆动稳定时与竖直方向的夹角为θ，则小车的加速度a=_____(用θ，g表示)，该加速度测量仪的刻度_____(填“均匀”或“不均匀”)。
(2)为了准确标出刻度，还需要测出当地重力加速度g，利用重锤连接纸带做自由落体运动，打点计时器在纸带上打出一系列点，选取一条较理想的纸带，纸带上计数点的间距如图乙所示，相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s。根据数据求出当地重力加速度g=_____m/s2(保留3位有效数字)；
12.某同学在实验室取两个完全相同的木盒，来测量木盒与木板之间的动摩擦因数。由于实验室中的天平损坏，无法称量质量，他采用“对调法”完成测量，如图甲所示，一端装有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，木盒1放置在长木板上，左端与穿过打点计时器的纸带相连，右端用细线跨过定滑轮与木盒2相接。

(1)实验前，_____(填“需要”或“不需要”)调整定滑轮的角度使细线与木板平行，_____(填“需要”或“不需要”)将长木板左侧垫高来平衡摩擦力。
(2)实验时，木盒1不放细沙，在木盒2中装入适量的细沙，接通电源，释放纸带，打点计时器打出一条纸带，加速度记为a1，随后将木盒1与木盒2(含细沙)位置互换，换一条纸带再次实验，打出第二条纸带，加速度记为a2，两纸带编号为一组，改变木盒2中细沙的多少，重复上述过程，得到多组纸带。
(3)由于纸带与限位孔之间的影响，实验测得的动摩擦因数将_____(填“偏大”或“偏小”)。
(4)将实验测得的加速度绘制在乙图中，得到a2−a1关系图像，已知重力加速度为9.80m/s2，由图像可得木盒与木板间的动摩擦因数为_____(保留2位有效数字)。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.某物理兴趣小组为了探究小球运动过程中受到的空气阻力与哪些因素有关，测量了一质量为m的小球竖直向上抛出到落回出发点过程中的上升时间t1和下落时间t2，小球向上抛的初速度大小v1和落回出发点的速度大小v2，根据测量结果，该小组做了下列分析：
(1)若空气阻力只与速率成正比，取竖直向上为正方向，分析小球上升过程和下落过程的运动性质，并画出全过程运动v−t图。
(2)若空气阻力大小保持不变，求空气阻力f表达式(只能用题中字母表示，当地重力加速度未知)。
14.过山车是一种刺激的游乐项目，如图倾角为θ=53∘的直轨道LOA=5R，轨道中回环部分ABCD是光滑轨道，上半部分是半径为R的半圆轨道、C为最高点，下半部分ABG、HD为两个半径为2R的圆弧轨道，B、D为最低点，另一个回环部分EFE′是半径为R的光滑圆环轨道，F为圆轨道最高点、E(或E′)为最低点，另有水平减速直轨道LDE=R与LE′P=3R及缓冲减速弹簧。现有质量m的过山车，从顶峰O点静止下滑，经OABCDEFE′最终停在离P点0.5R处，过山车与轨道OA的动摩擦因数μ1=0.1，与轨道DE的动摩擦因数μ2=0.5，与轨道E′P的动摩擦因数为μ3=0.8，过山车可视为质点，运动中不脱离轨道，重力加速度g，sin53∘=0.8，cs53∘=0.6，求：
(1)过山车运动至圆轨道最低点B时的速度大小；
(2)过山车运动至圆轨道最高点F时对轨道的压力；
(3)缓冲弹簧最大弹性势能。
15.如图所示，一长l=4m的倾斜传送带，传送带与水平面的夹角θ=30∘，传送带以的速率v=1m/s沿顺时针匀速运行。在一光滑水平面上有质量为M=2kg，长L=10.3m的木板，在其右端放一质量为m=1kg的滑块。木板左端离传送带足够远，地面上有一与木板等高的小挡片O可以粘住木板使其停止运动，小挡片O与传送带轮子边缘有一小断光滑小圆弧(尺寸忽略不计)，从而使滑块离开木板后可以无能量损失地滑上传送带。现滑块以初速度v0=12m/s开始向左运动，滑块与木板之间的动摩擦因数μ1=0.5，滑块与传送带间的动摩擦因数μ2= 35，传送带的底端垂直传送带放一挡板P，滑块到达传送带底端时与挡板P发生碰撞，滑块与挡板P碰撞前、后的速率不变，滑块可视为质点，取重力加速度g=10m/s2。求：
(1)滑块与木板相对静止时的速度v1；
(2)滑块第一次与挡板P碰后沿传送带向上运动的最大位移；
(3)滑块沿传送带向上减速过程中速度大于v阶段的总路程。
参考答案
1.B
2.D
3.B
4.B
5.A
6.C
7.D
8.AD
9.CD
10.ABD
11.(1) gtanθ 不均匀
(2)9.75

12. 需要 不需要 偏大 0.54
13.(1)上升过程中，根据牛顿第二定律有
mg+kv=ma
下降过程中有
mg−kv=ma′
可知上升过程中，由于速度减小，加速度逐渐减小，下降过程中，速度逐渐增大，则加速度逐渐减小，如图
(2)若空气阻力大小保持不变，则有
mg+f=ma1
mg−f=ma2
根据运动学公式有
v1=a1t1 ， v2=a2t2
解得
f=m2(v1t1−v2t2)

14.(1)从O点到B点由动能定理
mgLOAsin53∘+mg⋅2R(1−cs53∘)−μ1mgcs53∘LOA=12mvB2
vB=3 gR
(2)从B点到F点由动能定理
12mvF2−12mvB2=−mg⋅2R−μ2mgR
在F点时
FNF+mg=mvF2R
解得
vF=2 gR
FNF=3mg
根据牛顿第三定律可知，在圆轨道最高点F时对轨道的压力为3mg；
(3)设当弹簧弹性势能最大时，滑块距离P端的距离为x，则从F点到弹簧压缩量最大，由能量关系
2mgR+12mvF2=μ3mg(3R−x)+EPm
从弹簧压缩最大到被弹回停止由能量关系
EPm=μ3mg(0.5R−x)
联立解得
EPm=mgR

15.(1)木板左端离传送带足够远，设在长木板与小挡片O碰前，滑块与长木板已经相对静止，根据动量守恒和能量守恒
mv0=M+mv1
μ1mgL相=12mv02−12M+mv12
解得
v1=4m/s ， L相=9.6m
根据 L相μ2mgcsθ
经足够长时间，滑块与挡板P多次碰撞后，最终将以速率v反弹，此后滑块在距传送带底端某恒定范围内往复运动，由动能定理可知，在滑块从第一次反弹后瞬间至到达传送带底端最终的速率第一次为v的过程中，摩擦力做的总功为
W=12mv2−12mv32=−12J
在滑块从第一次反弹后瞬间至到达传送带底端的速率第一次为v的过程中，滑块每次反弹后均先沿传送带向上以加速度 a2 做匀减速运动至速率为v(过程1)；再以加速度 a1 沿传送带向上做匀减速运动至速度为零，然后沿传送带向下以加速度 a1 做匀加速运动至速率为v(过程2)；最后沿传送带向下以加速度 a1 做匀加速运动至传送带的底端(过程3)，根据对称性，在过程1与过程3中滑块运动的距离相等，因在过程2中摩擦力对滑块做的功为零，故整个过程中，摩擦力做的总功为
W=−μ2mgcsθ×2s
解得
s=2m