海南省2023-2024学年高三物理上学期11月学业水平诊断（一）试题（Word版附答案）

海南省2023—2024学年高三学业水平诊断（一）物理考生注意：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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.我国计划在2030年前实现载人登月，开展科学探索。如图，宇航员在月球上让铁锤和羽毛从同一高度处由静止释放，下降相同的距离，已知月球表面为真空环境，则（　　）A.羽毛用时较长B.铁锤用时较短C.落地时羽毛的速度较小D.落地时铁锤和羽毛速度相同2.歼-35舰载机在航母上降落，需利用阻拦系统使之迅速停下。如图，某次着舰时，飞机钩住阻拦索中间位置，两段绳索夹角为时阻拦索中张力为，此刻飞机受阻拦索作用力的大小为（　　） A.B.C.D.3.如图，在海口白沙门公园内，摩天轮和悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。是摩天轮的水平直径。对于坐在某座舱内相对座舱静止的游客，下列说法正确的是（　　）A.在最高点处于超重状态B.在最低点处于失重状态C.在和位置所受合力均为0D.在和位置所受合力方向相反4.如图，两固定斜面与水平面夹角均为，OM粗糙、光滑。一轻杆两端通过较链与物体连接，静止于斜面时，杆垂直于。现增大的质量，则（　　）A.向上滑动B.仍静止C.与间的摩擦力增大D.受到的合外力增大5.歼-20隐形战斗机的矢量发动机喷口可向不同方向转动以产生不同方向的推力。已知发动机喷口面积为，喷射气体的密度为，产生的推力为，则发动机喷射气体的速度大小为（　　）A.B.C.D.6.如图，荡秋千的小红由最低点荡到最高点的过程中，下列说法正确的是（　　） A.重力做正功，重力势能增大B.重力的瞬时功率先增大后减小C.重力的瞬时功率一直减小D.重力做负功，重力势能减小7.如图，质量分别为和的方形物体A和B在水平恒力作用下，沿光滑水平面向右运动，A刚好不下滑，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为，则A、B间的动摩擦因数为（　　）A.B.C.D.8.在2023年中国自行车巡回赛中，甲、乙两选手骑规格相同的自行车沿同一方向做直线运动，其图像如图所示，已知两人在时刻并排骑行，则（　　）A.在时，甲在乙后B.到时间内，两人相隔越来越近C.在时刻后，两人相隔越来越远D.在到时间内的某时刻，两人再次并排骑行二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图，长为、质量为的木板静止在光滑水平桌面上，一质量为的小物块（视为质点）从木板的左 端以速度滑上木板，恰好没有滑离木板，两者间滑动摩擦力大小为，对两者构成的系统，下列说法正确的是（　　）A.动量守恒B.机械能守恒C.两物体共同速度的大小为D.损失的机械能为10.如图是“玉兔二号”巡视探测器在月球背面执行任务时的轨迹照片，段为曲线，对沿段运动的探测器，下列说法正确的是（　　）A.速度的方向在不断变化B.所受合力为0C.加速度一定不为0D.一定做匀变速曲线运动11.2023年5月，货运飞船天舟六号对接中国空间站，形成的组合体绕地球飞行的轨道视为圆轨道，轨道半径为地球半径的，周期为。地球视为均匀球体，引力常量为，则（　　）A.飞船发射速度大于 B.组合体绕地球飞行的速度小于C.地球密度D.周期大于12.用水平拉力使雪橇在平坦的雪地上由静止开始沿直线运动，雪橇运动后，所受拉力与其加速度的关系图线如图所示，图中和均为已知量，重力加速度大小为。下列说法正确的是（  ）A.雪橇一定做匀加速直线运动B.雪橇的质量为C.雪橇与雪地间的动摩擦因数为D.拉力时，雪橇的加速度大小为13.在竖直平面内的点将小球以大小为的速度水平向左射出，小球始终受到向右、与重力大小相等的水平外力的作用，不计空气阻力，重力加速度大小为。以小球射出瞬间为计时起点，则（　　）A.小球做匀变速直线运动B.经过时间，小球的动能最小C.经过时间，小球机械能减小最多D.在时间内，合力做功为零三、非选择题：本题共5小题，共56分。14.（1）某实验小组利用气垫导轨、光电门和力传感器（能显示传感器上方绳子的拉力）等器材“探究加速度与物体所受合外力的关系”并同时测量物体的质量，装置如图1所示。实验时滑块每次从气垫导轨上 的同一位置释放。先测出遮光片的宽度d，由刻度尺读出滑块释放点到光电门的距离。（1）下列实验操作中没有必要的是____________（填正确选项前的符号）。A．调节气垫导轨水平B．调节滑轮使细线与轨道平行C．悬挂钩码的质量必须远小于滑块质量D．记录每次实验力传感器的示数F及遮光片通过光电门的时间t（2）改变钩码个数，多次实验，得到多组值，作出图线是一条如图2所示的倾斜直线，则滑块质量一定时，滑块的加速度与其所受合外力成正比得以验证。若测出图线的斜率为，则滑块的质量____________（用所测得的物理量符号表示）。15.某同学利用频闪照相机和气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验，实验装置如图1所示。实验的主要步骤如下：A．用天平测出滑块的质量；B．将安装有刻度尺的气垫导轨调整到倾角的倾斜状态（）；C．将滑块从导轨的顶端由静止释放，使用频闪照相机对滑块进行拍摄，频闪照相机每隔拍摄一次。某次拍摄后得到的照片如图2所示，该同学在实验中测得影像间对应的实际距离分别为 。已知当地的重力加速度。结合以上实验数据，完成下列填空：（计算结果均保留3位有效数字）（1）滑块在位置时的速度大小为____________。（2）滑块由运动至，重力势能的减小量为____________，动能的增加量为____________，在误差允许的范围内，认为滑块下滑过程机械能守恒。（3）写出两条产生误差的可能原因：①________________________；②________________________。16.如图，质量均为的物体和静止在水平台面上的，两处，左侧台面光滑，右侧台面粗糙。、与粗糙台面间的动摩擦因数均为。现给瞬时冲量，a运动至与发生弹性碰撞，碰后滑至离处的处停下。和均视为质点，重力加速度取。求：（1）碰撞后瞬间的速度大小；（2）冲量的大小。17.如图，某同学设计的幼儿园安全斜直滑梯由长和的两段不同材料和制成，滑梯与水平地面夹角。一小朋友从点由静止滑下，经到达点速度恰好为零。重力加速度取，，。求：（1）小朋友滑行过程中的最大速度；（2）小朋友与和材料间动摩擦因数和。 18.如图，水平轨道与圆弧轨道在点相切连接，水平轨道置于圆弧轨道右上方，三轨道位于同一竖直平面内。段圆心为，圆心角，半径，D与点的高度差，轨道长，DE长。用质量的滑块（视为质点）将弹簧压缩后由静止释放，滑块在A点脱离弹簧，从点飞出后恰好沿水平方向进入水平直轨道滑行，与挡板弹性碰撞后（无能量损失，且碰撞时间极短）停在距离点处．轨道和粗糙，其他光滑，不计空气阻力，滑块与轨道间的动摩擦因数，重力加速度取，，，求：（1）滑块与轨道间动摩擦因数及滑块在轨道上因摩擦产生的热量；（2）滑块飞离点时对圆弧轨道的压力大小；（3）弹簧的弹性势能。19.实验小组利用如图所示的装置做“验证力的平行四边形定则”实验。实验的主要步骤如下：①用图钉将白纸固定在水平木板上．将橡皮条的一端固定在木板上的P 点，另一端连接轻质小圆环，将带有绳套的两根细线系在圆环上。②用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度共同拉小圆环，使橡皮条伸长，记录小圆环的位置O、F1和F2的大小及两细绳方向．图中右侧测力计示数如图所示，则F2的大小为___N。③撤去一个测力计，用另一个测力计单独拉小圆环，使小圆环的位置仍处于O，记录测力计的示数F及细绳方向。④作出F1、F2和F的图示时，所选标度____（填“相同”或“不相同”）．⑤根据力的平行四边形定则，作出F1、F2的合力F＇⑥比较F和F＇和若它们的_________（选填“大小”“方向”或“大小和方向”）偏差在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。 海南省2023—2024学年高三学业水平诊断（一）物理考生注意：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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.我国计划在2030年前实现载人登月，开展科学探索。如图，宇航员在月球上让铁锤和羽毛从同一高度处由静止释放，下降相同的距离，已知月球表面为真空环境，则（　　）A.羽毛用时较长B.铁锤用时较短C.落地时羽毛的速度较小D.落地时铁锤和羽毛速度相同【答案】D【解析】【详解】月球表面是真空，铁锤和羽毛下落都是自由落体运动，它们的运动完全相同。故选D。2.歼-35舰载机在航母上降落，需利用阻拦系统使之迅速停下。如图，某次着舰时，飞机钩住阻拦索中间位置，两段绳索夹角为时阻拦索中张力为，此刻飞机受阻拦索作用力的大小为（　　） A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】由力的合成的平行四边形法则，结合数学知识知，歼-35所受阻拦索的力为故选A。3.如图，在海口白沙门公园内，摩天轮和悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。是摩天轮的水平直径。对于坐在某座舱内相对座舱静止的游客，下列说法正确的是（　　）A.在最高点处于超重状态B.在最低点处于失重状态C.在和位置所受合力均为0D.在和位置所受合力方向相反【答案】D【解析】【详解】A．乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，在最高点，加速度向下，游客失重，选项A错误；B．在最低点，加速度向上，游客超重，选项B错误；C．在和位置所受合力提供向心力，不为0，选项C错误；D．在和位置所受合力方向均指向圆心，方向相反，选项D正确。 故选D4.如图，两固定斜面与水平面夹角均为，OM粗糙、光滑。一轻杆两端通过较链与物体连接，静止于斜面时，杆垂直于。现增大质量，则（　　）A.向上滑动B.仍静止C.与间的摩擦力增大D.受到的合外力增大【答案】B【解析】【详解】BD．设质量为，杆对弹力为，对的支持力为，其力的矢量图如图所示由几何知识知现增大的质量，在杆垂直状态下，三个力均增大且相等，其合力仍为零，仍静止，故B正确，D错误；AC．杆对的力始终垂直斜面，始终静止，摩擦力不变，故AC错误。故选B。5.歼-20隐形战斗机的矢量发动机喷口可向不同方向转动以产生不同方向的推力。已知发动机喷口面积为，喷射气体的密度为，产生的推力为，则发动机喷射气体的速度大小为（　　） A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】设发动机向后喷射气体的速度为，以发动机时间内喷出的气体为研究对象，由动量定理得解得故选A。6.如图，荡秋千的小红由最低点荡到最高点的过程中，下列说法正确的是（　　）A.重力做正功，重力势能增大B.重力的瞬时功率先增大后减小C.重力的瞬时功率一直减小D.重力做负功，重力势能减小【答案】B【解析】【详解】AD．小红荡秋千，由最低点荡到最高点的过程中，重力做负功，重力势能增大，选项AD错误；BC．在点和点，重力瞬时功率为零，其他位置不为零，即重力瞬时功率先增大后减小，选项B正确，C错误。故选B。7.如图，质量分别为和的方形物体A和B在水平恒力作用下，沿光滑水平面向右运动，A刚好不下滑，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为，则A、B间的动摩擦因数为（　　） A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】设物体运动的加速度大小为，对A、B整体有隔离B，可得A对B作用力大小由牛顿第三定律知B对作用力大小对在竖直方向有得故选C。8.在2023年中国自行车巡回赛中，甲、乙两选手骑规格相同的自行车沿同一方向做直线运动，其图像如图所示，已知两人在时刻并排骑行，则（　　）A.在时，甲在乙后B.在到时间内，两人相隔越来越近C.在时刻后，两人相隔越来越远D.在到时间内的某时刻，两人再次并排骑行【答案】D 【解析】【详解】A．两人在时刻并排骑行，根据v-t图线与坐标轴围成的面积表示位移知在0到时间内，乙的位移大于甲的位移，说明甲在乙前，故A错误；BCD．根据v-t图线与坐标轴围成的面积表示位移知在到时间内，两人的位移差越来越大，在时刻速度相等，相隔最远。此后，两人距离先减小为零而后又增大，所以在到时间内的某时刻，两人再次并排骑行，故BC错误，D正确。故选D。二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图，长为、质量为的木板静止在光滑水平桌面上，一质量为的小物块（视为质点）从木板的左端以速度滑上木板，恰好没有滑离木板，两者间滑动摩擦力大小为，对两者构成的系统，下列说法正确的是（　　）A.动量守恒B.机械能守恒C.两物体共同速度的大小为D.损失机械能为【答案】AD【解析】【详解】ABD．两者构成的系统，水平方向不受外力作用，则可知该系统动量守恒，但该系统机械能不守恒，系统中因木板与木块的相对滑动而产生的热为系统的机械能一部分转化为了系统的内能，机械能损失，故AD正确，B错误；C．对该系统，由动量守恒定律有解得 故C错误。故选AD。10.如图是“玉兔二号”巡视探测器在月球背面执行任务时的轨迹照片，段为曲线，对沿段运动的探测器，下列说法正确的是（　　）A.速度的方向在不断变化B.所受合力为0C.加速度一定不为0D.一定做匀变速曲线运动【答案】AC【解析】【详解】ABC．做曲线运动的探测器速度的方向不断变化，所受合力一定不为0，加速度一定不为0，故AC正确，B错误；D．由于不知道所受合外力是否恒定，因此加速度可能不断变化，可能做变加速曲线运动，故D错误。故选AC。11.2023年5月，货运飞船天舟六号对接中国空间站，形成的组合体绕地球飞行的轨道视为圆轨道，轨道半径为地球半径的，周期为。地球视为均匀球体，引力常量为，则（　　）A.飞船的发射速度大于 B.组合体绕地球飞行的速度小于C.地球密度为D.周期大于【答案】BC【解析】【详解】A．是第二宇宙速度，是脱离地球引力束缚的最小发射速度，而天舟六号绕地球飞行，则其发射速度小于，故A错误；BD．设地球质量为，组合体质量为，轨道半径为，由可得，可知越大，线速度减小，周期越大，组合体的轨道半径大于地球半径而小于地球同步卫星轨道半径，其绕地球飞行的速度小于，周期小于24h，故B正确，D错误；C．设地球的轨道半径为，由万有引力充当向心力有解得而地球的体积则可得地球的密度由已知条件可得联立以上各式解得 故C正确。故选BC。12.用水平拉力使雪橇在平坦的雪地上由静止开始沿直线运动，雪橇运动后，所受拉力与其加速度的关系图线如图所示，图中和均为已知量，重力加速度大小为。下列说法正确的是（  ）A.雪橇一定做匀加速直线运动B.雪橇的质量为C.雪橇与雪地间的动摩擦因数为D.拉力时，雪橇的加速度大小为【答案】CD【解析】【详解】A．由图像知雪橇拉力变化，做变加速直线运动，选项A错误；B．设雪橇的质量为m，雪橇与地面间的动摩擦因数为，依据牛顿第二定律，对雪橇有即图像斜率表示雪琵的质量，得选项B错误；C．若，得 选项C正确；D．当拉力时，加速度选项D正确。故选CD。13.在竖直平面内的点将小球以大小为的速度水平向左射出，小球始终受到向右、与重力大小相等的水平外力的作用，不计空气阻力，重力加速度大小为。以小球射出瞬间为计时起点，则（　　）A.小球做匀变速直线运动B.经过时间，小球的动能最小C.经过时间，小球机械能减小最多D.在时间内，合力做功为零【答案】BD【解析】【详解】A．如图所示，小球受恒力作用，加速度恒定，而与方向不在同一直线上，小球做匀变速曲线运动，故A错误； BC．等效重力场的方向与水平方向成角，当时，由，解得此时，小球最小速度虽然此时小球动能最小，但沿水平方向仍有分量，外力仍做负功，小球的机械能继续减小，故B正确，C错误；D．经过时间，可得此时小球的速度可知小球的动能等于初始动能，合力做功为零，故D正确。故选BD三、非选择题：本题共5小题，共56分。14.（1）某实验小组利用气垫导轨、光电门和力传感器（能显示传感器上方绳子的拉力）等器材“探究加速度与物体所受合外力的关系”并同时测量物体的质量，装置如图1所示。实验时滑块每次从气垫导轨上的同一位置释放。先测出遮光片的宽度d，由刻度尺读出滑块释放点到光电门的距离。（1）下列实验操作中没有必要的是____________（填正确选项前的符号）。A．调节气垫导轨水平 B．调节滑轮使细线与轨道平行C．悬挂钩码的质量必须远小于滑块质量D．记录每次实验力传感器的示数F及遮光片通过光电门的时间t（2）改变钩码个数，多次实验，得到多组值，作出图线是一条如图2所示的倾斜直线，则滑块质量一定时，滑块的加速度与其所受合外力成正比得以验证。若测出图线的斜率为，则滑块的质量____________（用所测得的物理量符号表示）。【答案】①.C②.【解析】【详解】（1）[1]AB．调节气垫导轨水平的同时调节滑轮使细线与轨道平行，保证滑块所受绳子的拉力即为滑块所受合外力，故AB正确；C．力传感器能直接显示作用在滑块上的力的大小，因此不需要悬挂钩码的质量远小于滑块质量，故C错误；D．记录每次实验力传感器的示数F及遮光片通过光电门的时间t是必须的步骤，此为实验数据的收集，以此研究加速度与物体所受合外力的关系，故D正确。本题选没有必要的，故选C。（2）[2]由，，联立可得结合图像可得解得 15.某同学利用频闪照相机和气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验，实验装置如图1所示。实验的主要步骤如下：A．用天平测出滑块的质量；B．将安装有刻度尺的气垫导轨调整到倾角的倾斜状态（）；C．将滑块从导轨的顶端由静止释放，使用频闪照相机对滑块进行拍摄，频闪照相机每隔拍摄一次。某次拍摄后得到的照片如图2所示，该同学在实验中测得影像间对应的实际距离分别为。已知当地的重力加速度。结合以上实验数据，完成下列填空：（计算结果均保留3位有效数字）（1）滑块在位置时的速度大小为____________。（2）滑块由运动至，重力势能的减小量为____________，动能的增加量为____________，在误差允许的范围内，认为滑块下滑过程机械能守恒。（3）写出两条产生误差的可能原因：①________________________；②________________________。【答案】①.0.583②.③.④.空气阻力的作用⑤.读取数据时产生读数误差【解析】【详解】（1）[1]滑块做匀变速运动，在位置时有代入数据得（2）[2]滑块由运动至，重力势能的减少量 [3]滑块在点的速度大小得动能的增加量得；（3）[4]滑块在下滑过程中受空气阻力作用，产生误差或读取刻度尺上滑块对应位置距离时产生读数误差。16.如图，质量均为的物体和静止在水平台面上的，两处，左侧台面光滑，右侧台面粗糙。、与粗糙台面间的动摩擦因数均为。现给瞬时冲量，a运动至与发生弹性碰撞，碰后滑至离处的处停下。和均视为质点，重力加速度取。求：（1）碰撞后瞬间的速度大小；（2）冲量的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）碰撞后做匀减速运动，加速度由得（2）设与碰撞前的速度大小为，碰撞后的速度大小为，取水平向右为正方向 动量守恒有机械能守恒有解得冲量得17.如图，某同学设计的幼儿园安全斜直滑梯由长和的两段不同材料和制成，滑梯与水平地面夹角。一小朋友从点由静止滑下，经到达点速度恰好为零。重力加速度取，，。求：（1）小朋友滑行过程中的最大速度；（2）小朋友与和材料间的动摩擦因数和。【答案】（1）；（2）， 【解析】【详解】（1）小朋友滑至点速度最大，依据匀变速直线运动规律，有解得（2）设小朋友在段的加速度大小分别为和，在段，小朋友匀加速运动，有代入数据得依据牛顿第二定律，有代入数据得在段，小朋友匀减速运动，有代入数据得依据牛顿第二定律有解得18.如图，水平轨道与圆弧轨道在点相切连接，水平轨道置于圆弧轨道右上方，三轨道位于同一竖直平面内。段圆心为，圆心角，半径，D与点的高度差，轨道长，DE长。用质量的滑块（视为质点）将弹簧压缩后由静止释放，滑块在A点脱离弹簧，从点飞出后恰好沿水平方向进入水平直轨道滑行，与挡板弹性碰撞后（无能量损失，且碰撞时间极短）停在距离点处．轨道和粗糙，其他光滑，不计空气阻力，滑块 与轨道间的动摩擦因数，重力加速度取，，，求：（1）滑块与轨道间动摩擦因数及滑块在轨道上因摩擦产生的热量；（2）滑块飞离点时对圆弧轨道的压力大小；（3）弹簧的弹性势能。【答案】（1），；（2）；（3）【解析】【详解】（1）滑块从点飞出做抛体运动，设飞出时滑块速度为，如图所示，将分解水平方向竖直方向又由以上三式，解得，，滑块恰好从点沿水平方向进入轨道，运动停下，由动能定理有解得由功能关系知，滑块在点的动能最终都转化为热能，即 解得（2）设滑块飞离点时，轨道对滑块支持力为，对滑块在C点由牛顿第二定律有代入数据得依据牛顿第三定律知，滑块对轨道的压力大小（3）滑块由A到C，对滑块由能量守恒定律有代入数据得19.实验小组利用如图所示的装置做“验证力的平行四边形定则”实验。实验的主要步骤如下：①用图钉将白纸固定在水平木板上．将橡皮条的一端固定在木板上的P点，另一端连接轻质小圆环，将带有绳套的两根细线系在圆环上。②用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度共同拉小圆环，使橡皮条伸长，记录小圆环的位置O、F1和F2的大小及两细绳方向．图中右侧测力计示数如图所示，则F2的大小为___N。③撤去一个测力计，用另一个测力计单独拉小圆环，使小圆环的位置仍处于O，记录测力计的示数F及细绳方向。④作出F1、F2和F的图示时，所选标度____（填“相同”或“不相同”）．⑤根据力的平行四边形定则，作出F1、F2的合力F＇ ⑥比较F和F＇和若它们的_________（选填“大小”“方向”或“大小和方向”）偏差在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。【答案】①.4.50②.相同③.大小和方向【解析】【详解】②[1]弹簧测力计最小分度值为0.1N，所以读数为4.50N。④[2]作出F1、F2和F的图示时，所选标度相同，因为在同一个图中作图，并且进行比较。⑥[3]因为力是矢量，比较F和F＇和若它们的大小和方向偏差在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。