广东省汕头市金山中学2023-2024学年高三上学期10月阶段物理试题（PDF版附答案）

高三第一学期阶段性考试物理科试题命题人：林文虹2023年10月一、单项选择题（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.中国天眼（FAST）是目前世界上最大的单口径射电望远镜，其反射面板由11万余块厚约1毫米的金属薄板组成，因此面板的巡检维护工作需采用“微重力蜘蛛人”系统，如图甲所示，所谓的“微重力”是通过氦气球的浮力“减轻人的重量”实现的。如图乙所示是某次作业过程中处于静止状态的工作人员的示意图，其与氦气球连接的线保持竖直，下列说法正确的是A．人对面板的压力和面板对人的支持力是一对平衡力B．人对面板的作用力大小等于面板对人的作用力大小C．氦气球对人的作用力大小等于人的重力大小D．面板对人的作用力大小等于人的重力大小2.如图，某篮球运动员站在广场喷泉水柱旁边，虚线“1”“2”“3”所在水平面分别是地面、运动员头顶、该水柱最高点。根据图中信息和生活经验，可以估算该水柱从地面喷出的速度约为A．2m/sB．6m/sC．11m/sD．20m/s3．如图所示，带有孔的小球A套在粗糙的倾斜直杆上，与正下方的小球B通过轻绳连接，处于静止状态．给小球B施加水平力F使其缓慢上升，直到小球A刚要滑动．在此过程中A．水平力F的大小不变B．杆对小球A的支持力不变C．轻绳对小球B的拉力先变大后变小D．杆对小球A的摩擦力先变小后变大4．如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴√3距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静22摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30°，g取10m/s。则ω的最大值是A．√5rad/sB．√3rad/sC．1.0rad/sD．0.5rad/s物理第1页（共6页） 5．如图所示，小物块与水平轨道、倾斜轨道之间的动摩擦因数均相同，小物块从倾角为的轨道上高度为h的A点静止释放，运动至B点时速度为。现将倾斜轨道的倾角调至为2，仍将物块从轨道上高度为h的A点静止释放，运动至B点时速度为2。已知2，不计物块在轨道接触处的机械能损失。则A.2B.2C.2D.由于不知道、2的具体数值,、2关系无法判定6．A、B两颗卫星在同一水平面沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，如图甲所示，两卫星间的距离Δr随时间周期性变化，如图乙所示，仅考虑地球的引力，则下列说法正确的是：A．A、B轨道半径之比为1:2B．A、B线速度之比为1:2C．A的运动周期大于B的运动周期D．A、B向心加速度之比为2:17．如图所示，内壁光滑的真空玻璃管竖直放在水平地面上，管内底部竖直放有一轻弹簧处于自然伸长状态，正上方有两个质量分别为m和2m的a、b小球，用竖直的轻杆连着，并处于静止状态，球的直径比管的内径稍小。现释放两个小球，让它们自由下落，重力加速度为g，则在球与弹簧接触至运动到最低点的过程中，弹簧始终处于弹性限度内A．a球的动能始终减小B．b球到达最低点时杆对a球的作用力等于mgC．弹簧对b球做的功等于b球机械能的变化量D．b球克服弹簧弹力做的功是杆对b球做功的3倍二、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，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选得0分。）8．如图所示，长为0.3m的轻杆一端固定质量为m的小球（可视为质点），另一端与水平转轴O7连接。现使小球在竖直面内绕O点做匀速圆周运动，轻杆对小球的最大作用力为mg，已知42转动过程中轻杆不变形，取重力加速度g=10m/s。下列说法正确的是A．小球转动的角速度为5rad/sB．小球通过最高点时对杆的作用力为零3C．小球通过与圆心等高的点时对杆的作用力大小为mg4D．小球在运动的过程中，杆对球的作用力不一定总是沿杆方向物理第2页（共6页） 9．起重机是工地、码头等的重要装备，图示起重机正将质量1t的“塔吊司机室”从地面（t=0）向上提升，再缓慢水平移到“塔吊2爬升架”上，司机室竖直方向运动图像如图所示，g取10m/s，下列判断正确的是A．司机室整个运动过程通过位移为47mB．整个运动过程合外力对司机室做功为零3C．t=10s时，司机室处于超重状态，拉力的功率为5.025×10W3D．t=57s时，司机室处于失重状态，重力的的功率大于5.0×10W10．绷紧的传送带与水平方向夹角为37°，传送带的vt图象如图所示。t0时刻质量为1kg的楔形物体以某一初速度从B点滑上传送带，并沿传送带向上做匀速运动，2s后开始减速，在t=4s2时物体恰好到达最高点A点。重力加速度为10m/s。对物体从B点运动到A点的过程中，下列说法正确的是（sin370.6，cos370.8）A．物体与传送带间的摩擦因数为0.75B．2s后物体与传送带相对静止一起运动C．2s后物体受到的摩擦力沿传送带向下D．传送带AB长度为6m第二部分非选择题（54分）三、实验题（请将答案写在答卷的相应空格处，共16分）12．（6分）2023年夏天，异常炎热，这注定水枪玩具销售火爆，不仅儿童玩水枪，甚至成人也开始玩。据媒体报道，今年夏天，汕头的工厂几乎都在做电动水枪，生产电动水枪的玩具厂数量相较去年翻了至少5倍；在玩具枪市场，今年夏天水枪销量占比已经超过90%。周潇同学有一把电动手枪，它有三种模式，一种是散射，一种是直线连续喷射，还有一种是脉冲式发射。周潇同学想测定后两种模式水枪的发射速度。（1）将电动水枪水平固定在铁架台上，采用直线连续喷水模式，按压扳机后细水柱沿直线喷出，在空中划出一条曲线。在铁架台后面平行于水枪竖直固定一块坐标板，使0点处于枪口位置，x轴与枪口在同一水平线上，水枪喷水后用手机拍照，得到如图乙所示的轨迹。如果重力加速2度g=10m/s，根据图中轨迹可得初速度vo=m/s。（结果保留一位小数）物理第3页（共6页） （2）如果水枪并不完全水平，而是枪口略向下偏，则根据图乙数据测出的初速度相对实际值（选填“偏大”、“相等”或“偏小”）。（3）改用脉冲发射方式，每次发射都射出一个“水弹”（很短的小水柱）。测出枪口的高度及“水弹”2的射程。改变水枪高度，多次实验。根据实验数据作出枪口高度(y)与射程的平方（x）关2系图线如图丙所示：如果重力加速度g=10m/s，由图可知水枪发射“水弹”的初速度大小为m/s。12．（10分）某同学研究自由落体运动的规律时，将小球从一固定的毫米刻度尺旁边由静止释放，用手机拍摄小球自由下落的视频，然后用相应的软件处理得到分帧图片，利用图片中小球的位置就可以得出速度、加速度等信息，实验装置如图1所示。如图2所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，相邻两帧之间的时间间隔为0.02s。（1）小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片I、II、III，其中图片III小球球心所在的位置分别为_______cm.（2）图片Ⅱ中小球的瞬时速度约为_________m/s。（结果保留两位小数）（3）为了得到更精确的加速度值，小球材质应选择______；(填“密度小的小球”或“密度大的小球”)2（4）该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h，绘制了vh图像，如图3所示。其中P、Q分别为两个体积不同，质量相同的小球下落的图像，小球的质量为m，所受阻力2为f，重力加速度为g，求出v与h的关系式______________；由图像可知小球P的体积_________小球Q的体积(填“小于”、“大于”或“等于”）。物理第4页（共6页） 四、计算题（3小题，共38分，解答应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，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，单人双桨赛艇比赛中，运动员用双桨同步划水使赛艇沿直线运动。运动员每次动作分为划水和空中运桨两个阶段。假设划水和空中运桨用时均为0.8s，赛艇（含运动员、双桨）质量为70kg，受到的阻力恒定，划水时双桨产生动力大小为赛艇所受阻力的2倍。某时刻双桨刚入水时赛艇的速度大小为4m/s，紧接着运动员完成1次动作，此过程赛艇前进8m。求（1）划水和空中运桨两阶段赛艇的加速度大小之比；（2）赛艇的最大速度大小和受到的恒定阻力大小。14．（12分）如图所示，用一根长为l的细线，一端系一质量为m的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角为θ。设小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为时，细线的张力为T，重力加速度为g，求：（1）若要小球刚好离开锥面，则此时小球的角速度为多大？0（2）细线的张力T与小球匀速转动的角速度有关，请通过计算在图中画出在不同取值范2围的T—的图象（要求标明关键点的坐标）。物理第5页（共6页） 15．（16分）一圆环A套在一均匀圆木棒B上，A和B的质量均等于m，它们之间的滑动摩擦力为f．开始时B竖直放置，下端距水平地面的高度为h，A处于B的上端，如图所示．它们由静止同时开始下落，木棒碰到地面时立刻以碰前的速度反向弹起．木棒第二次落地时圆环未脱离木棒．忽略空气阻力的影响，取重力加速度为g。A（1）求木棒碰到地面后弹起的最大高度；（2）讨论不同条件下木棒第二次落地时圆环的速度大小．Bh物理第6页（共6页） 高三第一学期阶段性考试物理参考答案1-7BCDCAAD8-10ADBCABD11.（每空2分）（1）2.5（2）偏小（3）512.（每空2分）（1）11.05（单位cm写上不扣分）（2）1.38（单位m/s写上不扣分）（3）密度大的小球（写错别字不影响主要内容意思扣1分）22(mg−f)2f（4）v=h（v=2（g−）h）小于（写成<不给分）m其他形式m的正确结果都给分13．（10分）解：（1）设赛艇受到的阻力大小为f，双桨划水时产生的动力为F，设划水和运浆阶段的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律：划水时：Ffma①（1分）1空中运浆时：fma②（1分）2依题意：F2f③（1分）a联立①②③解得：11○4（1分）a2（2）由上分析可知，赛艇匀加速和匀减速前进时加速度大小相等，则加速结束时速度达到最大，则：vvat○5（1分）m0112划水时：svtat○6（1分）101212运桨时：svtat○7（1分）2m22又：ss8○8（1分）12联立○4○5○6○7○8并代入数据，解得：v6m/s○9；（1分）mf175N○10（1分）14．（12分）(1)若要小球刚好离开锥面，则小球受到重力和细线拉力如图所示。2牛顿第二定律及向心力公式得：mgtanmlsin（1分）0解得g（1分）0lcos(2)当0时，Tmgcos（1分）当0时，根据牛顿第二定律有：02水平方向有：TsinFcosmlsin（1分）N竖直方向有：TcosFsinmg（1分）N222联立解得：Tmlsinmgcos，T是线性关系（2分）物理第1页（共6页） 当，小球恰离开锥面，则Tmg（1分）0cos当时，球离开锥面，绳子与竖直方向的夹角为，02则Tsinmlsin，22得Tml，即T也是线性关系（2分）2因此画出T图象如图所示（2分）215．（16分）（1）A和B一起下落到落地时，有v2gh①（1分）1B反向弹起匀减速上升到最高点，有mgfma②（1分）B2v2ah③（1分）1Bm联立解得B弹起的最大高度hmgh④（1分）mmgf（2）讨论：①若f=mg（条件1分）则B触地后A保持匀速下降，而B先上升后下降，加速度一直保持不变，B第二次落地时A的速度大小为vv2gh⑤（1分）1②若f<mg（条件1分）则B触地后加速度一直保持不变，到第二次落地时取竖直向下为正方向，对B，有vvat⑥（1分）11BA在时间t内匀加速下落，有mgfma⑦（1分）Avvat⑧（1分）A21A解得A的速度大小v3mgf2gh⑨（1分）A2mgf③若f>mg（条件1分）则B触地后A先匀减速下落，而B先上升后下降，设经过时间t，A、B速度相等，取竖直向下为正方向，对A，有mgfmaAvvat1A对B，有vvat⑩（1分）1Bmvmgv11解得t，vff22在A、B发生相对运动的这段时间内，B的位移大小为y，有vv2ay○11（1分）1B22此后A、B一起向下做下抛运动，有vv2gy○12（1分）22解得木棒第二次落地瞬间A的速度大小v2mgh○13（1分）2f物理第2页（共6页）