四川省成都市成华区某校2023-2024学年高三上学期期中物理试题（Word版附解析）

2023-2024学年度（上）阶段性考试（二）高2021级物理二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第题只有一项符合题目要求，第题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。1.关于物理课本中的四幅插图，以下说法中不正确的是（）A.图甲中研究鹰在空中的飞行轨迹时可将其看做质点，运用了等效替代法B.图乙中为了描述物体位置的变化快慢定义了速度，运用了比值定义法C.图丙中用极短曝光时间内小球的平均速度来表示A点的瞬时速度，运用了极限思想D.图丁中把物体各部分所受重力集中作用于重心，运用了等效替代法【答案】A【解析】【详解】A．图甲中研究鹰在空中的飞行轨迹时可将其看做质点，运用了理想模型法，故A错误；B．图乙中为了描述物体位置的变化快慢定义了速度，运用了比值定义法，故B正确；C．图丙中用极短曝光时间内小球的平均速度来表示A点的瞬时速度，运用了极限思想，故C正确；D．图丁中把物体各部分所受重力集中作用于重心，运用了等效替代法，故D正确。本题选错误的，故选A。2.跳伞运动员从高空悬停的直升机内跳下，运动员竖直向下运动的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A.10s末运动员的速度方向改变B.运动员在0~10s内的平均速度等于20m/sC.运动员在10-15s内处于超重状态D.10~15s内运动员做加速度逐渐增大的减速运动【答案】C【解析】【详解】A．10s末运动员的速度为正值，方向仍然为正方向，故A错误；B．0~10s内，如果物体做匀加速直线运动，平均速度而运动员在0~10s内的位移大于做匀加速直线运动的位移，所以运动员在0~10s的平均速度大于20m/s，故B错误；C．图像斜率代表加速度，斜率正负代表加速度方向，运动员在10-15s内斜率为负值，加速度为负值，方向向上，处于超重状态，故C正确；D．10~15s内运动员做加速度逐渐减小的减速运动，故D错误。故选C。3.有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近的近地轨道上做圆周运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则下列说法正确的是（　　）A.a的向心加速度大于c的向心加速度B.a在相同时间内转过的弧长最长C.b的角速度最大D.d的运动周期一定小于一天 【答案】C【解析】【详解】A．a、c角速度相同，根据a的向心加速度小于c的向心加速度，故A错误；B．对于在轨运行的卫星，由万有引力提供向心力可得可知轨道半径越大，线速度越小，则有又则有b的线速度最大，b在相同时间内转过的弧长最长，故B错误；       C．根据a、c周期相同，b、c、d中b的周期最小，所以b的角速度最大，故C正确；D．d的运动周期大于c的运动周期，d的运动周期一定大于一天，故D错误。故选C。4.如图所示，材料相同的物体A、B由轻绳连接，质量分别为m和2m，在恒定拉力F的作用下沿固定斜面向上加速运动。则（　　） A.轻绳拉力的大小与斜面的倾角θ有关B.轻绳拉力的大小与物体和斜面之间的动摩擦因数μ有关C.轻绳拉力的大小为FD.若改用F沿斜面向下拉连接体，轻绳拉力的大小不变【答案】C【解析】【详解】ABC．以物体A、B及轻绳整体为研究对象，根据牛顿第二定律得解得再隔离B进行分析，根据牛顿第二定律得解得故绳子的拉力与斜面倾角θ无关，与动摩擦因数μ无关，与两物体的质量有关，C正确，AB错误；D．若改用F沿斜面向下拉连接体，以物体A、B及轻绳整体为研究对象，根据牛顿第二定律得加速度为再隔离A进行分析，由牛顿第二定律得解得可知轻绳拉力的大小改变，D错误。故选C。5.如图所示，半球体放置于水平地面上，半球体的顶部焊接一光滑竖直轻杆，为半球的球心，质量为的物体B套在轻杆上，轻绳一端与B连接，另一端与质量为的光滑球A相连。现用一竖直向上的拉力F作用在B上，使其缓慢向上运动，整个过程中A 始终没有离开半球，半球始终静止在水平地面上，下列说法错误的是（　　）A.绳上的拉力减小B.半球对A的支持力减小C.地面对半球体的支持力不变D.地面与半球体间无摩擦力【答案】C【解析】【详解】AB．由于B缓慢向上运动，可知A也缓慢在半球上运动，A、B都处于动态平衡过程，对A受力分析，如下图所示根据相似三角形，由几何关系可得B缓慢向上运动，OB变大，绳长、半球半径OA不变，所以半球对A的支持力减小，绳上拉力减小，故AB正确；CD．在竖直方向上对B列平衡方程得为绳与轻杆的夹角，B向上运动，减小，变大，减小，所以无法确定如何变化，因此的变化情况无法确定。对A、B和半球体组成的整体受力分析，由于的变化情况无法确定，因此地面对半球的支持力变化无法确定，由于整体没有水平方向上的力，那么地面对半球没有摩擦力，故C错误，D正确。故选C。6. 一辆机车在水平路面上从静止开始启动做直线运动，其加速度随时间变化的图像如图所示。已知机车的质量M=6×105kg，机车前进过程中所受阻力大小恒定，t=40s时机车达到额定功率P=9×103kW，之后保持该功率不变，下列说法正确的是（　　）A.机车所受到的阻力大小为1.5×105NB.0~40s内牵引力做功为1.8×108JC.机车的最大速度为80m/sD.机车从开始运动到达到最大速度所需要的时间可能为200s【答案】AB【解析】【详解】A．由图像可知，t=40s时，汽车恰好达到额定功率，此时速度为根据公式可得机车所受到的阻力大小为故A正确；B．0~40s内机车所受到的牵引力为机车运动的位移大小为所以牵引力做的功为故B正确；C．当牵引力和阻力相等时，机车的速度最大，此时 可得机车的最大速度为故C错误；D．设机车从开始运动到达到最大速度的时间为t′，由图像可知，一定存在代入数据可得故D错误。故选AB。7.如图所示，传送带与地面的倾角θ=37°，从A到B的长度为，传送带以8m/s的速率逆时针转动，在传送带上端A无初速地放一个质量为的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.25，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕，已知0.6，cos37°=0.8，g取则下列说法正确的是（　　）A.煤块刚放上传送带时，加速度大小B.煤块从A运动到B的时间为1.5sC.煤块从A运动到B的过程中，传送带上形成黑色划痕的长度为4mD.煤块从A运动到B的过程中，系统因摩擦产生的热量为6J【答案】CD【解析】【详解】A．煤块刚放上传送带时，加速度大小故A错误； B．煤块加速至与传送带的速率相同时所用的时间为内煤块运动的位移后煤块的加速度根据匀加速直线运动的位移一时间公式有解得，负值舍去煤块从运动到的时间为故B错误；C．内传送带上形成黑色划痕的长度为内煤块的速度大于传送带的速率，传送带上形成黑色划痕的长度为故煤块从运动到的过程中传送带上形成黑色划痕的长度为，故C正确；D．煤块从运动到的过程中，系统因摩擦产生的热量为故D正确。故选CD。8.一质量为1kg的小物块A置于竖直轻弹簧上处于静止状态，另一质量为3kg的小物块B从距离A某高度自由落下，与A碰撞后（碰撞时间极短）一起压缩弹簧到最低点，碰后A的加速度随其位移变化的图像如图所示。不计空气阻力，取重力加速度为g=10m/s2，下列说法中正确的是（　　） A.碰后A、B做匀变速直线运动B.碰撞结束瞬间，A的加速度a0=7.5m/s2C.弹簧的劲度系数为100N/mD.A与B碰撞之后一起下落到速度最大过程中，动能的增加量为0.45J【答案】BD【解析】【详解】A．由图像可知，碰后整体的加速度先减小后反向增大，故不是匀变速直线运动，A错误；B．碰前A的重力与弹簧弹力平衡，碰后瞬间弹簧弹力不突变，故AB碰后瞬间整体的合外力为，对整体应用牛顿第二定律可得解得B正确；C．设初状态弹簧压缩量为，有当时加速度为零，此时联立解得C错误；D．A与B碰撞之后一起下落到速度最大的过程中AB所受的合外力随位移均匀减小，其合外力随位移变化的图像为 因为通过图像的面积可以求变力的功，故合外力的总功为由动能定理故动能增量为0.45J，D正确。故选BD。三、非选择题：共174分。第题为必考题，每个试题考生都必须作答。第题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共129分。9.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）图片Ⅱ中小球的瞬时速度约为___________。（结果保留两位小数）（2）关于实验装置和操作，下列说法正确的是___________。A.刻度尺应固定在竖直平面内B.选择材质密度小的小球 C.铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落D.固定手机时，摄像镜头应正对刻度尺（3）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，绘制了图像，如图3所示。其中P、Q分别为两个大小相同，质量不同的小球下落的图像（空气阻力不变），由图像可知两球质量大小关系是___________（选填“大于”、“等于”、“小于”）。（4）如何利用图像判断小球下落过程机械能是否守恒？___________【答案】①.1.38②.AD##DA③.大于④.在误差允许的范围内，如果图像是一条过原点的倾斜直线，且斜率等于【解析】【详解】（1）[1]根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得图2中小球的瞬时速度约为（2）[2]A．小球做自由落体运动，为了测量小球下落的位置，刻度尺应固定在竖直平面内，A正确；B．为了减小阻力带来的实验误差，应该选择密度较大的小球，B错误；C．铅垂线的作用是检验装置是不是竖直放置，不能检验小球是否沿竖直方向下落，C错误；D．为了拍摄的小球的位置比较准确，固定手机时，摄像头应正对刻度尺，D正确。故选AD。（3）[3]小球下落过程若空气阻力不忽略，且空气阻力不变，根据动能定理，有得到根据图像可知P图像斜率大，故质量大；（4）[4]若机械能守恒，则阻力为零，则有 故，在误差允许的范围内，如果图像是一条过原点的倾斜直线，且斜率等于，则机械能守恒。10.在“测定金属的电阻率”的实验中：（1）用螺旋测微器测得金属丝的直径如图所示，则金属丝的直径为___________mm。（2）请根据给定电路图，用连线代替导线将图中的实验器材连接起来（见上面图）。___________（3）若通过测量可知，金属丝的长度为，直径为d，通过金属丝的电流为，金属丝两端的电压为，由此可计算得出金属丝的电阻率___________。（用题目所给字母表示）【答案】①0.415②.③.【解析】【详解】（1）[1]金属丝的直径为（2）[2]如图（3）[3]根据 得11.“打水漂”是很多同学体验过的游戏，小石片被水平抛出，碰到水面时并不会直接沉入水中、而是擦着水面滑行一小段距离再次弹起飞行，跳跃数次后沉入水中，俗称“打水漂”。如图所示，某同学在岸边离水面高度处，将一质量的小石片以初速度水平抛出。若小石片第1次在水面上滑行时受到水平阻力的大小为，接触水面后弹起，弹起时竖直方向的速度是刚接触水面时竖直速度的。取重力加速度，不计空气阻力。求：（1）小石片第1次离开水面后到再次碰到水面前，在空中运动的水平距离；（2）第1次与水面接触过程中，水面对小石片的作用力大小。【答案】（1）6m；（2）2.0N【解析】【详解】（1）小石片抛出过程有，解得则第一次反弹竖直方向的分速度大小第一次接触水面水平方向有， 解得令小石片第1次离开水面后到再次碰到水面经历时间为，则有，解得（2）第1次与水面接触过程竖直方向有解得则水面对小石片的作用力大小解得12.如图所示，质量为的长木板静止在光滑水平面上，质量为的木块（可视为质点）静止在长木板的最左端，右侧质量也为的光滑四分之一圆弧槽静止在光滑水平面上，圆弧槽的下端与木板的上表面相平，现给木块一水平向右的初速度，木块与木板之间的动摩擦因数为，木块恰好没有从长木板上滑落，共速之后长木板与圆弧槽相碰并粘在一起，碰撞时间极短，木块滑上圆弧槽，恰好没有离开圆弧槽，重力加速度。求：（1）长木板的长度；（2）圆弧槽的半径；（3）当物块再次返回长木板时，能否滑离长木板。【答案】（1）；（2）；（3）否 【解析】【详解】（1）根据动量守恒有根据能量守恒有联立解得（2）长木板与圆弧槽相碰恰好没有离开圆弧槽，根据动量守恒有根据能量守恒有联立解得（3）滑块返回长木板，若未滑离，则三者的速度相同且为根据能量守恒有联立解得有即物块未能滑离长木板（二）选考题13.如图所示是某绳波形成过程示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等距离的质点，相邻两质点间的距离均为10cm，绳处于水平方向；质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐振动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，振动从绳的左端传到右端，t=0时质点1开始竖直向上运动，t=0.1s时质点1 第一次到达最大位移20cm处，这时质点3开始运动，以向上为正方向，下列正确的是（　　）A.该波的波速一定是200m/sB.该波的波长一定是0.8mC.质点3振动后的周期可能是0.8sD.质点5开始运动时运动方向一定向上E.从质点1开始振动开始计时，质点3的振动方程为y=20sin（5πt-）（cm）（其中t≥0.1s）【答案】BDE【解析】【详解】ABC．t=0时质点1开始竖直向上运动，t=0.1s时质点1第一次到达最大位移20cm处，这时质点3开始运动，可知周期T=0.4s则质点3振动后的周期等于振源振动周期，为0.4s；波速波长选项AC错误，B正确；D．因振源振动方向向上，则质点5开始运动时运动方向一定向上，选项D正确；E．因振幅A=20cm。则从质点1开始振动开始计时，质点3的振动方程为（t>0.1s）选项E正确故选BDE。14.三棱镜的横截面如图所示为正三角形ABC，ABC的边长为a，在横截面所在平面内沿垂直于BC方向，向AB边射入一束单色光，经过AB边折射后光线与AC平行，并且从BC的中点射出。不考虑反射光线，已知真空中光的传播速度为c。（1）求光线经过棱镜总共偏转的角度；（2）求光在棱镜中传播的时间。 【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）光路图如图所示：由几何关系得：，，，介质的折射率光从M点射出时解得即光线经过棱镜总共偏转的角度（2）设光在介质中的路程为s，由正弦定理得 解得光在介质中的传播速度光的传播时间