安徽省合肥市长丰北城衡安学校2023-2024学年高三上学期三调考试物理试题（Word版附解析）

2023--2024年度上学期高三年级调研考试物理试卷（共100分）一、单选题（每题4分，共7题）1.小明同学乘汽车去参加物理竞赛的路上，看到道路两旁的树木迅速后移。他所选的参考系是（　　）A.他所乘坐的汽车B.道路旁的树木C.地面D.道路旁的建筑物【答案】A【解析】【详解】看到公路两旁的树木迅速后退是相对于小明所乘坐的汽车来说的，故所选择的参考系是乘坐的汽车，故BCD错误，A正确。故选A。2.一颗小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星的运转周期是（　　）A.4年B.6年C.8年D.9年【答案】C【解析】【分析】【详解】根据万有引力提供向心力得=mrT=2π小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，所以这颗小行星的运转周期是8年，故C正确。故选C。3.如图所示，倾角为θ=30°的斜面体c固定在水平地面上，质量为M=2m的物体b置于光滑的斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与质量为m的物体a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a连接在竖直固定在地面的弹簧上，用手托住物体b使物体a和b保持静止不动，此时细绳伸直且拉力为零，弹簧的压缩量为x0。现在松开手，在物体b下滑2x0距离时，则下列说法中正确的是（） A.物体a与弹簧组成的系统机械能守恒B.物体b的重力势能减少mgx0C.细绳对物体a做的功为2mgx0D.物体b的速度大小为【答案】C【解析】【详解】A．绳拉力对a物体做正功，物体a与弹簧组成的系统机械能增加，故A错误；B．2x0是下滑距离，物体b重力势能减少Mgx0=2mgx0，故B错误；D．弹簧的压缩量和伸长量相等，所以弹性势能不变。由能量守恒定律得，物体a和物体b的动能和等于解得v=0故D错误；C．由功能关系可知，拉力做的功等于物体a与弹簧组成的系统机械能增加量，物体a的动能为0，则拉力做的功等于2mgx0，故C正确。故选C。4.一光滑小球放在圆锥内表面某处，现与圆锥相对静止地围绕轴O1O2以角速度ω匀速转动，如图所示。若圆锥转动的ω突然增大，小球将（　　）A.沿圆锥面上弧AC离心运动B.仍以ω在原轨道上圆周运动C.沿AB方向运动D.沿AO2方向运动 【答案】B【解析】【详解】ABCD．光滑小球在圆锥内表面做水平面上的匀速圆周运动，其受力情况如图所示设小球做圆周运动的半径为r，由牛顿第二定律得解得当圆锥转动ω突然增大时，因为小球光滑，所以小球不会受摩擦力作用，则小球受力情况不变，且小球的角速度ω也不变，所以小球以ω在原轨道上圆周运动，故B正确，ACD错误。故选B。5.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右图所示，则手机（　　）A.时刻开始减速上升时间内所受的支持力先减小后增大B.时刻开始减速上升时间内所受的支持力逐渐减小C.时刻开始减速上升时间内所受的支持力先减小后增大D.时刻开始减速上升时间内所受的支持力逐渐减小 【答案】D【解析】【详解】时刻手机加速度最大，但时刻之后手机的加速度依然是正值，手机还将继续加速上升，时刻之后，手机的加速度反向，但此时手机向上的速度最大，手机将减速上升一段时间，手机在时间内，向上的加速度逐渐减小，由牛顿第二定律得故支持力逐渐减小，手机在时间内，向下的加速度逐渐增大，由牛顿第二定律得可知支持力继续减小，可知时间内所受的支持力逐渐减小。故选D。6.如图所示，一沙袋用轻细绳悬于O点，开始时沙袋处于静止，此后用弹丸以水平速度击中沙袋后均未穿出。第一个弹丸的速度为v1，打入沙袋后二者共同摆动的最大摆角为30°。当其第一次返回图示位置时，第二个弹丸以水平速度v2又击中沙袋，使沙袋向右摆动且最大摆角仍为30°。若弹丸质量是沙袋质量的，空气阻力不计，则以下结论中正确的是（　　）A.B.CD.【答案】D【解析】【分析】【详解】设子弹的质量为m，沙袋质量为M，则有M=40m，取向右为正方向，第一个弹丸射入沙袋，由动量守恒定律得mv1=41mv子弹和沙袋组成系统第一次返回时速度大小仍是v，方向向左，第二个弹丸以水平速度v2又击中沙袋的运 动中，由动量守恒定律有mv2−41mv=42mv＇设细绳长度为L，第一个弹丸射入沙袋，子弹和沙袋共同摆动的运动中，由机械能守恒定律得解得由上式可知，v与系统的质量无关，因两次向上的最大摆角均为30°，因此v＇=v，联立解得v1:v2=41:83因此ABC错误，D正确。故选D。7.如图所示，将一小物块从倾斜轨道上的M点静止释放，滑至水平轨道上的N点速度为v，已知小物块与倾斜轨道、水平轨道的动摩擦因数相同，且能平顺滑过轨道拼接处无能量损失。现将倾角q调大，如图中虚线QK，K为MN连线与斜轨的交点，Q与M等高，下列说法正确的是（　　）A.从Q点静止释放，到达N点时速度等于vB.从Q点静止释放，到达N点时速度小于vC.从K点静止释放，到达N点时速度等于vD.从K点静止释放，到达N点时速度小于v【答案】D【解析】【分析】【详解】AB．从M点释放，根据动能定理得从Q点释放，则高度h不变，变大，则变小，故动能变大，则速度变大，AB错误； CD．从K点释放，h变小，变大，则变小，即有而即将斜面投影至水平面上摩擦力做的功，设M到N的直线距离为L，则有即从K点释放，α不变，L减小，故动能减小，即速度减小，C错误，D正确。故选D。二、多选题（每题6分，少选但选对得3分，错选0分；共3题）8.一辆汽车在高速公路上正常行驶，司机发现前方有事故后，立即刹车制动至停止。则下列说法正确的是（　　）A.汽车的质量越大惯性就越大B.汽车的速度越大惯性就越大C.汽车停止运动后没有惯性D.汽车运动状态的改变是因为受到力的作用【答案】AD【解析】【分析】【详解】ABC．一切物体在任何时候都有惯性，物体的惯性只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，与物体是否受力以及物体的运动状态都无关。故A正确；BC错误；D．力是改变运动状态的原因。故D正确。故选AD。9.某同学从距离地面H高度处将一小球从静止开始释放，小球与地面撞击后弹起的最大高度为h．小球在此过程的速度—时间图像如图所示．不计空气阻力的影响，不计小球与地面撞击过程的时间间隔．则下列选项中正确的是（） A.小球在下落和上升阶段具有的加速度都是B.H的大小是1.225mC.小球与地面撞击前后速度的变化量的大小是D.H和h的差值是0.784m【答案】BD【解析】【详解】A、下落过程中的加速度，反弹时的加速度，方向相同，故A错误；B、小球下落的高度等于小球的图象与时间轴围成的面积，故下落的高度为：，故B正确；C、规定竖直向下为正方向，小球与地面撞击前后速度变化量为，故C错误；D、小球弹起的高度等于0.5s后小球的图象与时间轴围成的面积，故上升的高度为：，H和h的差值是，故D正确；故选BD．【点睛】键是根据物体的初速度为0，判定速度增加的过程是下落的过程，速度减小的过程是反弹的过程．速度图象与时间轴围成的面积等于物体通过的位移．10.如图甲所示，质量为M=2kg的长木板静止在光滑水平面上，一质量为m=2kg的小铁块静置于长木板的最右端。t=0时刻起长木板在一个水平外力F1的作用下从静止开始向右运动，经过6s后，水平外力由F1变为F2，又经过2s后，撤去F2，此时小铁块恰好未从长木板上掉落，此过程中长木板的v-t图像如图乙所示。小铁块和长木板间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，小铁块可视为质点，则0～8s 的运动过程中，下列说法正确的是（　　）A.小铁块8s末的速度为8m/sB.长木板长度为36mC.此过程中小铁块和长木板间因摩擦而产生的热量为192JD.F1大小为12N，方向水平向右，F2大小为4N，方向水平向左【答案】CD【解析】【分析】【详解】A．小铁块在0-8s做匀加速直线运动，则加速度为a=μg=2m/s2在8s末v=at=16m/sA错误；B．作出v-t图为过原点和（8，16）的直线，为小铁块的v-t图像，0-8s小铁块的位移为0-8s长木板的位移为长木板长度为B错误；C．此过程中小铁块和长木板间因摩擦而产生的热量为Q=μmgL=192JC正确；D．0-6s对木板有 F1-μmg=Ma1其中a1=4m/s2，F1=12N，方向向右6-8s对木板有F2-μmg=ma2a2=-4m/s2，F2=-4N，方向向左D正确.故选CD。三、实验题：（共16分）11.某同学用图甲的实验装置验证机械能守恒定律。（1）安装好仪器后，实验时应先________（选填“放开纸带”或“接通电源”）；（2）某次实验得到一条纸带如图乙，在纸带上取一清晰的点记为O，分别测出7个连续点A、B、C、D、E、F、G与O点之间的距离、、、、、、。（3）已知打点计时器的打点周期为T，重物质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测数据，则纸带从O点下落到D点的过程中，减少的重力势能为________，重物增加的动能为________。（4）接着在坐标系中描点作出如图丙的和图线，求得图线斜率为，图线斜率的绝对值为，则在误差允许的范围内，与满足________关系时重物机械能守恒。若操作规范、计算无误，由于阻力的影响，实际情况________k2（选填“＞”、“＝”或“＜”）； 【答案】①.接通电源②.③.④.⑤.＜【解析】【分析】【详解】（1）[1]安装好仪器后，实验时应先“接通电源”再“放开纸带”。（3）[2]纸带从O点下落到D点的过程中，减少的重力势能为；[3]根据中点时刻的瞬时速度等于重物下落到D点的速度有所以从O点下落到D点的过程中重物增加的动能为（4）[4]图线斜率的绝对值为图线斜率为若机械能守恒，则有联立可得 即则在误差允许的范围内，与满足[5]实际上由于阻力的影响，下落过程中有则12.利用图1所示的仪器研究动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。（1）试验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量______，间接地解决这个问题。A.小球开始释放的高度hB.小球抛出点距地面的高度HC.小球做平抛运动的射程（2）图2中的O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP，然后把被碰小球m2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是______；A.用天平测量两个小球的质量m1、m2；B.测量小球m1开始释放高度h；C.测量抛出点距地面的高度h；D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N；E.测量平抛射程OM，ON；（3）若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______（用②中测量的量表示）；（4）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置到O点的距离如图2所示。若碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1ʹ，碰撞后m2的动量为p2ʹ，则实验结果表明，碰撞前、后系统总动量的比值 为______；（5）碰撞的恢复系数的定义为，其中v1和v2分别是碰撞前两物体的速度，v1ʹ和v2ʹ分别是碰撞后两物体的速度。利用（4）中的数据可以计算出，本次碰撞的恢复系数e=______。（结果保留两位有效数字）【答案】①.C②.ADE③.④.1.01⑤.0.46【解析】【详解】（1）[1]小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，可以用小球的水平位移代替其初速度，即测量射程。故选C。（2）[2]要验证动量守恒定律定律，即验证小球离开轨道后做平抛运动，它们抛出点的高度相等，在空中的运动时间t相等，上式两边同时乘以t得可得因此实验需要测量两球的质量和小球做平抛运动的水平射程，为了测量位移，应找出落点。故选ADE。（3）[3]若两球相碰前后动量守恒，其表达式可表示为（4）[4]碰撞前、后总动量的比值（5）[5]碰撞的恢复系数为四、解答题13.如图，倾斜固定滑杆长，与水平地面夹角，质量 的小环套在滑杆上静置在底端，用水平拉力拉动小环沿滑杆向上运动，到达杆的最高点时撤去，不计空气阻力，小环脱离滑杆时的速度大小为。已知，，取。求：（1）小环与滑杆之间的动摩擦因数；（2）若力仅作用，小环从静止开始沿滑杆向上运动的最大距离。【答案】（1）0.5；（2）1.8m【解析】【详解】（1）小环沿杆向上运动到滑杆最高点解得由牛顿第二定律可知代入数据得（2）力作用，由速度公式可知撤去后解得匀减速阶段小环沿滑杆向上运动的最大距离 14.某同学正在认真地复习备考，突然飞来一只蜜蜂在他的附近运动。蜜蜂的运动可视为在竖直平面内的匀速圆周运动，半径为R、线速度大小为，蜜蜂的质量为m，重力加速度大小为g。当蜜蜂运动到A点时，其速度斜向左上方且与水平方向夹角。求：（1）蜜蜂从最高点B运动到点A的过程中，空气对蜜蜂所做的功；（2）当蜜蜂运动到A点后正准备脱离圆周飞向该同学时，该同学下意识向蜜蜂飞来的区域吹了一口气，使得蜜蜂做匀减速直线运动刚好到达他“嘴边”时速度为0，“嘴边”到A点距离为，将“吹出的气”和“空气”对蜜蜂的合力视为恒力，此过程中该恒力的冲量大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）在过程中，受力如图：对蜜蜂，由动能定理有解得 （2）在“嘴边”的过程中，受力如图：蜜蜂匀减速直线运动到零，有根据运动学知识有或联立解得又解得则此过程中该恒力的冲量大小15.如图所示，AB段是半径为R的光滑圆弧轨道，其低端切线水平，BC段是长为的水平轨道，其右端紧靠长为2R、倾角θ=37º的传送带CD，传送带以的速度顺时针匀速转动．在距B点L0 ＝处的的水平轨道上静止一个质量为m的物体Q．现将质量M=3m的物体P自圆弧轨道上的A点由静止释放，并与静止在水平轨道上的Q发生弹性碰撞．已知物体P和Q与水平轨道及传送带间的动摩擦因数均为μ=0.25，不计物体P、Q的大小，重力加速度为g，sin37º=0.6，cos37º=0.8，各轨道平滑连接．求：(1)物体P到达圆弧轨道B点时对轨道的压力；(2)物体P、Q碰撞后瞬间Q速度大小；(3)物体P、Q从开始运动到第一次速度减小到零的时间．【答案】(1)，方向向下；（2）；(3)【解析】【分析】【详解】(1)A→B过程，设物体P到达B点时的速度为vB，轨道对物体的支持力为N由能量守恒得在B点联立解得N=3Mg或N＝9mg由牛顿第三定律物体P对轨道的压力方向向下． (2)设P与Q碰前速度为v0，碰撞后P、Q的速度分别为v1和v2由动能定理得由动量守恒得由能量守恒得联立解得(3)设碰后物体Q到C点时的速度为v3，此过程的运动时间为t1由动能定理得由动量定理得解得因传送带的速度，所以物体Q受到的摩擦力沿传送带向上，又因Q受到的摩擦力小于重力沿传送带向下的分力mgsinθ=0.6mg，所以物体Q在传送带上一直做减速运动．设Q的速度减小到零时，运动距离为x由动能定理得解得所以当Q的速度减小到零时Q还未到达D点，设此过程运动时间为t2 由动量定理得解得故所求时间