四川省绵阳中学2023-2024学年高三上期测试（二）理科综合试题（Word版附解析）

绵阳中学高2021级高三上期测试（二）理科综合物理试题考试时间：150分钟，试卷满分300分注意事项：1．答题前，考生务必在答题卡上将自己的姓名、班级、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写清楚，考生考试条码由监考老师粘贴在答题卡上的“条码粘贴处”。2．选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案；非选择题用0.5毫米黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答，超出答题区域答题的答案无效；在草稿纸上、试卷上答题无效。3．考试结束后由监考老师将答题卡收回。第I卷一、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1～4题只有一项符合题目要求，第5～8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0分。1.如图所示，木板B放置在粗糙水平地面上，O为光滑铰链。轻杆一端与铰链O固定连接，另一端固定连接一质量为m的小球A。现将轻绳一端拴在小球A上，另一端通过光滑的定滑轮由力F牵引，定滑轮位于O的正上方，整个系统处于静止状态。现改变力F的大小使小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到正下方，木板始终保持静止，则在整个过程中（　　）A.外力F大小不变B.轻杆对小球的作用力大小不变C.地面对木板的支持力逐渐变小D.地面对木板的摩擦力逐渐增大【答案】B 【解析】【详解】AB．令杆长为L，杆中弹力为N，长为x，长为h，对小球进行受力分析，根据相似三角形有解得，当小球A和轻杆从图示位置缓慢运动到正下方时，x减小，可知外力F大小减小，轻杆对小球的作用力大小不变，故A错误，B正确；CD．令轻杆与水平方向夹角，对木板B分析有，根据上述，轻杆弹力大小N不变，增大，则增大，减小，即地面对木板的支持力逐渐变大，地面对木板的摩擦力逐渐减小，即CD错误。故选B。2.如图所示，光滑斜面上叠放着A、B两物体，B物体上表面水平。两物体一起以一定的初速度沿斜面上滑的过程中，下列说法中正确的是（　　）A.物体A的机械能不变B.物体B对A的支持力不做功C.物块A受到水平向右的摩擦力D.物体B对物体A的摩擦力做正功【答案】A【解析】【详解】设A质量为m，B质量为M，对A、B组成的系统受力分析，受到向下的重力和垂直斜面的支持力，由牛顿第二定律得 解得方向沿斜面向下。A．根据牛顿第二定律，得A受到的合力为单独对A受力分析，如图：则支持力和摩擦力的合力方向垂直斜面，大小等于，下滑过程不做功，只有重力做功，故A的机械能不变，故A正确；B．B对A的支持力方向向上，与运动方向夹角小于，则B对A的支持力做正功，故B错误；C．单独对A分析，因A有沿斜面向下的加速度，故B给A的摩擦力水平向左，故C错误；D．物体B对物体A的摩擦力与v方向夹角大于，则B对A的摩擦力做负功，故D错误。故选A。3.如甲、乙两车从相距120m的两地相向运动，它们的v—t图像如图所示，忽略车掉头所需时间，下列对车运动状况的描述正确的是（　　）A.3s末，乙车改变运动方向B.甲、乙两车速度相等时，相距最远C.乙车运动的加速度大小总比甲车的大D.甲乙两车最终能相遇【答案】C 【解析】【详解】A．在内乙车的速度一直为正，则在3s末，乙车不改变运动方向，故A错误；BD．在内甲乙两车向相反方向运动，距离越来越远，在时乙车的速度减为零，然后反向加速运动，在时，甲车反向加速运动，甲乙两车距离越来越远，即甲乙两车最终不能相遇，故BD错误；C．v—t图像斜率代表加速度，乙车图像斜率绝对值总比甲车图像斜率绝对值大，则乙车运动的加速度大小总比甲车的大，故C正确。故选C。4.如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连，两球均处于静止状态，已知B球质量为m，O点在半圆柱体圆心的正上方，OA与竖直方向成30°角，OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成45°角（重力加速为g），则下列叙述正确的是（　　）A.弹簧弹力为B.A球质量为C.光滑半圆柱体对A球支持力的大小为mgD.剪短OA绳子的瞬间B的加速度大小为g【答案】B【解析】【详解】ABC．对小球A、B受力分析，如图所示对小球B受重力、绳子的拉力和弹簧的弹力而处于平衡状态，由共点力平衡条件和几何知识，可得 ，对小球A可知，OA与竖直方向成角，OA长度与半圆柱体半径相等，则有半径与竖直方向夹角为，由共点力平衡条件和平行四边形定则，可得，解得则有光滑半圆柱体对A球支持力的大小为故AC错误，B正确；D．剪短OA绳子的瞬间弹簧的弹力不能突变，小球B受的合力大小为，由牛顿第二定律可得，B的加速度大小为故D错误。故选B。5.在成都举行第31届世界大学生夏季运动会男子3米跳板决赛中，中国选手包揽冠亚军。从运动员离开跳板开始计时，跳水过程中运动员重心的图像如图，不计空气阻力，重力加速度取，运动员的轨迹视为直线，取竖直向下为正方向。下列说法正确的是（　　）A.运动员在入水前做自由落体运动B.运动员在时已浮出水面C.运动员在的位移大小为D.运动员在的平均速度大小为【答案】D 【解析】【详解】A．运动员离开跳板时，有向上的初速度，则运动员在入水前做的不是自由落体运动，故A错误；B．运动员在时速度为0，运动到最低点，即入水最深处，故B错误；C．时运动员的速度为若运动员在内做匀减速运动，图像如图所示由图像中面积表位移可知，此时，运动员在内的位移为则运动员在内的实际位移小于，故C错误；D．由图可知，运动员在的平均速度大小为故D正确。故选D。6.一玩具车正跟随水平传送带向右做匀速直线运动。现沿传送带运动的方向建立x轴，垂直于传送带运动的方向建立y轴，原点为O，俯视图如图甲所示，PQ、分别为传送带的上、下边界。则（　　）A.若同时让玩具车沿y轴正方向做匀速直线运动，则玩具车到达边界PQ时速度与边界PQ垂直 B.若同时让玩具车沿y轴正方向做匀速直线运动，则玩具车到达边界PQ前的运动为匀速直线运动C.若同时让玩具车沿y轴正方向做匀加速直线运动，则玩具车可能出现图乙中的轨迹D.若同时让玩具车沿y轴正方向做匀减速直线运动，则玩具车可能出现图乙中的轨迹【答案】BC【解析】【详解】AB．若同时让玩具车沿y轴正方向做匀速直线运动，则玩具车实际运动为沿y轴正方向的匀速直线运动与沿x轴正方向的匀速直线运动的合运动，而合运动的速度方向夹在两个分运动的速度方向之间，即玩具车到达边界PQ时速度与边界PQ不可能垂直，而因为两个分运动方向玩具车所受合力均为零，则可知合运动也为匀速直线运动，故A错误，B正确；CD．图乙所示玩具车的轨迹为曲线，即玩具车做曲线运动，而曲线运动的轨迹夹在速度方向与合外力方向之间，且合外力指向轨迹的凹侧面，若同时让玩具车沿y轴正方向做匀加速直线运动，则玩具汽车所受合外力沿轴正方向，符合图乙所示运动轨迹，若同时让玩具车沿y轴正方向做匀减速直线运动，则合力方向沿y轴负方向，不可能出现图乙所示运动轨迹，故C正确，D错误。故选BC。7.如图，倾角为的光滑斜面固定在水平桌面上，轻质弹簧一端与垂直固定在斜面上的挡板C相连，另一端与物体A相连。A上端连接一轻质细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连，滑轮左侧细线始终与斜面平行。开始时托住B，A静止且细线恰好伸直，然后由静止释放B。已知物体A、B的质量均为m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，B始终未与地面接触。从释放B到B第一次下落至最低点的过程中，下列说法正确的是（　　）A.刚释放物体B时，物体A受到细线的拉力大小为B.物体B下落至最低点时，A和弹簧组成的系统机械能最大C.物体A的速度最大时弹簧的形变量为D.物体A的最大速度为【答案】ABD 【解析】【详解】A．设释放B前弹簧的压缩量为，对A有刚释放B瞬间，最A、B．组成的系统有解得此时对B有解得故A正确；B．对于A和弹簧组成的系统，绳子拉力对A做的功等于该系统机械能的改变量，从被释放到B下落至最低点时，绳子拉力对A做的正功最多，所以此时A和弹簧组成系统的机械能最大。故B正确；CD．由前面方程可解得A上升过程中，当A和B整体的加速度为0时速度达到最大值，设此时弹簧的拉伸量为x，对A、B整体有解得 所以此时弹簧弹性势能与初始位置时相同。对A、B和弹簧组成的系统，由机械能守恒定律有解得故C错误；D正确。故选ABD。8.如图甲所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于风洞实验室的水平地面，质量的小球在轻弹簧正上方某处由静止下落，同时受到一个竖直向上恒定的风力。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为零势能参考面，在小球下落的全过程中，小球重力势能随小球位移变化关系如图乙中的图线①，弹簧弹性势能随小球位移变化关系如图乙中的图线②，弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度，则下列说法中正确的是（）A.弹簧原长为0.6mB.小球刚接触弹簧时的动能为0.45JC.小球在下落过程中受到的风力为0.1ND.小球的最大加速度大小为【答案】BC【解析】【详解】A．取地面为零势能参考面，根据图像可知小球初状态的重力势能为图乙中的图线②表示弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系，由此可知小球下落开始接触弹簧；则弹簧的原长为选项A错误； C．由图乙可知小球速度减为0时小球下落根据功能关系有解得选项C正确；B．小球刚接触弹簧时，小球下落了=0.5m，则根据动能定理有解得选项B正确。D．弹簧压缩量最大时，弹性势能最大则劲度系数加速度故D错误。故选BC。二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13～16题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共129分。9.某兴趣小组的同学测得弹簧、弹力的大小F和弹簧长度的关系如图甲所示，则由图线可知： （1）弹簧a、b的劲度系数为ka_______kb（选填“>”，“=”，“<”）；（2）为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ，两位同学分别设计了如图乙、丙所示的两种方案：①为了用某一弹簧测力计的示数表示两木块A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案_______（选填“乙”或“丙”）更合理；②若两木块A和B的重力分别为10.0N和25.0N，当木块A被拉动时，弹簧测力计a的示数为5.0N，弹簧测力计b的示数为14.0N，弹簧测力计c的示数为5.0N，则两木块A和B间的动摩擦因数为_______。【答案】①.>②.乙③.0.2【解析】【详解】（1）[1]图像的斜率等于弹簧的劲度系数，则由图斜率知道（2）[2]乙丙两种方案，在拉着物体A运动的过程中，拉A的弹簧测力计、由于在不断地运动，且可能为变速运动，所以示数可能会变化，读数也不等于滑动摩擦力，弹簧测力计a是不动的，平衡状态，指针稳定，所以乙方案更合理；[3]由于弹簧测力计a示数为，所以A、B间的动摩擦因数10.某同学们设计了如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律。（1）实验时，该同学进行了如下操作： ①用天平分别测出重物A、B的质量m1和m2（A的质量含挡光片），用20分度游标卡尺测量挡光片的挡光宽度d。示数如图所示：则游标卡尺的示数为______mm。②将重物A、B用轻绳按图示连接，跨放在轻质定滑轮上，一个同学用手托住重物B，另一个同学测量出______到光电门中心的竖直距离h，之后释放重物B使其由静止开始下落：A.A的上表面　　B.A的下表面　　C.挡光片中心（2）如果系统（重物A、B）的机械能守恒，应满足的关系式为______（用质量m1、m2，重力加速度为g，经过光电门的时间为，挡光片的宽度d和距离h表示）。（3）若实验选用合适的物块，使A、B的质量均为m，挡光片中心经过光电门的速度用v表示，距离用h表示，仍释放物块B使其由静止开始下落，若系统的机械能守恒，则有______（已知重力加速度为g）。【答案】①.10.55②.C③.④.【解析】【详解】（1）①[1]根据游标卡尺的读数规律，该读数为②[2]该实验要验证的是A、B组成的系统机械能守恒，光电门用来测量重物A的速率，计算系统增加的动能，而系统减少的重力势能要测量的是系统初始位置到光电门的高度差，故应测量的是挡光片中心到光电门中心的竖直距离。故选C。（2）[3]由光电门测速原理，重物A通过光电门的速率为重物B的速率为如果系统（重物A、B）的机械能守恒，应满足的关系式为联立整理得 （3）[4]A、B的质量均为m，速度为v，若系统的机械能守恒，则满足上述表达式，由（2）中表达式有解得11.如图所示，一个质量为的小球（可视为质点）以某一初速度从A点水平抛出，恰好从圆管BCD的B点沿切线方向进入圆弧，经BCD从圆管的最高点D射出，恰好又落到B点。已知圆弧的半径为，且A与D在同一水平线上，BC弧对应的圆心角，不计空气阻力。求：，求：（1）小球从A点做平抛运动的初速度v0的大小；（2）在D点处小球对管壁的作用力的大小和方向。【答案】（1）；（2）8N，方向竖直向下【解析】【详解】（1）小球从A点到B点，做平抛运动，在B点时，速度分解如图所示有 代入数据求得（2）小球从D点飞出，恰好落在B点，有代入数据求得在D点，根据牛顿第二定律可得求得负号表示管壁对小球的支持力方向与重力方向相反，即竖直向上，根据牛顿第三定律，可得小球对轨道的作用力大小为8N，方向竖直向下。12.如图质量为M=1kg的薄板静止放在水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ1=0.1。现将质量为m=0.5kg的电动摇控小车（可视为质点）置于板的左端处于静止，车与板间动摩擦因数μ2=0.4，车的额定功率P0=6W。某时刻通过摇控启动小车，车由静止开始运动，车的牵引力与速度的关系图像如图所示。经时间2s车的速度达到最大；又经时间4s关闭车的电源，最后车与板都停止下来，且在运动中车未离开板。不计空气阻力，g=10m/s2。试求：（1）小车获得的最大速度；（2）板至少多长；（3）整个过程中板运动距离s以及全过程中因摩擦所产生的热量Q。 【答案】（1）3m/s；（2）6.375m；（3）13.5m，33J【解析】【详解】（1）车的速度最大时，车的合力为零，则此时的牵引力F=f=μ2mg=2N速度达到最大时解得最大速度（2）由图可知，车先开始做匀加速运动，加速度为a1，运动的时间为t1，则解得a1=2m/s2车的功率达到额定功率时的速度为时间运动的位移接着车在t2=1s内做变加速运动，功率不变，运动的位移，由动能定理得解得 而板由静止开始做匀加速运动，加速度为a2，则解得在时间t=2s时，板的速度此后小车做匀速运动，板仍然做匀加速运动，加速度不变，再经时间t3车与板的速度相等解得当关闭车的电源时，车与板的速度刚好相等，以后车与板间不在发生相对运动。车在t3=4s运动的位移板运动的位移板的长度（3）关闭车的电源后车与板一起做减速运动，加速度为a3，则由vM=3m/s，结合运动学公式解得此后板运动的距离x5=4.5m整个过程中板运动的位移 全过程中所产生的热Q，由能量守恒得其中x1=1m，t=5s，解得Q=33J（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。【选修3—3】13.下列有关热学说法正确的是（　　）A.气体的内能包括气体分子的重力势能B.布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动C.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡D.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的E.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体【答案】BCE【解析】【详解】A．气体的内能等于气体内所有分子动能和分子势能之和，但不包括分子的重力势能。故A错误；B．布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动。故B正确；C．由热平衡定律可知：如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡。故C正确；D．液体中的扩散现象是液体分子的无规则运动形成的。故D错误；E．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，如石墨和金刚石。故E正确。故选BCE。14.长玻璃管开口向上竖直放置，管内两段水银柱封闭两段空气柱A、B，水银柱C上端与管口平齐，下端是一个厚度不计的轻质活塞P，水银柱D的长度，当环境温度时，空气柱B的长度为，如图所示；现将空气柱B浸入温水中，对水加热，当水温缓慢升高到时，活塞P上的水银刚好全部排出玻璃管外，如图所示，此时空气柱B的长度，大气压强，求水银柱C的长度及空气柱A在图状态时的长度。（结果保留三位有效数字） 【答案】，【解析】【分析】【详解】对空气柱B，温度为时，压强温度为时，压强为由理想气体状态方程得解得对空气柱A，在图中状态时，压强为水银柱C全部排出管外时，压强为 空气柱长度其中由玻意耳定律得解得【选修3—4】15.2023年2月6日，土耳其发生7.8级地震，震源深度为。如果该地震中的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为，已知波沿轴正方向传播，某时刻刚好传到处，如图所示，则下列说法中正确的是（　　）A.从波源开始振动到波源迁移到地面需要经过B.从波传到处开始计时，经过位于处的质点加速度最小C.波的周期为D.波动图像上点此时速度方向沿轴负方向，经过一段极短的时间后动能减小E.从波传到处开始，经过点的波动状态传播到点【答案】BCE【解析】【详解】A．波的传播过程中波源不随波而迁移，故A错误；B．从波传到处开始计时，波传到处所用时间为此时位于处的质点从平衡位置刚开始振动，可知其加速度为零（最小），故B正确；C．从波形图知波长，则周期为 故C正确；D．此时刻质点沿轴的负方向运动，在极短时间内，其速度逐渐增大，动能增大，故D错误；E．从波传到处开始，点的波动状态传播到点所用时间为故E正确。故选BCE。16.如图所示，有一个半径为的环状光源，其表面可以朝各个方向发光，现将环状光源封装在一个半球形透明介质的底部，环状光源的圆心与球心重合。半球形介质的折射率为1.5，为使环状光源发出的所有光都能射出球面，不考虑二次反射，求球半径的取值范围？【答案】【解析】【详解】由于环状线光源关于点具有旋转对称性，因此只需研究光源上其中一个点光源的情况即可。不妨研究环状线光源上的点，在球面上任意取一点，连接、，设，入射角为，如图所示在中由正弦定理可得 一定时，当，入射角取最大值，则有设临界角为，根据由题意可得联立解得