2023-2024学年河南省部分学校高三上学期10月联考 物理试题(含解析)
展开考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:必修第一册,必修第二册,动量
一、选择题:本题共10小题,共46分.在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分,第8~10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.如图所示为我国著名运动员许昕比赛时的情景,比赛中,许昕用球拍将来球挡回去,若乒乓球被击打前后的速度方向相反,速度大小相等,球拍击打乒乓球过程,乒乓球的动量变化量大小为,则下列判断正确的是( )
A有可能
B.球拍击打乒乓球的过程,球的动能变化量
C.球拍对球的作用力与球对球拍的作用力一定相同
D.球拍对球作用力的冲量大于球对球拍作用力的冲量
2.复兴号亚运智能动车组列车(亚运涂装)于2023年9月16日正式投入运营.某动车进杭州站前刹车做匀变速直线运动,其位移与时间的关系是,则( )
A.动车的初速度大小为18m/s
B.动车的加速度大小为8m/s2
C.动车刹车至速度为零所需的时间为6s
D.动车在刹车后5s内的位移大小为40.5m
3.如图所示为某滑板运动员在滑板过程中遇到横杆时,运动员跃起越过横杆,滑板从杆下沿水平地面滑过横杆,运动员又恰好落在滑板上,不计一切摩擦和阻力,则此过程( )
A.运动员先超重后失重
B.运动员相对滑板做斜向上抛运动
C.运动员和滑板组成的系统水平方向的动量守恒
D.运动员跳离滑板的过程中,滑板对运动员的支持力做正功;运动员落到滑板的过程中,滑板对运动员的支持力做负功
4.质量不等的A、B两个小球,用长度不等的a、b两段轻绳连接悬吊在车厢顶部,静止时如图所示,当车厢以一定的加速度向左做匀加速运动,A、B两球相对于车厢静止时,b绳与竖直方向的夹角为θ,a绳与竖直方向的夹角为α,则下列判断正确的是( )
A.若轻绳a比b长,则α<θ
B.若小球A比B重,则α<θ
C.总是有α<θ
D.一定有α=θ
5.如图所示,光滑圆盘固定在水平面内,穿过圆盘中心光滑小孔的细线两端分别连接小球A和小球B,使小球A在圆盘上做半径为r的匀速圆周运动,同时使小球B做圆锥摆运动,细线长为3r,不计小球大小,则下列判断正确的是( )
A.两球做圆周运动的周期相同
B.两球受到的合力大小相等
C.若A、B两球质量相等,则A球做圆周运动角速度大小是B球的2倍
D.若A球质量为B球质量的2倍,则A、B两球做圆周运动角速度大小相等
6.如图甲所示,智能手机固定在滑块上,打开手机的“加速度传感器”小程序,给滑块施加一个水平向右的恒力,滑块沿粗糙水平面由静止开始做直线运动,一段时间后撤去拉力,手机显示滑块运动的加速度随时间变化的图像如图乙所示,手机和滑块的总质量为1kg,重力加速度取10m/s2,则下列判断正确的是( )
甲乙
A.拉力F对滑块做功为640JB.10s内滑块克服摩擦力做功240J
C.拉力F的最大功率为240WD.10s内滑块克服摩擦力做功的平均功率为24W
7.如图所示,质量为3m的光滑曲面体A静止在光滑的水平面上,水平面和曲面最低点相切,质量为m的小球B从曲面的最高点由静止释放,小球沿曲面运动到底端的过程,合外力对小球的冲量大小为I;则小球沿曲面运动到底端的过程( )
A.小球对曲面体的冲量大小也为IB.曲面体对小球做功为
C.小球对曲面体做功为D.曲面体的高为
8.一辆质量为m的汽车在平直的公路上从静止开始匀加速启动,经过一段时间速度为v时,发动机的功率刚好达到额定功率P,此时驾驶员看到前方有限速标志,立即将功率减为0.6P,汽车保持此功率不变继续向前运动,当汽车减速为0.8v时刚好匀速运动,设汽车运动过程中受到的阻力大小不变,则( )
A.汽车加速运动的加速度大小为
B.汽车加速运动的时间为
C.汽车受到的阻力大小为
D.当功率由P突然减少为0.6P时,汽车的速度由v突然减小为0.6v
9.如图所示,A、B两个小球静止在光滑的水平平台上,给小球A一个初速度,小球A向右运动并与小球B发生弹性正碰,A、B两球做平抛运动的水平位移大小之比为1:3,则A、B两球的质量之比可能为( )
A.3:1B.3:2C.3:4D.3:5
10.如图所示,粗细均匀的光滑直杆竖直固定,质量为m=1kg的滑块套在杆上(可自由滑动),绕过定滑轮的轻绳一端连接在滑块上,另一端吊着小球,让滑块在A点由静止释放,此时连接滑块的轻绳与竖直方向夹角θ=30°,当滑块运动到B点时,滑块的速度大小为v=4m/s,此时连接滑块的轻绳与竖直方向夹角α=60°,A、B间的距离为d=0.5m,杆上C点与滑轮等高,重力加速度g取10m/s2,则下列判断正确的是( )
A.滑块在A点释放的一瞬间,小球的加速度为0
B.滑块从A点运动到B点过程,滑块动能的增量小于小球机械能的减少量
C.小球的质量为
D.滑块运动到C点时,速度刚好为零
二、非选择题:本题共5小题,共54分.
11.(6分)某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律.将钢球A、B固定在长为L的轻杆两端,杆上中心处安装一个阻力非常小的固定转轴O.在O点正下方安装一个光电门,转动杆子,让小球A恰好能通过光电门,已知重力加速度为g,A球质量为B球质量的2倍,小球的直径远小于杆长.
甲乙
(1)先用游标卡尺测量小球的直径,示数如图乙所示,则小球直径d= cm.
(2)将杆水平放置,由静止释放小球,记录小球通过光电门时小球的挡光时间t,则小球A通过光电门时的速度大小为v= ,则当表达式 成立时,机械能守恒定律得到验证.(选用g、L、d、t来表示)
12.(8分)某同学用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律,小车a的质量为m、小车b的质量为M.
甲乙
(1)平衡摩擦力.取下小车b,小车a连接穿过打点计时器的纸带,小车a靠近打点计时器,接通打点计时器电源,轻推小车,观察打点计时器打出的纸带上点的间距,如果纸带上打出点的间隔越来越大,应将垫木适当向 (填“左”或“右”)移一些,直到纸带上打出的点间隔均匀.
(2)将小车a靠近打点计时器,小车b放在长木板上离小车a适当远的距离处,轻推小车a,小车a沿长木板向下运动,与小车b碰撞后粘在一起,打出的纸带如图乙所示.若打点计时器所接交流电的频率为f,纸带上每5个计时点取一个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点间的距离分别为x1、x2、x3、x4,则碰撞前小车a的速度v1= ,碰撞后小车a的速度v2= .(均用已知和测量的物理量符号表示)
(3)在误差允许的范围内,当表达式 (用m、M、x2、x4表示)成立时,a、b两车碰撞过程中动量守恒得到验证.
13.(10分)如图所示,风洞实验室中可以产生竖直向上、大小恒定的风力,一个质量为m的小球在O点以水平初速度v0抛出,恰好能沿水平方向运动到P点,O、P间的距离为L,将风力调大,小球仍由O点以水平初速度v0抛出,结果恰好经过P点正上方的Q点,P,Q间的距离为,重力加速度为g,求:
(1)调节后的风力大小;
(2)小球运动到Q点时的速度大小和方向.
14.(12分)如图甲所示,质量为1.5kg的足够长的长木板B静止在光滑的水平面上,质量为0.5kg的物块A静止在长木板上表面的左端,给物块施加一个水平向右的拉力F,F随时间变化的图像(F作用时间为4s)如图乙所示.物块与长木板间的动摩擦因数为0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2.
(1)若长木板固定,求物块在长木板上运动的时间;
(2)若长木板不固定,求物块对长木板的摩擦力做的功.
甲乙
15.(18分)如图所示,倾角为37°的斜面体固定在水平面上,斜面的MN段粗糙,其余部分光滑,轻弹簧放在斜面上,下端与斜面底端Q处的挡板连接,上端离N点有一段距离.半径为R的光滑圆弧轨道CD固定在竖直面内,圆弧轨道最低点D与斜面相切,最高点C的切线水平,水平面AB的左端B与圆弧C点对齐,AB长为R.质量为m的小物块从A点以一定的初速度向左滑去,进入圆弧轨道时对C点的压力恰好为零,物块与水平面AB间,与斜面MN段间的动摩擦因数均为0.5,物块不会离开斜面和圆弧轨道且未再到达水平面.重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内,不计物块大小.求:
(1)物块经A点时的速度大小;
(2)物块运动到圆弧轨道D点时对轨道的压力多大;
(3)斜面上MN段的最小长度;
(4)若,,则物块在MN段运动的路程为多少?
高三物理参考答案、提示及评分细则
1.B 若球与球拍作用前后的速度大小为v,乒乓球的质量为m,则,选项A错误;作用前后动能相等,则,选项B正确;球拍对球的作用力与球对球拍的作用力一定大小相等,方向相反,两力不相同,选项C错误;球拍对球作用力的冲量大小等于球对球拍作用力的冲量大小,选项D错误.
2.D 根据得,动车的初速度,选项A错误;加速度,选项B错误;动车刹车至速度为零所需的时间,选项C错误;5s内的位移,选项D正确.
3.C 运动员跃起后一直处于失重状态,选项A错误;运动员相对滑板做竖直上抛运动,选项B错误;运动员和滑板组成的系统水平方向不受外力的作用,所以系统水平方向的动量守恒,选项C正确;无论运动员是跳离滑板的过程,还是落到滑板的过程,滑板对运动员的支持力均不做功,选项D错误.
4.D 设运动的加速度为a,对小球B研究,得到,对A、B小球整体研究,得到,选项D正确.
5.D 设细线拉力为F,对A球,对B球,设连接B球的细线与竖直方向夹角为,则,即A球受到的合力是B球的倍,选项B错误;由前分析可得,若A、B质量相等,则,选项A、C错误;若A球质量为B球质量的2倍,则,选项D正确.
6.C 由图乙可知,4s末物块的速度大小为v=24m/s,10s末物块的速度刚好为零,由减速运动可知,,解得;0~4s内,根据牛顿第二定律,,解得F=10N,滑块加速运动的位移,拉力F对滑块做功为,选项A错误;根据动能定理,10s内滑块克服摩擦力做功480J,选项B错误;拉力F的最大功率,选项C正确;10s内滑块克服摩擦力做功的平均功率为,选项D错误.
7.D 小球沿曲面运动到曲面底端的过程,合外力对小球的冲量大小为I,则合力对曲面体的冲量大小为I,选项A错误;曲面体的支持力和小球受到的重力对小球做功为,选项B错误;小球对曲面体做功等于小球动能增量,即为,选项C错误;根据能量守恒,解得,选项D正确.
8.BC 由题意知,汽车匀加速运动时的牵引力,汽车运动中受到的阻力,选项C正确;由牛顿第二定律,解得,选项A错误;加速运动的时间为,选项B正确;当功率由P突然减少为0.6P时,汽车的速度保持不变,选项D错误.
9.AD 设A球的初速度大小为v0,碰撞后A、B的速度大小分别为v1、v2,根据题意有,若碰撞后A、B同向,则,,解得,,解得;若碰撞后A、B反向,则,结合能量守恒,解得,选项A、D正确.
10.BC 滑块在A点释放的一瞬间,有向上的加速度,根据加速度分解可知,小球的加速度不为零,选项A错误;滑块从A点运动到B点过程,滑块动能的增量和重力势能增加量之和等于小球机械能的减少量,选项B正确;当滑块在B点的速度为v时,小球的速度大小为,根据机械能守恒,解得,选项C正确;设滑块运动到C点时速度大小为vC,根据机械能守恒有,由此得到,选项D错误.
11.(1)1.135(2分)(2)(2分)(2分)
解析:(1)小球的直径.
(2)小球通过光电门的速度;如果表达式成立,结合可得成立,则机械能守恒定律得到验证.
12.(1)右(2分)(2)(2分)(2分)(3)(2分)
解析:(1)如果纸带上打出点的间隔越来越大,说明小车a做加速运动,应将垫木适当向右移一些.
(2)碰撞前应取BC段计算速度,即,碰撞后应取DE段计算速度.
(3)在误差允许的范围内,当表达式成立,即表达式成立,则a、b两车碰撞过程中动量守恒得到验证.
13.解:(1)开始时小球从O点运动到P点所用时间
增大后的风力设为F,则
解得
(2)设小球到Q点时速度大小为v,沿竖直方向的分速度
因此,
方向斜向右上,与水平方向的夹角为45°(1分)
14.解:(1)若长木板固定,设物块在长木板上运动的时间为t,根据动量定理有
即
解得
(2)若长木板不固定,对整体研究,根据动量定理
解得
根据动能定理,摩擦力对长木板做的功
15.解:(1)设物块运动到C点时速度为v1,根据牛顿第二定律有
,解得
根据动能定理
解得
(2)设物块到D点时速度大小为v2,根据机械能守恒定律有
在D点,根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律,此时物块对圆弧轨道的压力大小为
(3)由(2)得
设MN段的长为L1时,物块经弹簧第一次反弹后恰好能运动到圆弧面上与O等高的位置,根据动能定理有
解得
(4)最终稳定时,物块运动到N点速度为0,根据动能定理有
解得
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