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2024江苏省南师大灌云附中、灌南二中高三上学期10月阶段性联考试题物理含解析
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这是一份2024江苏省南师大灌云附中、灌南二中高三上学期10月阶段性联考试题物理含解析，共2页。试卷主要包含了单项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟 试卷总分：100分
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、单项选择题（本题共10小题，每题4分，共40分。）
1. 军训期间，无人机跟拍了一个班级绕400m操场跑道一周，用时5min，在此过程中，无人机与方队相对位置不变。根据以上信息，分析可得（ ）
A. 方队的平均速率是1.33m/sB. 方队的平均速度是1.33m/s
C. 方队的速度大小保持不变D. 方队的路程和位移相等
2. 在抗击新冠疫情期间，为了保障百姓基本生活，许多快递公司推出了“无接触配送”，即用无人机配送快递（如图甲所示）。某次快递员操作无人机竖直向上由地面向10楼阳台配送快递，无人机和快递飞行过程的图像如图乙所示，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 时间内，无人机和快递做加速度逐渐增大的加速直线运动
B. 时间内，无人机和快递处于平衡状态
C. 时间内，无人机和快递的平均速度最大
D. 时间内，无人机和快递处于超重状态
3. 如图所示，在浙江杭州举行的19届亚运会上，体操项目吊环比赛中体操运动员双臂缓慢对称撑开，两吊绳的张角逐渐增大的过程中，以下说法正确的是（ ）
A. 每根吊绳的拉力变小
B. 两吊绳对运动员拉力的合力变大
C. 两吊绳对运动员拉力的合力变小
D. 每根吊绳的拉力变大
4. 如图甲所示，民航客机都有紧急出口，发生意外打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可以较快地沿斜面滑行到地面（可等效为图乙），斜面固定不动，不计空气阻力。若人员沿斜面加速下滑，则人在下滑过程中（ ）
A. 重力对人做正功B. 支持力对人做负功
C. 合力对人不做功D. 摩擦力对人做正功
5. 如图所示某同学对着竖直墙面练习投篮，在同一高度的A、B两点先后将球斜向上投出，篮球均能垂直打在竖直墙上的同一点P点。不计空气阻力，则篮球投出后在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 两点投出打到P点的速度大小无法比较
B. 点投出打到P点的速度大
C. A点投出在空中的运动时间长
D. 点投出在空中运动的时间长
6. 如图所示，两根长度不同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于点。设法让两个小球均在同一水平面上做匀速圆周运动。已知跟竖直方向的夹角为跟竖直方向的夹角为，下列说法正确的是（ ）
A. 小球和的角速度大小之比为B. 细线和细线所受的拉力大小之比为
C. 小球利的向心力大小之比为D. 小球和的线速度大小之比为
7. 如图甲所示为直升机抢救伤员情境，假设直升机放下绳索吊起伤员后，竖直方向的速度图像和水平方向的位移图像分别如图乙、丙所示，则（ ）
A. 绳索中拉力可能倾斜向上
B. 伤员一直处于超重状态
C. 在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线
D. 绳索中拉力先大于重力，后小于重力
8. 小明同学的质量为m（视为质点），他在荡秋千时，A和B分别为其运动过程中的最低点和最高点，如图所示。两根秋千绳均长为L，小明运动到A位置时的速度大小为v，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，不计秋千绳受到的重力，下列说法正确的是（ ）
A. 在B位置时，小明所受的合力为零
B. 在A位置时，小明处于失重状态
C. 在A位置时，每根秋千绳的拉力大小为
D. 在A位置时，每根秋千绳的拉力大小为
9. 设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。忽略月球自转影响，则（ ）
A. 飞船在轨道Ⅰ上运行的线速度大小为
B. 飞船A点变轨时速度增大
C. 飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间
D. 飞船从A到B运行的过程中加速度减小
10. 如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能与水平位移x关系的图象是（ ）
A. B.
C D.
二、实验题（每空3分，共15分）
11. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量。为滑轮的质量可以忽略。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
（1）实验时，一定要进行的操作是______。
A.用天平测出砂和砂桶的总质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M
（2）在实验中得到如图乙所示一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出打B点时小车的速度______m/s，小车的加速度为______（结果保留3位有效数字）。
（3）在实验过程中小车的加速度______（选填“大于”“等于”或“小于”）砂和砂桶的加速度。
（4）以力传感器的示数F为横轴，小车的加速度a为纵轴，画出的图线是一条直线如图丙所示，则小车的质量______kg。（结果保留2位有效数字）
三、计算题（本题共4小题，共45分。要求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，必需明确写出数值和单位。）
12. 冰壶是冬奥会比赛项目，如图所示，比赛中，冰壶在水平冰面上的运动可视为匀减速直线运动。设一质量的冰壶被运动员以的速度推出，已知冰面与冰壶间的动摩擦因数为0.02，g取，求：
（1）冰壶运动过程中的加速度；
（2）从推出到停下，冰壶的位移。
13. 我国新能源汽车发展迅速，2022年仅比亚迪新能源汽车全年销量为186.35万辆，位列全球第一。在平直路面上某运动的新能源卡车的额定功率为60kW，若其总质量为5000kg，在水平路面上所受的阻力为5000N。
（1）求新能源卡车所能达到的最大速度；
（2）若新能源卡车以额定功率启动，则该卡车车速时其加速度为多大？
14. 如图所示，一个人用一根长1m且只能承受46N拉力的绳子，拴着一个质量为1kg的小球（可视为质点），在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面高。转动中小球在最低点时绳子断了（g取）。求：
（1）绳子断时小球运动角速度为多大？
（2）绳断后，求小球落地点与抛出点间的水平距离。
（3）小球落地时重力的功率。
15. 如图所示，轨道在竖直平面内，其中为光滑斜面，为粗糙水平面，长度为，动摩擦因数为，为光滑半圆形轨道，半径为。质量为的小物块P在斜面上距水平面高处由静止释放，沿着轨道运动。小物块可视为质点，且通过转折处时无能量损失，重力加速度为。求：
（1）小物块在水平面上滑行时加速度的大小；
（2）若小物块恰好能过最高点，求它在处时的速度；
（3）要使小物块P紧贴圆形轨道运动，小物块P释放高度应满足什么条件？
2023-2024学年度第一学期高三阶段性联考
高三物理卷
考试时间：75分钟 试卷总分：100分
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、单项选择题（本题共10小题，每题4分，共40分。）
1. 军训期间，无人机跟拍了一个班级绕400m操场跑道一周，用时5min，在此过程中，无人机与方队相对位置不变。根据以上信息，分析可得（ ）
A. 方队的平均速率是1.33m/sB. 方队的平均速度是1.33m/s
C. 方队的速度大小保持不变D. 方队的路程和位移相等
【答案】A
【解析】
【详解】A．方队的平均速率是
选项A正确；
B．方队的一周的位移为零，可知平均速度为0，选项B错误；
C．方队的速度大小不一定保持不变，选项C错误；
D．方队的路程为400m，位移为零，选项D错误。
故选A。
2. 在抗击新冠疫情期间，为了保障百姓基本生活，许多快递公司推出了“无接触配送”，即用无人机配送快递（如图甲所示）。某次快递员操作无人机竖直向上由地面向10楼阳台配送快递，无人机和快递飞行过程的图像如图乙所示，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 时间内，无人机和快递做加速度逐渐增大的加速直线运动
B. 时间内，无人机和快递处于平衡状态
C. 时间内，无人机和快递的平均速度最大
D 时间内，无人机和快递处于超重状态
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图像的斜率表示加速度可知，时间内斜率在变小，即加速度在变小，无人机做加速度减小的加速运动，故A错误；
B．时间内，无人机和快递的速度不变，无人机和快递处于平衡状态，做匀速直线运动，故B正确；
C．根据图像与时间轴围成的“面积”表示无人机运动的位移大小，可知图像与横轴围成的面积小于连接曲线上和两点直线时与横轴围成的面积，再根据匀变速直线运动的平均速度表达式可得，时间内无人机的平均速度
时间内无人机的平均速度
故C错误；
D．时间内，无人机做加速度减小的减速运动，合力向下，此时系统拉力小于重力，处于失重状态，故D错误。
故选B
3. 如图所示，在浙江杭州举行的19届亚运会上，体操项目吊环比赛中体操运动员双臂缓慢对称撑开，两吊绳的张角逐渐增大的过程中，以下说法正确的是（ ）
A. 每根吊绳拉力变小
B. 两吊绳对运动员拉力的合力变大
C. 两吊绳对运动员拉力的合力变小
D. 每根吊绳的拉力变大
【答案】D
【解析】
【详解】BC．根据平衡条件，两吊绳对运动员拉力的合力与重力大小相等方向相反，则两吊绳的张角逐渐增大的过程中，两吊绳对运动员拉力的合力不变，故BC错误；
AD．根据平衡条件
当两吊绳的张角逐渐增大，则绳与竖直方向的夹角增大，则绳拉力增大，故A错误，D正确。
故选D。
4. 如图甲所示，民航客机都有紧急出口，发生意外打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可以较快地沿斜面滑行到地面（可等效为图乙），斜面固定不动，不计空气阻力。若人员沿斜面加速下滑，则人在下滑过程中（ ）
A. 重力对人做正功B. 支持力对人做负功
C. 合力对人不做功D. 摩擦力对人做正功
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于重力竖直向下，位移方向沿斜面向下，所以重力对人做正功，故A正确；
B．支持力与斜面垂直，位移沿斜面向下，所以支持力不做功，故B错误；
C．合力沿斜面向下，合力做正功，故C错误；
D．摩擦力沿斜面向上，摩擦力做负功，故D错误。
故选A。
5. 如图所示某同学对着竖直墙面练习投篮，在同一高度的A、B两点先后将球斜向上投出，篮球均能垂直打在竖直墙上的同一点P点。不计空气阻力，则篮球投出后在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 两点投出打到P点的速度大小无法比较
B. 点投出打到P点的速度大
C. A点投出在空中的运动时间长
D. 点投出在空中运动的时间长
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据逆向思维可知，从P点出来篮球做平抛运动，根据
可知，水平位移越大初速度越大，则B点投出打到P点的速度大，所以A错误，B正确；
CD．篮球在空中的运动时间由竖直方向的高度差决定，根据
可知A点、B点投出的篮球在空中的运动时间相等，所以CD错误；
故选B。
6. 如图所示，两根长度不同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于点。设法让两个小球均在同一水平面上做匀速圆周运动。已知跟竖直方向的夹角为跟竖直方向的夹角为，下列说法正确的是（ ）
A. 小球和的角速度大小之比为B. 细线和细线所受的拉力大小之比为
C. 小球利的向心力大小之比为D. 小球和的线速度大小之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A．对圆锥摆的小球分析，设摆线与竖直方向夹角为，则有
解得
则小球和的角速度大小之比为
故A错误；
B．对圆锥摆的小球分析，设摆线与竖直方向夹角为，则有
则细线和细线所受的拉力大小之比为
故B错误；
C．对圆锥摆的小球分析，设摆线与竖直方向夹角为，则有
则小球和的向心力大小之比为
故C正确；
D．对圆锥摆的小球分析，设摆线与竖直方向夹角为，则有
解得
则小球和的线速度大小之比为
故D错误。
故选C。
7. 如图甲所示为直升机抢救伤员的情境，假设直升机放下绳索吊起伤员后，竖直方向的速度图像和水平方向的位移图像分别如图乙、丙所示，则（ ）
A. 绳索中拉力可能倾斜向上
B. 伤员一直处于超重状态
C. 在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线
D. 绳索中拉力先大于重力，后小于重力
【答案】D
【解析】
【详解】AC．由竖直方向的速度图像和水平方向的位移图像可知，伤员在水平方向做匀速运动，在竖直方向上先做匀加速运动后做匀减速运动，绳索中拉力一定竖直向上，在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条曲线，AC错误；
BD．伤员在竖直方向上先做匀加速运动后做匀减速运动，绳索中拉力先大于重力，后小于重力，伤员先处于超重状态后处于失重状态，B错误，D正确。
故选D。
8. 小明同学的质量为m（视为质点），他在荡秋千时，A和B分别为其运动过程中的最低点和最高点，如图所示。两根秋千绳均长为L，小明运动到A位置时的速度大小为v，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，不计秋千绳受到的重力，下列说法正确的是（ ）
A. 在B位置时，小明所受的合力为零
B. 在A位置时，小明处于失重状态
C. 在A位置时，每根秋千绳的拉力大小为
D. 在A位置时，每根秋千绳的拉力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．在B位置时，该人受到重力和秋千绳的拉力，合力不为零，故A错误；
B．在A位置时，重力和秋千绳拉力的合力产生向上的向心加速度，该人处于超重状态，故B错误；
CD．在A位置时，由牛顿第二定律可得
可知每根秋千绳的拉力大小为
故C正确，D错误。
故选C。
9. 设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。忽略月球自转影响，则（ ）
A. 飞船在轨道Ⅰ上运行的线速度大小为
B. 飞船在A点变轨时速度增大
C. 飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间
D. 飞船从A到B运行的过程中加速度减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．飞船在圆轨道I上运行时，所受万有引力提供向心力，有
则其线速度为
因月球表面的重力加速度为，则有
联立可得
故A正确；
B．飞船由轨道I运动到A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，因要做向心运动，则需向前喷气减速，则飞船在A点变轨时速度减小，故B错误；
C．飞船在轨道Ⅲ上绕月球运动的轨道半径为，由万有引力提供向心力
则周期为
故C错误；
D．飞船从A到B运行的过程中离地球的距离逐渐减小，由
得
可知加速度增大，故D错误。
故选A。
10. 如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能与水平位移x关系的图象是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知设斜面倾角为θ，动摩擦因数为μ，则物块在斜面上下滑距离在水平面投影距离为x，根据动能定理，有
整理可得
即在斜面上运动时动能与x成线性关系；
当小物块在水平面运动时,根据动能定理由
即
为物块刚下滑到平面上时的动能，则即在水平面运动时物块动能与x也成线性关系。
故选A。
二、实验题（每空3分，共15分）
11. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量。为滑轮的质量可以忽略。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
（1）实验时，一定要进行的操作是______。
A.用天平测出砂和砂桶的总质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M
（2）在实验中得到如图乙所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出打B点时小车的速度______m/s，小车的加速度为______（结果保留3位有效数字）。
（3）在实验过程中小车的加速度______（选填“大于”“等于”或“小于”）砂和砂桶的加速度。
（4）以力传感器的示数F为横轴，小车的加速度a为纵轴，画出的图线是一条直线如图丙所示，则小车的质量______kg。（结果保留2位有效数字）
【答案】 ①. BC ②. 1.23 ③. 6.03 ④. 小于 ⑤. 0.20
【解析】
【详解】（1）[1]AD．力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，AD错误；
B．实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，B正确；
C．实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，需记录传感器的示数，C正确；
故选BC。
（2）[2]由题意可知计数点间的时间间隔为
T=5×0.02s=0.1s
B点的速度等于AC段的平均速度，即
[3]根据，运用逐差法得
（3）[4]根据实验装置图可知小车与沙和桶通过动滑轮连接，滑轮的质量可以忽略，他们之间的速度满足
根据初速度为0的匀变速直线运动规律可知
所以实验过程中小车的加速度小于砂和砂桶的加速度。
（4）[5]滑轮的质量可以忽略，根据牛顿二定律得
则有
a-F图像的斜率
则由图像可知
小车质量为
三、计算题（本题共4小题，共45分。要求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，必需明确写出数值和单位。）
12. 冰壶是冬奥会比赛项目，如图所示，比赛中，冰壶在水平冰面上的运动可视为匀减速直线运动。设一质量的冰壶被运动员以的速度推出，已知冰面与冰壶间的动摩擦因数为0.02，g取，求：
（1）冰壶运动过程中的加速度；
（2）从推出到停下，冰壶的位移。
【答案】（1）；（2）
【解析】
详解】（1）根据牛顿第二定律
代入数据解得
（2）根据速度位移公式可得位移为
13. 我国新能源汽车发展迅速，2022年仅比亚迪新能源汽车全年销量为186.35万辆，位列全球第一。在平直路面上某运动的新能源卡车的额定功率为60kW，若其总质量为5000kg，在水平路面上所受的阻力为5000N。
（1）求新能源卡车所能达到的最大速度；
（2）若新能源卡车以额定功率启动，则该卡车车速时其加速度为多大？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）当达到最大速度时有
，
解得
（2）当车速时汽车的牵引力为
由牛顿第二定律
解得
14. 如图所示，一个人用一根长1m且只能承受46N拉力的绳子，拴着一个质量为1kg的小球（可视为质点），在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面高。转动中小球在最低点时绳子断了（g取）。求：
（1）绳子断时小球运动的角速度为多大？
（2）绳断后，求小球落地点与抛出点间的水平距离。
（3）小球落地时重力的功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当小球做圆周运动在最低点时，根据牛顿第二定律由
解得
根据公式
可得，绳子断时小球运动的角速度为
（2）由题意可知，绳断之后，小球以的初速度，做平抛运动，竖直方向上，根据
可得，小球的运动时间为
根据
可得，落地时竖直分速度为
由
小球落地点与抛出点间的水平距离
（3）结合（2）分析，由
小球落地时重力的功率
15. 如图所示，轨道在竖直平面内，其中为光滑斜面，为粗糙水平面，长度为，动摩擦因数为，为光滑半圆形轨道，半径为。质量为的小物块P在斜面上距水平面高处由静止释放，沿着轨道运动。小物块可视为质点，且通过转折处时无能量损失，重力加速度为。求：
（1）小物块在水平面上滑行时加速度的大小；
（2）若小物块恰好能过最高点，求它在处时的速度；
（3）要使小物块P紧贴圆形轨道运动，小物块P释放高度应满足什么条件？
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
详解】（1）水平面上对物块受力分析，根据牛顿第二定律得
解得加速度大小为
（2）由题意得，在点满足
从到根据动能定理得
联立解得
（3）要使物块P紧贴圆形轨道运动，则物块要过点或仅上升到半圆形轨道圆心等高处的下方位置返回。
①物体要过点，在点的速度应满足，物块从静止释放到点过程，根据动能定理可得
解得
②仅上升到半圆形轨道圆心等高处的下方位置返回，即物块沿圆形轨道上升的高度应满足
根据动能定理可得
解得
考试时间：75分钟 试卷总分：100分
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、单项选择题（本题共10小题，每题4分，共40分。）
1. 军训期间，无人机跟拍了一个班级绕400m操场跑道一周，用时5min，在此过程中，无人机与方队相对位置不变。根据以上信息，分析可得（ ）
A. 方队的平均速率是1.33m/sB. 方队的平均速度是1.33m/s
C. 方队的速度大小保持不变D. 方队的路程和位移相等
2. 在抗击新冠疫情期间，为了保障百姓基本生活，许多快递公司推出了“无接触配送”，即用无人机配送快递（如图甲所示）。某次快递员操作无人机竖直向上由地面向10楼阳台配送快递，无人机和快递飞行过程的图像如图乙所示，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 时间内，无人机和快递做加速度逐渐增大的加速直线运动
B. 时间内，无人机和快递处于平衡状态
C. 时间内，无人机和快递的平均速度最大
D. 时间内，无人机和快递处于超重状态
3. 如图所示，在浙江杭州举行的19届亚运会上，体操项目吊环比赛中体操运动员双臂缓慢对称撑开，两吊绳的张角逐渐增大的过程中，以下说法正确的是（ ）
A. 每根吊绳的拉力变小
B. 两吊绳对运动员拉力的合力变大
C. 两吊绳对运动员拉力的合力变小
D. 每根吊绳的拉力变大
4. 如图甲所示，民航客机都有紧急出口，发生意外打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可以较快地沿斜面滑行到地面（可等效为图乙），斜面固定不动，不计空气阻力。若人员沿斜面加速下滑，则人在下滑过程中（ ）
A. 重力对人做正功B. 支持力对人做负功
C. 合力对人不做功D. 摩擦力对人做正功
5. 如图所示某同学对着竖直墙面练习投篮，在同一高度的A、B两点先后将球斜向上投出，篮球均能垂直打在竖直墙上的同一点P点。不计空气阻力，则篮球投出后在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 两点投出打到P点的速度大小无法比较
B. 点投出打到P点的速度大
C. A点投出在空中的运动时间长
D. 点投出在空中运动的时间长
6. 如图所示，两根长度不同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于点。设法让两个小球均在同一水平面上做匀速圆周运动。已知跟竖直方向的夹角为跟竖直方向的夹角为，下列说法正确的是（ ）
A. 小球和的角速度大小之比为B. 细线和细线所受的拉力大小之比为
C. 小球利的向心力大小之比为D. 小球和的线速度大小之比为
7. 如图甲所示为直升机抢救伤员情境，假设直升机放下绳索吊起伤员后，竖直方向的速度图像和水平方向的位移图像分别如图乙、丙所示，则（ ）
A. 绳索中拉力可能倾斜向上
B. 伤员一直处于超重状态
C. 在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线
D. 绳索中拉力先大于重力，后小于重力
8. 小明同学的质量为m（视为质点），他在荡秋千时，A和B分别为其运动过程中的最低点和最高点，如图所示。两根秋千绳均长为L，小明运动到A位置时的速度大小为v，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，不计秋千绳受到的重力，下列说法正确的是（ ）
A. 在B位置时，小明所受的合力为零
B. 在A位置时，小明处于失重状态
C. 在A位置时，每根秋千绳的拉力大小为
D. 在A位置时，每根秋千绳的拉力大小为
9. 设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。忽略月球自转影响，则（ ）
A. 飞船在轨道Ⅰ上运行的线速度大小为
B. 飞船A点变轨时速度增大
C. 飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间
D. 飞船从A到B运行的过程中加速度减小
10. 如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能与水平位移x关系的图象是（ ）
A. B.
C D.
二、实验题（每空3分，共15分）
11. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量。为滑轮的质量可以忽略。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
（1）实验时，一定要进行的操作是______。
A.用天平测出砂和砂桶的总质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M
（2）在实验中得到如图乙所示一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出打B点时小车的速度______m/s，小车的加速度为______（结果保留3位有效数字）。
（3）在实验过程中小车的加速度______（选填“大于”“等于”或“小于”）砂和砂桶的加速度。
（4）以力传感器的示数F为横轴，小车的加速度a为纵轴，画出的图线是一条直线如图丙所示，则小车的质量______kg。（结果保留2位有效数字）
三、计算题（本题共4小题，共45分。要求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，必需明确写出数值和单位。）
12. 冰壶是冬奥会比赛项目，如图所示，比赛中，冰壶在水平冰面上的运动可视为匀减速直线运动。设一质量的冰壶被运动员以的速度推出，已知冰面与冰壶间的动摩擦因数为0.02，g取，求：
（1）冰壶运动过程中的加速度；
（2）从推出到停下，冰壶的位移。
13. 我国新能源汽车发展迅速，2022年仅比亚迪新能源汽车全年销量为186.35万辆，位列全球第一。在平直路面上某运动的新能源卡车的额定功率为60kW，若其总质量为5000kg，在水平路面上所受的阻力为5000N。
（1）求新能源卡车所能达到的最大速度；
（2）若新能源卡车以额定功率启动，则该卡车车速时其加速度为多大？
14. 如图所示，一个人用一根长1m且只能承受46N拉力的绳子，拴着一个质量为1kg的小球（可视为质点），在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面高。转动中小球在最低点时绳子断了（g取）。求：
（1）绳子断时小球运动角速度为多大？
（2）绳断后，求小球落地点与抛出点间的水平距离。
（3）小球落地时重力的功率。
15. 如图所示，轨道在竖直平面内，其中为光滑斜面，为粗糙水平面，长度为，动摩擦因数为，为光滑半圆形轨道，半径为。质量为的小物块P在斜面上距水平面高处由静止释放，沿着轨道运动。小物块可视为质点，且通过转折处时无能量损失，重力加速度为。求：
（1）小物块在水平面上滑行时加速度的大小；
（2）若小物块恰好能过最高点，求它在处时的速度；
（3）要使小物块P紧贴圆形轨道运动，小物块P释放高度应满足什么条件？
2023-2024学年度第一学期高三阶段性联考
高三物理卷
考试时间：75分钟 试卷总分：100分
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
一、单项选择题（本题共10小题，每题4分，共40分。）
1. 军训期间，无人机跟拍了一个班级绕400m操场跑道一周，用时5min，在此过程中，无人机与方队相对位置不变。根据以上信息，分析可得（ ）
A. 方队的平均速率是1.33m/sB. 方队的平均速度是1.33m/s
C. 方队的速度大小保持不变D. 方队的路程和位移相等
【答案】A
【解析】
【详解】A．方队的平均速率是
选项A正确；
B．方队的一周的位移为零，可知平均速度为0，选项B错误；
C．方队的速度大小不一定保持不变，选项C错误；
D．方队的路程为400m，位移为零，选项D错误。
故选A。
2. 在抗击新冠疫情期间，为了保障百姓基本生活，许多快递公司推出了“无接触配送”，即用无人机配送快递（如图甲所示）。某次快递员操作无人机竖直向上由地面向10楼阳台配送快递，无人机和快递飞行过程的图像如图乙所示，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 时间内，无人机和快递做加速度逐渐增大的加速直线运动
B. 时间内，无人机和快递处于平衡状态
C. 时间内，无人机和快递的平均速度最大
D 时间内，无人机和快递处于超重状态
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图像的斜率表示加速度可知，时间内斜率在变小，即加速度在变小，无人机做加速度减小的加速运动，故A错误；
B．时间内，无人机和快递的速度不变，无人机和快递处于平衡状态，做匀速直线运动，故B正确；
C．根据图像与时间轴围成的“面积”表示无人机运动的位移大小，可知图像与横轴围成的面积小于连接曲线上和两点直线时与横轴围成的面积，再根据匀变速直线运动的平均速度表达式可得，时间内无人机的平均速度
时间内无人机的平均速度
故C错误；
D．时间内，无人机做加速度减小的减速运动，合力向下，此时系统拉力小于重力，处于失重状态，故D错误。
故选B
3. 如图所示，在浙江杭州举行的19届亚运会上，体操项目吊环比赛中体操运动员双臂缓慢对称撑开，两吊绳的张角逐渐增大的过程中，以下说法正确的是（ ）
A. 每根吊绳拉力变小
B. 两吊绳对运动员拉力的合力变大
C. 两吊绳对运动员拉力的合力变小
D. 每根吊绳的拉力变大
【答案】D
【解析】
【详解】BC．根据平衡条件，两吊绳对运动员拉力的合力与重力大小相等方向相反，则两吊绳的张角逐渐增大的过程中，两吊绳对运动员拉力的合力不变，故BC错误；
AD．根据平衡条件
当两吊绳的张角逐渐增大，则绳与竖直方向的夹角增大，则绳拉力增大，故A错误，D正确。
故选D。
4. 如图甲所示，民航客机都有紧急出口，发生意外打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可以较快地沿斜面滑行到地面（可等效为图乙），斜面固定不动，不计空气阻力。若人员沿斜面加速下滑，则人在下滑过程中（ ）
A. 重力对人做正功B. 支持力对人做负功
C. 合力对人不做功D. 摩擦力对人做正功
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于重力竖直向下，位移方向沿斜面向下，所以重力对人做正功，故A正确；
B．支持力与斜面垂直，位移沿斜面向下，所以支持力不做功，故B错误；
C．合力沿斜面向下，合力做正功，故C错误；
D．摩擦力沿斜面向上，摩擦力做负功，故D错误。
故选A。
5. 如图所示某同学对着竖直墙面练习投篮，在同一高度的A、B两点先后将球斜向上投出，篮球均能垂直打在竖直墙上的同一点P点。不计空气阻力，则篮球投出后在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 两点投出打到P点的速度大小无法比较
B. 点投出打到P点的速度大
C. A点投出在空中的运动时间长
D. 点投出在空中运动的时间长
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据逆向思维可知，从P点出来篮球做平抛运动，根据
可知，水平位移越大初速度越大，则B点投出打到P点的速度大，所以A错误，B正确；
CD．篮球在空中的运动时间由竖直方向的高度差决定，根据
可知A点、B点投出的篮球在空中的运动时间相等，所以CD错误；
故选B。
6. 如图所示，两根长度不同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于点。设法让两个小球均在同一水平面上做匀速圆周运动。已知跟竖直方向的夹角为跟竖直方向的夹角为，下列说法正确的是（ ）
A. 小球和的角速度大小之比为B. 细线和细线所受的拉力大小之比为
C. 小球利的向心力大小之比为D. 小球和的线速度大小之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A．对圆锥摆的小球分析，设摆线与竖直方向夹角为，则有
解得
则小球和的角速度大小之比为
故A错误；
B．对圆锥摆的小球分析，设摆线与竖直方向夹角为，则有
则细线和细线所受的拉力大小之比为
故B错误；
C．对圆锥摆的小球分析，设摆线与竖直方向夹角为，则有
则小球和的向心力大小之比为
故C正确；
D．对圆锥摆的小球分析，设摆线与竖直方向夹角为，则有
解得
则小球和的线速度大小之比为
故D错误。
故选C。
7. 如图甲所示为直升机抢救伤员的情境，假设直升机放下绳索吊起伤员后，竖直方向的速度图像和水平方向的位移图像分别如图乙、丙所示，则（ ）
A. 绳索中拉力可能倾斜向上
B. 伤员一直处于超重状态
C. 在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线
D. 绳索中拉力先大于重力，后小于重力
【答案】D
【解析】
【详解】AC．由竖直方向的速度图像和水平方向的位移图像可知，伤员在水平方向做匀速运动，在竖直方向上先做匀加速运动后做匀减速运动，绳索中拉力一定竖直向上，在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条曲线，AC错误；
BD．伤员在竖直方向上先做匀加速运动后做匀减速运动，绳索中拉力先大于重力，后小于重力，伤员先处于超重状态后处于失重状态，B错误，D正确。
故选D。
8. 小明同学的质量为m（视为质点），他在荡秋千时，A和B分别为其运动过程中的最低点和最高点，如图所示。两根秋千绳均长为L，小明运动到A位置时的速度大小为v，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，不计秋千绳受到的重力，下列说法正确的是（ ）
A. 在B位置时，小明所受的合力为零
B. 在A位置时，小明处于失重状态
C. 在A位置时，每根秋千绳的拉力大小为
D. 在A位置时，每根秋千绳的拉力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．在B位置时，该人受到重力和秋千绳的拉力，合力不为零，故A错误；
B．在A位置时，重力和秋千绳拉力的合力产生向上的向心加速度，该人处于超重状态，故B错误；
CD．在A位置时，由牛顿第二定律可得
可知每根秋千绳的拉力大小为
故C正确，D错误。
故选C。
9. 设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。忽略月球自转影响，则（ ）
A. 飞船在轨道Ⅰ上运行的线速度大小为
B. 飞船在A点变轨时速度增大
C. 飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间
D. 飞船从A到B运行的过程中加速度减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．飞船在圆轨道I上运行时，所受万有引力提供向心力，有
则其线速度为
因月球表面的重力加速度为，则有
联立可得
故A正确；
B．飞船由轨道I运动到A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，因要做向心运动，则需向前喷气减速，则飞船在A点变轨时速度减小，故B错误；
C．飞船在轨道Ⅲ上绕月球运动的轨道半径为，由万有引力提供向心力
则周期为
故C错误；
D．飞船从A到B运行的过程中离地球的距离逐渐减小，由
得
可知加速度增大，故D错误。
故选A。
10. 如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。该过程中，物块的动能与水平位移x关系的图象是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知设斜面倾角为θ，动摩擦因数为μ，则物块在斜面上下滑距离在水平面投影距离为x，根据动能定理，有
整理可得
即在斜面上运动时动能与x成线性关系；
当小物块在水平面运动时,根据动能定理由
即
为物块刚下滑到平面上时的动能，则即在水平面运动时物块动能与x也成线性关系。
故选A。
二、实验题（每空3分，共15分）
11. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量。为滑轮的质量可以忽略。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
（1）实验时，一定要进行的操作是______。
A.用天平测出砂和砂桶的总质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M
（2）在实验中得到如图乙所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出打B点时小车的速度______m/s，小车的加速度为______（结果保留3位有效数字）。
（3）在实验过程中小车的加速度______（选填“大于”“等于”或“小于”）砂和砂桶的加速度。
（4）以力传感器的示数F为横轴，小车的加速度a为纵轴，画出的图线是一条直线如图丙所示，则小车的质量______kg。（结果保留2位有效数字）
【答案】 ①. BC ②. 1.23 ③. 6.03 ④. 小于 ⑤. 0.20
【解析】
【详解】（1）[1]AD．力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，AD错误；
B．实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，B正确；
C．实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，需记录传感器的示数，C正确；
故选BC。
（2）[2]由题意可知计数点间的时间间隔为
T=5×0.02s=0.1s
B点的速度等于AC段的平均速度，即
[3]根据，运用逐差法得
（3）[4]根据实验装置图可知小车与沙和桶通过动滑轮连接，滑轮的质量可以忽略，他们之间的速度满足
根据初速度为0的匀变速直线运动规律可知
所以实验过程中小车的加速度小于砂和砂桶的加速度。
（4）[5]滑轮的质量可以忽略，根据牛顿二定律得
则有
a-F图像的斜率
则由图像可知
小车质量为
三、计算题（本题共4小题，共45分。要求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，必需明确写出数值和单位。）
12. 冰壶是冬奥会比赛项目，如图所示，比赛中，冰壶在水平冰面上的运动可视为匀减速直线运动。设一质量的冰壶被运动员以的速度推出，已知冰面与冰壶间的动摩擦因数为0.02，g取，求：
（1）冰壶运动过程中的加速度；
（2）从推出到停下，冰壶的位移。
【答案】（1）；（2）
【解析】
详解】（1）根据牛顿第二定律
代入数据解得
（2）根据速度位移公式可得位移为
13. 我国新能源汽车发展迅速，2022年仅比亚迪新能源汽车全年销量为186.35万辆，位列全球第一。在平直路面上某运动的新能源卡车的额定功率为60kW，若其总质量为5000kg，在水平路面上所受的阻力为5000N。
（1）求新能源卡车所能达到的最大速度；
（2）若新能源卡车以额定功率启动，则该卡车车速时其加速度为多大？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）当达到最大速度时有
，
解得
（2）当车速时汽车的牵引力为
由牛顿第二定律
解得
14. 如图所示，一个人用一根长1m且只能承受46N拉力的绳子，拴着一个质量为1kg的小球（可视为质点），在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面高。转动中小球在最低点时绳子断了（g取）。求：
（1）绳子断时小球运动的角速度为多大？
（2）绳断后，求小球落地点与抛出点间的水平距离。
（3）小球落地时重力的功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当小球做圆周运动在最低点时，根据牛顿第二定律由
解得
根据公式
可得，绳子断时小球运动的角速度为
（2）由题意可知，绳断之后，小球以的初速度，做平抛运动，竖直方向上，根据
可得，小球的运动时间为
根据
可得，落地时竖直分速度为
由
小球落地点与抛出点间的水平距离
（3）结合（2）分析，由
小球落地时重力的功率
15. 如图所示，轨道在竖直平面内，其中为光滑斜面，为粗糙水平面，长度为，动摩擦因数为，为光滑半圆形轨道，半径为。质量为的小物块P在斜面上距水平面高处由静止释放，沿着轨道运动。小物块可视为质点，且通过转折处时无能量损失，重力加速度为。求：
（1）小物块在水平面上滑行时加速度的大小；
（2）若小物块恰好能过最高点，求它在处时的速度；
（3）要使小物块P紧贴圆形轨道运动，小物块P释放高度应满足什么条件？
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
详解】（1）水平面上对物块受力分析，根据牛顿第二定律得
解得加速度大小为
（2）由题意得，在点满足
从到根据动能定理得
联立解得
（3）要使物块P紧贴圆形轨道运动，则物块要过点或仅上升到半圆形轨道圆心等高处的下方位置返回。
①物体要过点，在点的速度应满足，物块从静止释放到点过程，根据动能定理可得
解得
②仅上升到半圆形轨道圆心等高处的下方位置返回，即物块沿圆形轨道上升的高度应满足
根据动能定理可得
解得
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