江苏省无锡市2023-2024学年高三上学期期中教学质量调研测试物理试题

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注意事项：
1.本试卷包含选择题和非选择题两部分。考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。本次考试时间为75分钟，满分值为100分。
2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号（考试号）用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔填写在答题卡上，并用2B铅笔将对应的数字标号涂黑。
3.答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效。
一、单项选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项符合题意）。
1. 如图所示，一儿童沿直滑梯加速下滑，在下滑过程中，他所受力的功率不变的是（ ）
A. 重力B. 支持力C. 摩擦力D. 合力
【答案】B
【解析】
【详解】A．如图所示，一儿童沿直滑梯加速下滑，重力功率
竖直分速度增大，所以重力功率增大，故A错误；
B．支持力与速度始终垂直，功率为零，故B正确；
C．摩擦力功率
在增大，故C错误；
D．匀加速运动，合力不变，合力与速度同向，则合力功率
变大，故D错误。
故选B。
2. 一列横波沿x轴的正方向传播，波速为0.5m/s，某时刻的波形如图所示，则（ ）
A. 经过1s质点K运动到波谷
B. 经过2s质点K运动到L处
C. 经过2s质点K回到平衡位置
D. 经过3s质点K运动到波峰
【答案】C
【解析】
【详解】A．波沿x轴正方向传播，根据平移法可知，此时，质点K向y轴正方向振动，根据图像可知，波长为2.0m，所以周期
所以经过1s即，质点运动到波峰，故A错误；
BC．经过2s即半个周期，质点K运动到平衡位置，并不随波迁移，故B错误C正确；
D．经过3s即质点K运动到波谷，故D错误。
故选C。
3. 如图所示，曲面体P静止于光滑水平面上，物块Q自P的上端静止释放。Q与P的接触面粗糙，在Q下滑的过程中，关于P和Q构成的系统，下列说法正确的是（ ）
A. 机械能守恒、动量守恒
B. 机械能不守恒、动量守恒
C. 机械能守恒、动量不守恒
D. 机械能不守恒、动量不守恒
【答案】D
【解析】
【详解】系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，但系统在竖直方向所受合外力不为零，系统在竖直方向动量不守恒，系统动量不守恒。Q与P的接触面粗糙，克服阻力做功产热，所以机械能不守恒。
故选D。
4. 某同学用细线拴一重物制成简易加速度计，其刻度面如图所示（刻度为弧度）。若某次火车出站时读到细线与竖直方向夹角为0.1rad，则加速度约为（g为重力加速度）（ ）
A. 0.01gB. 0.05gC. 0.1gD. 0.5g
【答案】C
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律可知
角度很小时
解得
故选C。
5. 某同学利用图甲所示装置研究物块与长木板间摩擦力。水平向左拉长木板，传感器记录的F-t图像如图乙所示。下列说法不正确的是（ ）
A. 物块与长木板先相对静止后相对运动
B. 根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力
C. 根据图乙中数据可得出物块与木板间动摩擦因数
D. 5.0s到5.2s图像的波动是由于细线的弹性引起的
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据图乙可知，板块间开始是静摩擦力，后来是滑动摩擦力，所以，物块与长木板先相对静止后相对运动，故A正确不符合题意；
B．根据图乙中数据可得出物块与木板间的最大静摩擦力约1.08N，故B正确不符合题意；
C．根据图乙可求得滑动摩擦力，但不知道正压力，无法计算动摩擦因数，故C错误符合题意；
D．5.0s到5.2s图像的波动是由于达到最大静摩擦力后，细线的弹性引起的，故D正确不符合题意；
故选C。
6. 如图所示，某同学训练定点投篮，先后两次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，两次均命中，但第二次篮球的滞空时间比第一次长，不考虑空气阻力，则（ ）
A. 两次投出速度方向相同B. 两次最大高度相同
C. 第二次在最高点速度小D. 第二次投出速度一定大
【答案】C
【解析】
【详解】B．投球点和篮筐正好在同一水平面上，两次均命中，但第二次篮球的滞空时间比第一次长，则上升最大高度
所以第二次最大高度大，故B错误；
C．水平位移相同
可知，第二次在最高点速度即水平速度小，故C正确；
A．从最高点到起投点
第二次竖直分速度大，水平速度小，则第二次合速度与水平夹角大，故A错误；
D．第二次竖直分速度大，水平速度小，合速度不一定大，故D错误。
故选C。
7. 磁性圆盘竖直放置，绕固定的水平轴匀速转动，一铁质小物体吸附在距离圆盘中心r处，相对于圆盘静止，则小物体（ ）
A. 在最高点一定受四个力作用
B. 在与圆心等高处摩擦力的方向指向圆心
C. 在转一圈的过程中，重力的冲量为0
D. 从圆周的最低点到最高点的过程中摩擦力做正功
【答案】D
【解析】
【详解】A．在最高点如果重力提供向心力，则受重力、磁力、支持力三个力作用，故A错误；
B．在与圆心等高处摩擦力的方向指向圆心，摩擦力一个分力指向圆心提供向心力，另一个分力竖直平衡重力，故摩擦力的方向不指向圆心，故B错误；
C．在转一圈的过程中，重力的冲量为
不为零，故C错误；
D．根据动能定理可知，从圆周的最低点到最高点的过程中，动能不变，重力做负功，所以摩擦力做正功，故D正确。
故选D。
8. 一位游客在太湖边欲乘游船，当日风浪较大，游船上下浮动，当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s。若游客能舒服地登船，地面与甲板的高度差不能超过10cm，则在一个周期内，游客能舒服地登船时间是（ ）
A. 0.5sB. 0.75sC. 1.0sD. 1.5s
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，其运动方程为
按照题设要求，地面与甲板的高度差不超过10cm时游客能舒服地登船，则当
在一个周期内对应的点分别为
根据余弦函数图像可知，游客能舒服地登船时间是
故选C。
9. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（ ）
A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的
B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的
D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
【答案】B
【解析】
【详解】设月球的质量为，地球的质量为，苹果的质量为，地球的半径为，月球半径为
A．地球吸引月球的力为
苹果受到的万有引力为
由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系无法确定，故A错误；
B．由万有引力提供向心力可得，月球公转的加速度约为
苹果落向地面加速度
整理可知
故B正确；
C．由万有引力等于重力，在地球表面有
在月球表面有
由于地球、月球本身的半径大小、质量大小关系未知，故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故C错误；
D．由C可知，无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系，故D错误。
故选B。
10. 如图所示为杂技表演“胸口碎大石”。当大石获得的速度较小时，下面的人感受到的震动就会较小，人的安全性就较强。若大石块的质量是铁锤的100倍，则撞击后大石块的速度可能为铁锤碰撞前速度的（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】如果发生的是完全非弹性碰撞
解得
如果发生弹性碰撞，根据动量守恒与机械能守恒
，
解得
碰后速度介于两者之间。
故选B。
11. 如图所示，直杆AB与水平面成α角固定，在杆上套一质量为m的小滑块，杆底端B点处有一弹性挡板，滑块与挡板碰撞后原速率返回。现将滑块拉到A点由静止释放，与挡板第一次碰撞后上滑时间恰好是下滑时间的一半，已知重力加速度为g，由此不能确定的是（ ）
A. 滑块下滑和上滑过程加速度的大小a1、a2
B. 滑块最终所处位置
C. 滑块与杆之间动摩擦因数μ
D. 滑块第k次与挡板碰撞后速度vk
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．设AB长为L，最大速度为v，根据平均速度公式可知
，
其中第一次碰撞后上滑时间恰好是下滑时间的一半，所以恰好能上升到AB的中点，对整个过程，运用动能定理得
解得
根据牛顿第二定律得下滑过程
上滑过程
解得
，
所以可求得滑块下滑和上滑过程加速度的大小a1、a2，故ABC不符合题意；
D．因为不知道最初滑块下滑的位移，所以无法求出速度，故D符合题意。
故选D。
二、非选择题：本题共5小题，共56分。其中第13题～第16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须写出数值和单位。
12. 小明做“用单摆测量重力加速度”的实验。
（1）如图甲所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球（下方吸附有小磁片），做成一个单摆。图乙、丙分别画出了细线上端的两种不同的悬挂方式，你认为应选用图___________（选填“乙”或“丙”）的悬挂方式。
（2）使小球在竖直平面内做小角度摆动，打开手机的磁传感器软件。某次采集到的磁感应强度B的大小随时间t变化的图像如图所示，则单摆的振动周期T=___________s（结果保留3位有效数字）；
（3）改变线长l，重复上述步骤，实验测得数据如下表所示（实验前已测得小球半径r），请根据表中的数据，在方格纸上作出L-T2图像___________；
（4）测得当地的重力加速度g=___________（结果保留3位有效数字）；
（5）有同学认为，根据公式，小明在实验中未考虑小磁片对摆长的影响，L的测量值小于真实值，所以实验测得的重力加速度g偏小。请判断该观点是否正确，简要说明理由___________。
【答案】 ①. 丙 ②. 1.36s（1.32~1.40s均可） ③. ④. 9.71（9.47~9.78均可） ⑤. 不正确。设摆球的重心下移△L，根据单摆周期公式，有，所以，与无关。
（或：不正确。小磁片只影响图像在L轴上的截距，不影响图像的斜率，故不影响从图像中测得的g的大小。）
【解析】
【详解】（1）[1]图乙的方法中当单摆摆动时摆长会发生变化，则图丙的悬挂方式较好；
（2）[2]小球经过最低点时磁感应强度最大，相邻两次磁场最强的时间间隔为半个周期，由图可知单摆的周期约为1.36s；
（3）[3]根据表格中数据描点连线如图
（4）[4]根据
可得
则图线斜率为
则
（5）[5]重力加速度根据图像的斜率可求，由（4）的分析可知，小磁片不影响重力加速度的测量值，所以这个同学的观点是不正确的。
13. 中国空间站是我国自主建成的太空实验室。已知“空间站”绕地球做匀速圆周运动，经过时间t，运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为θ（弧度），引力常量为G，求：
（1）“空间站”的环绕周期T；
（2）地球的质量M。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）“空间站”做匀速圆周运动的角速度
“空间站”的环绕周期
所以
（2）“空间站”的轨道半径
“空间站”做匀速圆周运动万有引力提供向心力
所以地球质量
14. 如图（a），将物块A于P点处由静止释放，B落地后不反弹，最终A停在Q点。物块A的v t图像如图（b）所示。已知B的质量为0.3kg，重力加速度大小g取10 m /s2。求：
（1）物块A与桌面间的动摩擦因数；
（2）物块A的质量。

【答案】（1）；（2）0.8kg
【解析】
【详解】（1）由v-t图可知，物块A在0~1s其加速度大小
a1==2m/s2
1~3s其加速度大小
a2==1m/s2
1~3s内，对A物块
所以
（2）0~1s内，对A物块
对B
解得
mA=0.8kg
15. 如图所示，一轻弹簧一端固定在倾角为θ=37º的固定斜面的底端，另一端拴住质量为m1=6kg的物体P，Q为一质量m2=10kg的物体，系统处于静止状态，弹簧的压缩量x0=0.16m。现给物体Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2s时间内，F为变力，0.2s以后F为恒力。已知斜面光滑且足够长，sin37°=0.6，cs37°=0.8，g取10m/s2求：
（1）弹簧的劲度系数k；
（2）物体Q做匀加速运动的加速度大小a；
（3）前0.2s内拉力F做的功。
【答案】（1）600N/m；（2）；（3）J
【解析】
【详解】（1）开始时，对整体受力分析，平行斜面方向有
代入数据，解得
k=600N/m
（2）前0.2s时间内F为变力，之后为恒力，表明0.2s时刻两物体分离，此时P、Q之间的弹力为零且加速度大小相等，设此时弹簧的压缩量为x1，对物体P，有
前0.2s时间内两物体的位移
联立解得
（3）前0.2s内，对P、Q整体根据动能定理
其中
速度
v=at
位移
代入数据得
WF=J
16. 如图，水平轨道AB、CD分别与高为h=0.36m、倾角30的斜面轨道BC两端平滑连接。质量m=1kg的小物块P静止在水平轨道AB上，质量大于m的小物块Q位于P的左侧。Q的初动能为Ek04.5J，初速度方向向右；Q与P发生碰撞后，P沿斜面上滑距离0.5m后返回，在水平轨道上与Q再次发生碰撞。所有轨道均光滑，每次碰撞均为弹性碰撞，g取10m/s2。
（1）求Q的质量；
（2）求第2次碰撞后P沿斜面上滑到C点时的速度大小；
（3）为保证第2次碰撞能在水平轨道AB上发生，求初始时P离B的最小距离。
【答案】（1）5kg；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设Q的质量为M，初速度大小为vQ0，第1次碰撞后瞬间P、Q的速度分别为v1、vQ1，以向右为正方向，有
联立上述方程，代入已知解得
（2）第2次碰撞前瞬间P的速度大小为v1，方向向左，设碰撞后瞬间P、Q的速度分别为v2、vQ2，P沿斜面上滑到C点时的速度大小为vC，有
联立上述方程，解得
（3）设初始时P离B距离为d，第1次碰撞后Q运动到斜面底端B所需时间为t，P运动到B所需时间为t1，P沿斜面运动时加速度大小为a，在斜面上运动所需的总时间为t2，有
由题意有
联立上述各式并由题给条件解得
L=l+r/m
0.40
1.276
1.628
0.60
1.555
2.418
0.80
1.801
3.244
1.00
2.010
4040
1.20
2.208
4.875