还剩7页未读，
继续阅读
2024届湖南省常德市汉寿县高三上学期11月创新班培优拔尖测试 物理试题（含答案）
展开
这是一份2024届湖南省常德市汉寿县高三上学期11月创新班培优拔尖测试 物理试题（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
满分：100 时量75分钟
一、单选题（每题4分，24分）
1．如图所示，在弯曲的光滑管道内，有一根质量分布均匀长为L的绳子。初始时，用手拉着绳的A端使之静止在管道内，绳A、B两端竖直高度差为h。已知重力加速度为g，则放手瞬间绳的加速度为（ ）
A．B．C．D．
2．如图1所示小明妈妈骑电动自行车带着小明去外婆家，在笔直的公路上以某一速度匀速行驶，发现正前方30 m处有一条小狗趴在地上，小明妈妈立马刹车以免撞到小狗。刹车过程中电动自行车运动的 图像如图2所示，则电动自行车（ ）
A．刹车的加速度大小为1 m/s2
B．在10s时停下来
C．最终没有撞上小狗
D．在6s内行驶的位移大小为36m
3．如图所示为生活中的一款新式吊灯，图中的五根轻质悬线长度相等，与竖直方向的夹角均为，悬线又系于结点B，结点B通过轻质锁链悬于O点。已知吊灯和灯架的总质量为，重力加速度g取，则吊灯静止时，悬线AB和锁链OB上的拉力大小分别为（，）（ ）
A．150N，250NB．200N，600NC．150N，600ND．200N，250N
4．水上滑梯项目在夏日给人们带来了清凉。某水上滑梯项目可简化为如图所示的模型：人从倾角为的滑梯顶端在细水流的冲击下由静止开始下滑，水流对人的作用力大小恒定且沿滑梯向下，经过时间后人由滑梯底端进入水中，人在水中运动时，所受的浮力和阻力恒定，在水中速度减为零。已知人的质量为，人可视为质点，重力加速度为，不考虑空气阻力和人在滑梯上滑下时所受到的水的浮力。下列说法正确的是（ ）
A．人在滑梯上运动过程中，滑梯对人的支持力的冲量方向垂直滑梯向上，大小为
B．整个过程中，人的动量大小一直增大
C．人在泳池里时，对水的作用力方向水平向左
D．若水流作用力减小，则人在滑梯上时重力对人的冲量大小为
5．如图是荡秋千的示意图，若人直立站在踏板上，从绳与竖直方向成角θ=的A点由静止开始运动，摆到最低点B时，两根绳中的总拉力是人重力的倍。随后，站在B点正下面的某人推一下，使秋千能摆到绳与竖直方向成θ=角的C点。设人的重心到悬点O的距离为l，人的质量为m，踏板和绳的质量不计，人所受空气阻力与人的速度的平方成正比。则下列判断中正确的是（ ）
A．人从A点运动到最低点B的过程中损失的机械能大小等于mgl
B．站在B点正下面的某人推一下做的功等于mgl
C．站在B点正下面的某人推一下做的功大于mgl
D．站在B点正下面的某人推一下做的功等于mgl
6．如图所示，其空中有一足够大的水平向右的匀强电场，质量均为m、带电量分别为和的两小球同时从O点以速度斜向右上方射入匀强电场中，方向与水平方向成角，A、B（图中未画出）两点分别为两小球运动轨迹的最高点，带正电的小球经过A点的速度大小仍然为，若仅把带正电的小球射入速度变为，其运动轨迹的最高点记为C。不考虑两球间的库仑力。下列说法错误的是（ ）
A．两小球同时到A、B两点
B．与之比为
C．两小球到达A、B两点过程中电势能变化量之比为
D．带正电的小球经过C点的速度大小
二、多选题（每题5分，20分）
7．卫星是人类的“千里眼”、“顺风耳”，如图所示两颗卫星某时共线，其对地球的视角分别为120°和60°（即，）。已知地球半径为R，质量为M，万有引力常量G，则下列说法正确的是（ ）
A．两颗卫星间距为
B．M卫星周期小于N卫星周期
C．从此时计时，到下次共线最短需经历时间
D．只需3颗N型卫星在同一轨道上均匀分布运行，即可实现地球全覆盖
8．一列简谐横波在某均匀介质中沿直线由质点a向质点b传播，a、b两质点的平衡位置相距0.5m，如图所示，图中实线表示质点a的振动图像，图中虚线表示b质点的振动图像，则下列说法中正确的是（ ）
A．质点a的振动方程为
B．在0.1~0.15s，质点b做加速度逐渐变大的加速运动
C．此波的传播速度可能为30m/s
D．此波的传播速度可能为15m/s
9．如图所示，固定斜面倾角α=37°，用一根不可伸长的轻绳通过轻质定滑轮连接物体P和Q，物体P与斜面间动摩擦因数μ=0.4，滑轮右侧绳子与斜面平行，物体P、Q的质量分别为mP=5kg、mQ=3kg，初始时P、Q均静止。现分别给P、Q一个初速度，大小都为v=4m/s，使P沿斜面向下运动，Q向上运动。不计空气阻力，取g= 10m/s2，P、 Q运动过程中轻绳始终处于伸直状态，Q不会碰到定滑轮。sin37°=0.6，cs37°=0.8，则（ ）
A．物体P和Q先加速再减速运动
B．物体Q向上运动的最大距离为4m
C．物体P、Q运动过程中轻绳对物体Q做的功为100J
D．物体P、Q运动过程中产生的热量为64J
10．一长木板放在光滑的水平面上，在长木板的最左端放一可视为质点的滑块，另一质量与滑块质量相等的小球用长为的轻绳拴接在天花板上，如图所示．现将小球拉至轻绳与竖直方向成的位置无初速度释放，小球摆至最低点时刚好和滑块发生无能量损失的碰撞，经一段时间滑块从长木板的最右端离开，滑块离开长木板时的速度为长木板速度的2倍，已知长木板的上表面与水平面之间的距离为，滑块与长木板之间的动摩擦因数为，长木板的质量为滑块的4倍，重力加速度为。则下列说法正确的是（ ）
A．滑块离开长木板时长木板的速度大小为
B．滑块离开长木板时滑块的速度大小为
C．长木板的总长度为
D．滑块落在水平面上的位置距离长木板右端的水平距离为
三、实验题（16分）
11．某兴趣小组在完成“探究物体加速度与所受合外力的关系”的实验后，还想根据所学知识测出实验中所使用的小车质量M。装置图如图甲所示，其主要操作步骤如下：
（1）进行阻力补偿后，在绳上只挂一个钩码，其质量为 m0：
（2）接通电源，释放小车，打出纸带，计算出其加速度；
（3）保持绳子下端悬挂的钩码不变，在小车上放置不同数量的钩码，小车上钩码的个数记为n，重复实验操作（2）。
已知小车的质量没有远大于钩码的质量，实验中所有钩码的质量均相等。
①图乙所示为一次记录小车运动情况的纸带，每隔四个点取一个计数点，打点B时纸带的速度为 vB= m/s，整个运动过程中纸带的加速度为a= m/s²（结果均保留三位有效数字）；
②图丙为加速度a的倒数和钩码个数n的 图像，已知图像中直线斜率为k，纵轴截距为b，利用题中信息可得出重力加速度g= ，小车的质量M= （用k，b，m0表示）。
12．某实验小组采用如图甲所示装置探究做功与动能变化的关系，并测量斜面的动摩擦因数μ。主要步骤如下：
（1）把平板竖直放置，并画上一条水平线AB，测出水平线与水平地面的高度h，将斜面一端抬高，顶端至少要高于水平线，斜面的底端垂直斜面放置光电门，可以测量形状为正方体、质量为m的小滑块经过光电门时的挡光时间为t，要间接测量出滑块通过光电门的动能，还需要测量的物理量为 （填写该物理量名称和符号），小滑块通过光电门的动能表达式为Ek= ；
（2）将小滑块放置在斜面上水平线对应位置，并测量出该位置与光电门位置的水平距离L，小滑块由静止释放后沿斜面下滑通过光电门，斜面的动摩擦因数µ和当地重力加速度g视为不变，则小滑块从同一高度h滑下合外力做功的表达式为W= ；
（3）以斜面底端为支点，保持该位置不动，改变斜面顶端位置，重复步骤（2），该实验小组利用实验数据描绘得到了如图乙所示的图像（－L图像），用该图像来反映合外力做功与动能变化的关系，则还可以算出斜面的动摩擦因数µ= （用所测量的物理量和图中相关的物理量表示）。
四、解答题
13．（10分）公元前2690年左右建造的胡夫金字塔是现今发现最大的金字塔。胡夫金字塔三角面斜度52°，每块石头平均重2.5吨。某校选修课的兴趣小组通过查阅大量资料得知其中一种观点是认为建造时将石头采用回旋斜面运送到高处，如下图甲模型：一批工人合力将一块在斜面底部的重达3吨的石料拉至斜面顶端，已知斜坡底边长240m，倾角为α=37°，石料与斜坡的动摩擦因数是μ=0.5，假定每个工人一直用最大拉力沿前进方向拉石料，且最大拉力均为F=300N，sinα=0.6，csα=0.8。求：
（1）每次工作至少需要多少工人才能运送石料的任务；
（2）假设在斜坡顶端绳子突然断裂，石料在斜坡上往下滑时加速度的大小；
（3）在上一问中石料从坡顶由静止开始滑到坡底速度的大小。
14．（15分）如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道和相连）、高度h可调的斜轨道组成。游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径，长，长，圆轨道和光滑，滑块与、之间的动摩擦因数。滑块质量m=2g且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力，各部分平滑连接。求
（1）滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小；
（2）当且游戏成功时，滑块经过E点对圆轨道的压力大小及弹簧的弹性势能；
（3）要使游戏成功，弹簧的弹性势能与高度h之间满足的关系。
15．（15分）如图甲，带有狭缝S的竖直挡板左侧存在水平向左的匀强电场，挡板右侧有两块正对水平放置的平行金属板M、N，板长均为L，板间距离为d，两板间所加电压按如图乙所示规律变化，图乙中U1=U0、U2=-3U0。挡板左侧电场中的P点有一电子源，能随时间均匀地向右侧释放电子，电子初速度不计。已知=L，P、S连线为两平行板的中心线，电子源释放的电子经过电场加速、偏转后均能从两板间射出电场，电子质量为m，电荷量为e，挡板左侧匀强电场的电场强度，忽略电子重力及电子间的相互作用，求：
（1）电子到达狭缝S处时的速度大小v0；
（2）t=0时刻经狭缝S进入两板间的电子离开电场时偏离中心线的距离y0；
（3）对于0～T时间内经狭缝S进入两板间的所有电子，能从中心线上方离开偏转电场的电子数所占百分比。
高三参考答案
1．A【详解】对绳子的任一小部分取微元分析，在沿管道方向均只受到重力沿管的分力，且整体在沿管道方向的加速度相同。即其中，对于任意一小段绳而言联立可得故选A。
2．C【详解】A．根据可得由图像可知
即a=2m/s2选项A错误；BC．停下的时间停下来的位移
则最终没有撞上小狗，选项B错误，C正确。D．在6s内已经停下，则行驶的位移大小为25m，选项D错误。故选C。
3．C【详解】设悬线AB的拉力大小为，以吊灯和灯架为对象，根据受力平衡可得
解得以B点下方部分为整体，根据受力平衡可知锁链OB上的拉力大小为故选C。
4．A【详解】A．人在滑梯上运动过程中，滑梯对人的支持力大小恒为
由公式可得，支持力的冲量大小为方向垂直滑梯向上，故A正确；
B．根据题意可知，整个过程中，人先加速后减速，动量大小先增大后减小，故B错误；
C．人在水中运动时，水对人有竖直向上的浮力和与运动方向相反的阻力，由牛顿第三定律可知，人对水的作用力方向不可能水平向左，故C错误；D．若水流作用力减小，则人在滑梯上的运动时间将大于，重力对人的冲量大小大于，故D错误。故选A。
5．A【详解】A．在最低点B时，对人和踏板整体，由牛顿第二定律得得
则人从A点运动到最低点B的过程中损失的机械能为
故A正确；BCD．由于站在B点正下面的某人要对该人要做功，在最低点，人的速度将大于，由于空气阻力与人的速度的平方成正比，则从B运动到C，人损失的机械能大于，所以要使人运动到C，站在B点正下面的某人推一下做的功大于故BCD错误。故选A。
6．C【详解】A．由题可知，将带电小球的运动分解成水平方向和竖直方向的运动，由受力可知，两小球在竖直方向只受重力，故在竖直方向做竖直上抛运动，竖直方向的初速度为
上升到最高点时，竖直方向速度为零，由此可知，两球到达A、B两点的时间相同，A正确；C．水平方向只受电场力，故水平方向做匀变速直线运动，水平方向的初速度为由题可知，带正电的小球有带负电的小球有解得可见到达最高点时两小球的速度大小相等，水平方向只有电场力做功，由动能定理可知，两球到达A、B两点过程中电势能变化量之比为，C错误；
B．由上分析可知解得故
故与之比为，B正确；
由题可知 联立得
D正确。本题选择错误的，故选C。
7．BC【详解】A．有几何关系可知，两颗卫星间距为
故A错误；B．根据开普勒第三定律 M卫星运动半径小于N运动半径，则M卫星周期小于N卫星周期，故B正确；C．根据，
到下次共线时，两卫星在地球的同侧，则 代入卫星运动半径，联立得到下次共线最短需经历时间为故C正确；D．若只有3颗卫星，那么垂直轨道方向上，地球上的部分位置无法接受信号，故D错误。故选BC。
8．AC【详解】A．有图可知，振幅为2cm，周期为0.2s，t=0时质点a的为
得 则质点a的振动方程为 A正确；B．在0.1~0.15s，质点b由平衡位置向波谷运动，则质点b做加速度逐渐变大的减速运动，B错误；CD．经分析可知，a、b两质点间距为（n=0，1，2，3…）波的传播速度为（n=0，1，2，3…）若传播速度为30m/s和15m/s时和 则此波的传播速度可能为30m/s，不可能为15m/s。C正确，D错误。故选AC。
9．BD【详解】A．P、Q一起运动，由牛顿第二定律得
解得表明P、Q一起沿斜面向下做匀减速运动直至速度变为零，故选项A错误；B．根据运动学公式解得物体Q向上运动的最大距离故选项B正确；C．对物体Q，由动能定理得
解得轻绳对物体Q做的功为故选项C错误；D．物体P、Q运动过程中产生的热量为故选项D正确；故选BD。
10．CD【详解】AB．设小球与滑块碰前的速度大小为，长木板的质量为M，滑块的质量为m，小球下摆过程机械能守恒，则有解得
小球与滑块发生无能量损失的碰撞，又二者质量相等，则二者交换速度，滑块在长木板上滑动的过程中，滑块与长木板组成的系统动量守恒，设滑块离开长木板时滑块、长木板的速度大小分别为、，则有其中有又解得
AB错误；C．对系统由能量守恒有代入数据，解得长木板的总长度为 C正确。D．滑块离开长木板后做平抛运动，由解得
则滑块落在水平面上的位置距离长木板右端的水平距离为D正确。
故选CD。
11． 0.882 1.75
【详解】（1）[1]每隔四个点取一个计数点，则T=0.1s；打点B时纸带的速度为
[2]整个运动过程中纸带的加速度为
（2）[3][4]由牛顿第二定律可知可得
由图可知 解得
12． 正方体滑块的边长d mgh-μmgL
【详解】(1)[1]利用光电门测滑块的瞬时速度，还需要测量正方体滑块的边长d，则滑块通过光电门的速度可表示为 [2]小滑块通过光电门的动能表达式为
(2)[3]小滑块从同一高度h滑下合外力做功的表达式为 (3)[4]由动能定理可得即整理得由乙图可知，当时，L=a，代入可得
13．（1）100；（2）2m/s2；（3）20m/s
【详解】（1）根据受力分析可知，要将石料拉至斜坡顶端，则nF＝mgsinα+μmgcsα
代入数据可知n＝100 即至少需要100人才能完成运送石料任务。
（2）设石料的质量为m，在斜坡上绳子断裂之后，石料的加速度为＝2m/s2（3）斜面长为根据运动学公式 v2−＝2ax可知 v＝20m/s
14．（1）；（2） ，；（3），其中
【详解】（1）滑块恰过F点的条件：解得
（2）滑块在斜面上摩擦受重力、支持力和摩擦力，其中仅重力和摩擦力做功从E到B，动能定理 代入数据可得 在E点做圆周运动，根据牛顿第二定律 解得 从O到E点，根据能量守恒定律：解得
（3）要使游戏成功，首先滑块不能脱离轨道，其次滑块需要恰好停留在B点，设滑块恰能过F点，从O点到F点，此情况由能量守恒定律可得
滑块恰能过F点，恰好能停留在B点，设此时B点离地高度为h1，从O点到B点能量守恒有 解得 由于滑块需要停留在B点，则需要 解得 即B点离地高度最高为
从O到B点其中
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设电子到达狭缝S处时的速度大小为，有
解得 （2）对于时刻经狭缝S进入两板间的电子，设电子在板间运动时间为，有 解得 所以电子在板间运动过程中板间电压恒为，设偏距为，有 解得
（3）结合图像及以上分析可知，t=0时射入的电子，刚好能在时从上极板飞出。随后的粒子离上极板的距离越来越远。故在0～时间内，设时刻进入两板间的电子偏距恰好为0，取垂直板向上方向为正向，则在内，粒子在竖直方向的位移为
此时粒子的竖直方向速度为
由于后，电子所在的电场发生改变，电子开始做匀减速直线运动。根据（2）可知，电子飞出电场所需时间为，故电子开始做匀减速直线运动到离开电场是偏距为零所需时间为t1，故有又联立解得
即在内的电子都从上方离开电场。同理可得，在～T时间内，设在时刻进入两板间的电子偏距也恰好为0，则粒子竖直方向先向下做匀加速直线运动，随后反方向做匀减速直线运动。以向上为正方向。故有
解得 即在内的电子都从上方离开电场。故0～T时间内经狭缝S进入两板间的电子中，能从中心线上方离开电场的电子所占百分比为
解得
满分：100 时量75分钟
一、单选题（每题4分，24分）
1．如图所示，在弯曲的光滑管道内，有一根质量分布均匀长为L的绳子。初始时，用手拉着绳的A端使之静止在管道内，绳A、B两端竖直高度差为h。已知重力加速度为g，则放手瞬间绳的加速度为（ ）
A．B．C．D．
2．如图1所示小明妈妈骑电动自行车带着小明去外婆家，在笔直的公路上以某一速度匀速行驶，发现正前方30 m处有一条小狗趴在地上，小明妈妈立马刹车以免撞到小狗。刹车过程中电动自行车运动的 图像如图2所示，则电动自行车（ ）
A．刹车的加速度大小为1 m/s2
B．在10s时停下来
C．最终没有撞上小狗
D．在6s内行驶的位移大小为36m
3．如图所示为生活中的一款新式吊灯，图中的五根轻质悬线长度相等，与竖直方向的夹角均为，悬线又系于结点B，结点B通过轻质锁链悬于O点。已知吊灯和灯架的总质量为，重力加速度g取，则吊灯静止时，悬线AB和锁链OB上的拉力大小分别为（，）（ ）
A．150N，250NB．200N，600NC．150N，600ND．200N，250N
4．水上滑梯项目在夏日给人们带来了清凉。某水上滑梯项目可简化为如图所示的模型：人从倾角为的滑梯顶端在细水流的冲击下由静止开始下滑，水流对人的作用力大小恒定且沿滑梯向下，经过时间后人由滑梯底端进入水中，人在水中运动时，所受的浮力和阻力恒定，在水中速度减为零。已知人的质量为，人可视为质点，重力加速度为，不考虑空气阻力和人在滑梯上滑下时所受到的水的浮力。下列说法正确的是（ ）
A．人在滑梯上运动过程中，滑梯对人的支持力的冲量方向垂直滑梯向上，大小为
B．整个过程中，人的动量大小一直增大
C．人在泳池里时，对水的作用力方向水平向左
D．若水流作用力减小，则人在滑梯上时重力对人的冲量大小为
5．如图是荡秋千的示意图，若人直立站在踏板上，从绳与竖直方向成角θ=的A点由静止开始运动，摆到最低点B时，两根绳中的总拉力是人重力的倍。随后，站在B点正下面的某人推一下，使秋千能摆到绳与竖直方向成θ=角的C点。设人的重心到悬点O的距离为l，人的质量为m，踏板和绳的质量不计，人所受空气阻力与人的速度的平方成正比。则下列判断中正确的是（ ）
A．人从A点运动到最低点B的过程中损失的机械能大小等于mgl
B．站在B点正下面的某人推一下做的功等于mgl
C．站在B点正下面的某人推一下做的功大于mgl
D．站在B点正下面的某人推一下做的功等于mgl
6．如图所示，其空中有一足够大的水平向右的匀强电场，质量均为m、带电量分别为和的两小球同时从O点以速度斜向右上方射入匀强电场中，方向与水平方向成角，A、B（图中未画出）两点分别为两小球运动轨迹的最高点，带正电的小球经过A点的速度大小仍然为，若仅把带正电的小球射入速度变为，其运动轨迹的最高点记为C。不考虑两球间的库仑力。下列说法错误的是（ ）
A．两小球同时到A、B两点
B．与之比为
C．两小球到达A、B两点过程中电势能变化量之比为
D．带正电的小球经过C点的速度大小
二、多选题（每题5分，20分）
7．卫星是人类的“千里眼”、“顺风耳”，如图所示两颗卫星某时共线，其对地球的视角分别为120°和60°（即，）。已知地球半径为R，质量为M，万有引力常量G，则下列说法正确的是（ ）
A．两颗卫星间距为
B．M卫星周期小于N卫星周期
C．从此时计时，到下次共线最短需经历时间
D．只需3颗N型卫星在同一轨道上均匀分布运行，即可实现地球全覆盖
8．一列简谐横波在某均匀介质中沿直线由质点a向质点b传播，a、b两质点的平衡位置相距0.5m，如图所示，图中实线表示质点a的振动图像，图中虚线表示b质点的振动图像，则下列说法中正确的是（ ）
A．质点a的振动方程为
B．在0.1~0.15s，质点b做加速度逐渐变大的加速运动
C．此波的传播速度可能为30m/s
D．此波的传播速度可能为15m/s
9．如图所示，固定斜面倾角α=37°，用一根不可伸长的轻绳通过轻质定滑轮连接物体P和Q，物体P与斜面间动摩擦因数μ=0.4，滑轮右侧绳子与斜面平行，物体P、Q的质量分别为mP=5kg、mQ=3kg，初始时P、Q均静止。现分别给P、Q一个初速度，大小都为v=4m/s，使P沿斜面向下运动，Q向上运动。不计空气阻力，取g= 10m/s2，P、 Q运动过程中轻绳始终处于伸直状态，Q不会碰到定滑轮。sin37°=0.6，cs37°=0.8，则（ ）
A．物体P和Q先加速再减速运动
B．物体Q向上运动的最大距离为4m
C．物体P、Q运动过程中轻绳对物体Q做的功为100J
D．物体P、Q运动过程中产生的热量为64J
10．一长木板放在光滑的水平面上，在长木板的最左端放一可视为质点的滑块，另一质量与滑块质量相等的小球用长为的轻绳拴接在天花板上，如图所示．现将小球拉至轻绳与竖直方向成的位置无初速度释放，小球摆至最低点时刚好和滑块发生无能量损失的碰撞，经一段时间滑块从长木板的最右端离开，滑块离开长木板时的速度为长木板速度的2倍，已知长木板的上表面与水平面之间的距离为，滑块与长木板之间的动摩擦因数为，长木板的质量为滑块的4倍，重力加速度为。则下列说法正确的是（ ）
A．滑块离开长木板时长木板的速度大小为
B．滑块离开长木板时滑块的速度大小为
C．长木板的总长度为
D．滑块落在水平面上的位置距离长木板右端的水平距离为
三、实验题（16分）
11．某兴趣小组在完成“探究物体加速度与所受合外力的关系”的实验后，还想根据所学知识测出实验中所使用的小车质量M。装置图如图甲所示，其主要操作步骤如下：
（1）进行阻力补偿后，在绳上只挂一个钩码，其质量为 m0：
（2）接通电源，释放小车，打出纸带，计算出其加速度；
（3）保持绳子下端悬挂的钩码不变，在小车上放置不同数量的钩码，小车上钩码的个数记为n，重复实验操作（2）。
已知小车的质量没有远大于钩码的质量，实验中所有钩码的质量均相等。
①图乙所示为一次记录小车运动情况的纸带，每隔四个点取一个计数点，打点B时纸带的速度为 vB= m/s，整个运动过程中纸带的加速度为a= m/s²（结果均保留三位有效数字）；
②图丙为加速度a的倒数和钩码个数n的 图像，已知图像中直线斜率为k，纵轴截距为b，利用题中信息可得出重力加速度g= ，小车的质量M= （用k，b，m0表示）。
12．某实验小组采用如图甲所示装置探究做功与动能变化的关系，并测量斜面的动摩擦因数μ。主要步骤如下：
（1）把平板竖直放置，并画上一条水平线AB，测出水平线与水平地面的高度h，将斜面一端抬高，顶端至少要高于水平线，斜面的底端垂直斜面放置光电门，可以测量形状为正方体、质量为m的小滑块经过光电门时的挡光时间为t，要间接测量出滑块通过光电门的动能，还需要测量的物理量为 （填写该物理量名称和符号），小滑块通过光电门的动能表达式为Ek= ；
（2）将小滑块放置在斜面上水平线对应位置，并测量出该位置与光电门位置的水平距离L，小滑块由静止释放后沿斜面下滑通过光电门，斜面的动摩擦因数µ和当地重力加速度g视为不变，则小滑块从同一高度h滑下合外力做功的表达式为W= ；
（3）以斜面底端为支点，保持该位置不动，改变斜面顶端位置，重复步骤（2），该实验小组利用实验数据描绘得到了如图乙所示的图像（－L图像），用该图像来反映合外力做功与动能变化的关系，则还可以算出斜面的动摩擦因数µ= （用所测量的物理量和图中相关的物理量表示）。
四、解答题
13．（10分）公元前2690年左右建造的胡夫金字塔是现今发现最大的金字塔。胡夫金字塔三角面斜度52°，每块石头平均重2.5吨。某校选修课的兴趣小组通过查阅大量资料得知其中一种观点是认为建造时将石头采用回旋斜面运送到高处，如下图甲模型：一批工人合力将一块在斜面底部的重达3吨的石料拉至斜面顶端，已知斜坡底边长240m，倾角为α=37°，石料与斜坡的动摩擦因数是μ=0.5，假定每个工人一直用最大拉力沿前进方向拉石料，且最大拉力均为F=300N，sinα=0.6，csα=0.8。求：
（1）每次工作至少需要多少工人才能运送石料的任务；
（2）假设在斜坡顶端绳子突然断裂，石料在斜坡上往下滑时加速度的大小；
（3）在上一问中石料从坡顶由静止开始滑到坡底速度的大小。
14．（15分）如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道和相连）、高度h可调的斜轨道组成。游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径，长，长，圆轨道和光滑，滑块与、之间的动摩擦因数。滑块质量m=2g且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力，各部分平滑连接。求
（1）滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小；
（2）当且游戏成功时，滑块经过E点对圆轨道的压力大小及弹簧的弹性势能；
（3）要使游戏成功，弹簧的弹性势能与高度h之间满足的关系。
15．（15分）如图甲，带有狭缝S的竖直挡板左侧存在水平向左的匀强电场，挡板右侧有两块正对水平放置的平行金属板M、N，板长均为L，板间距离为d，两板间所加电压按如图乙所示规律变化，图乙中U1=U0、U2=-3U0。挡板左侧电场中的P点有一电子源，能随时间均匀地向右侧释放电子，电子初速度不计。已知=L，P、S连线为两平行板的中心线，电子源释放的电子经过电场加速、偏转后均能从两板间射出电场，电子质量为m，电荷量为e，挡板左侧匀强电场的电场强度，忽略电子重力及电子间的相互作用，求：
（1）电子到达狭缝S处时的速度大小v0；
（2）t=0时刻经狭缝S进入两板间的电子离开电场时偏离中心线的距离y0；
（3）对于0～T时间内经狭缝S进入两板间的所有电子，能从中心线上方离开偏转电场的电子数所占百分比。
高三参考答案
1．A【详解】对绳子的任一小部分取微元分析，在沿管道方向均只受到重力沿管的分力，且整体在沿管道方向的加速度相同。即其中，对于任意一小段绳而言联立可得故选A。
2．C【详解】A．根据可得由图像可知
即a=2m/s2选项A错误；BC．停下的时间停下来的位移
则最终没有撞上小狗，选项B错误，C正确。D．在6s内已经停下，则行驶的位移大小为25m，选项D错误。故选C。
3．C【详解】设悬线AB的拉力大小为，以吊灯和灯架为对象，根据受力平衡可得
解得以B点下方部分为整体，根据受力平衡可知锁链OB上的拉力大小为故选C。
4．A【详解】A．人在滑梯上运动过程中，滑梯对人的支持力大小恒为
由公式可得，支持力的冲量大小为方向垂直滑梯向上，故A正确；
B．根据题意可知，整个过程中，人先加速后减速，动量大小先增大后减小，故B错误；
C．人在水中运动时，水对人有竖直向上的浮力和与运动方向相反的阻力，由牛顿第三定律可知，人对水的作用力方向不可能水平向左，故C错误；D．若水流作用力减小，则人在滑梯上的运动时间将大于，重力对人的冲量大小大于，故D错误。故选A。
5．A【详解】A．在最低点B时，对人和踏板整体，由牛顿第二定律得得
则人从A点运动到最低点B的过程中损失的机械能为
故A正确；BCD．由于站在B点正下面的某人要对该人要做功，在最低点，人的速度将大于，由于空气阻力与人的速度的平方成正比，则从B运动到C，人损失的机械能大于，所以要使人运动到C，站在B点正下面的某人推一下做的功大于故BCD错误。故选A。
6．C【详解】A．由题可知，将带电小球的运动分解成水平方向和竖直方向的运动，由受力可知，两小球在竖直方向只受重力，故在竖直方向做竖直上抛运动，竖直方向的初速度为
上升到最高点时，竖直方向速度为零，由此可知，两球到达A、B两点的时间相同，A正确；C．水平方向只受电场力，故水平方向做匀变速直线运动，水平方向的初速度为由题可知，带正电的小球有带负电的小球有解得可见到达最高点时两小球的速度大小相等，水平方向只有电场力做功，由动能定理可知，两球到达A、B两点过程中电势能变化量之比为，C错误；
B．由上分析可知解得故
故与之比为，B正确；
由题可知 联立得
D正确。本题选择错误的，故选C。
7．BC【详解】A．有几何关系可知，两颗卫星间距为
故A错误；B．根据开普勒第三定律 M卫星运动半径小于N运动半径，则M卫星周期小于N卫星周期，故B正确；C．根据，
到下次共线时，两卫星在地球的同侧，则 代入卫星运动半径，联立得到下次共线最短需经历时间为故C正确；D．若只有3颗卫星，那么垂直轨道方向上，地球上的部分位置无法接受信号，故D错误。故选BC。
8．AC【详解】A．有图可知，振幅为2cm，周期为0.2s，t=0时质点a的为
得 则质点a的振动方程为 A正确；B．在0.1~0.15s，质点b由平衡位置向波谷运动，则质点b做加速度逐渐变大的减速运动，B错误；CD．经分析可知，a、b两质点间距为（n=0，1，2，3…）波的传播速度为（n=0，1，2，3…）若传播速度为30m/s和15m/s时和 则此波的传播速度可能为30m/s，不可能为15m/s。C正确，D错误。故选AC。
9．BD【详解】A．P、Q一起运动，由牛顿第二定律得
解得表明P、Q一起沿斜面向下做匀减速运动直至速度变为零，故选项A错误；B．根据运动学公式解得物体Q向上运动的最大距离故选项B正确；C．对物体Q，由动能定理得
解得轻绳对物体Q做的功为故选项C错误；D．物体P、Q运动过程中产生的热量为故选项D正确；故选BD。
10．CD【详解】AB．设小球与滑块碰前的速度大小为，长木板的质量为M，滑块的质量为m，小球下摆过程机械能守恒，则有解得
小球与滑块发生无能量损失的碰撞，又二者质量相等，则二者交换速度，滑块在长木板上滑动的过程中，滑块与长木板组成的系统动量守恒，设滑块离开长木板时滑块、长木板的速度大小分别为、，则有其中有又解得
AB错误；C．对系统由能量守恒有代入数据，解得长木板的总长度为 C正确。D．滑块离开长木板后做平抛运动，由解得
则滑块落在水平面上的位置距离长木板右端的水平距离为D正确。
故选CD。
11． 0.882 1.75
【详解】（1）[1]每隔四个点取一个计数点，则T=0.1s；打点B时纸带的速度为
[2]整个运动过程中纸带的加速度为
（2）[3][4]由牛顿第二定律可知可得
由图可知 解得
12． 正方体滑块的边长d mgh-μmgL
【详解】(1)[1]利用光电门测滑块的瞬时速度，还需要测量正方体滑块的边长d，则滑块通过光电门的速度可表示为 [2]小滑块通过光电门的动能表达式为
(2)[3]小滑块从同一高度h滑下合外力做功的表达式为 (3)[4]由动能定理可得即整理得由乙图可知，当时，L=a，代入可得
13．（1）100；（2）2m/s2；（3）20m/s
【详解】（1）根据受力分析可知，要将石料拉至斜坡顶端，则nF＝mgsinα+μmgcsα
代入数据可知n＝100 即至少需要100人才能完成运送石料任务。
（2）设石料的质量为m，在斜坡上绳子断裂之后，石料的加速度为＝2m/s2（3）斜面长为根据运动学公式 v2−＝2ax可知 v＝20m/s
14．（1）；（2） ，；（3），其中
【详解】（1）滑块恰过F点的条件：解得
（2）滑块在斜面上摩擦受重力、支持力和摩擦力，其中仅重力和摩擦力做功从E到B，动能定理 代入数据可得 在E点做圆周运动，根据牛顿第二定律 解得 从O到E点，根据能量守恒定律：解得
（3）要使游戏成功，首先滑块不能脱离轨道，其次滑块需要恰好停留在B点，设滑块恰能过F点，从O点到F点，此情况由能量守恒定律可得
滑块恰能过F点，恰好能停留在B点，设此时B点离地高度为h1，从O点到B点能量守恒有 解得 由于滑块需要停留在B点，则需要 解得 即B点离地高度最高为
从O到B点其中
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设电子到达狭缝S处时的速度大小为，有
解得 （2）对于时刻经狭缝S进入两板间的电子，设电子在板间运动时间为，有 解得 所以电子在板间运动过程中板间电压恒为，设偏距为，有 解得
（3）结合图像及以上分析可知，t=0时射入的电子，刚好能在时从上极板飞出。随后的粒子离上极板的距离越来越远。故在0～时间内，设时刻进入两板间的电子偏距恰好为0，取垂直板向上方向为正向，则在内，粒子在竖直方向的位移为
此时粒子的竖直方向速度为
由于后，电子所在的电场发生改变，电子开始做匀减速直线运动。根据（2）可知，电子飞出电场所需时间为，故电子开始做匀减速直线运动到离开电场是偏距为零所需时间为t1，故有又联立解得
即在内的电子都从上方离开电场。同理可得，在～T时间内，设在时刻进入两板间的电子偏距也恰好为0，则粒子竖直方向先向下做匀加速直线运动，随后反方向做匀减速直线运动。以向上为正方向。故有
解得 即在内的电子都从上方离开电场。故0～T时间内经狭缝S进入两板间的电子中，能从中心线上方离开电场的电子所占百分比为
解得
相关试卷
2023-2024学年湖南省常德市汉寿县高三上学期12月月考 物理试题（含答案）： 这是一份2023-2024学年湖南省常德市汉寿县高三上学期12月月考 物理试题（含答案），共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
2023-2024学年湖南省常德市汉寿县高三上学期12月期中考试 物理试题（含解析）： 这是一份2023-2024学年湖南省常德市汉寿县高三上学期12月期中考试 物理试题（含解析），共19页。试卷主要包含了选择题，非选择题，解答题等内容，欢迎下载使用。
湖南省常德市汉寿县第一中学2023-2024学年高三上学期入学考试物理试卷： 这是一份湖南省常德市汉寿县第一中学2023-2024学年高三上学期入学考试物理试卷，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
