还剩17页未读，
继续阅读
2024届辽宁省高三上学期11月联考物理试题（解析版）
展开
这是一份2024届辽宁省高三上学期11月联考物理试题（解析版），共20页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
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，每小题6分，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. 《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则（ ）
A. 铁夹对小球的两个弹力为一对相互作用力
B. 若进一步加大铁夹对小球挤压，小球受到的摩擦力变大
C. 小球受到5个力的作用
D. 若铁夹水平匀速移动，铁夹对小球作用力的方向斜向上
答案：C
解析：A．铁夹对小球的两个弹力作用在同一个物体上，不是一对作用力与反作用力，故A错误；
B． 若进一步加大铁夹对小球挤压，小球受到的摩擦力不会变大，只要小球处于静止它所受的静摩擦力就等于重力，故B错误；
C．小球受到5个力的作用，分别为：重力、左右两侧分别受到铁夹的两个弹力、左右两侧分别受到铁夹的两个摩擦力，故C正确；
D．若铁夹水平匀速移动，铁夹对小球作用力的方向应该竖直向上，与重力等大反向，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，在外力作用下某质点运动的v－t图像为正弦曲线。在0~t4一个周期内，从图中可以判断下列说法正确的是（ ）
A. t2时刻质点所在的位置为质点运动的对称中心
B. 在0~t1时间内，外力逐渐减小，外力的功率逐渐增大
C. t4时刻，质点回到出发点
D. 在t2~t3时间内，外力做的总功为零
答案：C
解析：A．在v－t图象中与时间轴所围面积为位移，故t2时刻质点所在的位置为物体运动的最右端，故A错误；
B．图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，合外力减小，速度增大；由图象可知0时刻速度为零，t1时刻速度最大，但拉力为零，由P=Fv可知外力的功率在0时刻功率为零，t1时刻功率也为零，可知功率先增大后减小，故B错误；
C．在v－t图象中与时间轴所围面积为位移，故在t4时刻物体位移为零回到出发点，故C正确；
D．在t2～t3时间内，根据动能定理即可求得外力做功不为零，故D错误。
故选C。
3. 投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，《礼记传》中提到：“投壶，射之细也。宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也。”如图所示，甲、乙两人沿水平方向各投出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为和；已知两支箭质量相同，忽略空气阻力、箭长、壶口大小等因素的影响，，。下列说法正确的是（ ）
A. 若两人站在距壶相同水平距离处投壶，甲所投箭的初速度比乙的小
B. 若两人站在距壶相同水平距离处投壶，乙所投的箭在空中运动时间比甲的长
C. 若箭在竖直方向下落的高度相等，则甲所射箭落入壶口时速度比乙大
D. 若箭在竖直方向下落的高度相等，则甲投壶位置距壶的水平距离比乙大
答案：A
解析：AB．设箭的水平初速度为，入壶时与水平方向的夹角为，则有
由于
所以
若两人站在距壶相同水平距离处投壶，即时，则，根据
可知，即甲所投的箭在空中运动时间比乙的长；根据
可知，即甲所投箭的初速度比乙的小，故A正确、B错误；
CD．若箭在竖直方向下落的高度相等，即时，则，即甲投壶位置距壶的水平距离比乙小；根据
可知，根据
可知，则射箭落入壶口时的速度
即甲所射箭落入壶口时速度比乙小，故CD错误。
故选A。
4. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A. 如图a，汽车以一定速率通过拱桥的最高点时处于超重状态
B. 图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度减小
C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小均相等
D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用
答案：D
解析：A．汽车通过拱桥的最高点时，汽车的加速度方向向下，汽车处于失重状态，故A错误；
B．根据牛顿第二定律，有
解得
增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，故B错误；
C．同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，设圆锥筒的母线与竖直方向的夹角为θ，根据竖直方向受力平衡可得
所以小球在两位置所受支持力相等；
水平方向，根据牛顿第二定律，有
所以
所以小球在A位置角速度小于B位置角速度，故C错误；
D．火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，外轨对外轮缘会有挤压作用，故D正确。
故选D。
5. 有研究表明，当兴奋情绪传播时，在人的体表可以测出与之对应的电势变化。某一瞬间人体表面的电势分布图如图所示，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c、d为等势面上的点，该电场可等效为两等量异种电荷产生的电场，a、b为两电荷连线上对称的两点，c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点。下列说法中正确的是（ ）
A. a、b两点的电场强度大小相等，方向相反
B. c点的电势大于d点的电势
C. 将带正电的试探电荷从b点移到d点，电场力做负功
D. 负电荷在c点的电势能小于在a点的电势能
答案：C
解析：A．该电势分布图可等效为等量异种电荷产生的，a、b为两电荷连线上对称的两点，根据等量异种电荷的电场的特点，可以判断、这两个对称点的电场强度大小相等、方向相同，故A错误；
B．c、d两点位于同一条等势线上，则c点的电势等于d点的电势，故B错误；
C．正电荷在电势高的地方电势能大，所以将带正电的试探电荷从电势低b点移到电势高d点，电场力做负功，电势能增加，故C正确；
D．负电荷在电势低的地方电势能大，所以负电荷在电势低的c点的电势能大于在电势高的a点的电势能，故D错误。
故选C。
6. 高台跳水被誉为全世界最富冒险性的体育项目。如图所示，2021年14岁的全红婵在东京奥运会一鸣惊人。假设运动员的空中运动简化为自由下落，然后进入水池中，把在空中下落的过程视为过程I，进入水池直到速度减为零的过程视为过程II，已知人的质量，跳台距水面高度，重力加速度，除水的阻力外不计其他阻力，运动员可视为质点。以下说法正确的是（ ）
A. 整个过程运动员机械能守恒
B. 过程I中运动员动能的增加量不等于重力所做的功
C. 过程II中运动员所受合力的冲量大小约为283
D. 若从进入水池到速度减为零总共经过的时间为，则受到水的平均作用力约为683N
答案：D
解析：A．过程II中水的阻力做了负功，所以运动员的机械能不守恒，故A错误；
B．在不计其他阻力的情况下，过程I中运动员动能的增加量等于重力所做的功，也等于重力势能的减少量，故B错误；
C．运动员进入水池时的速度为
根据动量定理可得运动员所受合力的冲量大小
故C错误；
D．以水的作用力方向为正方向，根据动量定理可得
整理得
故D正确
故选D。
7. 如图甲所示，一条绷紧的水平传送带AB以恒定速率做匀速直线运动，传送带右端的光滑水平台面与传送带上表面等高，二者间的空隙极小不会影响滑块的运动。滑块以速率向左从A点滑上传送带，在传送带上运动时动能随路程变化的图像如图乙所示，已知滑块质量，可视为质点，重力加速度。则下列说法中正确的是（ ）
A. 传送带的运行速率为
B. 滑块在传送带上的运动时间为
C. 若传送带的运动速率增大，则滑块在传送带上运动时间一定越来越小
D. 滑块从滑上传送带到再次滑回平台的整个过程中因摩擦产生的热量为36J
答案：AD
解析：A．由图乙可知滑块的初动能为16J，结合动能的表达式
解得滑块的初速度大小为
滑块的速度大小减小到0时，位移大小为4m，滑块在传送带上的加速度大小为
该过程所用时间
然后滑块反向加速到与传送带共速后速度不再发生变化，结合图乙可知，传送带的运行速率满足
解得
故A错误；
B．滑块从静止到与传送带共速所需的时间
滑块在时间内做加速运动的位移大小为
滑块做匀速直线运动，所用时间为
滑块在传送带上运动的总时间为
故B错误；
C．滑块做减速运动的时间恒定，当传送带的运动速率稍微增大一些时，滑块返回到平台的时间会变短，当传送带的运动速率大于4m/s 时，滑块返回到平台的时间不变，在传送带上运动的总时间也不变，故C错误；
D．滑块向左运动时，滑块和传送带之间的相对位移大小为
滑块向右运动时，滑块和传送带之间的相对位移大小为
由牛顿第二定律得滑块与传送带间的摩擦力大小为
则滑块从滑上传送带到再次滑回平台的整个过程中因摩擦产生的热量为
故D正确。
故选AD。
8. 1995年10月，瑞士日内瓦大学教授米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹公布发现了第一颗太阳系外行星-飞马座51b，这颗系外行星处于我们所在的银河系中，与一颗类太阳恒星相互环绕运动，两人因此获得了2019年诺贝尔物理学奖。如图，飞马座51b与类太阳恒星相距为L，两者构成一个双星系统，它们绕共同圆心O做匀速圆周运动，类太阳恒星与飞马座51b的质量分别为、，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 行星51b与类太阳恒星做圆周运动的周期
B. 行星51b与类太阳恒星做圆周运动的线速度之比
C. 行星51b与类太阳恒星的动能之比
D. 由于类太阳恒星内部发生核聚变导致其质量减小，它们做圆周运动周期也减小
答案：AC
解析：AD．设飞马座51b与类太阳恒星绕圆心O做匀速圆周运动的半径分别为、，角速度为，周期为，由万有引力提供向心力可得
又
联立解得周期为
由于类太阳恒星内部发生核聚变导致其质量减小，它们做圆周运动周期将增大，故A正确，D错误；
BC．飞马座51b与类太阳恒星绕圆心O做匀速圆周运动的向心力大小相等，则有
根据
可得行星51b与类太阳恒星做圆周运动的线速度之比为
行星51b与类太阳恒星的动能之比为
故B错误，C正确。
故选AC。
9. 如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管（正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大可以视为断路）连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A. 减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动
B. 贴着上极板插入金属板，则电路中有顺时针方向电流
C. 将上极板向左平移一小段距离，P点处的油滴的电势能增大
D. 将开关断开，并向上移动上极板，则油滴仍处于静止状态
答案：AD
解析：A．减小极板间的正对面积，根据
可知电容器的电容减小，由于二极管具有单向导电性，电容器不会放电，由
可知极板间的电场强度变大，则油滴所受电场力变大，将向上移动。故A正确；
B．贴着上极板插入金属板，极板间的距离减小，根据
可知电容器的电容增大，将充电，则电路中有逆时针方向的电流。故B错误；
C．将上极板向左平移一小段距离，根据
可知电容器的电容减小，结合A选项的分析可知电场强度变大，由
可知P点处的电势升高，对油滴受力分析，所受电场力与重力平衡，即电场力方向竖直向上，则带负电荷，根据
易知油滴的电势能减小。故C错误；
D．将开关断开，则极板上电荷量不变，并向上移动上极板，电场的电场强度不变，则油滴仍处于静止状态。故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，质量为2m的金属环A和质量为m的物块B通过光滑铰链用长为2L的轻质细杆连接，金属环A套在固定于水平地面上的竖直杆上，物块B放在水平地面上，原长为L的轻弹簧水平放置，右端与物块B相连，左端固定在竖直杆上O点，此时轻质细杆与竖直方向夹角。现将金属环A由静止释放，A下降到最低点时变为。不计一切阻力，重力加速度为g，则在金属环A下降的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 金属环A和物块B组成的系统机械能守恒
B. 金属环A的机械能一直减小
C. A达到最大动能时，B对地面的压力大小为mg
D. 弹簧弹性势能最大值为
答案：BD
解析：A．在金属环下滑的过程中，弹簧逐渐伸长，对金属环和物块组成的系统，弹簧弹力对其做负功，系统机械能减小，故A错误；
B．A、B与弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，机械能守恒，A下降过程中，弹簧的弹性势能一直增大，由机械能守恒定律可知，A、B组成的系统机械能一直减小。在金属环A下滑的过程中，A、B都是从静止开始运动，最后又静止，因此A、B都是先加速运动后减速运动。开始做加速运动时，B的动能增大，重力势能不变，因此B的机械能增加，而弹簧的弹性势能一直增加，因此A的机械能减小。减速运动时，根据牛顿第二定律可知杆对A在竖直方向上的分力大于A的重力使其减速，杆对A的力为斜上方，杆对A的力做负功，A的机械能机械减小，故整个过程金属环A的机械能一直减小，故B正确；
C．达到最大动能时，A的加速度为零，则金属环A和物块B组成的系统在竖直方向加速度为零，对系统受力分析可得，此时物块B受到的地面支持力大小等于金属环A和物块B的总重力，即
故C错误；
D．当金属环下滑到最低点时，弹簧的弹性势能最大，对金属环A和物块B及弹簧组成的系统，根据机械能守恒，弹簧弹性势能最大值为
故D正确。
故选BD。
二、实验题（本题共两小题，第11题6分，第12题8分，共计14分。）
11. 为了验证碰撞中动量守恒，某同学选取两个体积相同、质量不等的小球﹐按下述步骤做实验：
①按照如图所示，安装好实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点B的切线水平，将一长为L的斜面固定在斜槽右侧，O点在B点正下方，P点与B点等高；
②用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2；
③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A点处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置；
④将小球m2放在斜槽末端点B处，让小球m1从斜槽顶端A点处由静止滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置；
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到O点的距离，图中C、D、E点是该同学记下的小球在斜面上的落点位置，到O点的距离分别为、、。
（1）小球的质量关系应为m1________（填“>”“=”或“<”）m2。
（2）小球m1与m2发生碰撞后，小球m1的落点应是图中的________点。
（3）用测得的物理量来表示，只要满足关系式________，则说明碰撞中动量是守恒的。
答案： ①. > ②. C ③.
解析：（1）[1]为了防止入射球碰后反弹，则m1与m2的质量关系满足
（2）[2]小球m1与m2发生碰撞后，小球m1的速度减小，因此碰撞后小球m1的落点应低于未碰撞前小球m1的落点，故碰撞后小球m1的落点只能是C点或D点。若碰撞后小球m1的落点是D点，则碰撞前小球m1的落点是E点，则C点是碰撞后小球m2的落点，这与碰撞后小球m1在小球m2的后面、小球m1的速度小于小球m2的速度的实际情况不符，故碰撞后小球m1的落点应是图中的C点；
（3）[3]设落地点所对应的水平速度分别为、、，若碰撞过程中动量守恒，则
设斜面与水平面的夹角为，则小球下落到C点的下落高度为
小球下落到C点的所用时间为
小球下落到C点的水平位移为
故
同理可得
代入动量守恒式可得
即满足上式则说明碰撞中动量是守恒的。
12. 为了探究物体质量一定时“加速度与合外力的关系”，甲、乙同学设计了如图（a）所示的实验装置。其中，M为小车的质量，m0为动滑轮的质量，m为砂和砂桶的总质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)以下说法正确的是________；
A．力传感器示数小于绳下端所挂砂和砂桶的总重力
B.每次改变砂桶和砂的总质量时，都需要重新平衡摩擦力
C.因为实验装置采用了力传感器，所以不需要平衡摩擦力
D.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，获得一条打点的纸带，同时记录力传感器示数
(2)本实验装置中，________（填“需要”或“不需要”）满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量；
(3)甲同学根据实验数据作出加速度a与力F的关系图像如图（b）所示，图线不过原点的原因是_______。
A．钩码质量没有远小于小车质量
B.平衡摩擦力时木板倾角过大
C.平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力
(4)乙同学重新平衡摩擦力以后，再次进行实验，并以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图线是一条直线，如图（c）所示，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量M等于________。
A． B. C. D.
答案： ①. AD ②. 不需要 ③. C ④. C
解析：(1)[1]A．力传感器示数即为绳上拉力大小，由于砂和砂桶向下加速运动，则力传感器示数小于绳下端所挂砂和砂桶的总重力，故A正确；
B．平衡摩擦力时
即
与质量无关，则每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
C．本实验中为了保证小车的合力为绳上拉力的两倍，则需要平衡摩擦力，故C错误；
D．开始做实验时，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，获得一条打点的纸带，同时记录力传感器的示数，故D正确。
故选AD；
(2)[2]本实验中有力传感器，可直接读出绳上的拉力，则不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量；
(3)[3]从图象可知，有一定的拉力后，小车才运动，所以没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
故选C；
(4)[4]由牛顿第二定律得
则
直线的斜率
解得
故选C。
三、计算题（本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）
13. 飞机中的“弹射座椅”是飞行员使用的座椅型救生装置。在飞机失控时，依靠座椅上的喷气发动机装置将座椅（连同飞行员等）弹射到高空，然后打开降落伞使座椅（连同飞行员等）安全降落。某次模拟实验中，在地面上静止的战斗机内，飞行员按动弹射按钮，座椅（连同飞行员等）在喷气发动机的驱动下被弹出沿竖直方向运动（忽略按动弹射按钮时间），经一段时间后发动机自行关闭，2.5s末到达最高点，上升的总高度为25m，此时降落伞打开，之后飞行员安全下落。已知座椅（连同飞行员等）的总质量为120kg，假设喷气发动机启动时对座椅产生竖直向上且恒定不变的推力，不考虑发动机质量的变化与上升时的空气阻力，降落伞打开后阻力恒为重力的0.8倍。取g=10m/s2，求：
（1）座椅（连同飞行员等）在发动机关闭时速度v的大小；
（2）座椅（连同飞行员等）运动的总时间t；
（3）喷气发动机工作时对座椅（连同飞行员等）推力F的大小。
答案：（1）20m/s；（2）7.5s；（3）6000N
解析：（1）座椅上升过程分两段运动，发动机关闭前匀加速，发动机关闭后做竖直上抛，由运动学关系得
，
解得
（2）座椅下降过程由牛顿第二定律得
又由
运动的总时间为
（3）根据牛顿第二定律
，
解得
14. 如图，小车质量为M=8 kg，滑块质量为m=1.9 kg，滑块置于小车上方且距小车左端距离为d=6 m，滑块和小车两者以v=1 m/s的速度水平向右匀速行驶，水平面光滑。质量为m0=0.1 kg的子弹以v0=179 m/s的速度水平向左飞行，瞬间击中滑块并留在其中，之后一段时间滑块和小车发生相对滑动，最终滑块刚好不会从小车上掉下（g=10 m/s2），求：
（1）子弹击中滑块后瞬间滑块的速度大小；
（2）小车最终运动的速度大小；
（3）从子弹击中滑块开始小车向右运动的最长时间。
答案：（1）8m/s；（2）0.8m/s；（3）0.74s
解析：（1）设子弹射入木块后子弹与木块的共同速度为v1，以水平向左为正方向，则由动量守恒定律有
代入数据解得
v1＝8 m/s
（2）木块和子弹恰好不从小车上掉下来，则木块和子弹相对小车滑行d＝6 m时，跟小车具有共同速度v2，则由动量守恒定律有
代入数据解得
v2＝0.8 m/s
（3）由能量守恒定律有
由功能关系有
联立解得
μ＝0.54
对小车根据动量定理得
解得
t＝0.74 s
15. 下图为某同学设计的弹射装置，水平轨道AB与竖直四分之一圆弧BC平滑连接，竖直四分之一圆弧DG、竖直四分之一圆弧轨道和水平轨道HM均平滑连接，物块刚好经过进入，、C在同一水平面，、G、、在同一水平面，所有的轨道均绝缘，除水平轨道HM粗糙外，其余轨道均光滑；圆弧BC半径和圆弧DG半径均为R，HM长度为2R，N点为HM的中点，虚线框内存在着水平向右的匀强电场。现将一质量为不带电的小物块a压缩绝缘弹簧至A点并锁定。解开锁K，小物块恰好到达C点。现将一质量为m，带电量为q的另一小物块b压缩绝缘弹簧至A点并锁定，解开锁K，小物块b经C点经过电场后并沿着水平方向进入圆弧轨道DG，经过D点时物块对轨道的作用力恰好为零。设小物块在运动过程中带电量始终保持不变，空气阻力忽略不计，重力加速度为g。试求：
（1）小物块b到达管口C时的速度大小；
（2）求电场强度E的大小；
（3）设小物块b与右端竖直墙壁碰撞后以原速率返回，小物块最终停在N点，求小物块与轨道之间的动摩擦因数。
答案：（1）；（2）；（3）见解析
解析：（1）小物块a从释放后到C点过程，由动能定理可得
解得
小物块b从释放后到C点过程，由动能定理得
解得
（2）小物块b经D时对轨道的作用力恰好为零，重力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
小物块b从C到D过程在竖直方向做匀减速直线运动，运动时间
小物块b在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，到达D点时的速度
在水平方向，由牛顿第二定律得
Eq = max
解得
（3）小物块b在电场中在竖直方向的位移大小
依题意，可知
根据小物块b最终停在N点可知小物块没有脱离轨道，可知当小物块b与竖直墙壁碰撞后刚好到，由动能定理得
解得
即
小物块最终停在N点，根据动能定理得
解得
由动能定理得
解得
综上所述，可得
或
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，每小题6分，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. 《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则（ ）
A. 铁夹对小球的两个弹力为一对相互作用力
B. 若进一步加大铁夹对小球挤压，小球受到的摩擦力变大
C. 小球受到5个力的作用
D. 若铁夹水平匀速移动，铁夹对小球作用力的方向斜向上
答案：C
解析：A．铁夹对小球的两个弹力作用在同一个物体上，不是一对作用力与反作用力，故A错误；
B． 若进一步加大铁夹对小球挤压，小球受到的摩擦力不会变大，只要小球处于静止它所受的静摩擦力就等于重力，故B错误；
C．小球受到5个力的作用，分别为：重力、左右两侧分别受到铁夹的两个弹力、左右两侧分别受到铁夹的两个摩擦力，故C正确；
D．若铁夹水平匀速移动，铁夹对小球作用力的方向应该竖直向上，与重力等大反向，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，在外力作用下某质点运动的v－t图像为正弦曲线。在0~t4一个周期内，从图中可以判断下列说法正确的是（ ）
A. t2时刻质点所在的位置为质点运动的对称中心
B. 在0~t1时间内，外力逐渐减小，外力的功率逐渐增大
C. t4时刻，质点回到出发点
D. 在t2~t3时间内，外力做的总功为零
答案：C
解析：A．在v－t图象中与时间轴所围面积为位移，故t2时刻质点所在的位置为物体运动的最右端，故A错误；
B．图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，合外力减小，速度增大；由图象可知0时刻速度为零，t1时刻速度最大，但拉力为零，由P=Fv可知外力的功率在0时刻功率为零，t1时刻功率也为零，可知功率先增大后减小，故B错误；
C．在v－t图象中与时间轴所围面积为位移，故在t4时刻物体位移为零回到出发点，故C正确；
D．在t2～t3时间内，根据动能定理即可求得外力做功不为零，故D错误。
故选C。
3. 投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，《礼记传》中提到：“投壶，射之细也。宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也。”如图所示，甲、乙两人沿水平方向各投出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为和；已知两支箭质量相同，忽略空气阻力、箭长、壶口大小等因素的影响，，。下列说法正确的是（ ）
A. 若两人站在距壶相同水平距离处投壶，甲所投箭的初速度比乙的小
B. 若两人站在距壶相同水平距离处投壶，乙所投的箭在空中运动时间比甲的长
C. 若箭在竖直方向下落的高度相等，则甲所射箭落入壶口时速度比乙大
D. 若箭在竖直方向下落的高度相等，则甲投壶位置距壶的水平距离比乙大
答案：A
解析：AB．设箭的水平初速度为，入壶时与水平方向的夹角为，则有
由于
所以
若两人站在距壶相同水平距离处投壶，即时，则，根据
可知，即甲所投的箭在空中运动时间比乙的长；根据
可知，即甲所投箭的初速度比乙的小，故A正确、B错误；
CD．若箭在竖直方向下落的高度相等，即时，则，即甲投壶位置距壶的水平距离比乙小；根据
可知，根据
可知，则射箭落入壶口时的速度
即甲所射箭落入壶口时速度比乙小，故CD错误。
故选A。
4. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A. 如图a，汽车以一定速率通过拱桥的最高点时处于超重状态
B. 图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度减小
C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小均相等
D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用
答案：D
解析：A．汽车通过拱桥的最高点时，汽车的加速度方向向下，汽车处于失重状态，故A错误；
B．根据牛顿第二定律，有
解得
增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，故B错误；
C．同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，设圆锥筒的母线与竖直方向的夹角为θ，根据竖直方向受力平衡可得
所以小球在两位置所受支持力相等；
水平方向，根据牛顿第二定律，有
所以
所以小球在A位置角速度小于B位置角速度，故C错误；
D．火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，外轨对外轮缘会有挤压作用，故D正确。
故选D。
5. 有研究表明，当兴奋情绪传播时，在人的体表可以测出与之对应的电势变化。某一瞬间人体表面的电势分布图如图所示，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，a、b、c、d为等势面上的点，该电场可等效为两等量异种电荷产生的电场，a、b为两电荷连线上对称的两点，c、d为两电荷连线中垂线上对称的两点。下列说法中正确的是（ ）
A. a、b两点的电场强度大小相等，方向相反
B. c点的电势大于d点的电势
C. 将带正电的试探电荷从b点移到d点，电场力做负功
D. 负电荷在c点的电势能小于在a点的电势能
答案：C
解析：A．该电势分布图可等效为等量异种电荷产生的，a、b为两电荷连线上对称的两点，根据等量异种电荷的电场的特点，可以判断、这两个对称点的电场强度大小相等、方向相同，故A错误；
B．c、d两点位于同一条等势线上，则c点的电势等于d点的电势，故B错误；
C．正电荷在电势高的地方电势能大，所以将带正电的试探电荷从电势低b点移到电势高d点，电场力做负功，电势能增加，故C正确；
D．负电荷在电势低的地方电势能大，所以负电荷在电势低的c点的电势能大于在电势高的a点的电势能，故D错误。
故选C。
6. 高台跳水被誉为全世界最富冒险性的体育项目。如图所示，2021年14岁的全红婵在东京奥运会一鸣惊人。假设运动员的空中运动简化为自由下落，然后进入水池中，把在空中下落的过程视为过程I，进入水池直到速度减为零的过程视为过程II，已知人的质量，跳台距水面高度，重力加速度，除水的阻力外不计其他阻力，运动员可视为质点。以下说法正确的是（ ）
A. 整个过程运动员机械能守恒
B. 过程I中运动员动能的增加量不等于重力所做的功
C. 过程II中运动员所受合力的冲量大小约为283
D. 若从进入水池到速度减为零总共经过的时间为，则受到水的平均作用力约为683N
答案：D
解析：A．过程II中水的阻力做了负功，所以运动员的机械能不守恒，故A错误；
B．在不计其他阻力的情况下，过程I中运动员动能的增加量等于重力所做的功，也等于重力势能的减少量，故B错误；
C．运动员进入水池时的速度为
根据动量定理可得运动员所受合力的冲量大小
故C错误；
D．以水的作用力方向为正方向，根据动量定理可得
整理得
故D正确
故选D。
7. 如图甲所示，一条绷紧的水平传送带AB以恒定速率做匀速直线运动，传送带右端的光滑水平台面与传送带上表面等高，二者间的空隙极小不会影响滑块的运动。滑块以速率向左从A点滑上传送带，在传送带上运动时动能随路程变化的图像如图乙所示，已知滑块质量，可视为质点，重力加速度。则下列说法中正确的是（ ）
A. 传送带的运行速率为
B. 滑块在传送带上的运动时间为
C. 若传送带的运动速率增大，则滑块在传送带上运动时间一定越来越小
D. 滑块从滑上传送带到再次滑回平台的整个过程中因摩擦产生的热量为36J
答案：AD
解析：A．由图乙可知滑块的初动能为16J，结合动能的表达式
解得滑块的初速度大小为
滑块的速度大小减小到0时，位移大小为4m，滑块在传送带上的加速度大小为
该过程所用时间
然后滑块反向加速到与传送带共速后速度不再发生变化，结合图乙可知，传送带的运行速率满足
解得
故A错误；
B．滑块从静止到与传送带共速所需的时间
滑块在时间内做加速运动的位移大小为
滑块做匀速直线运动，所用时间为
滑块在传送带上运动的总时间为
故B错误；
C．滑块做减速运动的时间恒定，当传送带的运动速率稍微增大一些时，滑块返回到平台的时间会变短，当传送带的运动速率大于4m/s 时，滑块返回到平台的时间不变，在传送带上运动的总时间也不变，故C错误；
D．滑块向左运动时，滑块和传送带之间的相对位移大小为
滑块向右运动时，滑块和传送带之间的相对位移大小为
由牛顿第二定律得滑块与传送带间的摩擦力大小为
则滑块从滑上传送带到再次滑回平台的整个过程中因摩擦产生的热量为
故D正确。
故选AD。
8. 1995年10月，瑞士日内瓦大学教授米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹公布发现了第一颗太阳系外行星-飞马座51b，这颗系外行星处于我们所在的银河系中，与一颗类太阳恒星相互环绕运动，两人因此获得了2019年诺贝尔物理学奖。如图，飞马座51b与类太阳恒星相距为L，两者构成一个双星系统，它们绕共同圆心O做匀速圆周运动，类太阳恒星与飞马座51b的质量分别为、，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 行星51b与类太阳恒星做圆周运动的周期
B. 行星51b与类太阳恒星做圆周运动的线速度之比
C. 行星51b与类太阳恒星的动能之比
D. 由于类太阳恒星内部发生核聚变导致其质量减小，它们做圆周运动周期也减小
答案：AC
解析：AD．设飞马座51b与类太阳恒星绕圆心O做匀速圆周运动的半径分别为、，角速度为，周期为，由万有引力提供向心力可得
又
联立解得周期为
由于类太阳恒星内部发生核聚变导致其质量减小，它们做圆周运动周期将增大，故A正确，D错误；
BC．飞马座51b与类太阳恒星绕圆心O做匀速圆周运动的向心力大小相等，则有
根据
可得行星51b与类太阳恒星做圆周运动的线速度之比为
行星51b与类太阳恒星的动能之比为
故B错误，C正确。
故选AC。
9. 如图所示，平行板电容器与直流电源、理想二极管（正向电阻为零可以视为短路，反向电阻无穷大可以视为断路）连接，电源负极接地。初始电容器不带电，闭合开关稳定后，一带电油滴位于电容器中的P点且处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A. 减小极板间的正对面积，带电油滴会向上移动
B. 贴着上极板插入金属板，则电路中有顺时针方向电流
C. 将上极板向左平移一小段距离，P点处的油滴的电势能增大
D. 将开关断开，并向上移动上极板，则油滴仍处于静止状态
答案：AD
解析：A．减小极板间的正对面积，根据
可知电容器的电容减小，由于二极管具有单向导电性，电容器不会放电，由
可知极板间的电场强度变大，则油滴所受电场力变大，将向上移动。故A正确；
B．贴着上极板插入金属板，极板间的距离减小，根据
可知电容器的电容增大，将充电，则电路中有逆时针方向的电流。故B错误；
C．将上极板向左平移一小段距离，根据
可知电容器的电容减小，结合A选项的分析可知电场强度变大，由
可知P点处的电势升高，对油滴受力分析，所受电场力与重力平衡，即电场力方向竖直向上，则带负电荷，根据
易知油滴的电势能减小。故C错误；
D．将开关断开，则极板上电荷量不变，并向上移动上极板，电场的电场强度不变，则油滴仍处于静止状态。故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，质量为2m的金属环A和质量为m的物块B通过光滑铰链用长为2L的轻质细杆连接，金属环A套在固定于水平地面上的竖直杆上，物块B放在水平地面上，原长为L的轻弹簧水平放置，右端与物块B相连，左端固定在竖直杆上O点，此时轻质细杆与竖直方向夹角。现将金属环A由静止释放，A下降到最低点时变为。不计一切阻力，重力加速度为g，则在金属环A下降的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A. 金属环A和物块B组成的系统机械能守恒
B. 金属环A的机械能一直减小
C. A达到最大动能时，B对地面的压力大小为mg
D. 弹簧弹性势能最大值为
答案：BD
解析：A．在金属环下滑的过程中，弹簧逐渐伸长，对金属环和物块组成的系统，弹簧弹力对其做负功，系统机械能减小，故A错误；
B．A、B与弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，机械能守恒，A下降过程中，弹簧的弹性势能一直增大，由机械能守恒定律可知，A、B组成的系统机械能一直减小。在金属环A下滑的过程中，A、B都是从静止开始运动，最后又静止，因此A、B都是先加速运动后减速运动。开始做加速运动时，B的动能增大，重力势能不变，因此B的机械能增加，而弹簧的弹性势能一直增加，因此A的机械能减小。减速运动时，根据牛顿第二定律可知杆对A在竖直方向上的分力大于A的重力使其减速，杆对A的力为斜上方，杆对A的力做负功，A的机械能机械减小，故整个过程金属环A的机械能一直减小，故B正确；
C．达到最大动能时，A的加速度为零，则金属环A和物块B组成的系统在竖直方向加速度为零，对系统受力分析可得，此时物块B受到的地面支持力大小等于金属环A和物块B的总重力，即
故C错误；
D．当金属环下滑到最低点时，弹簧的弹性势能最大，对金属环A和物块B及弹簧组成的系统，根据机械能守恒，弹簧弹性势能最大值为
故D正确。
故选BD。
二、实验题（本题共两小题，第11题6分，第12题8分，共计14分。）
11. 为了验证碰撞中动量守恒，某同学选取两个体积相同、质量不等的小球﹐按下述步骤做实验：
①按照如图所示，安装好实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点B的切线水平，将一长为L的斜面固定在斜槽右侧，O点在B点正下方，P点与B点等高；
②用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2；
③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A点处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置；
④将小球m2放在斜槽末端点B处，让小球m1从斜槽顶端A点处由静止滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置；
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到O点的距离，图中C、D、E点是该同学记下的小球在斜面上的落点位置，到O点的距离分别为、、。
（1）小球的质量关系应为m1________（填“>”“=”或“<”）m2。
（2）小球m1与m2发生碰撞后，小球m1的落点应是图中的________点。
（3）用测得的物理量来表示，只要满足关系式________，则说明碰撞中动量是守恒的。
答案： ①. > ②. C ③.
解析：（1）[1]为了防止入射球碰后反弹，则m1与m2的质量关系满足
（2）[2]小球m1与m2发生碰撞后，小球m1的速度减小，因此碰撞后小球m1的落点应低于未碰撞前小球m1的落点，故碰撞后小球m1的落点只能是C点或D点。若碰撞后小球m1的落点是D点，则碰撞前小球m1的落点是E点，则C点是碰撞后小球m2的落点，这与碰撞后小球m1在小球m2的后面、小球m1的速度小于小球m2的速度的实际情况不符，故碰撞后小球m1的落点应是图中的C点；
（3）[3]设落地点所对应的水平速度分别为、、，若碰撞过程中动量守恒，则
设斜面与水平面的夹角为，则小球下落到C点的下落高度为
小球下落到C点的所用时间为
小球下落到C点的水平位移为
故
同理可得
代入动量守恒式可得
即满足上式则说明碰撞中动量是守恒的。
12. 为了探究物体质量一定时“加速度与合外力的关系”，甲、乙同学设计了如图（a）所示的实验装置。其中，M为小车的质量，m0为动滑轮的质量，m为砂和砂桶的总质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)以下说法正确的是________；
A．力传感器示数小于绳下端所挂砂和砂桶的总重力
B.每次改变砂桶和砂的总质量时，都需要重新平衡摩擦力
C.因为实验装置采用了力传感器，所以不需要平衡摩擦力
D.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，获得一条打点的纸带，同时记录力传感器示数
(2)本实验装置中，________（填“需要”或“不需要”）满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量；
(3)甲同学根据实验数据作出加速度a与力F的关系图像如图（b）所示，图线不过原点的原因是_______。
A．钩码质量没有远小于小车质量
B.平衡摩擦力时木板倾角过大
C.平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力
(4)乙同学重新平衡摩擦力以后，再次进行实验，并以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图线是一条直线，如图（c）所示，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量M等于________。
A． B. C. D.
答案： ①. AD ②. 不需要 ③. C ④. C
解析：(1)[1]A．力传感器示数即为绳上拉力大小，由于砂和砂桶向下加速运动，则力传感器示数小于绳下端所挂砂和砂桶的总重力，故A正确；
B．平衡摩擦力时
即
与质量无关，则每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
C．本实验中为了保证小车的合力为绳上拉力的两倍，则需要平衡摩擦力，故C错误；
D．开始做实验时，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，获得一条打点的纸带，同时记录力传感器的示数，故D正确。
故选AD；
(2)[2]本实验中有力传感器，可直接读出绳上的拉力，则不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量；
(3)[3]从图象可知，有一定的拉力后，小车才运动，所以没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
故选C；
(4)[4]由牛顿第二定律得
则
直线的斜率
解得
故选C。
三、计算题（本题共3小题，共40分。解答时应写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位）
13. 飞机中的“弹射座椅”是飞行员使用的座椅型救生装置。在飞机失控时，依靠座椅上的喷气发动机装置将座椅（连同飞行员等）弹射到高空，然后打开降落伞使座椅（连同飞行员等）安全降落。某次模拟实验中，在地面上静止的战斗机内，飞行员按动弹射按钮，座椅（连同飞行员等）在喷气发动机的驱动下被弹出沿竖直方向运动（忽略按动弹射按钮时间），经一段时间后发动机自行关闭，2.5s末到达最高点，上升的总高度为25m，此时降落伞打开，之后飞行员安全下落。已知座椅（连同飞行员等）的总质量为120kg，假设喷气发动机启动时对座椅产生竖直向上且恒定不变的推力，不考虑发动机质量的变化与上升时的空气阻力，降落伞打开后阻力恒为重力的0.8倍。取g=10m/s2，求：
（1）座椅（连同飞行员等）在发动机关闭时速度v的大小；
（2）座椅（连同飞行员等）运动的总时间t；
（3）喷气发动机工作时对座椅（连同飞行员等）推力F的大小。
答案：（1）20m/s；（2）7.5s；（3）6000N
解析：（1）座椅上升过程分两段运动，发动机关闭前匀加速，发动机关闭后做竖直上抛，由运动学关系得
，
解得
（2）座椅下降过程由牛顿第二定律得
又由
运动的总时间为
（3）根据牛顿第二定律
，
解得
14. 如图，小车质量为M=8 kg，滑块质量为m=1.9 kg，滑块置于小车上方且距小车左端距离为d=6 m，滑块和小车两者以v=1 m/s的速度水平向右匀速行驶，水平面光滑。质量为m0=0.1 kg的子弹以v0=179 m/s的速度水平向左飞行，瞬间击中滑块并留在其中，之后一段时间滑块和小车发生相对滑动，最终滑块刚好不会从小车上掉下（g=10 m/s2），求：
（1）子弹击中滑块后瞬间滑块的速度大小；
（2）小车最终运动的速度大小；
（3）从子弹击中滑块开始小车向右运动的最长时间。
答案：（1）8m/s；（2）0.8m/s；（3）0.74s
解析：（1）设子弹射入木块后子弹与木块的共同速度为v1，以水平向左为正方向，则由动量守恒定律有
代入数据解得
v1＝8 m/s
（2）木块和子弹恰好不从小车上掉下来，则木块和子弹相对小车滑行d＝6 m时，跟小车具有共同速度v2，则由动量守恒定律有
代入数据解得
v2＝0.8 m/s
（3）由能量守恒定律有
由功能关系有
联立解得
μ＝0.54
对小车根据动量定理得
解得
t＝0.74 s
15. 下图为某同学设计的弹射装置，水平轨道AB与竖直四分之一圆弧BC平滑连接，竖直四分之一圆弧DG、竖直四分之一圆弧轨道和水平轨道HM均平滑连接，物块刚好经过进入，、C在同一水平面，、G、、在同一水平面，所有的轨道均绝缘，除水平轨道HM粗糙外，其余轨道均光滑；圆弧BC半径和圆弧DG半径均为R，HM长度为2R，N点为HM的中点，虚线框内存在着水平向右的匀强电场。现将一质量为不带电的小物块a压缩绝缘弹簧至A点并锁定。解开锁K，小物块恰好到达C点。现将一质量为m，带电量为q的另一小物块b压缩绝缘弹簧至A点并锁定，解开锁K，小物块b经C点经过电场后并沿着水平方向进入圆弧轨道DG，经过D点时物块对轨道的作用力恰好为零。设小物块在运动过程中带电量始终保持不变，空气阻力忽略不计，重力加速度为g。试求：
（1）小物块b到达管口C时的速度大小；
（2）求电场强度E的大小；
（3）设小物块b与右端竖直墙壁碰撞后以原速率返回，小物块最终停在N点，求小物块与轨道之间的动摩擦因数。
答案：（1）；（2）；（3）见解析
解析：（1）小物块a从释放后到C点过程，由动能定理可得
解得
小物块b从释放后到C点过程，由动能定理得
解得
（2）小物块b经D时对轨道的作用力恰好为零，重力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
小物块b从C到D过程在竖直方向做匀减速直线运动，运动时间
小物块b在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，到达D点时的速度
在水平方向，由牛顿第二定律得
Eq = max
解得
（3）小物块b在电场中在竖直方向的位移大小
依题意，可知
根据小物块b最终停在N点可知小物块没有脱离轨道，可知当小物块b与竖直墙壁碰撞后刚好到，由动能定理得
解得
即
小物块最终停在N点，根据动能定理得
解得
由动能定理得
解得
综上所述，可得
或
相关试卷
2024届辽宁省东北育才中学名校高三上学期9月联考物理试题（解析版）： 这是一份2024届辽宁省东北育才中学名校高三上学期9月联考物理试题（解析版），共19页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2024届辽宁省实验中学等名校高三上学期9月联考物理试题（Word版）： 这是一份2024届辽宁省实验中学等名校高三上学期9月联考物理试题（Word版），共9页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
2024届辽宁省高三上学期开学9月联考物理试题（解析版）： 这是一份2024届辽宁省高三上学期开学9月联考物理试题（解析版），共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
