广东省潮州市暨实高级中学2023-2024学年高三上学期期中考试物理试题

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一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列说法正确的是( )
A. 质点是一个理想化模型，实际上是不存在的，只有体积很小的物体才可以看做质点，体积较大的物体不能看做质点
B. 参考系可任意选取，而研究物体的运动时(如汽车加速)，不论选取怎样的参考系，其结论是相同的
C. 在800m比赛中，李明以2分01秒46的成绩获得冠军，其中的2分01秒46指的是时间间隔，800m指的是位移
D. 物体A的加速度为2m/s2，物体B的加速度为-3m/s2，但A的加速度小于B的加速度
2.如图，置于水平地面上相同材料的质量分别为m和M的两物体间用细绳相连，在M上施加一水平恒力F，使两物体做匀加速运动，对两物体间绳上的张力，正确的说法是( )
A. 地面光滑时，绳子拉力的大小为mFM+mB. 地面不光滑时，绳子拉力大于mFM+m
C. 地面不光滑时，绳子拉力小于mFM+mD. 地面光滑时，绳子拉力小于mFM+m
3.光滑半圆弧形轻杆固定在地面上，轻绳一端跨过定滑轮，另一端连接一穿在轻杆上的小球，使小球从A点缓慢运动到B点的过程中，下列说法正确的是
A. 轻杆对小球的支持力变大B. 轻杆对小球的支持力变小
C. 轻绳对小球的拉力先变小再变大D. 轻绳对小球的拉力变小
4.铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ(如图)，弯道处的圆弧半径为r，若质量为m的火车转弯时速度小于 grtanθ则( )
A. 内侧车轮对内轨有向外压力B. 外轨对外侧车轮轮缘有挤压
C. 这时铁轨对火车的支持力小于mgcsθD. 这时铁轨对火车的支持力大于mgcsθ
5.一架无人机竖直升空，从起飞时开始计时，其一段时间内的速度时间图像如图所示，AB段的斜率的大小等于重力加速度大小g，不计空气阻力，则关于无人机的运动，下列说法正确的是( )
A. 0∼t1时间内无人机的平均速度大于v12B. 无人机在t2时刻上升至最高点
C. t3∼t4时间内无人机做自由落体运动D. 无人机在t4∼t5时间处于失重状态
6.云南龙江大桥是亚洲最大的高速公路悬索桥，总长2470.58米，桥面宽33.5米，为双向四车道设计，设计速度为80千米/小时，如图甲所示，图乙中A、B、C、D、E为大桥上五根钢丝绳吊索，每两根吊索之间距离相等，若汽车从吊索A处开始做匀减速直线运动，刚好在吊索E处停下，汽车通过吊索D时的瞬时速度为vD，通过DE段的时间为t，则( )
A. 汽车通过吊索A时的速度大小为4vD
B. 汽车减速的时间大于2t
C. 汽车通过吊索C时的瞬时速度等于通过AE段的平均速度
D. 汽车通过AD段的平均速度是通过DE段平均速度的3倍
7.如图所示，质量为m的小球用不可伸长的轻绳悬于B点，现使小球在水平面内做以O为圆心的匀速圆周运动，若小球稳定转动时绳子与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，则( )
A. 小球的加速度保持不变
B. 小球受到的合外力为零
C. 小球做匀速圆周运动需要的向心力为mgsinθ
D. 只要圆锥摆的高度OB相同，小球运动的周期时间一定相等
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量均为m，B通过轻绳悬挂在吊篮内，B和C之间用轻弹簧连接，整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态，现将悬挂吊篮的轻绳剪断，在轻绳刚断的瞬间( )
A. 吊篮A的加速度大小为1.5gB. 物体B的加速度大小为2g
C. 物体C的加速度大小为0D. A、B间的轻绳弹力大小为2mg
9.有a、b、c、d四颗地球卫星，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b在近地轨道上正常运行，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有( )
A. a的角速度大于b的角速度B. b在相同时间内转过的弧长比c长
C. c所受合外力大于d所受合外力D. d的运动周期大于a的运动周期
10.如图所示，质量为3m的物体A和质量为m的箱子B，用轻质细绳跨过光滑的轻质定滑轮相连，A置于倾角θ=30∘的斜面上，处于静止状态。现向B中缓慢地加入足够多的沙子，整个系统始终保持静止，则在加入沙子的过程中( )
A. 绳子拉力保持增大
B. A所受的摩擦力逐渐增大
C. A所受的摩擦力先减小后增大
D. A所受的摩擦力方向先沿斜面向上，后沿斜面向下
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某物理兴趣小组利用传感器进行“探究向心力大小F与半径r、角速度ω、质量m的关系”实验，实验装置如图甲所示，装置中水平光滑直杆能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直杆一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。
(1)小组先让一个滑块做半经r为0.20m的圆周运动。得到图乙中②图线。然后保持滑块质量不变。再将运动的半径r分别调整为0.14m，0.16m，0.18m，0.22m，在同一坐标系中又分别得到图乙中⑤、④、③、①四条图线。
(2)本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的( )
A.探究平抛运动的特点 B.探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
C.探究两个互成角度的力的合成规律 D.探究加速度与物体受力、物体质量的关系
(3)对②图线的数据进行处理，获得了F-x图像，如图丙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是 。(用半径r、角速度ω、质量m表示)
(4)对5条F-ω图线进行比较分析，作F-r图像，得到一条过坐标原点的直线，则该直线的斜率为 。(用半径r、角速度ω、质量m表示)
12.小刘利用图甲装置探究“外力一定时，物体的加速度与其质量之间的关系”的实验。
(1)若实验时认为悬挂钩码的重力等于小车受到的细线拉力，需要满足的条件是 。
(2)某次平衡摩擦力的操作中，在其他操作均正确的情况下，得到如图乙所示纸带(纸带左端接小车)，根据纸带所打点迹特征，可知木板倾角 (填“太小”、“太大”或“刚好合适”)。
(3)平衡好摩擦力后，小刘换好新的纸带，挂上钩码，先 ，后 ，打出纸带如图丙所示，其中相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a= m/s2(结果保留2位有效数字)。
(4)小刘想继续研究物体受到空气阻力时其速度随时间的变化规律，小刘再在小车上安装一薄板，然后利用新打好的纸带求出小车不同时刻的速度，作出小车的v-t图像如图丁所示，通过图像分析可知，随着小车运动速度的增加，小车所受的空气阻力 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。t=0.2s时刻，曲线的切线如图中虚线所示，实验测得小车、(含薄板)质量M=0.8kg，悬挂钩码质量为m=0.2kg，重力加速度为g=9.8m/s2，则t=0.2s时，小车所受的空气阻力f= N。(结果保留两位有效数字)。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，开口处有卡口、内横截面积为S的圆柱体汽缸开口向上竖直放置在水平面上，汽缸总体积为V0，大气压强为p0，重力加速度为g。一厚度不计、质量为m的光滑活塞封住一定质量的理想气体，已知m=p0S5g，当温度为T0时汽缸内气体体积为0.8V0，在活塞上方缓慢加入质量为2m的砂子(汽缸内温度保持不变)，然后将汽缸内气体温度升高到2T0，求：
(1)在活塞上加入质量为2m的砂子时汽缸内气体的体积；
(2)最后汽缸内气体的压强。
14.2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r。已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。求：
(1)“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v；
(2)火星的质量M；
(3)火星表面的重力加速度的大小g。
15.传送带在运送货物时往往采用恒速(速率保持不变)运行方式，但这种运行方式效率较低，浪费大量电能。为了提高传送带输送货物效率，实现节省电能的目标，某公司利用自动控制系统根据货物运送量自动调控传送带运行速度。该公司传送带模型如图所示，倾角为θ=15∘，长度为L=20m。货物静止放置在传送带底端，从传送带顶端离开传送带。取g=10m/s2，sin15°=0.26，cs15°= 0.97，tan15°=0.27，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)为了使货物能被传送带输送到项端，求货物与传送带之间动摩擦因数μ0需满足的条件；
(2)根据货物输送量，该公司将传送带运行速度设置为v0=3m/s，货物与传送带的动摩擦因数为μ=0.5，当货物与传送带达到共同速度时，求货物的位移大小；
(3)在(2)的情况下，由于货物运送量变少，当货物刚与传送带共速时，自动控制系统以大小为a1=10m/s2的加速度将传动带运行速度降低为v1=1m/s，求货物运行到传送带顶端时在传送带上留下的痕迹长度；
(4)在运送货物过程中，避免货物与传送带相对滑动可延长传送带使用寿命。请根据上述计算，提出一条实际中能延长传送带使用寿命的建议。