天津市南开区2024届高三上学期期中考试物理试卷(解析版)

这是一份天津市南开区2024届高三上学期期中考试物理试卷(解析版)，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.质量为1500kg的汽车在平直公路上运动，图像如图所示，由此可求( )
A. 内汽车的平均速度为
B. 内汽车的加速度为
C. 内汽车所受的合外力为3000N
D. 内合外力对汽车所做的功为
2.如图所示，M、m处于平衡状态，现用水平向左的力F拉M，M仍保持静止，则下列说法正确的是( )
A. m受到的拉力一定变大
B. M受到的摩擦力可能减小
C. M受到的摩擦力大小一定不变
D. M受到地面的支持力可能减小
3.一定质量的理想气体，由状态沿直线AB变化到，如图所示，气体在 A、B、C三个状态中的温度之比是( )
A. 1：1：1B. 1：2：3C. 3：4：3D. 3：6：5
4.北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能，“北斗”系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，如图所示，若两颗卫星均沿顺时针方向运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计两卫星间的相互作用力，则下列判断正确的是( )
A. 这两颗卫星的向心加速度大小相等，均为
B. 卫星1由位置A运动至位置B所需的时间为
C. 如果使卫星1加速，它就一定能追上卫星2
D. 卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功
5.如图所示为旋转脱水拖把结构图。把拖把头放置于脱水桶中，手握固定套杆向下运动，固定套杆就会给旋转杆施加驱动力，驱动旋转杆、拖把头和脱水桶一起转动，把拖把上的水甩出去。旋转杆上有长度为35cm的螺杆，螺杆的螺距相邻螺纹之间的距离为，拖把头的托盘半径为10cm，拖布条的长度为6cm，脱水桶的半径为12cm。某次脱水时，固定套杆在1s内匀速下压了35cm，该过程中拖把头匀速转动，则下列说法正确的是( )
A. 拖把头的周期为7s
B. 拖把头转动的角速度为
C. 紧贴脱水桶内壁的拖布条上附着的水最不容易甩出
D. 旋转时脱水桶内壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为5：6
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
6.质量的小球以的初速度沿水平方向抛出，小球距离地面的高度，。下列说法中正确的是( )
A. 小球落地时速度大小为
B. 小球落地时重力的瞬时功率为
C. 小球落地时速度与水平方向的夹角为
D. 小球落地时位移与水平方向的夹角为
7.如图所示为高空坠物的公益广告，形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小明用下面的实例来检验广告的科学性：设一个质量为50g的鸡蛋从25楼顶自由落下，相邻楼层的高度差为，鸡蛋与地面撞击时间约为，不计空气阻力，。则( )
A. 从下落到即将落地，鸡蛋的动量变化约为
B. 该鸡蛋对地面平均冲击力约为1000N
C. 鸡蛋在空中运动过程中，任意相等时间内动量变化相等
D. 鸡蛋在空中运动过程中，任意相等时间内动能变化相等
8.如图所示，木块静止在光滑水平面上，一颗子弹水平射入木块中，子弹在木块中受的平均阻力为f，射入深度为d，此过程中木块位移为s，则下列说法中正确的是( )
A. 木块增加的动能为fd
B. 子弹克服阻力做的功为
C. 子弹动能的减少等于木块动能的增加
D. 子弹、木块系统总机械能的损失为fd
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
9.在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水且表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油酸的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为2cm。
下列有关该实验的说法正确的是_________。
A.本实验也可直接将纯油酸滴水面上测量
B.本实验将油膜看成单分子油膜
C. 本实验忽略了分子的间隙
D.测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，全部舍去
该实验中每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为__________；油酸膜的面积是__________；按以上实验数据估测出油酸分子的直径为__________m。最后1空保留2位有效数字。
10.某实验小组利用如图甲所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验。
为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据。若小车质量为400g，实验中每次所用的钩码总质量范围应选_________组会比较合理。填选项前的字母
A.
实验中打点计时器所使用的电源频率为50Hz，图乙中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，由该纸带可求得小车的加速度_________。结果保留3位有效数字
改变钩码的个数重复实验，得到加速度a与合外力F的关系如图所示，分析图丙的图像，可得出实验结论是_____________________________。
四、计算题：本大题共2小题，共20分。
11.如图所示，圆心为O、半径的光滑圆轨道与水平地面相切于B点，且固定于竖直平面内。在水平地面上距B点处的A点放一质量的小物块，小物块与水平地面间的动摩擦因数，小物块在与水平地面夹角斜向上的拉力F的作用下由静止向B点运动，运动到B点时撤去F，小物块沿圆轨道上滑，且恰能到达圆轨道最高点C。求：
小物块在C点的速度的大小；
小物块在B点时对轨道压力的大小；
拉力F的大小。
12.如图所示，质量的小车静止在光滑的水平面上，质量的小物块放在小车的最左端。现用一水平向右、大小的力作用在小物块上，小物块与小车之间的动摩擦因数，经过一段时间小车运动的位移时，小物块刚好运动到小车的最右端，。求：
小物块运动到小车最右端所用的时间t和此时小物块的速度的大小；
这一过程中，力F所做的功W及物块和小车因摩擦而产生的热量Q。
【参考答案】
1.【答案】C
【解析】A.平均速度等于物体经过的位移的大小与所用时间的比值，25s内经过的位移的大小为图像与时间轴所围成图形的面积，根据图形求得，由，解得，故A错误；
B.直线的斜率表示物体的加速度，由图形可知， 斜率的大小为，故B错误；
C.根据，解得，故C正确；
D.根据动能定理可以求 内，汽车速度变化量为零，合外力对汽车所做的功为零，故D错误。
故选C。
2.【答案】B
【解析】A.以m为研究对象有，m受到的拉力不变，选项A错误；
以M为研究对象，受力分析，设绳子与水平方向夹角为，水平方向：没有施加外力时
施加外力后，若外力F比较小，物体仍受向左的摩擦力，即摩擦力大小一定减小。
若外力F比较大，则物体受向右的摩擦力，则摩擦力大小可能减小，可能增大，可能不变，甚至为0，故C错误，B正确；
竖直方向有，即
则支持力始终不变，故D错误。
故选B。
3.【答案】D
【解析】根据理想气体方程 ，可得
一定质量的理想气体，由状态沿直线AB变化到的过程中，在三个状态变化中均遵循理想气体状态方程，所以将数据代入方程得：：，所以D正确，ABC错误。
故选D。
4.【答案】A
【解析】A.根据，，联立解得，轨道半径相等，则向心加速度大小相等，选项A正确；
B.根据，，联立解得，则卫星1从位置A运动到位置B的时间，选项B错误；
C.如果卫星1加速，万有引力不足以提供其做圆周运动所需的向心力，卫星1将做离心运动，离开原轨道，不能追上卫星2，选项C错误；
D.卫星1从位置A运动到位置B，万有引力方向与其速度方向垂直，万有引力不做功，选项D错误。
故选A。
5.【答案】B
【解析】A.每下压一次固定套杆向下运动5cm，故拖把头转动的周期为
故A错误；
B.拖把头转动的角速度为
故B正确；
C.拖布条上所有位置角速度相同，越靠近脱水桶内壁的位置转动半径越大，需要的向心力越多，水越容易被甩出，故C错误；
D.托盘和脱水桶的角速度相同，托盘和脱水桶内壁的半径之比为，由 可知，脱水桶内壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为6：5，故D错误；故选B。
6.【答案】AC
【解析】A.由动能定理，可得，故A正确；
B.小球落地时重力的瞬时功率为，故B错误；
由，可得小球落地时速度与水平方向的夹角，故C正确，D错误。
故选AC。
7.【答案】BC
【解析】A.相邻楼层的高度差为，鸡蛋落下的高度为
落地速度
所以鸡蛋的动量变化约为
故A错误；
B.由动量定理有
得
故该鸡蛋对地面平均冲击力约为 1000N ，故B正确；
C.鸡蛋在空中运动过程中，由动量定理可知，任意相等时间内动量变化等于这段时间合力的冲量都相等，故C正确；
D.鸡蛋在空中运动过程中，任意相等时间内下落的高度不相等，由动能定理可知
h不相等，故动能变化量不相等，故D错误；
故选BC。
8.【答案】BD
【解析】A.对木块运用动能定理得 ，则木块获得的动能为fs，A错误；
B.对子弹可知，子弹克服阻力做的功为 ，B正确；
C.子弹减少的动能转化为木块增加的动能和系统增加的内能，故子弹动能的减少大于木块动能的增加，C错误；
D.子弹、木块系统损失的机械能转化为系统的内能，损失的机械能为fd，D正确。
故选BD。
9.【答案】 ；288；
【解析】滴纯油酸所包含的油酸分子数量过大，不易在水面上形成单分子油膜，故A错误；
B.油酸的分子式为，它的一部分是羧基，对水有很强的亲合力；另一部分对水没有亲合力而要冒出水面。因此油酸分子会一个个地直立在水面上形成单分子油膜，故B正确；
C.本实验中，将油酸分子视为球形，并紧密排列在一起，即忽略了分子的间隙，故C正确；
D.测量油膜面积时，由于不足一格的正方形面积无法估读，所以超过半格的算一格，不足半格的舍去，故D错误。
故选BC。
该实验中每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
油酸膜的面积是
按以上实验数据估测出油酸分子的直径为。
10.【答案】误差允许范围内，质量不变的条件下，加速度与合外力成正比
【解析】本实验要求钩码质量远小于小车的质量，因此要求实验中每次所用的钩码总质量范围要小，故A正确，BC错误。故选A。
打点计时器使用的交流电源频率为 50Hz ，又相邻两个计数点间还有4个点未标出，所以每两个计数点间的时间间隔
根据匀变速直线运动的推论公式
由逐差法可得
根据图像可知，误差允许范围内，质量不变的条件下，加速度与合外力成正比。
11.【答案】小物块恰能到达圆轨道最高点 C 时，物块与轨道间无弹力，只受重力，重力提供向心力，由牛顿第二定律，则有
解得；
小物块从 B 运动到C，由机械能守恒定律有
解得
小物块在B点时，由重力和轨道支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知，小物块在B点时对轨道的压力大小为 ；
小物块从A点运动到 B 点时，小物块受到滑动摩擦力大小为
由动能定理有
解得。
【解析】本题考查竖直面内的圆周运动、机械能守恒定律以及动能定理的应用，知道竖直面内在最高点时的临界条件是解题的关键。
12.【答案】小物块和小车同时做匀加速运动，小物块运动到小车最右端时，由牛顿第二定律可知
小物块的加速度
小车的加速度
小车运动的时间，由位移公式 ，可得
由速度公式可得小物块的速度；
小物块的位移
由动能定理可得
力 F 所做的功
物块和小车因摩擦而产生的热量为。
【解析】根据牛顿第二定律求各自加速度，再由匀变速直线运动规律求时间和速度；
对小物块列动能定理可求力F做功，因摩擦而产生的热量Q等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。