山东省潍坊市寿光现代中学2025~2026学年高三上册10月物理检测试卷(含解析)
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这是一份山东省潍坊市寿光现代中学2025~2026学年高三上册10月物理检测试卷(含解析),共23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. 如图所示,A、B为同一水平线上的两个相同的绕绳轮子,现按箭头方向以相同的速度缓慢转动A、B,使重物C缓慢上升.在此过程中绳上的拉力大小 ( )
A. 保持不变
B. 逐渐减小
C. 逐渐增大
D. 先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】试题分析:物体受三个力:重力和两个拉力,重物C缓慢竖直上升时三力平衡,合力为零,则知两个拉力的合力与重力大小相等,所以重物C所受的合外力不变;两个拉力合力一定,而两个拉力的夹角不断增大,故拉力不断增大,故选项C正确.
考点:共点力作用下物体平衡
【名师点睛】本题关键记住“将一个力分解为等大的两个分力,两个分力的夹角越大,分力越大”的结论,也可以用解析法求解出拉力表达式进行分析.
2. 如图所示分别为甲乙两物体运动的x-t图像和v-t图像,两图中过B点的倾斜直线分别与图中曲线相切于B点;关于甲、乙两物体的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 0-7s内,两物体的位移均为4m
B. 0-7s内,甲物体的平均速度为m/s,乙物体的平均速度小于2m/s
C. 7s末甲物体的速度为2m/s,乙物体的加速度为4m/s2
D. 0-12s内,甲乙两物体均未改变速度方向,且乙物体做匀加速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据x-t图像可知,甲在0-7s内位移为4m,根据v-t图像,面积表示位移可知,乙在0-7s内位移大于4m,故A错误;
B. 根据平均速度公式
可知0-7s内,甲物体的平均速度为m/s,乙物体的平均速度小于,故B正确;
C.7s末甲物体的速度为
乙物体的加速度为
故C错误;
D.0-12s内,甲乙两物体均未改变速度方向,乙的加速度先增大后减小,故D错误。
故选B。
3. 如图甲所示,一滑块置于足够长的木板上,木板放置在水平地面上。已知滑块和木板的质量均为1kg,滑块与木板间的动摩擦因数为0.3,木板与水平地面间的动摩擦因数为0.1。现在木板上施加一个的变力作用,从时刻开始计时,木板所受摩擦力的合力随时间变化的关系如图乙所示,已知。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度g取,则下列说法正确的是( )
A.
B.
C. ,滑块的位移大小为337.5m
D. 当时,长木板加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图乙可知时间内,长木板与滑块均保持静止状态,则长木板与滑块间无摩擦力,对整体,根据平衡条件可得
解得
故A错误;
B.由图乙可知时间内,长木板与滑块保持相对静止一起做加速运动,在时刻两者刚好要发生相对滑动,此时对滑块有
对长木板,根据牛顿第二定律
其中
联立解得
,
故B错误;
D.由图乙可得,在内,有
对长木板,根据牛顿第二定律
整理可得
()
当时,长木板的加速度大小为
故D正确;
C.由图乙可知在内,滑块与长木板保持相对静止一起做加速运动,则滑块的加速度与长木板的加速度相同,即为
画出对应的图像如图所示
根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量,且时,滑块的速度为0,可知时刻滑块的速度为
滑块在内做加速度逐渐增大的加速运动,画出对应的图像如图所示
根据图像与横轴围成的面积表示位移,可知,滑块的位移满足
故C错误。
故选D。
4. 如图所示,一根轻质弹簧上端是固定的,下端挂一平盘,盘中有一物体,平盘与物体的总质量为m,当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了l,现用力向上托举盘使弹簧缩短∆l后停止,然后松手。设弹簧总处在弹性限度以内,则刚松手时盘与物体的加速度为( )
A. B. C. 0D. g
【答案】A
【解析】
【详解】当盘静止时,由胡克定律得
设使弹簧再缩短时,手的托力大小为F,由胡克定律得
联立可得
刚松手瞬间弹簧的弹力没有变化,则以盘和物体整体为研究对象,所受合力大小等于F,方向竖直向下,设刚松手时,加速度大小为a,根据牛顿第二定律得
所以
故选A。
5. 如图所示,一根质量为m、长为L粗细均匀的绳子放在水平面上,绳子与水平面间的动摩擦因数为μ,在绳子的右端加一水平恒力F,使绳子向右做匀加速直线运动,则距左端x处的绳子上张力大小为( )
A. FB. C. F-μmgD.
【答案】B
【解析】
【详解】对整条绳子由牛顿第二定律得
设距左端x处的绳子张力为,根据牛顿第二定律得
联立解得
故B正确,ACD错误
故选B。
6. 如图所示,某海洋乐园里正在进行海豚戏球表演,驯兽师由静止释放球的同时,海豚沿正对着球的方向跃出水面,设海豚出水后姿势保持不变,不计空气阻力海豚在落水前( )
A. 相同时间内速度方向变化的角度相同B. 相对球做匀速直线运动
C. 一定能顶到球D. 增大出水时的仰角能顶到球
【答案】B
【解析】
【详解】A.相同时间内速度的变化量相等,但对应时间的初速度的大小和方向不同,故速度方向变化的角度不同,A错误;
B.海豚和小球都仅受重力作用,加速度相同,故海豚在落水前相对球做匀速直线运动,B正确;
C.设海豚跃出水面距离驯兽师正下方的水平位移为x,小球释放的高度为h,海豚跃出水面的速度方向与水平面的夹角为,故海豚能顶到球满足的关系为
当海豚在落水前所经历的时间为
故当海豚落水时恰好顶到求,则有
解得
故当时,海豚不能顶到球,C错误;
D.增大出水时的仰角,即,则
故不能顶到球,D错误。
故选B。
7. 如图,一根细线下端拴一个金属小球,细线穿过桌面上的光滑小孔,上端与放在水平桌面上的金属块连接,小球在水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)。现使小球上升到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动,两次金属块都静止在同一点。均可视为质点,则小球升高后,下列说法正确的是( )
A. 受到桌面的作用力不变B. 小球运动的角速度变小
C. 小球运动的线速度变大D. 小球运动的向心加速度变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.设细线与竖直方向夹角为,细线拉力大小为T,细线长为L,P球做匀速圆周运动时,有
小球上升后,增大,可知T增大。金属块Q保持在桌面上静止,根据平衡条件得知,在竖直方向上,Q受到桌面的支持力等于其重力,保持不变;水平方向上,Q受到桌面的摩擦力等于细线的拉力,增大;所以Q受到桌面的作用力变大,故A错误;
B.水平面上小球做圆周运动,有
解得角速度
增大,减小,角速度增大,故B错误;
C.小球做圆周运动,有
解得线速度
增大,增大,线速度增大,故C正确;
D.小球做圆周运动,有
增大,增大,向心加速度增大,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,长度为L、与水平面夹角为的倾斜传送带以恒定速率顺时针转动。将质量均为m的物块P、Q(均可视为质点)分别无初速度放在传送带最底端的M点,物块P的位移为L时恰好与传送带共速,物块Q的位移为时与传送带共速。物块P、Q与传送带之间的动摩擦因数分别为、,则、与满足的关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】物块的加速度
与传送带共速时满足
可知
即
解得,故选D。
二、多选题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目对但不全的得2分,有选错的得0分。)
9. 如图甲所示,两卫星Ⅰ、Ⅱ环绕木星在同一平面内做圆周运动,绕行方向相反,当卫星Ⅰ、Ⅱ间相距最远时开始计时,它们之间的距离随时间变化的关系图像如图乙所示,已知卫星Ⅰ的周期为T,轨道半径为R,下列说法正确的是( )
A. 卫星Ⅰ、Ⅱ间的最近距离为2RB. 卫星Ⅰ、Ⅱ间的最远距离为5R
C. 卫星Ⅰ、Ⅱ的轨道半径之比为D. 卫星Ⅰ、Ⅱ的线速度大小之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.根据题图乙可知,卫星Ⅰ、Ⅱ间的距离呈周期性变化,根据两卫星从相距最远到相距最近有
其中,
解得
根据开普勒第三定律有
其中
解得,,
则卫星Ⅰ、Ⅱ间的最近距离为3R,最远距离为5R,故A错误,B正确;
C.根据上述分析可知,卫星Ⅰ、Ⅱ的轨道半径之比为,故C错误;
D.根据万有引力提供向心力有
解得
可知卫星Ⅰ、Ⅱ的线速度大小之比为,故D正确。
故选BD。
10. 如图,光滑地面上,有一质量为的木箱停在水平路面上,木箱高,一质量的小物块置于的上表面,它距后端A点的距离为,已知与之间的动摩擦因数为。现对木箱施一水平向右的大小恒为的作用力,木箱开始运动,最后小物块会离开后落至水平地面,运动中小物块可视为质点。下列说法正确的是( )
A. 小物块离开木箱时,小物块的速度为
B. 小物块离开木箱时,木箱的速度为
C. 小物块落地时,小物块与木箱之间的距离为
D. 小物块从开始运动到落地时,木箱运动的位移为
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB.小物块与木箱间的摩擦力
Ff=µmg=0.2×5×10N=10N
由牛顿第二定律可得物块的加速度为
木箱的加速度为
由位移时间公式可有
解得时间为
t=2s
小物块离开木箱时,小物块的速度为
vm=amt=2×2 m/s =4m/s
木箱的速度为
vM=aMt=3×2 m/s=6 m/s
AB正确;
C.小物块离开木箱后做平抛运动,落地时间为
小物块离开木箱后,木箱的加速度为
小物块落地时与木箱之间的距离为
C错误;
D.小物块从开始运动到落地时,木箱运动的位移为
D正确。
故选ABD。
11. 质量为M的木楔倾角θ为37°,在水平面上保持静止。当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时,它正好匀速下滑。如图所示,当用与木楔斜面成α角的力F拉木块,木块匀速上升(已知木楔在整个过程中始终静止)。可取sin37°=0.6。已知重力加速度为g,下列说法正确的有( )
A. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.75
B. 当α=37°时F有最小值
C. 当α=30°时F有最小值
D. F的最小值为0.96mg
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.物块匀速下滑时,有
解得
A正确;
BCD.物块匀速上升时,有
整理得
可知,当时F有最小值,最小值为
BD正确,C错误。
故选ABD。
12. 如图所示,质量分别为3m和m的1、2两物块叠放在水平桌面上,物块2与桌面间的动摩擦因数为μ,物块1与物块2间的摩擦因数为2μ.物块1和物块2的加速度大小分别用a1、a2表示,物块1与物块2间的摩擦力大小用f1表示 ,物块2与桌面间的摩擦力大小用f2表示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当水平力F作用在物块1上,下列反映a和f变化的图线正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
【解析】
【详解】1与2间的最大静摩擦力
f12=2μ•3mg=6μmg,
2与地面间的最大静摩擦力
f2=μ•4mg=4μmg,
当拉力F<4μmg时,1、2两物块静止不动,摩擦力随F的增大而增大,当1、2没有发生相对滑动时,2与地面间的摩擦力为滑动摩擦力,故大小不变,对2分析可知,
f12-4μmg=ma,
解得
f12=4μmg+ma
逐渐增大,当1与2刚好发生相对滑动时,2与地面间的摩擦力为滑动摩擦力,故大小不变,物体2产生的最大加速度
a2==2μg,
对1根据牛顿第二定律此时的拉力为F,则
F-f12=3ma2,
解得
F=12μmg,
拉力继续增大,此后2做匀加速运动,1做加速度增大的加速度运动,故AC正确,BD错误;故选AC.
三、实验题(共14分)
13. 某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时,将橡皮筋改为劲度系数为400N/m的轻质弹簧AA',将弹簧的一端A'固定在竖直墙面上。不可伸长的细线OA、OB、OC,分别固定在弹簧的A端和弹簧秤甲、乙的挂钩上,其中O为OA、OB、OC三段细线的结点,如图1所示。在实验过程中,保持弹簧AA'伸长1.00cm不变。(弹簧均在弹性限度内)
(1)若OA、OC间夹角为90°,弹簧秤乙的读数如图2所示,则弹簧秤甲的读数是________N。
(2)在(1)问中若保持OA与OB的夹角不变,逐渐增大OC与OA的夹角,则弹簧秤甲的读数大小将________,弹簧秤乙的读数大小将________。(填“变大”、“变小”、“先变小后变大”)
【答案】 ①. 5.00 ②. 变小 ③. 先变小后变大
【解析】
【详解】(1)[1]弹簧秤乙的最小分度为0.1N,应估读到0.01N,读数是3.00N,根据胡克定律可得,弹簧AA′的拉力大小为
OA、OC间夹角为,由三力平衡原理可知,弹簧秤甲的读数等于弹簧AA′的拉力与弹簧秤乙的拉力的矢量和,即
(2)[2][3]若保持OA与OB的夹角不变,逐渐增大OC与OA的夹角,甲、乙两弹簧秤弹力的合力不变,如图所示,则可知弹簧秤甲的读数大小将变小,弹簧秤乙的读数大小将先变小后变大。
14. 某同学准备用自由落体测量当地重力加速度。已知打点计时器所接电源频率为50Hz。
(1)实验室中有如图甲所示的器材,在该实验中需要使用到的器材有_____________(填器材前的字母)。
(2)实验中得到一条打点清晰的纸带,a、b、c是纸带上连续打出的三个点,用毫米刻度尺测量这三个点的距离如图乙所示,打b点时,纸带的速度大小为_____________m/s。(结果保留三位有效数字)
(3)关于这个实验,下列说法正确的是( )
A. 实验过程中,应该先释放纸带,再接通电源
B. 若某纸带上打出的前面几个点比较模糊,则必须弃用该纸带
C. 利用这种方法也可以验证机械能守恒定律
D. 若测得的重力加速度比当地真实值大,则其原因可能是交流电的频率大于50Hz
【答案】(1)AC (2)1.38 (3)C
【解析】
【小问1详解】
[1]重锤从高处由静止开始下落,打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点,在该实验中需要使用到的器材有AC。
【小问2详解】
[1]相邻两个计数点间时间间隔
T=0.02s
打b点时,纸带的速度大小为
【小问3详解】
[1]A.实验过程中,应该先接通电源,再释放纸带,故A错误;
B.若某纸带上打出的前面几个点比较模糊,可舍去,在后面取一段较为清晰的点同样可以验证,故B错误;
C.利用这种方法可以得出某点的速度,用刻度尺测距离,所以利用这种方法也可以验证机械能守恒定律,故C正确;
D.加速度
因实际频率大于50Hz,而计算时代入的仍是50Hz,所以会造成比真实值偏小,故D错误。
故选C。
四、计算题(共46分)
15. 依据运动员某次练习时推动冰壶滑行的过程建立如图所示模型:冰壶的质量,当运动员推力F为5N,方向与水平方向夹角为时,冰壶可在推力作用下沿着水平冰面做匀速直线运动,一段时间后松手将冰壶投出,重力加速度g取10m/s2,,,求:
(1)冰壶与地面间的动摩擦因数μ;
(2)若冰壶投出后在冰面上滑行的最远距离是,则冰壶离开手时的速度为多少?
【答案】(1)μ=0.02;(2)4m/s
【解析】
【详解】(1)以冰壶为研究对象,由共点力作用下物体的平衡条件:在水平方向有
Fcsθ=μN
在竖直方向有
Fsinθ+mg=N
解得
μ=0.02
(2)由匀变速直线运动的位移速度加速度关系式得
由牛顿运动定律得
μmg=ma
代入数据后联立解得
v0=4m/s
16. 我国自主研制的新一代航空母舰正在建造中。设航母中舰载飞机获得的升力大小可用表示,其中为比例常数;是飞机在平直跑道上的滑行速度,与飞机所受重力相等时的称为飞机的起飞离地速度,已知舰载飞机空载质量为时,起飞离地速度为,装载弹药后质量为。
(1)求飞机装载弹药后的起飞离地速度;
(2)若该航母有电磁弹射装置,飞机装载弹药后,从静止开始在水平甲板上匀加速滑行后起飞,求飞机在滑行过程中所用的时间和飞机所获得的平均推力大小(不计所有阻力)。
【答案】(1);(2)3.75s;
【解析】
【详解】(1)由起飞条件知
联立可解得装载弹药后的起飞离地速度为
(2)由匀变速直线运动规律可得
解之,可得飞机在滑行过程中所用的时间为
由匀变速直线运动速度公式可得
依据牛顿第二定律可知平均推力为
17. 在竖直墙壁的左侧水平地面上,放置一个边长为a、质量为M的正方体ABCD,在墙 壁和正方体之间放置一半径为 R、质量为m的光滑球,正方体和球均保持静止,如图所 示。球的球心为 O,OB与竖直方向的夹角为,正方体的边长a>R,正方体与水平地面的动摩擦因数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2
(1)正方体和墙壁对球的支持力N1、N2分别是多大?
(2)若,保持球的半径不变,只增大球的质量,为了不让正方体出现滑动,则球质量的最大值为多少?(tan=1)。
【答案】(1)(2)
【解析】
【详解】(1)对球受力情况如图所示,根据平衡条件知
解得
(2)对整体受力分析如图
则有
三式联立得
解得
18. 如图所示,质量M=2kg的滑板P足够长,在光滑水平地面上以速度向右运动。t=0时刻,在P最右端位置轻轻地放一质量m=1kg的小物块Q(可看作质点),同时给Q施加一个水平向右的恒力F=8N。已知P与Q间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)运动过程中,P的最小速度是多少?
(2)从t=0开始,经过多长时间,Q刚好要从P的右端掉下?
【答案】(1)6m/s;(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)设P的加速度大小为a1,对P由牛顿第二定律可得
μmg=Ma1
解得
a1=2m/s2
方向向左
设Q加速度大小为a2,对Q由牛顿第二定律可得
F+umg=ma2
解得
a2=12m/s2
方向向右,P做减速运动
Q做加速运动
P、Q达到共同速度时
解得
t=0.5sv1=6m/s
(2)从开始计时到达到共同速度,P位移大小为x1
Q的位移大小为x2
Q相对P向左运动的距离为d,则
P、Q达到共同速度之后无法相对静止,各自做变速运动。设Q的加速度大小为a3,对Q由牛顿第二定律可得
F-mg=ma3
解得
a3=4m/s2
方向向右,Q相对P向右运动,当相对位移大小为d时,Q刚好要从P的右端掉下
解得
所以
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