2024届甘肃省兰州市教育局第四片区高三上学期期中联考物理试题 （解析版）

这是一份2024届甘肃省兰州市教育局第四片区高三上学期期中联考物理试题 （解析版），共17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。
一、单选题（每小题4分，共6小题，计24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1. 如图为颈椎病人设计的一个牵引装置示意图。一根轻绳绕过两个定滑轮和一个轻质动滑轮后两端各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的轻质帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验)，整个装置在同一竖直平面内。下面说法正确的是（ ）
A. 如果要增大手指所受的拉力，可以向上移动手指增大夹角θ来实现
B. 无论如何改变夹角θ，手指所受的拉力一定大于其中一个重物的重力
C. 若用此装置验证力的平行四边形定则，只需测出两个物体的重力和手指对帆布袋的拉力大小
D. 若θ=，每个重物的重力为G，保持系统静止需要手指施加大小为G的竖直向下的力
【答案】D
【解析】
【详解】对动滑轮受力分析，受重力、两个对称的拉力，拉力等于悬挂物体的重量mg，如图
则可知手指受力为
A．手指向上移动，两个拉力大小不变，夹角变大，故两拉力合力变小，故手要用较小的力，故A错误；
B．改变夹角θ，手指所受的拉力可能等于或小于重物的重力，故B错误；
C．若用此装置验证力的平行四边形定则，只需测出两个物体的重力和手指对帆布袋的拉力大小和方向，故C错误；
D．由
若θ=，每个重物的重力为G，则
方向竖直向下，故D正确。
故选D
2. 一滑块以某一初速度从斜面底端滑到顶端时,其速度恰好减为零．已知运动中滑块加速度恒定．若设斜面全长为L,滑块通过最初所需的时间为t,则滑块从斜面地段滑到顶端所用的时间为（ ）
A. B. C. 3tD. 2t
【答案】B
【解析】
【详解】采用逆向思维法，对全程有：L＝at总2，对上面的L有：L＝a(t总−t)2；两式相除得t总＝(2+)t，故B正确，ACD错误．故选B．
3. 根据机动车的运动情况，绘制如图图像，已知其在水平路面沿直线行驶，规定初速度v0的方向为正方向，运动过程中所受阻力恒定。以下说法不正确的是（ ）
A. 机动车匀加速运动
B. 机动车初速度为0
C. 机动车的加速度为8m/s2
D. 机动车在前3秒的位移是25m
【答案】ABC
【解析】
【详解】ABC．将匀变速直线运动的位移时间公式变形得
由数学知识可知，图像的斜率
k＝v0＝＝20m/s
纵轴截距
b＝﹣4m/s2＝
可得加速度为
故机动车做匀减速运动，牵引力恒定且小于阻力，故ABC错误；
D．机动车匀减速运动的总时间为
则机动车在前3秒的位移等于机动车在前2.5秒的位移，为
故D正确。
选不正确的，故选ABC。
4. 如图为汽车内常备的两种类型的“千斤顶”：甲是“菱”形，乙是“y”形，摇动手柄，使螺旋杆转动，A、B间距离发生改变，从而实现重物的升降。若物重均为G，螺旋杆保持水平，AB与BC之间的夹角都为，不计杆件自重，则甲乙两千斤顶螺旋杆的拉力大小之比为（ ）
A. 1：1B. 1：2C. 2：1D. 2：3
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意，对“y”形千斤顶B点受力分析如图，由平衡条件得
F=Gctθ

对“菱”形千斤顶C点受到压力G分解沿两臂的两个分力F1，根据对称性可知，两臂受到的压力大小相等，由
2F1sinθ=G
对“菱”形千斤顶B点受力分析如图，由平衡条件得
F′=2F1csθ
联立解得
F′=Gctθ
则甲乙两千斤顶螺旋杆的拉力大小之比为1:1。
故选A。
5. 在蹦床运动过程中，用力传感器测出弹簧床对运动员的弹力F，如图是绘制的F随时间t的变化图像，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A. 运动员的质量为40kg
B. 运动员在3.6s~4.8s内处于失重状态
C. 运动员离开蹦床上升的最大高度为3.2m
D. 运动员的最大加速度大小为50m/s2
【答案】C
【解析】
【详解】A．如图可知，运动员处于平衡位置时的弹力大小等于500N，此时的重力大小与弹力相等，则有
解得
故A错误；
B．运动员在3.6s~4.8s内，弹力先大于重力，后小于重力，即加速度方向先向上后向下，即运动员先处于超重状态后处于失重状态，故B错误；
C．运动员离开蹦床后，弹力为0，根据图像可知，运动稳定后，离开蹦床后做竖直上抛运动的时间为
8.4s-6.8s=1.6s
根据竖直上抛运动的对称性可知，离开蹦床上升到最高点的时间为0.8s，利用逆向思维有
故C正确；
D．弹力最大值为2500N，根据牛顿第二定律有
故D错误。
故选C。
6. 如图所示，带支架的平板小车沿水平面向右做直线运动，质量为m的小球A用轻质细线悬挂于支架，小车右端质量为M的物块B始终相对于小车静止。物块B与小车平板间的动摩擦因数为μ。若某段时间内观察到轻质细线与竖直方向夹角为θ，且保持不变，则在这段时间内（ ）
A. 小车一定正在做加速运动
B. 轻质细线对小球A的拉力大小为
C. 物块B所受摩擦力大小为μmg，方向水平向右
D. 小车对物块B的作用力大小为，方向为斜向左上方
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．对A受力分析，由牛顿第二定律得
解得
方向水平向左，则小车向右做减速运动，故A错误；
B．细绳的拉力为
故B错误；
C．由题意可知，A与小车相对静止，则小车与A具有相同的加速度，即小车的加速度大小为，方向水平向左，此刻物块B的加速度与小车相同，根据牛顿第二定律可知
方向水平向左，小车对物体B的作用力为
方向为斜向左上方，故C错误，D正确。
故选D。
二、多选题（每小题6分，共4小题，计24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选得0分）
7. 建筑工人为了方便将陶瓷水管由高处送到低处，设计了如图所示的简易滑轨，两根钢管互相平行斜靠、固定在墙壁上，把陶瓷水管放在上面滑下．实际操作时发现陶瓷水管滑到底端时速度过大，有可能摔坏，为了防止陶瓷水管摔坏，下列措施可行的是
A. 在陶瓷水管内放置砖块
B. 适当减少两钢管间的距离
C. 适当增加两钢管间的距离
D. 用两根更长的钢管，以减小钢管与水平面夹角
【答案】CD
【解析】
【详解】A：在陶瓷水管内放置砖块，增大了整体的质量；重力沿钢管的分力与摩擦力同比增大，加速度不变，陶瓷水管滑到到达底端时速度不变．故A项措施不可行．
BC：适当减少两钢管间的距离，陶瓷水管受到的钢管支持力的夹角减小，陶瓷水管受到钢管支持力减小，陶瓷水管受到的摩擦力减小，即适当减少两钢管间的距离可以在不改变重力分量的情况下减小摩擦力，陶瓷水管滑到到达底端时速度增大．反之，适当增加两钢管间的距离可以在不改变重力分量的情况下增大摩擦力，陶瓷水管滑到到达底端时速度减小．故B项措施不可行，C项措施可行．
D：用两根更长的钢管，以减小钢管与水平面夹角，陶瓷水管受到钢管支持力增大，陶瓷水管受到的摩擦力增大，则陶瓷水管下滑过程中重力做功不变，摩擦力做的负功增大，据动能定理可得陶瓷水管滑到到达底端时速度减小．故D项措施可行．
综上答案为CD．
8. 假设高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶。甲车在前，乙车在后，速度均为。甲、乙相距，时刻甲车遇紧急情况后，甲、乙两车的加速度随时间变化分别如图甲、乙所示，取运动方向为正方向。下列说法正确的是（ ）
A. 时两车相距最近
B. 时两车距离最近，且最近距离20m
C. 时乙车速度减为0
D. 两车距离为55m
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．由题图可知，在时甲车速度和位移

乙车的速度不变，在时的位移
由此可知，乙车并未追上甲车，此时甲车开始做匀加速运动，则两车相距最近应满足的条件是速度相等，设时间为t1，则有
代入数据解得
t1=6s
从到两车的位移为
则得时两车相距为
A错误，B正确；
C．乙车速度减到零时，则有
解得
t2=9s
C正确；
D．从到两车的位移为

则得时两车相距
D错误。
故选BC。
【点睛】
9. 如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为，以速度逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数，则下列选项中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块的速度小于传送带的速度，小木块受的摩擦力沿斜面向下，随着小木块速度的增大，当小木块的速度等于传送带的速度时，因为，小木块不可能与传送带相对静止，一定继续加速，超过传送带的速度，这时小木块所受的摩擦力沿斜面向上，而在这个过程中，小木块对斜面的压力不变，摩擦力的大小也不改变，A错误，B正确；
CD．摩擦力沿斜面向下时，由牛顿第二定律得
摩擦力沿斜面向上时，由牛顿第二定律得
则a1>a2，C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜劈的斜面上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的定滑轮1固定在c点，光滑滑轮2下悬挂物体b，系统处于静止状态。若将固定点c向左移动少许，而物体a与斜劈始终静止，则（ ）
A. 斜劈对地面的压力增大
B. 斜劈对物体a的摩擦力大小可能不变
C. 地面对斜劈的摩擦力增大
D. 若将固定点c向正下方移动少许，斜劈对物体a的摩擦力不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A．对b和滑轮整体研究，绳子两侧的拉力在竖直方向的分力的合力大小一直等于b的重力，即
因此对整体研究，在竖直方向地面对斜劈的支持力一直不变，根据牛顿第三定律得，斜劈对地面的压力不变，故A错误；
B．若物体a原来有向上滑动的趋势，则斜劈对物体a的摩擦力方向向下，若将固定点c向左移动少许，绳子和竖直方向的夹角减小，绳子上的拉力减小，则物体a有可能有向下滑动的趋势，斜劈对a的摩擦力方向沿斜面向上，但摩擦力的大小可能不变，故B正确；
C．对整体研究，水平方向斜劈受到地面的摩擦力和绳子在水平方向的分力处于平衡状态，绳子和竖直方向的夹角减小，拉力减小，绳子在水平方向的分量减小，所以地面对斜劈的摩擦力减小，故C错误；
D．若将固定点c向下移动少许，绳子和竖直方向的夹角不变，绳子上的拉力不变，斜劈对物体a的摩擦力不变，故D正确。
故选BD。
三、实验题（共2小题，其中11题6分，12题8分，共计14分。）
11. （1）某同学买了辆电动自行车，骑了一段时间后发现电动车减震弹簧的减震效果不好。该同学将减震弹簧卸下，然后把弹簧平放在桌面上，用刻度尺测出弹簧的原长L0，如图甲所示，读数为___________cm。
（2）该同学想测量减震弹簧的劲度系数。先把弹簧竖直放在水平桌面上，在上端压上一片10kg的哑铃，每增加一只哑铃均记下此时哑铃的个数和对应的弹簧的长度L，如下表所示。请你在图乙坐标图中描出，并作出F-L图线__________，并通过图线确定该弹簧劲度系数为k=___________N/m（g取10m/s2）。
【答案】 ①. 5.50 ②. ③. 20000
【解析】
【详解】（1）[1]刻度尺读数为5.50cm，厘米刻度尺一定要估读到0.01厘米；
（2）[2][3]描点作图，如图所示
图像的斜率绝对值表示劲度系数，即
故有
k=20000N/m
12. 在用图1的装置测当地的重力加速度时，进行了如下操作，完成步骤中的填空：
（1）安装器材时，将长木板的右侧适度垫高_______（选填”挂上”或”不挂”）砂桶，轻推小车，使小车恰能匀速运动；
（2）实验中打出的一条纸带如图2所示。已知打点计时器的频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个点未画出，则小车的加速度a=______m/s2保留两位有效数字）；
（3）不改变砂及砂桶质量，在小车上增减砝码改变小车的总质量M，重复步骤（2），测得多组数据描绘出图像。已知图线的斜率为k、纵截距为b，则当地的重力加速度为______。（用物理量的符号表示）
【答案】 ①. 不挂 ②. 0.64 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]为平衡摩擦力，应将长木板的右侧适度垫高，不挂砂桶，轻推小车，使小车恰能匀速运动。
（2）[2] 相邻两计数点间还有四个点未画出，相邻两计数点时间间隔为
由逐差法可得
（3）[3]根据牛顿第二定律
整理得
故
四、计算题（共3小题，其中13题9分，14题11分，15题18分共计38分。）
13. 在赣州市南河大桥扩建工程中，双向桥梁已完成了某一通车方向的建设，为保持双向车辆正常通行，临时将其改成双向车道。如图所示，引桥与桥面对接处，有两车道合并一车道的对接口，、B两车相距时，B车正以速度匀速行驶，车正以的速度借道超越同向行驶的B车，此时车司机发现前方距离车头处的并道对接口，、B两车长度均为，且不考虑车变道过程的影响。
（1）若车司机放弃超车，而立即驶入与B车相同的行驶车道，车至少以多大的加速度刹车匀减速，才能避免与B车相撞。
（2）若车司机加速超车，车的最大加速度为，请通过计算分析车能否实现安全超车。
【答案】（1）；（2）不能安全超车，详见解析
【解析】
【详解】（1）A车减速到与B车同速时，若恰未与B车相碰，则A车将不会与B车相碰，设经历的时间为t，则
A车位移
①
B车位移
②
③
由①②③式联立解得
t=s
则A车与B车不相碰，刹车时的最小加速度大小
（2）设A车加速t2时间后车尾到达B车车头，则
解得
t2=2s
在此时间内，A车向前运动了
计算可得
说明在离并道对接口16m的距离上以3m/s2的加速度加速不能实现安全超车。
14. 如图所示，质量的木块A套在水平杆上，现用轻绳将木块与小球B相连。在小球上施加一个大小为20N，方向水平向右的外力F，它将拉着小球向右做匀速直线运动。已知运动过程轻绳与水平杆间的夹角，且A、B的相对位置保持不变，取，，，求：
（1）小球B的质量m；
（2）木块A与水平杆间的动摩擦因数；
（3）若使A、B均处于图示位置，且保持静止，求拉力F的最小值及方向。
【答案】（1）；（2）；（3），F与竖直方向夹角为
【解析】
【详解】（1）对小球受力分析可知
代入数据解得
（2）对AB整体受力分析可知
代入数据解得
（3）受力分析如图所示
当拉力F与竖直方向夹角为时，F取得最小值，为
15. 如图，两个滑块A和B的质量分别为和，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为；木板的质量为，与地面间的动摩擦因数为。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为。A、B相遇时，A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求：
（1）B与木板相对静止时，木板速度；
（2）A、B开始运动时，两者之间的距离。
【答案】（1）1m/s；（2）1.9m
【解析】
【详解】（1）对B分析有

同理A的加速度
对木板分析有

B与木板相对静止时，有
解得
B与木板相对静止时，木板的速度大小为
（2）木板和物块共速时，A的速度为
则在时间内两者的相对位移大小为
B与木板相对静止后，对B与木板整体有
对A分析加速度仍为
由于AB，速度与加速度大小相等，所以当B速度减为 ，A速度大小也减为，对B与木板整体与A的运动有
代入数据解得
此时三者具有共同速度为
此过程中AB相对位移
则木板长度F（N）
100
200
300
400
L（cm）
5.00
4.50
4.00
3.80