2024届吉林省吉林市高三上学期一模物理试题(含答案)

这是一份2024届吉林省吉林市高三上学期一模物理试题(含答案)，共18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
1、AB两物体同时同地从静止开始运动，其运动的速度随时间的图如图所示，关于它们运动的描述正确的是( )
A.物体B在直线上做往返运动
B.物体A做加速度增大的曲线运动
C.AB两物体在0-1s运动过程中距离越来越近
D.B物体在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度大小为1:3:2
2、质量为2 kg的质点在xy平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是( )
A.质点的初速度为3 m/sB.质点所受的合外力为3 N
C.质点初速度的方向与合外力方向垂直D.2 s末质点速度大小为6 m/s
3、如图所示，倾角的斜面体静止在水平面上，一质量为m、可看成质点的光滑小球在橡皮筋拉力的作用下静止在斜面上。已知橡皮筋与斜面间的夹角也为θ，重力加速度大小为g，则斜面体对小球的支持力大小为( )
A.B.C.D.
4、如图所示，质量均为m的木块A和B，用一个劲度系数为k的竖直轻质弹簧连接，最初系统静止，重力加速度为g，现在用力F向上缓慢拉A直到B刚好要离开地面，则这一过程中弹性势能的变化量和力F做的功W分别为( )
A.B.C.D.
5、2020年7月23日，我国的“天问一号”火星探测器，搭乘着长征五号遥四运载火箭，成功从地球飞向了火星，如图所示为“天问一号”发射过程的示意图，从地球上发射之后经过地火转移轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道，经变轨调整后，进入着陆准备轨道，已知“天问一号”火星探测器在轨道半径为r的环火星圆轨道上运动时，周期为，在半长轴为a的着陆准备轨道上运动时，周期为，则下列判断正确的是( )
A.“天问一号”在环火星圆轨道和着陆准备轨道上运动时满足
B.火星的平均密度一定大于
C.“天问一号”在环火星圆轨道和着陆准备椭圆轨道上运动经过交汇点A时，前者加速度较小
D.“天问一号”在环火星圆轨道上的机械能小于其在着陆准备轨道上的机械能
6、如图所示，甲球从O点以水平速度抛出，落在水平地面上的A点；乙球从O点以水平速度抛出，落在水平地面上的B点，乙球与地面碰撞前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变，反弹后恰好也落在A点。已知两球质量均为m，乙球落在B点时速度与水平方向夹角为60°，不计碰撞时间和空气阻力，以水平地面为重力势能零势能面，则下列说法正确的是( )
A.甲球落在A点时速度与水平方向夹角为45°
B.甲乙抛出时速度之比
C.甲乙落地时速度之比为
D.甲乙抛出时机械能之比为
7、如图所示，内壁间距为L的箱子静止于水平面上，可视为质点的物块放在箱内最右端，它们的质量均为m，箱子的内壁光滑，与地面间的动摩擦因数为μ。现给箱子一水平向右的初速度，运动过程中物块与箱子的侧壁共发生2次弹性碰撞，静止时物块恰好停在箱子正中间，重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.箱子的总位移为2L
B.物块的总位移为1.5L
C.箱子的初动能为
D.第一次碰撞后瞬间物块的动能为
二、多选题
8、乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择。若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，如图所示。若在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止（设缆车保持竖直状态运行）。重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A.小物块处于失重状态
B.小物块受到的摩擦力方向平行斜面向上
C.小物块受到的静摩擦力为
D.若缆车加速度减小，则小物块受到的摩擦力和支持力都减小
9、如图所示，竖直平面内固定的四分之一圆弧轨道AP，圆弧轨道的圆心为O，OA水平，OP竖直，半径为。一质量为的小物块从圆弧顶点A开始以2m/s的速度从A到P做匀速圆周运动，重力加速度，Q为圆弧AP的一个三等分点（图中未画出），OA与OQ的夹角为30°，下列说法正确的是( )
A.在Q点时，重力的瞬时功率为
B.在A到P的过程中合力对小物块的冲量为零
C.小物块在AQ段克服摩擦力做的功等于在QP段克服摩擦力做的功
D.在P点时，小物块对圆弧轨道的压力大小为11.5N
10、如图甲所示，“水上飞人”是一种水上娱乐运动。喷水装置向下持续喷水，总质量为M的人与喷水装置，受到向上的反冲作用力腾空而起，在空中做各种运动。一段时间内，人与喷水装置在竖直方向运动的图象如图乙所示，水的反冲作用力的功率恒定，规定向上的方向为正，忽略水管对喷水装置的拉力以及空气的阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.时间内，水的反冲作用力越来越大
B.水的反冲作用力的功率为
C.时刻，图象切线的斜率为
D.时间内人与喷水装置在竖直方向的运动高度为
三、实验题
11、为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，小明按如图装置进行实验，物块放在平台卡槽内，平台绕轴转动，物块做匀速圆周运动，平台转速可以控制，光电计时器可以记录转动快慢。
（1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制_______保持不变，小明由计时器测转动的周期T，计算的表达式是_______。
（2）小明按上述实验将测算得的结果用作图法来处理数据，如图所示纵轴F为力传感器读数，横轴为，图线不过坐标原点的原因是_______，用电子天平测得物块质量为，直尺测得半径为，图线斜率大小为_______（结果保留两位有效数字）。
12、测定物体的质量有多种方法。某同学利用下面方法间接测量物体质量M，装置如图甲所示：一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物PQ相连，重物P、Q的质量均为，在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度为。
（1）某次实验中，先接通频率为50Hz的交流电源，再由静止释放系统，得到如图乙所示的纸带，则系统运动的加速度______（保留两位有效数字）；
（2）忽略各类阻力，求出物块Z质量的理论值为______kg（保留两位有效数字）；
（3）实际情况下，由于存在空气阻力及摩擦阻力，物块Z的实际质量_______（选填“>”或“<”或“=”）。
四、计算题
13、我国航天员翟志刚、王亚平、叶光富于2022年4月16日9时56分搭乘神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在离地面约6000m的高空打开主伞（降落伞），在主伞的作用下返回舱速度从80m/s降至10m/s，此后可视为匀速下降，当返回舱在距离地面1m时启动反推发动机，速度减至0后恰落到地面上。设主伞所受的空气阻力为，其中k为定值，v为速率，其余阻力不计。已知返回舱（含宇航员）总质量为3000kg，主伞的质量忽略不计，忽略返回舱质量的变化，重力加速度g取，设全过程为竖直方向的运动。求：
（1）在主伞打开后的瞬间，返回舱的加速度大小；
（2）若在反推发动机工作时主伞与返回舱之间的绳索处于松弛状态，则反推发动机在该过程中对返回舱做的功。
14、随意变线加塞，是非常不文明的驾驶习惯，也极其不安全。下图演示了甲车变线加塞的过程，甲车至少要超出乙车一个车位，才能开始并线。此时甲车若要安全并线插到乙车前方，且不影响乙车行驶，其速度v至少须比乙车快5m/s。而并道后又必须立刻减速，以避免与前车追尾。假设汽车在变线并道过程中，沿前进方向的速度可以不变，横向移动的速度可忽略。而且甲车从超出乙车一个车位，到完成并线，恰好需要1s时间。并线完成后甲车时刻以大小为的加速度匀减速刹车。甲车车身长度为，乙车与前车正常行驶时速度均为，请计算：
（1）甲车刚刚并线结束时，甲乙两车之间的最小距离为多少；
（2）乙车车头到前车车尾之间距离L至少有多大，甲车才能安全并道成功；
（3）若甲车并线时的速度恰好比乙车快5m/s，并线后由于紧张，刹车踩得太深，汽车以大小为的加速度减速，而此时乙车完全来不及反应，继续匀速运动。则两车再经多长时间后追尾。
15、为研究工厂中天车的工作原理，某研究小组设计了如下模型：如图所示，质量的小车静止在光滑水平轨道的左端，可视为质点的A、B两个弹性摆球质量，摆线长，分别挂在轨道的左端和小车上.静止时两摆线均在竖直位置，此时两摆球接触而不互相挤压，且球心处于同一水平线上.在同一竖直面内将A球拉起到摆线水平伸直后，由静止释放，在最低点处与B球相碰，重力加速度大小g取.求：
（1）A球摆到最低点与B球碰前的速度大小；
（2）相碰后B球能上升的最大高度；
（3）B球第一次摆回到最低点时对绳子拉力的大小.
参考答案
1、答案：D
解析：图，其数值代表速度大小和方向，斜率表示加速度，面积表示位移；由图可知，B先匀加速直线，再做匀减速直线，速度为正值，为单向直线运动.物体A做加速度增大的直线运动；在0-1s内，B物体在前，A物体在后，距离越来越远；由于面积表示位移，可求1s内、第2s内、第3s内的位移比为1:3:2，由，可知平均速度大小为1:3:2.综上分析，D正确.
2、答案：B
解析：AD.x方向的初速度为3m/s，y方向做匀速直线运动，其速度为4m/s，质点的初速度
为
2s末速度为
A、D错误；
B.y方向的加速度为0，x方向的加速度为
由牛顿第二定律可得
B正确；
C.由于只有x方向有加速度，所以合外力与x方向同向，而初速度与x方向不垂直，所以质点初速度的方向与合外力方向不垂直，C错误。
故选B。
3、答案：B
解析：选小球为研究对象，受力分析并合成如图
由平衡条件
由平面几何知识可得：N与夹角为30°，T与夹角也为30°，故画出的平行四边形为菱形，连接对角线便可找出直角三角形，由
得
故选B。
4、答案：D
解析：A未加力F时，受力平衡，此时弹簧压缩量为，根据平衡得
B刚好离开地面时弹簧的伸长量为，根据平衡得
A上升过程弹簧压缩量先减小，后弹簧被拉长，两次弹簧形变量相同，所以弹性势能的变化量
这一过程中物块A上升的最大高度为
根据能量守恒可知F做的功即为A物体重力势能的增加量，即
故选D。
5、答案：B
解析：A.由开普勒第三定律
故A错误；
B.假设“天问一号”在火星表面附近做圆周运动时，周期为，则火星的平均密度可表示为
由
可知
故
故B正确；
C.飞船在环火星圆轨道经过A点和着陆准备椭圆轨道经过A点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等，故C错误；
D.“天问一号”由环火星圆轨道变轨到着陆准备轨道，需要在远火点减速，故机械能减小，故D错误。
故选B。
6、答案：D
解析：AB.设OA间的竖直高度为h。由O点到A点，甲球运动时间为
乙球运动时间是甲球的3倍。设乙球由O点到B点水平位移为x，时间为t。对甲球有
对乙球有
则得
在B点，对乙球
甲球落在A点时
故甲球落在A点时速度与水平方向夹角为30°，故AB错误；
C.甲乙落地时速度
，
故甲乙落地时速度之比为
故C错误；
D.根据题意可知，运动过程机械能不变，故甲乙抛出时机械能之比为
故D正确。
故选D。
7、答案：C
解析：AB.给箱子一水平向右的初速度后箱子向右减速，因为箱子内壁光滑，所以物块相对于地面静止，当发生第一次碰撞时，箱子产生的位移为L，碰撞中动量和能量守恒且因为质量相等所以速度交换，即第一次碰撞后箱子相对于地面不动，物块向右匀速运动，产生的位移为L，后发生第二次碰撞，同理速度交换，物块不动，箱子向右减速至零，产生的位移为0.5L，最终物块停在箱子的中间，则箱子的总位移为1.5L，物块的总位移为L，故AB错误；
C.全过程由能量守恒可得
故C正确；
D.从箱子向右运动到第一次碰撞，损失的动能
所以第一次碰撞后瞬间物块的动能为
故D错误。
故选C。
8、答案：BC
解析：A.由于小物块和斜面保持相对静止，所以物块具有沿斜面向上的加速度a，所以小物块处于超重状态，故A错误；
BCD.以物块为研究对象，小物块受竖直向下的重力mg，垂直斜面向上的支持力N和沿斜面向上的静摩擦力f，根据牛顿第二定律有
可得小物块受到的静摩擦力为
若缆车加速度减小，则静摩擦力减小，但支持力
支持力不变，
故BC正确，D错误。
故选BC。
9、答案：AC
解析：A.在Q点时，重力方向与速度方向夹角为30°，则重力的瞬时功率为
故A正确；
B.在A到P的过程中小物块的速度方向不断改变，动量不断改变，所以合力对小物块的冲量不为零，故B错误；
C.小物块在AQ段重力做的功
在QP段重力做到功
可得
由小物块做匀速圆周运动和动能定理可知，小物块克服摩擦力做的功等于重力做的功，故C正确；
D.在P点时，由牛顿第二定律
得到小物块对圆弧轨道的压力大小为12N，故D错误；
故选AC。
10、答案：BCD
解析：A.设水的反冲作用力的恒定功率为P，由
可得水的反冲作用力
由图象可知时间内，人与喷水装置的速度v越来越大，则水的反冲作用力越来越小，故A错误；
B.时刻，人与喷水装置的速度达到最大值，开始匀速上升，水的反冲作用力
水的反冲作用力的恒定功率
故B正确；
C.由图象可知时刻，人与喷水装置的速度为，设水的反冲作用力为，由
可知
由牛顿第二定律
可得时刻，图象切线的斜率即人与喷水装置的加速度
故C正确；
D.由动能定理
可得
故D正确。
故选BCD。
11、答案：（1）质量和半径；（2）存在摩擦力的影响；0.75
解析：（1）由向心力公式
可知，保持质量和半径不变，探究向心力和角速度的关系
根据
可得
（2）实际表达式为
图线不过坐标原点的原因是存在摩擦力的影响。
斜率为
12、答案：（1）5.5（2）0.51（3）>
解析：（1）根据逐差法得
（2）由牛顿第二定律可知
得到
（3）由
得到
实际质量总是大于理论值，所以应选填“>”。
13、答案：（1）（2）
解析：（1）由牛顿第二定律可知
由题意
联立可得
所以加速度大小为。
（2）从离地一米到速度为0时，由动能定理可知
解得
14、答案：（1）5m（2）14m（3）1.4s
解析：（1）由题知，甲车至少比乙车快5m/s才安全，甲车刚刚并线结束时，甲、乙两车相距最小，则甲车的速度为
1s内，甲车的位移为
乙车的位移为
则并线结束时，甲、乙两车之间的最小距离为
（2）并线完成后，甲车立刻以大小为的加速度匀减速刹车，设经过时间，前车和甲车共速，则有
解得
则甲车的位移为
乙车的位移为
此时甲车前端与乙车前端相距
此时甲车前端刚好与前车后端挨着，乙车车头到前车车尾之间距离，即L至少14m。
（3）并线后，汽车以大小为的加速度减速，设再经过时间，两车追尾，则有
代入数据解得
甲车减速时间
，甲车停下之后乙车才追上
15、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）A球从水平位置摆到最低点，则
解得：
（2）A与B发生弹性碰撞，则
解得：，
B上升至最大高度过程，B、C系统水平方向动量守恒
B、C系统机械能守恒：
解得：，
（3）B从最高点又摆至最低点过程
解得：，
则B在最低点时有
解得：
由牛顿第三定律可得球对绳子的拉力为30 N。