2024年吉林省吉林市高考物理一模试卷(含详细答案解析)

这是一份2024年吉林省吉林市高考物理一模试卷(含详细答案解析)，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。
1.A、B两物体同时同地从静止开始运动，其运动的速度随时间的v−t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内的平均速度大小之比为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3m/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6m/s
3.如图所示，倾角θ=30∘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. 12mgB. 33mgC. 32mgD. 34mg
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△Ep和力F做的功W分别为( )
A. m2g2k，m2g2kB. m2g2k，2m2g2kC. 0，m2g2kD. 0，2m2g2k
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T1，在半长轴为a的着陆准备轨道上运动时，周期为T2，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r2T13=a2T23
B. 火星的平均密度一定大于3πGT12
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v1抛出，落在水平地面上的A点；乙球从O点以水平速度v2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v1：v2= 3：1
C. 甲、乙落地时速度之比为v甲：v乙=3：1
D. 甲、乙抛出时机械能之比为E甲：E乙=3：1
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2LB. 物块的总位移为1.5L
C. 箱子的初动能为3μmgLD. 第一次碰撞后瞬间物块的动能为2μmgL
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
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12mg+ma
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R=2m。一质量为m=1kg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g=10m/s2，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10 3W
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v−t图像如图乙所示，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. t1∼t2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Mgv2
C. t1时刻，v−t图像切线的斜率为v2−v1v1g
D. t1−t2时间内人与喷水装置在竖直方向的运动高度为v2(t2−t1)−12g(v22−v12)
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
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ω2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ω2，图线不过坐标原点的原因是______，用电子天平测得物块质量为1.50kg，直尺测得半径为50.00cm，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P、Q相连，重物P、Q的质量均为m=200g，在重物Q的下面通过轻质桂钩悬挂待测物块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g=9.8m/s2。
(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a=______m/s2(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MZ=______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力，则物块Z的实际质量M实______M理(选填“>”或“
【解析】解：(1)相邻两个计数点之间的时间间隔为：T=0.02×2s=0.04s
根据逐差法求加速度：a=x34+x45+x56−x01−x12−x239T2=7.10+7.98+8.86−4.47−5.34−6.219×0.042×10−2m/s2=5.5m/s2；
(2)由MZg=(MZ+2m)a，得到MZ=2mag−a=2×0.2×5.59.8−5.5kg≈0.51kg
(3)由MZg−f=(MZ+2m)a，得到MZ=2ma+fg−a，实际质量总大于理论值M理，所以应该选填“>”。
故答案为：(1)5.5；(2)0.51；(3)>。
(1)利用逐差法计算加速度；
(2)把P、Q、Z看出一个系统，根据牛顿第二定律可以得到Z物体质量的理论值表达式，结合第一问的加速度值可以求出Z物体质量的理论值；
(3)若要考虑空气阻力及摩擦力，再根据牛顿第二定律可以得到Z物体质量的实际质量表达式，由于多了阻力f，对比理论值和实际值表达式可以比较它们的大小。
本题考查了探究加速度与物体质量、物体受力的关系的实验。本题利用纸带分析来计算物体质量，根据是要抓住没有阻力和有阻力情况下的系统的牛顿第二定律的表达式。
13.【答案】解：(1)对返回舱进行受力分析
在返回舱以v=10m/s匀速下降时：kv=mg
在返回舱以v′=80m/s下降时：kv′−mg=ma
解得：a=70m/s2
(2)返回舱在最后1m下降过程中，由动能定理：
mgh+W=−0−12mv2
解得：W=−180000J
答：(1)在主伞打开后的瞬间，返回舱的加速度大小为70m/s2；
(2)反推发动机在该过程中对返回舱做的功为−180000J。
【解析】(1)根据牛顿第二定律解得加速度；
(2)根据动能定理可解得反推发动机在该过程中对返回舱做的功。
本题考查牛顿第二定律与动能定理的结合，解题关键掌握返回舱的运动状态及受力进行分析。
14.【答案】解：(1)甲车并线过程，甲乙均做匀速运动，甲车相对乙车做匀速运动，并线需要时间t=1s，所以当两车的相对速度最小，所以并线结束时甲乙两车之间的距离最小
则x=(v−v0)t，解得x=5m
(2)以乙车为参考系，甲车相对乙车做加速度a=2.5m/s2、相对速度最小为5m/s，则甲乙两车之间的最小距离
Δx=(v−v0)22a，解得Δx=5m
选乙车、前车为参考系，甲车相对两车做匀减速直线运动，所以乙车车头到前车车尾之间最小距离应该等于一个甲车车身之和，并线期间甲乙之间的最小距离与并线后甲相对两车做匀减速直线运动的位移之和，
则Lmin=d+Δx+x，解得：Lmin=14m
(3)甲车从刹车到停止，行驶的距离为：x甲=(5+v0)22a=(5+10)22×12.5m=9m
所用时间为t′=5+v0a=1.2s
此过程中，乙车通过的距离为：x乙=v0t′=10×1.2m=12m