2023-2024年湖北省黃岡市高三上學(xué)期期中考試物理試題(解析版)

2023年秋季黃岡市部分普通高中高三年級(jí)階段性教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)物理一、選擇題1.第屆亞運(yùn)會(huì)女子蝶泳決賽于月日在杭州奧體中心游泳館舉行，中國(guó)隊(duì)選手張雨霖以秒的好成績(jī)摘得桂冠。泳道長(zhǎng)為。下列說(shuō)法正確的是（）A.研究張雨霏的游泳動(dòng)作時(shí)，可將張雨霏視為質(zhì)點(diǎn)B.月日指的是時(shí)間間隔C.張雨霏決賽全程的位移大小為D.張雨霏決賽全程的平均速度大小等于零【答案】D【解析】研究張雨霏的游泳動(dòng)作時(shí)，張雨霏的形體對(duì)研究的問(wèn)題有影響，不能將張雨霏視為質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；月日指時(shí)刻，故B錯(cuò)誤；賽道為米國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)泳道，所以張雨霏全程運(yùn)動(dòng)的位移大小為，故C錯(cuò)誤；由于張雨霏全程運(yùn)動(dòng)的位移大小為，根據(jù)平均速度的定義可知，張雨霏決賽全程的平均速度大小等于零。故D正確。故選D。2.我國(guó)的空間站距地球表面高度約為，繞地球的運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期約為，已知地球半徑約為，萬(wàn)有引力常量，忽略空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（）A.空間站里的宇航員處于懸浮狀態(tài)是因?yàn)椴皇苤亓.空間站的線速度大于第一宇宙速度C.由題干已知條件能估算出地球質(zhì)量D.空間站運(yùn)行的向心加速度比地球同步衛(wèi)星的小【答案】C【解析】空間站里的宇航員處于懸浮狀態(tài)是因?yàn)樗苋f(wàn)有引力提供了做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。故A錯(cuò)誤；根據(jù)，解得，可知，環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其線速度與軌道半徑有關(guān)，軌道半徑越大，線速度越小。近地衛(wèi)星的線速度為第一宇宙速度，空間站的軌道半徑大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，所以空間站的線速度小于第一宇宙速度。故B錯(cuò)誤；根據(jù)，解得，故C正確；根據(jù)，解得，空間站的軌道半徑和同步衛(wèi)星相比，較小。所以空間站運(yùn)行的向心加速度比地球同步衛(wèi)星的大。故D錯(cuò)誤。故選C。3.長(zhǎng)時(shí)間低頭會(huì)引起頸部的疾病，將人體頭頸部簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，點(diǎn)為頭部的重心，為提供支持力的頸椎（可視為輕桿）可繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，為提供拉力的肌肉（可視為輕繩）。當(dāng)人體直立時(shí)，如圖甲，頸椎所承受的壓力大小等于頭部的重力大??；當(dāng)?shù)皖^時(shí)，如圖乙，、與豎直方向的夾角分別為、。下對(duì)說(shuō)法正確的是（）A.頸椎受到的壓力大小為 B.頸部肌肉的拉力大小為C.頸椎受到的壓力大小為 D.頸部肌肉的拉力大小為【答案】B【解析】提供拉力的肌肉與頭部相當(dāng)于構(gòu)成一個(gè)輕繩的活結(jié)模型，即繩子的拉力與所連物體的重力相等。故頸部肌肉的拉力大小為。故B正確，D錯(cuò)誤；根據(jù)平衡條件及力的矢量合成可知，頸椎受到的壓力大小為，故AC錯(cuò)誤。故選B。4.年月日，支龍舟隊(duì)齊聚遺愛(ài)湖，上演一場(chǎng)水上的“速度與激情”。假設(shè)一龍舟的某段運(yùn)動(dòng)過(guò)程可視為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程位移為。第一個(gè)內(nèi)平均速度大小為。下列說(shuō)法正確的是（）A.龍舟加速度的大小為 B.龍舟加速度的大小為C.龍舟在該過(guò)程中的末速度大小為 D.龍舟在該過(guò)程中的末速度大小為【答案】C【解析】第一個(gè)內(nèi)平均速度大小為，根據(jù)平均速度公式可知，末速度大小為，所以加速度，解得，故AB錯(cuò)誤；全過(guò)程用速度位移關(guān)系式，解得在該過(guò)程中的末速度大小為，故C正確，D錯(cuò)誤。故選C。5.如圖所示，原長(zhǎng)為的輕質(zhì)彈簧，一端固定在點(diǎn)，另一端與一質(zhì)量為的小球相連。小球套在豎直固定的光滑桿上，桿上、兩點(diǎn)與點(diǎn)的距離均為，點(diǎn)到點(diǎn)的距離為，與桿垂直?，F(xiàn)讓小球從處由靜止釋放，重力加速度為。下列說(shuō)法正確的是（）A.下滑過(guò)程中小球的機(jī)械能守恒B.小球從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中，加速度不斷減小C.小球在點(diǎn)時(shí)速度達(dá)到最大D.小球下滑到點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為【答案】B【解析】小球下滑過(guò)程中，受到彈簧彈力作用，因此小球的機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；小球從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度不斷變小，產(chǎn)生的彈力在豎直方向的分力不斷變小，因此在豎直方向上，加速度不斷減小，故B正確；小球在點(diǎn)時(shí)，所受合力為重力，有向下的加速度，因此還會(huì)加速，故C錯(cuò)誤；小球從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧的伸長(zhǎng)量沒(méi)變，因此彈性勢(shì)能不變，小球的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，根據(jù)幾何關(guān)系可得，故D錯(cuò)誤。故選B。6.如圖所示，將一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從斜面頂端點(diǎn)水平拋出，第一次速度大小為，落在點(diǎn)，小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為；第二次仍從點(diǎn)水平拋出，落在斜面底端點(diǎn)，小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，則第二次水平拋出的速度大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】根據(jù)，可得，當(dāng)速度加倍時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間加倍，則當(dāng)小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為時(shí)，則第二次水平拋出的速度大小為。故選A。7.質(zhì)量相等的、兩個(gè)物體靜置同一水平面上，分別受到水平拉力、的作用，經(jīng)過(guò)時(shí)間和，分別撤去和，兩個(gè)物體速度隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，設(shè)和對(duì)、的沖量分別為和，和對(duì)、做的功分別為和，下列結(jié)論正確的是（）A.， B.，C.， D.，【答案】B【解析】從圖象可知，兩物塊勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小之都為，根據(jù)牛頓第二定律，勻減速運(yùn)動(dòng)中有，則摩擦力大小相等，圖線與時(shí)間軸所圍成的面積表示運(yùn)動(dòng)的位移，則位移之比為；對(duì)全過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理得，，由上可知，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中和做功之比為，，根據(jù)圖象知，勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度分別為和，根據(jù)牛頓第二定律，勻加速運(yùn)動(dòng)中有，分別求得，，和的大小之比為，則，因此，B正確。故選B。8.如圖所示，兩個(gè)完全相同的小球、在不同水平面內(nèi)做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，連接小球、的輕繩與豎直方向之間的夾角相等，連接球的輕繩較長(zhǎng)。下列說(shuō)法正確的是（）A.球的角速度小于球的角速度B.球的線速度小于球的線速度C.球運(yùn)動(dòng)的周期大于球運(yùn)動(dòng)的周期D.球?qū)p繩的拉力大小等于球?qū)p繩的拉力大小【答案】B、D【解析】設(shè)小球運(yùn)動(dòng)的圓心到頂點(diǎn)的高度為，繩子與豎直方向的夾角為，根據(jù)受力分析可知，合力提供向心力，因此可得，整理后可得，，，因此可知球的角速度大于球的角速度，球的線速度小于球的線速度，球運(yùn)動(dòng)的周期小于球運(yùn)動(dòng)的周期，AC錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)受分析可知，在豎直方向，受力平衡，因此拉力大小為，兩者拉力相等，D正確。故選BD。9.一輛汽車在水平路面上以額定功率從靜止啟動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng)，其加速度和速度的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示。已知汽車的總質(zhì)量為，阻力恒定。下列說(shuō)法正確的是（）A.加速度大小隨時(shí)間均勻增大 B.汽車行駛過(guò)程中的最大速度為C.汽車所受阻力大小為 D.汽車的額定功率為【答案】B、D【解析】依題意，汽車恒定功率啟動(dòng)過(guò)程，有，又，解得，易知隨著速度的增大，加速度在一直減小，直至為零。故A錯(cuò)誤；由A選項(xiàng)分析可知，結(jié)合圖像信息，可得，，聯(lián)立，解得，，故C錯(cuò)誤；D正確；根據(jù)，解得，故B正確。故選BD。10.如圖所示，傳送帶以恒定速率沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶的傾角為。一質(zhì)量為的物塊以初速度從傳送帶的上端沖上傳送帶并沿傳送帶向下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從傳送帶的下端離開(kāi)傳送帶，其運(yùn)動(dòng)的圖像可能是（）A. B. C. D.【答案】A、B、C【解析】因?yàn)椴淮_定摩擦系數(shù)和斜面角度正切值大小關(guān)系，所以有可能，物塊一直加速，或者，物塊先減速后勻速，或者一直減速，但不可能減速到零。故選ABC二、非選擇題11.為了探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中為小車的質(zhì)量，為砂和砂桶的質(zhì)量，滑輪的質(zhì)量和摩擦均忽略不計(jì)。力傳感器可測(cè)出輕繩中的拉力大小。（1）有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的操作，以下說(shuō)法正確的是________。A.細(xì)線需要與木板平行B.砂桶的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量C.平衡摩擦力時(shí)，不需要懸掛砂桶，但小車要連接紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器D.改變砂桶的質(zhì)量后需要重新平衡摩擦力（2）某同學(xué)做該實(shí)驗(yàn)得到小車的加速度與力傳感器示數(shù)的關(guān)系如圖乙所示，則圖像不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是________。（3）若求得乙圖圖線的斜率為，則小車的質(zhì)量________（用斜率表示）?！敬鸢浮竣?AC；②.未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠；③.【解析】（1）細(xì)線需要與木板平行，以保證小車受到的合力方向不變，故A正確；砂桶的質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因?yàn)槔K中拉力是通過(guò)傳感器測(cè)量的，故B錯(cuò)誤；平衡摩擦力時(shí)，不需要懸掛砂桶，但小車要連接紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，因?yàn)橥ㄟ^(guò)紙帶來(lái)判斷小車勻速運(yùn)動(dòng)，并且需要平衡紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦力，故C正確；改變砂桶的質(zhì)量后不需要重新平衡摩擦力，因?yàn)椋|(zhì)量可以約去，故D錯(cuò)誤。故選AC。（2）根據(jù)圖像可知，拉力不為零，加速度為零，說(shuō)明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠。（3）根據(jù)，整理得，即，解得。12.甲乙兩同學(xué)用光電門和氣墊導(dǎo)軌做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們先接通氣源，然后在導(dǎo)軌上放一個(gè)裝有遮光條的滑塊，如圖甲所示。將滑塊向左彈出，使滑塊向左運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)或，直至滑塊通過(guò)光電門的時(shí)間________（填“”“”或“”）通過(guò)光電門的時(shí)間，則說(shuō)明軌道已水平。（2）軌道調(diào)平后，將滑塊、放置在圖乙所示的位置，、均靜止。給滑塊一瞬時(shí)沖量，滑塊經(jīng)過(guò)光電門后與滑塊發(fā)生碰撞且被彈回，再次經(jīng)過(guò)光電門。光電門先后記錄滑塊上遮光條的擋光時(shí)間為、，光電門記錄滑塊向左運(yùn)動(dòng)時(shí)遮光條的擋光時(shí)間為。實(shí)驗(yàn)中為確保碰撞后滑塊被反彈，則、應(yīng)滿足的關(guān)系是________（填“”“”或“”）。（3）甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案中要用天平分別測(cè)出滑塊、的質(zhì)量、含遮光條），兩遮光條寬度（很窄）。他用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度，示數(shù)如圖丙所示讀出寬度________。（4）乙同學(xué)認(rèn)為，若有關(guān)系式________成立（用字母、、、、表示），則兩滑塊碰撞過(guò)程總動(dòng)量守恒；若有關(guān)系式________成立，則兩滑塊碰撞可視為彈性碰撞。（只用字母、、表示）【答案】①.；②.；③.；④.；⑤.【解析】（1）滑塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，說(shuō)明導(dǎo)軌水平，根據(jù)可知當(dāng)滑塊通過(guò)光電門的時(shí)間等于滑塊通過(guò)光電門的時(shí)間時(shí)說(shuō)明軌道已水平；（2）滑塊向左滑動(dòng)與滑塊碰撞，且被彈回，由碰撞規(guī)律可知，實(shí)驗(yàn)中兩滑塊的質(zhì)量應(yīng)滿足；（3）由題圖丙可知，游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為，游標(biāo)尺的第個(gè)刻線與主尺的某刻線對(duì)齊，游標(biāo)尺的讀數(shù)為。（4）取向左為正方向，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證的動(dòng)量守恒表達(dá)式為，化簡(jiǎn)整理得。[5]設(shè)滑塊向左運(yùn)動(dòng)的速度為，與滑塊碰撞后返回速度為，滑塊碰撞后速度為，滑塊與滑塊碰撞的運(yùn)動(dòng)中，系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，機(jī)械能守恒，則有，，聯(lián)立解得，即。13.如圖所示，傾斜滑軌與水平面夾角為，長(zhǎng)度，水平滑軌和半圓形滑軌均光滑，的半徑為，相鄰滑軌在、處均平滑連接，質(zhì)量為的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從點(diǎn)由靜止釋放，最后恰好運(yùn)動(dòng)到半圓形滑軌的最高點(diǎn)，物塊與滑軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)。取，，。求：（1）物塊在滑軌上滑行時(shí)加速度的大??；（2）半圓形滑軌的半徑?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）物塊在傾斜滑道運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律，有，得。（2）由速度位移關(guān)系，物塊到達(dá)點(diǎn)的速度為，物塊恰好運(yùn)動(dòng)到圓弧滑軌的最高點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律有，從到的過(guò)程，由動(dòng)能定理，有，得。14.如圖所示半徑為的四分之一固定圓弧軌道與水平地面相切，為圓心。質(zhì)量為的球從圓弧軌道上與圓心等高處由靜止開(kāi)始下滑，質(zhì)量為的球（左側(cè)連有輕彈簧）以在水平地面上向右運(yùn)動(dòng)，在此后的過(guò)程中，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦，重力加速度。求：（1）球剛滑到水平地面的速度大?。唬?）從球用開(kāi)始接觸彈簧到彈簧壓縮至最短過(guò)程中，彈簧對(duì)球的沖量；（3）球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能達(dá)到的最大速度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）對(duì)球從靜止到剛滑到水平地面的過(guò)程，由動(dòng)能定理，有，求得球速度為。（2）對(duì)球和球組成的系統(tǒng)，彈簧最短時(shí)二者共速，以水平向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律，有，彈簧第一次壓縮過(guò)程中對(duì)球的沖量為，。（3）彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)球速度達(dá)到最大，設(shè)此時(shí)球速度為，由動(dòng)量守恒定律，有，由系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有，。15.如圖所示，質(zhì)量為的帶孔物塊穿在豎直固定的細(xì)桿上，不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)柔軟細(xì)繩一端連接物塊，另一端跨過(guò)輕質(zhì)定滑輪連接質(zhì)量為物塊，已知定滑輪到細(xì)桿的距離為，細(xì)繩的總長(zhǎng)度為?，F(xiàn)將系統(tǒng)從與滑輪等高的位置由靜止釋放。已知重