2023-2024年山西省呂梁市高三上學(xué)期期中物理試題(解析版)

呂梁市2023-2024學(xué)年度高三年級(jí)階段性測(cè)試物理試題一、選擇題1.年月日時(shí)分，全球首枚液氧甲烷火箭朱雀二號(hào)在我國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，火箭進(jìn)入預(yù)定軌道，實(shí)驗(yàn)任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。下列說(shuō)法正確的是（）A.火箭的速度越大，加速度越大B.火箭的速度變化越大，加速度越大C.火箭的速度變化越快，加速度越大D.火箭的加速度方向總是與速度的方向相同【答案】C【解析】火箭的速度越大，若速度變化量為零，則加速度為零，故加速度不一定越大，故A錯(cuò)誤；火箭的速度變化越大，若發(fā)生速度變化所用的時(shí)間很長(zhǎng)，加速度不一定越大，故B錯(cuò)誤；火箭的速度變化越快，即速度變化率越大，加速度越大，故C正確；根據(jù)加速度的定義，火箭的加速度方向總是與速度變化量的方向相同，故D錯(cuò)誤。故選C。2.馬扎屬于中國(guó)傳統(tǒng)手工工藝制品，腿交叉，上面繃帆布或麻繩等，可以合攏，便于攜帶。如圖所示，馬扎放在水平地面上，書(shū)包放在兩支撐腿，等長(zhǎng)的馬扎上，若，之間的夾角減小，則（）A.馬扎對(duì)地面的壓力增大，支撐腿受到的壓力增大B.馬扎對(duì)地面的壓力減小，支撐腿受到的壓力減小C.馬扎對(duì)地面的壓力不變，支撐腿受到的壓力增大D.馬扎對(duì)地面的壓力不變，支撐腿受到的壓力減小【答案】D【解析】當(dāng)書(shū)包放在馬扎上時(shí)，書(shū)包與馬扎的總重力不變，故無(wú)論馬扎兩邊支撐腿之間的角度如何變化，馬扎對(duì)地面的壓力始終等于總重力，馬扎對(duì)地面的壓力不變，故AB錯(cuò)誤；由于書(shū)包對(duì)馬扎的壓力大小不隨馬扎兩邊支撐腿之間的角度變化，根據(jù)力的分解有，可得，可知兩邊支撐腿上產(chǎn)生的力隨著夾角的減小而減小，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。3.電機(jī)與連桿結(jié)合，可以將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，工作原理可簡(jiǎn)化為如圖所示的機(jī)械裝置。連桿、可繞圖中、、三處的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，連桿在豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)可通過(guò)連桿使滑塊在水平橫桿上左右滑動(dòng)。已知桿長(zhǎng)為，繞點(diǎn)做逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，當(dāng)連桿與水平方向夾角為，桿與桿剛好垂直，此時(shí)滑塊的水平速度大小為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】此時(shí)點(diǎn)的速度大小為，方向沿圓的切線方向，即方向，故桿上各點(diǎn)的速度大小均為，此速度為滑塊的實(shí)際水平速度沿桿方向的分速度，故滑塊的水平速度大小為，故選A。4.滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)青春、時(shí)尚、綠色、陽(yáng)光的體育運(yùn)動(dòng)。如圖所示，跳臺(tái)的斜面長(zhǎng)為，點(diǎn)為斜面上一點(diǎn)，?；暹\(yùn)動(dòng)員（視為質(zhì)點(diǎn)）從斜面頂端點(diǎn)水平躍出，第一次速度為剛好落在點(diǎn)；第二次試跳中，要落在斜面底端點(diǎn)，則離開(kāi)點(diǎn)時(shí)水平速度大小應(yīng)為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】設(shè)斜面傾角為，第一次試跳中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，則，，第二次試跳中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，離開(kāi)點(diǎn)時(shí)水平速度大小為，則，，解得，，故選A。5.神舟十七號(hào)載人飛船于北京時(shí)間年月日時(shí)分成功發(fā)射。神舟飛船與空間站對(duì)接后，我國(guó)航天員將進(jìn)行一系列空間科學(xué)研究。對(duì)接后可近似認(rèn)為組合體在軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知組合體自西向東繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期約為，軌道近似在赤道正上方且距地表高度約為，忽略空氣阻力，則（）A.對(duì)接后組合體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大于B.小時(shí)內(nèi)，組合體、地球同步衛(wèi)星與地心三者共線次C.與地球同步衛(wèi)星相比，組合體運(yùn)行的向心加速度更小D.在組合體的實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)由靜止釋放一個(gè)小球，可以根據(jù)小球在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)下落高度和時(shí)間計(jì)算所在軌道處的重力加速度【答案】B【解析】為第一宇宙速度的大小，而第一宇宙速度為最大環(huán)繞速度（環(huán)繞地球表面做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大?。钚“l(fā)射速度，根據(jù)萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，，顯然，軌道半徑越大，線速度越小，組合體的軌道半徑大于地球半徑，因此對(duì)接后組合體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度小于，故A錯(cuò)誤；組合體周期，地球同步衛(wèi)星周期，設(shè)組合體經(jīng)過(guò)時(shí)間再次與地球同步衛(wèi)星和地心共線，有，得，即經(jīng)過(guò)，組合體比地球同步衛(wèi)星多圍繞地球運(yùn)動(dòng)一周，小時(shí)內(nèi)組合體比地球同步衛(wèi)星多圍繞地球運(yùn)動(dòng)周，組合體、地球同步衛(wèi)星與地心三者共線次，故B正確；根據(jù)，，與地球同步衛(wèi)星相比，組合體運(yùn)行的向心加速度更大，故C錯(cuò)誤；在組合體的實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，其任何物體所受萬(wàn)有引力都全部用來(lái)提供向心力，都處于完全失重狀態(tài)，因此小球釋放后不會(huì)下落，無(wú)法據(jù)此計(jì)算軌道處的重力加速度，故D錯(cuò)誤。故選B。6.旋轉(zhuǎn)木馬可以簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，、兩個(gè)小球分別用懸線懸于水平桿上的、兩點(diǎn)，。裝置繞豎直桿穩(wěn)定勻速旋轉(zhuǎn)后，、在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩懸線與豎直方向的夾角分別為，，則，關(guān)系滿(mǎn)足（）A. B. C. D.【答案】B【解析】設(shè)段長(zhǎng)為，段長(zhǎng)為，勻速旋轉(zhuǎn)小球到懸點(diǎn)的高度均為，由于、兩球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相同，且都滿(mǎn)足，則有，解得，故選B。7.如圖所示為一個(gè)體能訓(xùn)練裝置的簡(jiǎn)化圖，固定在水平地面上的光滑斜面傾角為，斜面上放置一個(gè)質(zhì)量為的重物，重物通過(guò)與斜面平行的輕繩繞過(guò)定滑輪與一個(gè)手梯相連，手梯懸空且懸繩足夠長(zhǎng)，質(zhì)量為。某次訓(xùn)練中，一位選手開(kāi)始時(shí)恰好靜止在手梯上（未畫(huà)出），等待片刻后選手開(kāi)始豎直向上做加速度為的勻加速度直線運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度取，所有運(yùn)動(dòng)均在同一豎直面內(nèi)進(jìn)行，則此時(shí)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】因?yàn)殚_(kāi)始時(shí)，選手恰好靜止在手梯上，設(shè)運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為，繩子拉力為，所以對(duì)運(yùn)動(dòng)員和手梯整體有，對(duì)重物有，解得，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員開(kāi)始豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)運(yùn)動(dòng)員給手梯的力大小為，運(yùn)動(dòng)員的加速度為，則對(duì)運(yùn)動(dòng)員有，設(shè)故此時(shí)對(duì)手梯和物塊有，解得，故選D。8.傾斜傳送帶廣泛應(yīng)用于礦山、港口、電廠、物流等領(lǐng)域。模型簡(jiǎn)化如圖所示，與水平面成角的傾斜傳送帶以恒定速率運(yùn)動(dòng)，皮帶始終是繃緊的，將的貨物輕放在傳送帶上的端，經(jīng)過(guò)到達(dá)傳送帶的端。用速度傳感器測(cè)得貨物與傳送帶的速度隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示，已知重力加速度，由圖可知（）A.貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為B.貨物從運(yùn)動(dòng)到過(guò)程中，傳送帶對(duì)貨物做功為C.貨物從運(yùn)動(dòng)到過(guò)程中，貨物對(duì)傳送帶做功D.貨物從運(yùn)動(dòng)到過(guò)程中，貨物與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為【答案】C【解析】根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得，貨物的加速度為，貨物的加速度為，根據(jù)動(dòng)力學(xué)公式有，，代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得，，故A錯(cuò)誤；貨物的位移為，末貨物的速度為，貨物的位移為，貨物從運(yùn)動(dòng)到過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理有，傳送帶對(duì)物塊做的功為，故B錯(cuò)誤；貨物從運(yùn)動(dòng)到過(guò)程中，皮帶運(yùn)動(dòng)的距離為，皮帶運(yùn)動(dòng)的距離為，貨物對(duì)傳送帶做功為，故C正確；貨物從運(yùn)動(dòng)到過(guò)程中，貨物與傳送帶的相對(duì)位移為，貨物與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為，故D錯(cuò)誤。故選C。9.下列各組物理量中，都是矢量的是（）A.位移、速度、加速度B.動(dòng)量、沖量、磁通量C.電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、角速度D.電流、電壓、電勢(shì)【答案】A、C【解析】矢量是既有大小也有方向的物理量，運(yùn)算法則符合平行四邊形法則，標(biāo)量是只有大小沒(méi)有方向的物理量，運(yùn)算法則符合代數(shù)運(yùn)算法則，位移、速度、加速度都是矢量，故A正確；動(dòng)量、沖量都是矢量，磁通量為標(biāo)量，故B錯(cuò)誤；電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度、角速度都是矢量，故C正確；電流、電壓、電勢(shì)都是標(biāo)量，故D錯(cuò)誤。故選AC。10.跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)起源于世紀(jì)的挪威，年跳臺(tái)滑雪被列為冬奧會(huì)項(xiàng)目。在北京冬奧會(huì)中我國(guó)首座跳臺(tái)滑雪場(chǎng)館“雪如意”驚艷亮相。跳臺(tái)由助滑道、起跳區(qū)、著陸坡、停止區(qū)組成。運(yùn)動(dòng)員從起跳區(qū)水平起跳后在空中運(yùn)動(dòng)的速度變化量、重力的瞬時(shí)功率、動(dòng)能、機(jī)械能，運(yùn)動(dòng)員在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，設(shè)起跳處為零勢(shì)能參考面，不計(jì)運(yùn)動(dòng)員空氣阻力，下列圖像中可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】B、C、D【解析】運(yùn)動(dòng)員從起跳區(qū)水平起跳后做平拋運(yùn)動(dòng)，在空中只受到重力，加速度為重力加速度，根據(jù)加速度定義式有，可知圖像為一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，故A錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員從起跳區(qū)水平起跳后在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，則有，重力的瞬時(shí)功率為，可知圖像為一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，故B正確；運(yùn)動(dòng)員從起跳區(qū)水平起跳后運(yùn)動(dòng)員的速度為，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能為，可知圖像為拋物線的一部分，頂點(diǎn)在縱軸的正半軸，故C正確；運(yùn)動(dòng)員從起跳區(qū)水平起跳后在空中只受到重力，機(jī)械能守恒，可知圖像為平行于橫軸的一條直線，故D正確。故選BCD。11.在慶祝中華人民共和國(guó)成立周年大會(huì)的閱兵式上出現(xiàn)了架直—，這是直—首次在閱兵中亮相。如圖直—武裝直升機(jī)旋翼有片槳葉，槳葉旋轉(zhuǎn)形成的圓面面積為。已知空氣密度為，重力加速度大小為。當(dāng)直升機(jī)懸?？罩袝r(shí)，槳葉旋轉(zhuǎn)推動(dòng)空氣，空氣獲得的速度為，下列說(shuō)法正確的是（）A.單位時(shí)間內(nèi)槳葉旋轉(zhuǎn)推動(dòng)空氣的質(zhì)量為B.單位時(shí)間內(nèi)槳葉旋轉(zhuǎn)推動(dòng)空氣的質(zhì)量為C.發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為D.發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為【答案】A、C【解析】設(shè)在時(shí)間內(nèi)通過(guò)面積的空氣質(zhì)量為，則，解得，A正確、B錯(cuò)誤；發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率，代入，后得，故C正確、D錯(cuò)誤。故選AC。12.如圖所示，一個(gè)光滑大圓環(huán)豎直固定，在其水平直徑左端固定有一光滑小圓環(huán)，一輕繩跨過(guò)小圓環(huán)后左端與物塊相連，右端系于大圓環(huán)上的點(diǎn)。將物塊置于靜止在粗糙水平面上的粗糙斜面體上，輕繩段與斜面平行，將懸掛有重物的光滑輕質(zhì)動(dòng)滑輪置于輕繩段上，穩(wěn)定后，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將輕繩右端從點(diǎn)沿大圓環(huán)緩慢移至下方關(guān)于直徑對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)，斜面體與物塊始終保持靜止?fàn)顟B(tài)。則在此過(guò)程中（）A.輕繩段與段間的夾角一定先增大后減小B.輕繩對(duì)處滑輪的彈力一定先增大后減小C.物塊與斜面體之間的摩擦力一定先減小后增大D.斜面體與水平面之間的摩擦力一定先增大后減小【答案】A、D【解析】設(shè)輕繩段長(zhǎng)為，、兩點(diǎn)間的水平距離為，由數(shù)學(xué)關(guān)系可得，將輕繩右端從點(diǎn)沿大圓環(huán)緩慢移至點(diǎn)過(guò)程中，不變，先增大后減小，所以先增大后減小，故A正確；輕繩中的彈力記為，分析輕質(zhì)動(dòng)滑輪處的受力情況，有，故輕繩對(duì)處滑輪的彈力的合力大小等于，故B錯(cuò)誤；分析物塊的受力情況，由于斜面傾角及動(dòng)摩擦因數(shù)未知，、的質(zhì)量大小也未知，無(wú)法明確所受的摩擦力，故在輕繩中的彈力先增大后減小的過(guò)程中，的大小變化情況存在多種可能，故C錯(cuò)誤；設(shè)斜面傾角為，斜面體與水平面之間的摩擦力為，對(duì)物塊和斜面體整體進(jìn)行受力分析，正交分解后可得，由于不變、先增大后減小，所以先增大后減小，故D正確。故選AD。二、實(shí)驗(yàn)題13.學(xué)校物理興趣小組在暗室中用如圖甲所示的裝置測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。?shí)驗(yàn)器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀。實(shí)驗(yàn)步驟如下：A.在漏斗內(nèi)盛滿(mǎn)水，旋松螺絲夾子，使水滴以一定的頻率一滴滴落下；B.用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴照亮，由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率，直到第一次看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴；C.用豎直放置的米尺測(cè)得各水滴所對(duì)應(yīng)的刻度；D.采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。（1）在步驟B中，當(dāng)看到空間有一串仿佛固定不動(dòng)的水滴時(shí)，頻閃儀的閃光頻率________（選填“大于”、“小于”或“等于”）水滴滴落的頻率。（2）若觀察到水滴“固定不動(dòng)”時(shí)頻閃儀的閃光頻率為，讀出其中幾個(gè)連續(xù)的水滴的距離關(guān)系如圖乙所示，則根據(jù)數(shù)據(jù)可測(cè)得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮_______，第個(gè)水滴此時(shí)的速度大小________。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）【答案】①.等于；②.；③.【解析】（1）當(dāng)頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率時(shí)，可看到一串仿佛固定不動(dòng)的水滴。（2）頻閃儀的閃光頻率為，則閃光周期為，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)相鄰相等時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生的位移差的關(guān)系有，解得重力加速度。[3]根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程平均速度，第個(gè)水滴此時(shí)的速度大小。14.圖甲是驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的裝置，氣墊導(dǎo)軌上安裝了、兩個(gè)光電門(mén)，兩滑塊上均固定一相同的豎直遮光條。（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度如圖乙所示，其讀數(shù)為_(kāi)_______。（2）實(shí)驗(yàn)前，接通氣源后，在導(dǎo)軌上輕放一個(gè)滑塊，給滑塊一初速度，使它從軌道左端向右運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)滑塊通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間小于通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間。為使導(dǎo)軌水平，可調(diào)節(jié)使軌道右端________（選填“升高”或“降低”）一些；（3）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前滑塊置于光電門(mén)的左側(cè)，滑塊靜置于兩光電門(mén)間的某一適當(dāng)位置。給一個(gè)向右的初速度，通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為，與碰撞后通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為，通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為。為完成該實(shí)驗(yàn)，還必需測(cè)量的物理量有________。A．滑塊的總質(zhì)量B.滑塊的總質(zhì)量C.光電門(mén)到光電門(mén)的間距D.滑塊兩次經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間（4）若在誤差允許的范圍內(nèi)滿(mǎn)足表達(dá)式________，則表明兩滑塊碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒。（5）若還滿(mǎn)足表達(dá)式________，則表明兩滑塊的碰撞為彈性碰撞?！敬鸢浮竣?；②.降低；③.AB；④.；⑤.【解析】（1）圖中游標(biāo)卡尺讀數(shù)為。（2）滑塊通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間小于通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間，說(shuō)明滑塊從光電門(mén)到光電門(mén)為減速運(yùn)動(dòng)，則右端較高，因此可調(diào)節(jié)使軌道右端降低。（3）設(shè)擋光片的寬度為，碰前的速度大小為，碰后的速度大小為，碰后的速度大小為，取向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有，整理可得，故還需要測(cè)量滑塊的總質(zhì)量和滑塊的總質(zhì)量。故選AB。（4）根據(jù)以上分析需要驗(yàn)證的表達(dá)式為。（5）若碰撞為彈性碰撞，碰撞前后動(dòng)能總和不變，有，即。三、解答題15.斜坡滑草是小朋友最喜歡的一款游戲，小明同學(xué)試圖翻越傾角為的草坡，他從草坡底部由靜止出發(fā)，以的加速度沿直線向上奔跑，當(dāng)速度達(dá)到時(shí)突然臥倒以腹部貼著滑墊，滑墊緊貼草坡滑行。假設(shè)小明同學(xué)在滑行過(guò)程中姿勢(shì)保持不變，滑墊與草坡間動(dòng)摩擦因數(shù)為，不計(jì)空氣阻力，，，。（1）求小明同學(xué)向上奔跑的距離；（2）若小明同學(xué)翻越草坡失敗，求從草坡上滑下回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）小明向上奔跑的距離。（2）小明向上滑行過(guò)程，由牛頓第二定律得，解得，小明向上滑行的距離，小明向上運(yùn)動(dòng)的總位移大小，小明向下滑行過(guò)程，由牛頓第二定律得，解得，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，可知，從草坡上滑下回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度大小。16.如圖所示，半徑為，圓心為的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，是豎直直徑，段圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為。一根長(zhǎng)為，不可伸長(zhǎng)的輕繩一端固定在點(diǎn)，另一端懸掛質(zhì)量為的小球，點(diǎn)與點(diǎn)等高。小球在最低點(diǎn)時(shí)給小球一個(gè)向左的初速度，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線被割斷，但速度保持不變，小球剛好從點(diǎn)無(wú)碰撞地進(jìn)入圓弧軌道，不計(jì)小球的大小和空氣的阻力，重