河北省衡水市2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期9月第二次調(diào)研考試物理試題 含解析

2024~2025學(xué)年高三年級學(xué)科素養(yǎng)檢測（二調(diào)）物理（時間75分鐘，滿分100分）注意事項：1．答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、班級和考號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）1.某校物理文化節(jié)上有同學(xué)重復(fù)了伽利略研究落體運(yùn)動的實驗。他用氣墊導(dǎo)軌代替斜面“沖淡重力”，通過光電門測量滑塊從靜止開始下滑位移和運(yùn)動時間，改變重復(fù)實驗，并作出圖像。如圖是不同斜面傾角下的兩組數(shù)據(jù)圖像，下列說法正確的是（）A.圖像為直線表示滑塊位置隨時間均勻變化B.圖像為直線表示滑塊的加速度隨時間均勻變化C.圖像對應(yīng)斜面傾角大D.圖像斜率的最大值為【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)公式，可知與成線性關(guān)系，所以滑塊位置不隨時間均勻變化，故A錯誤；B．根據(jù)公式，可知圖像的斜率表示，為恒定，即加速度大小不變，故B錯誤；C．圖中b的斜率更大，表示更大，即加速度更大，故斜面傾角更大，故C正確；D．當(dāng)斜面的傾角為時，加速度最大為g，則圖像斜率最大為，故D錯誤。故選C。2.2024年6月25日嫦娥六號返回器攜帶來自月背的月球樣品安全著陸，已知返回器在北京時間14時03分在距地球的位置打開降落傘，14時07分著陸，著陸時的瞬時速度為，已知嫦娥六號返回器的總質(zhì)量約為，假設(shè)重力和空氣阻力的合力為恒力、不考慮其它因素影響，關(guān)于返回器開傘時的速度約值下列正確的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】設(shè)返回器開傘時的速度為，由題知，減速至13m/s的時間為t=240s，位移為h=10km，根據(jù)速度位移公式有代入數(shù)據(jù)有解得故選A。3.如圖，嫦娥六號發(fā)射階段的部分時間節(jié)點。已知整流罩分離時火箭已經(jīng)沖出地球大氣層，滑行階段火箭可近似看作繞地球的圓周運(yùn)動，地球自轉(zhuǎn)不能忽略，下列說法正確的是（）A.點火前地面對火箭支持力等于火箭受到地球的吸引力B.一級火箭分離后到再入大氣層前，一級火箭運(yùn)動軌跡為橢圓C.滑行階段火箭速度大于D.滑行階段火箭機(jī)械能不斷增大【答案】B【解析】【詳解】A．點火前，火箭處于靜止?fàn)顟B(tài)，受重力和支持力作用，且互相平衡，故在點火前地面對火箭的支持力等于火箭受到重力，而重力是地球的吸引力的一個分力，且比吸引力更小，故點火前地面對火箭的支持力小于火箭受到地球的吸引力，故A錯誤；B．一級火箭在分離瞬間，速度不再增加，則由于提供向心力大于所需要的向心力，做近心運(yùn)動，所以其運(yùn)動軌跡為橢圓，直至進(jìn)入大氣層，故B正確；C．由題知，滑行階段火箭可近似看作繞地球的圓周運(yùn)動，故滑行階段火箭速度小于，故C錯誤；D．滑行階段火箭可近似看作繞地球的圓周運(yùn)動，滑行階段火箭機(jī)械能不變，故D錯誤。故選B。4.如圖，質(zhì)量為光滑圓柱體被一根柔軟的輕繩懸掛，兩懸點間距等于圓柱體直徑，重力加速度為，繩中點處張力大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】對繩中點處受力分析，等效受力圖如圖所示，設(shè)輕繩中點處的張力為，由力的平衡條件可得可知繩中點處張力大小為。故選B。5.如圖、物塊從A點水平拋出，恰好在點無碰撞進(jìn)入傾斜傳送帶，已知傳送帶沿順時針勻速傳動，由A到的運(yùn)動時間，水平距離為，從拋出到剛進(jìn)入傳送帶一段時間內(nèi)關(guān)于物塊水平速度和時間、豎直速度和時間、動能和水平位移、機(jī)械能和水平位移的圖像一定錯誤的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】A．物塊從A點到點做平拋運(yùn)動，水平方向是勻速直線運(yùn)動，物塊從A點水平拋出，恰好在點無碰撞進(jìn)入傾斜傳送帶，可知物塊在B點的速度與傳送帶速度相同，則有物塊在傳送帶上水平速度不變，A正確，不符合題意；B．物塊在傳送帶上由于重力作用，若物塊受摩擦力方向沿傳送帶向下，則物塊速度會繼續(xù)增大，且有可能加速度大于重力加速度，B正確，不符合題意；C．物塊從A到B，設(shè)物塊位移與水平方向夾角為α，由動能定理可得可得C錯誤，符合題意；D．物塊從A到B，機(jī)械能守恒，在傳送帶上可能由于有摩擦力對物塊做負(fù)功，物塊的機(jī)械能隨位移減小，D正確，不符合題意。故選C。6.如圖，離地高度為的激光燈正以大小為的角速度在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，當(dāng)光束轉(zhuǎn)到圖示位置時，光束與豎直方向夾角為，此時光束打在地面上的光點的移動速度大小為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】當(dāng)光束轉(zhuǎn)到與豎直方向夾角為θ時，在地面上的光點轉(zhuǎn)動的線速度為設(shè)地面上光點的移動速度為，則有解得光束打在地面上的光點的移動速度大小故選B。7.如圖，在傾角為θ=37°的固定斜面上，放置著一個足夠長的木板C，C上放置著小物塊B，小物塊B通過輕繩跨過定滑輪與物塊A連接，A距地面的高度為2米，已知C與斜面間的動摩擦因數(shù)0.8，B和C間的動摩擦因數(shù)0.5、物體A、B、C的質(zhì)量分別為2kg、1kg、0.5kg，初態(tài)時用手托住A處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將手拿掉，A下落，A落地后速度立刻減為0，經(jīng)過足夠長的時間后，整個系統(tǒng)的機(jī)械能損失量是（）A. B.28J C.40J D.12J【答案】B【解析】【詳解】由題意可知，C與斜面間、B和C間的最大靜摩擦力分別為輕繩對B的拉力和物塊B、C的重力沿斜面向下的分力分別為對于物塊C，若B下滑則滿足或若B上滑時滿足所以無論B上滑或者下滑時物塊C全過程中保持靜止。對于物塊B，由于所以物塊B剛開始沿斜面向上做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)物塊A落地后，物塊B將沿斜面向上做勻減速直線運(yùn)動直到速度減為0后，由于所以物塊B將沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動，直到被輕繩拉住，最終B被輕繩拉著停在斜面上。整個過程中，A、B兩物塊初末速度均為0，即全過程中動能沒有改變，則整個系統(tǒng)損失的機(jī)械能為A物塊減少的重力勢能與B物塊增加的重力勢能之和，則故選B。二、多項選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）8.2024年2月29日，國家統(tǒng)計局發(fā)布《中華人民共和國2023年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》，2023年末全國民用汽車保有量33618萬輛（包括三輪汽車和低速貨車706萬輛），其中私人汽車保有量29427萬輛，增加1553萬輛。城市交通擁堵，停車更是難題。如圖是地上立體停車場，通道主體是螺旋結(jié)構(gòu)，在汽車沿著螺旋車道向下勻速駛出停車場的過程中，下列說法正確的是（）A.車內(nèi)懸掛飾品的吊繩處于豎直狀態(tài)B.汽車受到地面總的摩擦力方向可能沿傾斜地面向上且偏向彎道內(nèi)C.汽車受到地面總的摩擦力大小與汽車行駛速率平方成正比D.以相同的速率行駛，內(nèi)側(cè)車道的加速度更大【答案】BD【解析】【詳解】A．在汽車沿著螺旋車道向下勻速駛出停車場的過程中，汽車做的是圓周運(yùn)動，因此車內(nèi)懸掛飾品也隨車一起做圓周運(yùn)動，飾品需要向心力，因此飾品受力不平衡，吊繩應(yīng)處于偏離豎直方向一定的角度，A錯誤；B．螺旋彎道圓心處較低，可由汽車重力與斜面的支持力的合力提供向心力，若汽車速度較大時，汽車重力與斜面的支持力的合力不滿足提供向心力，則又有摩擦力提供，汽車又向下勻速駛出停車場，因此汽車受到地面總的摩擦力方向可能沿傾斜地面向上且偏向彎道內(nèi)，B正確；C．若地面水平，只有摩擦力提供向心力時，由牛頓第二定律可得則有汽車受到地面總的摩擦力大小與汽車行駛速率平方成正比，由于地面傾斜，汽車重力與傾斜地面的支持力的合力也提供向心力，C錯誤；D．由向心加速度公式可知，以相同的速率行駛，內(nèi)側(cè)車道的圓周半徑小，因此加速度更大，D正確。故選BD。9.如圖，光滑水平地面上放置一質(zhì)量為的凹槽，凹槽上表面為半圓形，圓弧兩端與圓心等高，將一質(zhì)量為的光滑小球A自點上方高度處靜止釋放，小球A自點運(yùn)動到點過程中，小球A對凹槽做功為，現(xiàn)將質(zhì)量也為的粗糙小球B仍自點上方處靜止釋放，小球B自點運(yùn)動到點過程中，小球B對凹槽做功為，小球B自點離開凹槽后上升高度為。下列說法正確的是（）A.B.C.小球A自釋放后第二次與凹槽相對靜止時，凹槽恰好回到初始位置D.小球B自釋放后第二次與凹槽相對靜止時，凹槽恰好回到初始位置【答案】ABC【解析】【詳解】A．由題意可知，小球是光滑的，小球B是粗糙的，因此小球B與凹槽相互作用時會有機(jī)械能損失，由能量守恒定律可知，小球B從C到D過程中，會有損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為凹槽的機(jī)械能，則有凹槽獲得的機(jī)械能比A球作用時大，因此小球?qū)Π疾圩龉σ∮谛∏駼對凹槽做功，即，A正確；B．小球B與凹槽組成的系統(tǒng)在水平方向受合力是零，則在水平方向系統(tǒng)的動量守恒，由動量守恒定律可得可知小球從D拋出時，凹槽水平速度是零，對A球，與凹槽相互作用中沒有機(jī)械能損失，機(jī)械能守恒，對B球由動能定律可得是小球克服摩擦力做功，解得可知小球B第一次在凹槽中運(yùn)動損失的機(jī)械能是，由解析可知，A球和B球在凹槽中運(yùn)動時，對凹槽做的功是相等的，即，B正確；C．由于小球A光滑，與凹槽相互作用時沒有機(jī)械能損失，當(dāng)小球自釋放后第二次與凹槽相對靜止時，由動量守恒和機(jī)械能守恒，可知凹槽水平方向的加速度與第一次水平方向的加速度大小相等，因此凹槽恰好回到初始位置，C正確；D．小球B粗糙，在凹槽中運(yùn)動時，由于摩擦力的作用，速度逐漸減小，小球B第二次從D到C的運(yùn)動中，速度小于第一次在凹槽中運(yùn)動速度，因此小球做圓周運(yùn)動的向心力減小，則有凹槽對小球B的彈力逐漸減小，則小球B受到凹槽的摩擦力逐漸減小，由牛頓第三定律可知，小球B對凹槽水平分力小于第一次水平分力，由牛頓第二定律可知，凹槽的加速度小于第一次的加速度，因此當(dāng)小球B自釋放后第二次與凹槽相對靜止時，凹槽不能回到初始位置，D錯誤。故選ABC。10.如圖，有n個相同的物塊緊密排列放在光滑水平面上，每個物塊質(zhì)量為m，一質(zhì)量為m0的子彈（可以看成質(zhì)點）以某一初速度從左端水平射入物塊中，剛好能穿過一個物塊。設(shè)物塊給子彈的阻力大小不變。忽略空氣阻力的影響，下列說法正確的是（）A.子彈和物塊動量守恒，機(jī)械能守恒B.若只增加物塊個數(shù)，子彈可能穿過更多的物塊C.若只增加物塊個數(shù)，子彈能穿過的物塊個數(shù)減少D.若只改變物塊個數(shù)，子彈能穿過的物塊個數(shù)不超過【答案】BD【解析】【詳解】A．子彈射入物塊過程中，摩擦阻力做負(fù)功，子彈和物塊組成的系統(tǒng)損失的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機(jī)械能不守恒，故A錯誤；BC．由于物塊給子彈的阻力大小不變，所以子彈每穿過一個物塊產(chǎn)生的熱量相同且為定值，設(shè)為Q，設(shè)子彈射入物塊后，與物塊相對靜止時損失的機(jī)械能為E損，由動量守恒和能量守恒得解得故子彈能穿過物塊的個數(shù)為若只增加物塊個數(shù)n，則E損將增大，且Q不變，所以子彈能穿過物塊的個數(shù)k將增大，故B正確，C錯誤；D．若只改變物塊個數(shù)，子彈能穿過的物塊個數(shù)最大值為所以子彈能穿過的物塊個數(shù)不超過，故D正確。故選BD。三、非選擇題（本題共5小題，共54分，考生根據(jù)要求作答）11.如圖，某實驗小組利用氣墊導(dǎo)軌驗證機(jī)械能守恒定律，已知遮光條寬度為，兩光電門之間的距離為，重力加速度為，接通氣源之后，釋放滑塊與金屬槽碼，測得遮光條通過兩光電門的時間分別為和。（1）為完成實驗，還需測量的量有：_________。A.槽碼質(zhì)量和滑塊質(zhì)量B.導(dǎo)軌傾角C.導(dǎo)軌長度（2）遮光條通過光電門1時的速度________。（用題中字母表示）（3）若等式________成立，則可驗證機(jī)械能守恒定律。（用題干及第1問中的所選物理量的字母表示）（4）為了提高實驗精度，以下操作可取的是________。A.換用更寬的遮光條B.從更高的位置釋放滑塊C.把金屬槽碼換成橡膠槽碼【答案】（1）AB（2）（3）（4）B【解析】【小問1詳解】將滑塊與金屬槽碼看成一個系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律，可知滑塊和金屬槽碼減少的重力勢能等于滑塊與金屬槽碼增加的動能，故需要槽碼質(zhì)量和滑塊質(zhì)量；由于軌道是傾斜的，為了測得滑塊下落的高度，故需要測量導(dǎo)軌傾角。故選AB?！拘?詳解】遮光條通過光電門1時的速度為【小問3詳解】若根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律有【小問4詳解】A．要使瞬時速度的測量值更加接近于真實值，可知需經(jīng)過的時間較短，故需選擇較短的遮光條，故A錯誤；B．從更高的位置釋放滑塊，通過兩個光電門的時間更短，則瞬時速度的測量值更加接近于真實值，故B正確；C．若把金屬槽碼換成橡膠槽碼，會增加阻力，影響實驗結(jié)果，故C錯誤。故選B。12.某物理學(xué)習(xí)小組利用探究平拋運(yùn)動規(guī)律的實驗裝置做了一個有趣的實驗。豎直固定實驗裝置，把傾角為的斜槽置于合適高度，反復(fù)調(diào)整小球靜止釋放的位置，使小球剛好能經(jīng)過右下角的點，用刻度尺測量此時斜槽末端到點的高度差和小球釋放點到斜槽末端的高度差。改變斜槽高度重復(fù)實驗，讓小球仍能經(jīng)過點。記錄多組和的數(shù)據(jù)，探究其規(guī)律。軌道的傾斜部分和水平部分用很短的平滑圓弧軌道連接。（1）關(guān)于該實驗下列說法正確的是：_________。A.軌道必須光滑B.斜槽末端必須水平C.必須測量小球質(zhì)量D.多次測量高度差取平均值，可以減少偶然誤差（2）若軌道光滑，點到斜槽末端的水平距離________。（用，表示）（3）若軌道光滑，保持點到斜槽末端的水平距離不變，利用和的數(shù)據(jù)作出的圖像可能是：________。A. B.C. D.（4）若軌道粗糙程度均勻，且，則上一問中圖像的斜率_________（選填“不變”、“變大”或“變小”），圖像________（選填“過”或“不過”）坐標(biāo)原點?！敬鸢浮浚?）BD（2）（3）B（4）①.變大②.不過【解析】【小問1詳解】A．斜槽軌道不一定必須是光滑的，只要到達(dá)底端時速度相等即可，故A錯誤；B．斜槽軌道末端的切線必須是水平的，以保證小球做平拋運(yùn)動，故B正確；C．實驗過程中不需要用到小球的質(zhì)量，所以不需要測量小球質(zhì)量，故C錯誤；D．采用多次測量高度差取平均值的方法，可以減少偶然誤差，故D正確。故選BD?！拘?詳解】若軌道光滑，則小球從釋放點到斜槽末端，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有解得小球做平拋運(yùn)動，在豎直方向上有解得在水平方向上有【小問3詳解】若軌道光滑，保持點到斜槽末端的水平距離不變，根據(jù)變形可得故選B?！拘?詳解】[1][2]若軌道粗糙程度均勻，且，則小球從釋放點到斜槽末端，設(shè)斜槽軌道末端水平部分長度為，根據(jù)動能定理有解得小球做平拋運(yùn)動，在豎直方向上有解得在水平方向上有變形可得由于，則有可知圖像的斜率變大；圖像的縱軸截距為，則圖像不過坐標(biāo)原點。13.駕駛員駕駛汽車在平直的公路上以v1=30m/s做勻速直線運(yùn)動，發(fā)動機(jī)功率為P=2400kW。某時刻，汽車進(jìn)入泥濘路段（汽車所受阻力為定值），駕駛員保持發(fā)動機(jī)功率不變，經(jīng)過足夠長時間，汽車以v2=10m/s做勻速直線運(yùn)動，已知汽車質(zhì)量m=3.2×104kg，求：（1）汽車在平直公路上行駛時受到的阻力大小為多少；（2）在泥濘路段行駛時，某時刻車的速度大小為15m/s，此時，汽車加速度大小為多少？【答案】（1）80000N（2）2.5m/s2【解析】【小問1詳解】設(shè)汽車在平直公路上行駛時受到的阻力大小為f，牽引力為F，則解得【小問2詳解】設(shè)汽車進(jìn)入泥濘路段時受到的阻力大小為f1，當(dāng)汽車以v2=10m/s做勻速直線運(yùn)動，則當(dāng)汽車的速度大小為15m/s時，由牛頓第二定律得解得故汽車加速度大小為2.5m/s2。14.如圖所示，光滑水平面上，把質(zhì)量為的小物塊A靜置于質(zhì)量為的木板B的左端。在與水平面成右偏上的恒力的作用下開始運(yùn)動，經(jīng)過1秒后撤去。已知，，A、B之間動摩擦因數(shù)，忽略空氣阻力的影響，。（，）（1）求A和B在前一秒內(nèi)運(yùn)動的加速度；（2）若A最終沒有從B上滑下來，則B的長度至少為多少？【答案】（1），（2）1.625m【解析】【小問1詳解】對A受力分析，豎直方向有水平方向由牛頓第二定律得其中，聯(lián)立解得對B受力分析，水平方向由牛頓第二定律得其中，解得【小問2詳解】在1s內(nèi)，A做勻加速直線運(yùn)動，速度為位移為B做勻加速直線運(yùn)動，速度為位