精品解析：河南省TOP二十名校2023-2024学年高三上学期调研考试物理试题（四）（解析版）

24届高三年级TOP二十名校调研考试四物理全卷满分110分，考试时间90分钟注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回。一、选择题：本题12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～2题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.下列说法中正确的是（ ）A.重力做功与重力势能变化量的关系有说明重力做了多少正功，重力势能就增加多少B.由动能定理F△x=△Eₖ可以推出力的表达式说明力可以用动能对时间的变化率来定义C.向心加速度的表达式不是由加速度的定义式推导而来，两者的本质并不相同D.重力的功率的表达式式中的vcosα指的是物体的速度沿竖直方向的分量【答案】D【解析】【详解】A．重力做功与重力势能变化量的关系有说明重力做了多少正功，重力势能就减小多少，故A错误；B．由动能定理F△x=△Eₖ可以推出力的表达式说明力可以用动能对位移的变化率来定义，故B错误；C．向心加速度的表达式可以由加速度的定义式推导而来，两者的本质都是加速度，故C错误；D．重力的功率的表达式式中的vcosα指的是物体的速度沿竖直方向的分量，故D正确。故选D。2.质量为m物体在坐标原点处从静止开始运动，其所受的合力F随位移x变化的关系如图所示，合力F与位移x同向，则物体运动到坐标x0处的速度为（ ）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】图像面积代表合力的功，根据动能定理解得故选A。3.在平直公路上匀速行驶的小车，从发现情况到开始减速到停止运动的情景如图所示，已知减速过程的加速度大小为a，减速过程的平均速度为，减速过程时间是反应过程时间的5倍，反应过程视为匀速，下列说法正确的是（ ）A.小车匀速行驶的速度为B.反应过程的时间为C.减速过程位移是反应过程位移的倍D.从发现情况到汽车停止整个过程的平均速度为【答案】C【解析】【详解】A．减速过程的平均速度为，则根据平均速度公式可知解得小车匀速行驶的速度为故A错误；B．减速时间反应过程的时间为故B错误；C．减速过程位移反应过程位移减速过程位移是反应过程位移的倍，故C正确；D．从发现情况到汽车停止整个过程的平均速度为，故D错误。故选C。4.逆风能使帆，这是力分解的神奇作用，如图所示，把帆面张在航向（船头指向）和风向之间，因风对帆的压力F垂直帆面，它会分成两个分力F1、F2，其中垂直船轴即航向（“龙骨”），会被很大的横向阻力平衡，F1沿着航向，已知帆面与航向之间的夹帆面航向角为θ，船的总质量为m，下列说法正确的是（ ）A.B.船受到的合力是C.是船前进的动力D.若船沿着航向的阻力为f，则船的加速度为【答案】C【解析】【详解】A．根据几何关系可得故A错误；BC．据题意可知与船运动的方向相同，是船前进的动力，船还受到其他阻力的作用，所以船受到的合力不是，故C正确，B错误；D．若船沿着航向的阻力为f，根据牛顿第二定律可得可得船的加速度故D错误。故选C。5.卫星是人类的“千里眼”、“顺风耳”，如图所示三颗静止通信卫星就能实现全球通信，已知卫星之间的距离均为L，地球自转的周期为T，地球的第一宇宙速度为，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）A.三颗通信卫星受到的万有引力大小相等B.其中一颗质量为m的通信卫星的动能为C.地球的质量为D.地球的第一宇宙速度与通信卫星的速度之比为【答案】B【解析】【详解】A．根据可知三颗通信卫星的质量不一定相等，则所受的万有引力的大小不一定相等，故A错误；B．卫星线速度和周期的关系可知动能为由几何关系可得卫星的轨道半径为综合可得故B正确；C．由综合解得故C错误；D．通信卫星的速度为地球的第一宇宙速度与通信卫星的速度之比故D错误。故选B。6.如图所示，倾角为α的斜面与水平面的交点为B，斜面上的C点处有一小孔，将一小球从B点的正上方A点水平抛出，小球通过小孔落到水平地面上的D点，小球可视为质点，小孔的直径略大于小球的直径，小球通过小孔时与小孔无碰撞，已知小球通过小孔时速度正好与斜面垂直，小球从A到C的运动时间为t，重力加速度为g，则B、D两点之间的距离为（ ）A. B.gt2tanαC. D.【答案】C【解析】【详解】小球从A到C的运动时间为t，则，小球通过小孔时速度正好与斜面垂直AB间距离B、D两点之间的距离解得故选C。7.如图所示，甲、乙两个圆锥摆的摆线长度分别为L、2L，摆线与竖直方向的夹角分别为θ和90°-θ，重力加速度为g，两个摆球均视为质点，则甲、乙的周期之差为（ ）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】对甲球对乙球甲、乙周期之差为故选B。8.如图所示，a、b、c在同一水平面上，甲、乙两个小球均视为质点，先将甲从a点以速度v1与水平面成53°角抛出，一段时间后运动到b点，后将乙从a点以速度v2与水平面成37°角抛出，经过一段时间运动到c点，已知甲、乙的射高相等，重力加速度为g，sin53°=0.8、cos53°=0.6，则ab与ac的比值为（ ）A.9：16 B.3：4 C.16：25 D.4：5【答案】A【解析】【详解】甲、乙的射高相等，即到最高点的高度相同水平位移，解得故选A。9.今年天文学家发现有史以来距离最近的两个黑洞（视为质点），相距750光年，设质量大的为a，质量小的为b，它们在彼此之间的引力作用下互相环绕，周期相等。不考虑其他星体对它们的作用，下列说法正确的是（ ）A.a、b轨道半径之和等于a、b之间的距离B.a、b的速度之比等于a、b的质量之比C.若a、b的间距减小，则周期增大D.若a、b均吞噬相等质量的物质，则a、b的半径之比增大【答案】AD【解析】【详解】A．它们在彼此之间的引力作用下互相环绕，周期相等。根据题意可知，a、b的轨道半径之和等于a、b之间的距离，故A正确；B．周期相等则角速度相等，相互作用的万有引力充当向心力，则所以故B错误；C．对a黑洞，根据万有引力提供向心力有对b黑洞，根据万有引力提供向心力有其中联立可得所以若a、b的间距减小，则周期减小，故C错误；D．根据C选项分析可知质量大的为a，质量小的为b，所以吞噬相等质量的物质比值变大，故D正确。故选AD10.如图所示，质量为M的长木板静止在光滑的水平面上，质量为m的物块（视为质点）静止在长木板的左端，让长木板与木块瞬间同时获得一个水平向左和水平向右的速度，大小均为v0，木块与木板之间的动摩擦因数μ=0.3，经过时间t木块从长木板的右端脱离，且脱离之前两者的速度方向均未改变，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）A.木块与长木板的加速度之比为m：MB.木块与长木板脱离时，长木板的速度大小为C.长木板的长度为D.木块与长木板之间因摩擦而产生的热量为【答案】BD【解析】【详解】A．根据牛顿第二定律所以故A错误；B．经过时间t木块从长木板的右端脱离故B正确；C．长木板的长度其中解得故C错误；D．木块与长木板之间因摩擦而产生的热量为故D正确。故选BD。11.如图所示，半径为R的光滑半圆弧轨道ABC与光滑的水平面无缝对接于C点，AC是竖直直径，B点距离水平面高度为R，质量均为m的小球甲、乙（均视为质点）用轻质细杆连接，小球甲套在半圆弧轨道上的A点，小球乙放置在C点，甲、乙均处于静止状态，甲球受到轻微的扰动而沿半圆弧轨道向下运动，乙球沿着水平面向左运动，重力加速度为g，则甲从A运动到B的过程中，下列说法正确的是（ ）A.甲重力势能全部转化为甲的动能B.甲克服杆的作用力做的功等于杆对乙所做的功C.甲运动到B点时，甲、乙的速度大小之比为3：1D.甲运动到B点时，甲的动能为【答案】BD【解析】【详解】A．甲的速度沿切线方向，在B点时，根据几何关系可知，杆与竖直方向夹角为60°，则此时所以乙的速度不为零，则甲的重力势能全部转化为甲和乙的动能之和，故A错误；B．因为杆是轻杆，根据机械能守恒可知，甲克服杆的作用力做的功等于杆对乙所做的功，故B正确；C．甲运动到B点时，甲、乙的速度大小之比为故C错误；D．甲运动到B点时，根据机械能守恒甲的动能为故D正确。故选BD。12.如图所示，视为质点的物块与劲度系数为k的轻质弹簧相连，弹簧的上端固定在天花板上，让物块从A点由静止释放，当物块运动到B点时速度刚好为0，且弹簧刚好处于原长，O点是AB的中点，O、B两点间的距离为h，已知物块在O点时，加速度恰好为0，重力加速度为g，空气阻力不计。下列说法正确的是（ ）A.物块从A到B的过程中，物块的机械能先增大后减小B.物块在B点刚好处于完全失重状态C.物块在O点时动能达到最大值D.物块的质量为【答案】BC【解析】【详解】A．当物块运动到B点时速度刚好为0，且弹簧刚好处于原长，物块从A到B的过程中，弹簧弹力始终对A做正功，物块的机械能增大，故A错误；B．物块在B点只受重力作用，刚好处于完全失重状态，故B正确；C．已知物块在O点时，加速度恰好为0，速度最大，动能最大，故C正确；D．在O点解得故D错误。故选BC。二、实验题：本题共2小题，共15分。13.如图甲所示，某小组在水平放置的方木板上做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。实验的主要过程如下：A．将橡皮筋的一端固定，两位同学合作，先同时用两个力F1、F2将橡皮筋的另一端拉到某一点O，同时记录F1和F2的大小和方向，再用一个力F'将橡皮筋的端点拉到同一位置O，记录F′的大小和方向；B．过O点，按统一标度作出力、和F'的图示如图乙所示；C．以、这两个力为邻边作出平行四边形，其对角线为如图乙所示的F。回答下列问题：（1）下列说法正确的是________。A．、之间的夹角最好为120°B．为了避免摩擦力的影响，要斜向上拉弹簧测力计C．用两个弹簧测力计拉橡皮筋时，需调整弹簧测力计的拉力大小与方向，直到橡皮筋结点与事先标记的O点重合D．平行四边形求和的方法适用于某些矢量的求和，速度的合成遵循这种求和的方法，位移以及磁感应强度的合成不遵循这种方法（2）对乙图，F1、F2合力的理论值是________，实际测量值是________（均选填“F’”或“F”）。（3）实验小组重新做了一次实验，如图丙所示，若图中每一小格边长均代表1.5N，则在图中作出F1与F2的合力为________（保留两位有效数字）。【答案】①.C②.③.④.9.0【解析】【详解】（1）[1]A．两绳之间的夹角不能太大也不能太小，也不一定是特殊的120°。故A错误；B．使用弹簧测力计的时候，弹簧测力计的面板应与木板的面板平行，不可以斜向上拉弹簧测力计。故B错误；C．用一个弹簧测力计拉细绳时，需调整弹簧测力计的大小与方向，直到橡皮筋结点与事先标记的点重合，这样保证与是等效替代关系。故C正确；D．平行四边形求和的方法适用于一切矢量的求和，位移、速度、磁感应强度的合成都遵循这种求和的方法。故D错误。故选C。（2）[2][3]对乙图，合力的理论值是平行四边形的对角线，即。实际测量值是。（3）[4]如图丙所示图中每一小格边长均代表，则丙图中作出与的合力大小为。14.某实验小组用如图所示的装置来验证机械能守恒定律或动能定理，当地的重力加速度为g，主要实验步骤如下：a.用天平测量出滑块与遮光条的总质量M、钩码质量m，调节气垫导轨成水平状态；b.将带有遮光条的滑块放在气垫导轨上，用跨过光滑定滑轮的细线拴接滑块和钩码，调节细线；c.用刻度尺测出遮光条的的宽度d，将滑块由气垫导轨的左侧某个位置静止释放，测出释放点与光电门之间的距离L、遮光条通过光电门的挡光时间△t；d.重复上述实验步骤得出多组实验数据。（1）下列说法正确的是________。A．实验过程中，钩码减少的重力势能全部转化为滑块和遮光条的动能B．一定要调节细线与气垫导轨成平行状态C．为了完成该实验，还需要测