精品解析：黑龙江省哈尔滨市第三十二中学校2023-2024学年高三上学期11月期中物理试题（解析版）

哈32中2023~2024学年度上学期期中考试高三物理试题一、选择题（1-11题为单选，12-14为多选，选对一部分得2分，选错不得分。每题4分，共56分）1.如图所示的曲线是某个质点在恒力作用下的一段运动轨迹。质点从M点出发经P点到达N点，已知弧长MP大于弧长PN，质点由M点运动到P点与从P点运动到N点的时间相等。下列说法中正确的是（ ）A.质点在曲线MN间运动是变加速曲线运动B.质点从M到N过程中速度大小可能保持不变C.质点在这两段时间内的速度变化量一定相同D.质点在这两段时间内的速度变化量大小可能相等，方向可能不同【答案】C【解析】【详解】A．质点在恒力作用下做曲线运动，可知质点在曲线MN间的运动是匀变速曲线运动，故A错误；B．质点从M点出发经P点到达N点，弧长MP大于弧长PN，根据速率公式可知质点从M到N过程中速度大小变化，故B错误；CD．质点的加速度不变，且由M点运动到P点与从P点运动到N点的时间相等，根据可知质点在这两段时间内的速度变化量一定相同，故C正确，D错误。故选C。2.如图所示，有人在河面上方的岸上用跨过定滑轮的长绳拴住一条小船，人以8m/s的恒定速率拉绳使小船靠岸，已知船的质量为100kg，某时刻人的拉力大小为500N，绳与水面夹角为37°，g=10m/s2，sin37°=0.6，以下说法错误的是（ ）A.船是匀加速靠近河岸B.船受到重力、浮力、拉力、阻力的作用C.此时船受到的浮力大小为700ND.此时船的速度大小为10m/s【答案】A【解析】【详解】D．船运动的速度为故D正确；A．船运动的速度为可知随着的增大，船的速度逐渐增大，加速度逐渐变小，故A错误；B．根据受力分析，可知船受到重力、浮力、拉力、阻力的作用，故B正确；C．根据牛顿第二定律有解得此时船受到的浮力大小为故C正确。本题选不正确的，故选A。3.一艘小船从河岸A处出发渡河，若小船保持船头与河岸垂直，则经过40s到达正对岸下游120m的C处，如图所示。若小船船头保持与河岸成角方向行驶，则经过50s恰好到达正对岸的B处。小船在静水中的速度大小和水流速度均不变，下列说法正确的是（ ）A.水流速度大小为4m/s B.船在静水中的速度大小为3m/sC.河宽为150m D.【答案】D【解析】【详解】A．小船保持船头与河岸垂直，沿河岸方向有解得选项A错误；BC．根据几何关系可知，小船的合位移垂直河岸时，小船垂直河岸的分速度大小又因为解得，故BC错误；D．根据几何关系有故D正确。故选D。4.滑板运动是一项青春、时尚、绿色，阳光的体育运动。如图所示，跳台的斜面AB长为L，C点为斜面中点。滑板运动员（视为质点）从斜面顶端A点水平跃出，第一次速度为，刚好落在C点；第二次试跳中，要落在斜面底端B点，则离开A点时水平速度大小应为（ ）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】设斜面倾角为，第一次试跳中运动时间为，则第二次试跳中运动时间为，离开A点时水平速度大小为，则解得故选A5.如图所示，小球在图示位置以一定的水平初速度滑出后，在第1级台阶末端碰撞并反弹，之后又恰好在第2级台阶末端碰撞并反弹。已知每次都是在台阶末端碰撞，且反弹前后小球的水平速度不变，竖直速度大小不变方向相反，已知第1级台阶宽为d，每一级台阶高度均为h，则第4级台阶宽为（ ）A. B.4d C. D.2d【答案】A【解析】【详解】小球在第一级台阶上平抛过程满足在第1级台阶末端碰撞并反弹到最高点过程，与在第一级台阶上平抛过程对称，上升高度为h，水平位移为d，从最高点平抛到第二级台阶末端过程，下降高度2h，可得即水平位移为故第二级台阶宽为，同理可知，第三级台阶宽为，第四级台阶宽为。故选A。6.如图所示，质量为m的小球（视为质点）在竖直平面内绕O点做半径为L的圆周运动，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）A.若连接O点与小球的为轻绳，则小球过圆周最高点的临界速度为零B.若连接O点与小球的为轻杆，则小球过圆周最高点的临界速度为C.若连接O点与小球的为轻绳，则小球在圆周最高点时轻绳的作用力大小可能为D.若连接O点与小球的为轻杆，则小球在圆周最高点时轻杆的作用力大小一定不为零【答案】C【解析】【详解】A．根据可得若连接O点与小球的为轻绳，则小球过圆周最高点的临界速度大小，选项A错误；B．若连接O点与小球的为轻杆，轻杆可以提供支持力，则小球过圆周最高点的临界速度为零，选项B错误；C．若连接O点与小球的为轻绳，小球在圆周最高点时轻绳的作用力大小可能为，选项C正确；D．若连接O点与小球的为轻杆，小球在圆周最高点时轻杆的作用力可能为零，选项D错误。故选C。7.天花板下悬挂轻质光滑小圆环P可绕过悬挂点的竖直轴无摩擦地旋转。一根轻绳穿过P，两端分别连接质量为和的小球A、B（）。设两球同时做如图所示的圆锥摆运动，且任意时刻两球均在同一水平面内，则（ ）A.运动周期 B.运动线速度C.运动角速度 D.向心加速度【答案】B【解析】【详解】AC．若摆线与竖直方向夹角为，对任意做圆锥摆的物体有得到圆锥摆的周期两小球在同一平面内，h相同，则两摆的周期相等，根据可知运动的角速度相等，故AC错误；B．根据线速度的公式可知故B正确。D．向心加速度两摆球的半径r不同，向心加速度大小不相等，故D错误；故选B。8.在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，为了提高转弯速度，仅改变一个下列可行的措施是（ ）A.减小火车质量 B.增大铁轨与车轮的摩擦C.减小转弯半径 D.增大轨道倾斜角【答案】D【解析】【详解】火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，设转弯处斜面的倾角为θ，根据牛顿第二定律得解得为了提高转弯速度，可以增大倾角或增大转弯半径。故选D9.一颗小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星的运转周期是（ ）A.4年 B.6年 C.8年 D.9年【答案】C【解析】【分析】【详解】根据万有引力提供向心力得=mrT=2π小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，所以这颗小行星的运转周期是8年，故C正确。故选C。10.火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，则火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度的比值约为（ ）A.0.4 B.2 C.3 D.5【答案】A【解析】【详解】根据万有引力定律，天体表面有得故火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度的比值＝·＝0.4故选A。11.若地球为密度均匀的球体，其半径为R，今以地心为坐标原点，则各处重力加速度大小g与位置r的关系图为（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】根据万有引力与重力的关系，在地球外部可得在地球外部重力加速度为在地球内部且可得在地球内部重力加速度为故选D。12.城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥。如图所示，桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上，一辆质量为m的小汽车，从A端以不变的速率驶过该立交桥，小汽车速度大小为，则（ ）A.小汽车通过桥顶时处于失重状态B.小汽车通过桥顶时处于平衡状态C.小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为D.小汽车到达桥顶时的速度必须不大于【答案】ACD【解析】【详解】AB．小汽车通过桥顶时，加速度方向向下，处于失重状态，故A正确，B错误；C．小汽车在桥上最高点时，根据牛顿第二定律可得解得小汽车受到桥面的支持力大小为故C正确；D．根据解得可知小汽车到达桥顶时的速度必须不大于，故D正确。故选ACD。13.如图所示的皮带传动装置，主动轮1的半径与从动轮2的半径之比R1:R2=3:1，A、B分别是两轮边缘上的点，假定皮带不打滑，则下列说法正确的是（）A.A、B两点的线速度之比为1:3 B.A、B两点的线速度之比为1:1C.A、B两点的角速度之比为1:3 D.A、B两点的角速度之比为1:1【答案】BC【解析】【详解】AB．A、B两点为同缘转动，则两点的线速度之比为1:1，选项A错误，B正确；CD．因R1:R2=3:1根据v=ωr可得，A、B两点的角速度之比为1:3，选项C正确，D错误。故选BC。14.如图所示，A、B、C三个物体放在水平旋转的圆盘上，三个物体与转盘的最大静摩擦力均为重力的μ倍，A的质量是2m，B和C的质量均为m，A、B离轴距离为r，C离轴距离为2r，若三个物体均相对圆盘静止，则（ ）A.每个物体均受重力、支持力、静摩擦力、向心力四个力作用B.C的向心加速度最大C.B的摩擦力最小D.当圆盘转速增大时，C比B先滑动，A和B同时滑动【答案】BCD【解析】【详解】A．物体做匀速圆周运动，受到重力、支持力、静摩擦力作用，由三个力的合力提供向心力，向心力不是物体实际受到的力，故A错误；B．当圆盘转速增大时，由静摩擦力提供向心力，三个物体的角速度相等，可知C的向心加速度最大，故B正确；C．三个物体所受的摩擦力分别为可知B的摩擦力最小，故C正确；D．当圆盘匀速转动时，A、B、C三个物体相对圆盘静止，它们的角速度相同，所需要的向心力最小的是B物体．最大静摩擦力分别为当圆盘转速增大时，C静摩擦力先达到最大，最先开始滑动，A和B的静摩擦力同时达到最大，两者同时开始滑动，故D正确。故选BCD。三、实验题（每空3分，共12分）15.某中学生用如图（a）所示装置和频闪仪、照相机“探究平抛运动的特点”.实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.1s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）.图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为20cm.该同学在实验中测得的小球的高度差已经在图（b）中标出，完成下列填空：（1）小球做平抛运动的初速度v0=________m/s，小球运动到图中位置A时，其速度的竖直分量大小为_________m/s（结果均保留2位小数）；（2）根据图（b）中实验数据可得，当地重力加速度g测量值为__________m/s2；（3）由资料得该地的重力加速度g0=9.791m/s，可得测量的相对误差100%=______________（结果保留1位有效数字）。【答案】①.2.00②.3.88##3.89③.9.6④.2%【解析】【详解】（1）[1]小球在水平方向做匀速直线运动，根据公式，代入（b）中数据可得，小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为[2]根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得，竖直分量大小为（2）[3]小球在竖直方向做匀加速直线运动，根据可知，重力加速度为（3）[4]测量的相对误差得四、计算题（共3小题）16.彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷算出某颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转轨道半径的18倍，并预言这颗彗星每隔一定时间就会出现。哈雷彗星最近出现的时间是1986年，请你根据开普勒第三定律估算，它下次飞近地球大约是在哪年？（）【答案】2062年【解析】【详解】设彗星的轨道半长轴为，卫星的周期为，根据开普勒第三定律可得由题意可知可得则下次飞近地球大约在17.洗衣机进行脱水时的运动情形可简化为如图所示的模型，一半径的圆筒竖直放置，当圆筒绕中心轴以角速度匀速转动时，物块恰能贴着圆筒内壁做圆周运动。重力加速度g取10，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：（1）物块的线速度大小；（2）物块的向心加速度大小；（3）物块与圆筒内壁的动摩擦因数。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）物块做匀速圆周运动，有解得（2）由于解得（3）设物块的质量为m，则又由于解得18.如图所示，与水平面成θ角将一小球以v0=2m/s的初速度抛出（不计空气阻力，g取10m/s2）求：（1）抛出多长时间小球距水平面最远？最远距离为多少？（2）θ角为多少度时，小球具有最大射程？最大射程为多少？【答案】（1），；（2）45°，0.4m【解析】【分析】【详解】（1）小球抛出后做斜抛运动，以抛出点为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y