河北省秦皇岛市部分学校2022-2023学年高三上学期一轮复习联考物理试题（二）（含答案）

第20页/共20页2023届高三一轮复习联考（二）河北卷物理试题一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.某车以18km/h的速度匀速驶入高速公路ETC收费通道时，ETC天线完成对车载电子标签的识别后发出“滴”的一声，同时自动栏杆开始抬起，栏杆完全抬起需要用时1s，此时车头距栏杆只有3m，为了避免撞杆，司机制动刹车，若不计司机的反应时间，刹车的加速度大小至少为（）A.2m/s2 B.4m/s2 C.m/s2 D.6m/s2【答案】B【解析】【详解】根据位移—时间关系可知解得其中负号表示与速度方向相反。故选B。2.质量为的运动员从下蹲状态竖直向上起跳，经时间身体伸直并刚好离开水平地面，此时运动员的速度大小为，不计空气阻力，重力加速度大小为。则（）A.运动员在加速上升过程中处于失重状态B.该过程中，地面对运动员的冲量大小为C.该过程中，地面对运动员做功为0D.该过程中，运动员的动量变化量大小为【答案】C【解析】【详解】A．对运动员，在加速上升过程中加速度向上，处于超重状态，A错误；B．由动量定理有得地面对运动员的冲量大小为B错误；C．地面对运动员的力的作用点的位移为零，得地面对运动员做功为零，C正确；D．运动员的动量变化量大小为，D错误。故选C。3.质量为m的新能源汽车从静止开始沿平直公路匀加速启动，最后以额定功率做匀速运动，牵引力F随速度v变化的图像如图所示，已知汽车额定功率为P，受到的阻力大小恒为f，则（）A.汽车的最大速度大小为 B.汽车匀加速阶段的加速度大小为C.汽车匀加速阶段用时为 D.汽车匀加速阶段前进的距离为【答案】C【解析】【详解】A．汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，则有解得汽车的最大速度大小为故A错误；B．汽车匀加速阶段的牵引力为有得故B错误；C．因为解得汽车匀加速阶段用时为故C正确；D．汽车在匀加速阶段前进的距离为故D错误。故选C。4.如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上点沿水平方向以一定初速度抛出一个小球，测得小球经时间落到斜坡上距离点为的另一点，斜面的倾角为，已知该星球半径为，引力常量为，则（）A.该星球的第一宇宙速度为B.该星球表面的重力加速度大小为C.小球的初速度大小为D.人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期为【答案】A【解析】【详解】AB．小球在坚直方向上做匀加速直线运动有得在星球表面有得该星球的第一宇宙速度A正确，B错误；C．小球在水平方向上做匀速直线运动得C错误；D．人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期D错误。故选A。5.如图所示，原长为的轻弹簧一端固定于点，另一端与质量为的小球相连，初始时，将小球置于倾角为θ（θ＞45°）的光滑斜面上的点，此时轻弹簧水平且恰好处于原长。现将小球从点由静止释放，在小球从点下滑到点的过程中，小球始终末离开斜面，小球在点时弹簧竖直。重力加速度为。则（）A.释放瞬间，小球的加速度大小为 B.弹簧的弹性势能先增大后减小C.弹簧长度最短时，小球有最大速度 D.小球到达点时的速度小于【答案】D【解析】【详解】A．释放瞬间，弹簧弹力为零，小球的加速度大小为故A错误；B．小球从M到N的过程中，弹簧先压缩，当弹簧与斜面垂直时弹簧压缩量最大，此后弹簧压缩量开始减小，因为θ＞45°，根据几何关系可知在小球到达N点前的某时刻弹簧将恢复到原长，之后弹簧又开始伸长，综上所述，弹簧的弹性势能先增大后减小，再增大，故B错误；C．当小球合外力为零时速度最大，弹簧长度最短时，弹簧垂直于斜面，小球合外力为，所以此时小球速度并未达到最大值，故C错误；D．根据前面分析可知，小球到达N点时弹簧处于伸长状态，弹性势能不为零，对小球从M到N的过程，对小球和弹簧组成的系统根据机械能守恒定律有解得故D正确。故选D。6.北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段由若干地球静止轨道卫星A、倾斜地球同步轨道卫星B和中圆地球轨道卫星C组成。如图所示，三类卫星都绕地球做匀速圆周运动，卫星C距地面高度为hC，地球自转周期为T，地球半径为R，地球表面极地的重力加速度为g，引力常量为G，则（）A.卫星A距地面高度为 B.卫星B的加速度大小为C.卫星C的线速度大小为 D.地球的密度为【答案】C【解析】【详解】A．设地球表面极地某物体质量为m0，有解得对卫星A，根据万有引力提供向心力有解得故A错误；B．卫星B的周期与卫星A相同，有故B错误；C．对卫星C，有解得故C正确；D．地球的密度为故D错误。故选C。7.如图所示，机械装置可以将圆周运动转化为直线上的往复运动。连杆AB，OB可绕图中A、B、O三处的转轴转动，连杆OB长为R，连杆AB长为L（），当OB杆以角速度ω逆时针匀速转动时，滑块在水平横杆上左右滑动，连杆AB与水平方向夹角为α，AB杆与OB杆的夹角为β。在滑块向左滑动过程中（）A.滑块先匀加速运动，后匀减速运动B.当OB杆与OA垂直时，滑块速度最大C.当OB杆与OA垂直时，滑块的速度大小为D.当时，滑块的速度大小为【答案】D【解析】【详解】设滑块的水平速度大小为v，A点的速度的方向沿水平方向，如图将A点的速度分根据运动的合成与分解可知，沿杆方向的分速度=vcosαB点做圆周运动，实际速度是圆周运动的线速度，可以分解为沿杆方向的分速度和垂直于杆方向的分速度，如图设B的线速度为v′，则=v′⋅cosθ=v′cos(90∘−β)=v′sinβv′=ωR又二者沿杆方向的分速度是相等的，即联立可得A．滑块的速度随角度变化而不均匀变化，则滑块加速和减速不是匀加速和匀减速，故A错误；B．当OB杆与AB垂直时，沿杆的速度最大，则滑块的速度最大，故B错误；C．当OB杆与OA垂直时，有则滑块的速度为故C错误；D．当时，滑块的速度大小为故D正确。故选D。8.如图所示，质量为m的小球套在粗糙直杆上，杆与水平面间始终保持θ=37°角。初始时直杆静止，小球恰好静止在A点，AM间距为L。现使小球与直杆一起绕经过直杆下端的竖直轴MN以某一角速度ω0匀速转动，小球仍处于A点且与直杆之间的摩擦力恰好为零。重力加速度为g。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。则（）A.小球与直杆之间的动摩擦因数为B.小球的角速度C.小球受到的弹力大小为D.当直杆以角速度转动时，小球受到的摩擦力方向沿杆向上【答案】B【解析】【详解】A．小球静止时，受力分析mgsin37°=μmgcos37°解得A错误；B．小球在A点转动时mgtan37°=mLcos37°∙ω02解得B正确；C．小球转动时，对小球受力分析有C错误；D．当小球的角速度时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，摩擦力方向沿杆向下，D错误。故选B。二、多项选择题：本题共了小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9.溜索是一种古老的渡河工具，如图所示。粗钢索两端连接在河两岸的固定桩上，把滑轮、保险绳索与人作为整体，总质量为。整体从高处平台上的A点由静止出发，沿钢索滑下，滑过最低点C，到达B点时速度为零，A、B两点的高度差为，重力加速度为，不计空气阻力。则（）A.整体滑到C点时速度最大B.整体滑到C点时受到弹力大小为C.从A点滑到C点的过程中，整体重力的功率先增大后减小D.从A点滑到B点的过程中，摩擦产生的热量为【答案】CD【解析】【详解】A．对滑轮、保险绳索与人的整体，由于C点为最低点，切线方向为水平方向，可知C点处重力沿切线方向的分力为零；由于摩擦力作用，整体在到达C点之前已经在减速，可知整体滑到C点时速度不是最大，故A错误；B．由于运动轨道是曲线，滑到C点时，需提供竖直向上的向心力，故整体滑到C点时受到弹力大小大于，故B错误；C．由于A点和C点重力的功率都为零，可知从A点滑到C点的过程中，重力的功率先增大后减小，故C正确；D．从A点滑到B点的过程中，由能量守恒可知，摩擦产生的热量等于减少的重力势能，即摩擦产生的热量为，故D正确。故选CD。10.如图所示，可视为质点的两个小球A、B穿在固定且足够长的光滑竖直细杆上，不可伸长的轻绳跨过光滑轻质滑轮与A、B连接，用外力拉动滑轮，使A、B保持静止，轻绳两端与杆的夹角分别为，。则（）A.细杆对小球A、B的弹力大小之比为B.小球A、B的质量之比为C.外力的方向与竖直方向成角D.外力与小球A的重力大小之比为【答案】AD【解析】【详解】AB．设每段绳拉力大小为，对小球A受力分析，根据受力平衡可得，对小球B受力分析，根据受力平衡可得，联立可得，故A正确，B错误；C．以轻质滑轮为对象，根据受力平衡可知外力方向在两段轻绳的角平分线上，与竖直方向成角，故C错误；D．以小球A、B、轻绳和轻质滑轮为整体，竖直方向根据受力平衡可得又联立可得故D正确。故选AD。11.如图所示，c是半径为R的四分之一圆弧形光滑槽，静置于光滑水平面上，A为与c的圆心等高的点，c的最低点与水平面相切于B点。小球b静止在c右边的水平面上。小球a从A点自由释放，到达水平面上与小球b发生弹性正碰。整个过程中，不计一切摩擦，a、b、c的质量分别为m、3m、4m，重力加速度大小为g，则（）A.小球a第一次下滑到B点时的速率为B.小球a第一次下滑到B点时，光滑槽c的速率为C.小球a与小球b碰撞后，小球b的速率为D.小球a与小球b碰撞后，小球a沿光滑槽c上升最大高度为【答案】BD【解析】【详解】AB．设小球a第一次下滑到点时，a的速度大小为，c的速度大小为，取向右为正方向，水平方向由动量守恒定律可得根据小球机械能守恒定律得解得，A错误，B正确；CD．设小球与小球碰撞后的速度为，的速度为，取向右为正方向，根据动量守恒定律可得根据机械能守恒定律可得联立解得（负号表示方向向左）即小球以速度大小向左运动，在与相互作用过程中，达到最高点时的速度大小为，以和组成的系统为研究对象，取向左为正方向，根据动量守恒定律可得根据机械能守恒定律可得联立解得C错误；D正确。故选BD。三、非选择题：本题共5小题，共50分．12.某同学在家中利用手边的器材来探究动量定理，实验设计如图甲所示，将小球在固定的刻度尺的旁边由静止释放，用手机拍摄小球自由下落过程的视频，然后再用视频分析软件获得连续相等时间间隔T内小球的位置及它们之间的距离，如图乙所示，当地重力加速度为g。（1）小球在位置4时的瞬时速度大小为___________（用题中所给物理量符号表示）（2）取小球在位置2～4的过程研究，则验证动量定理的表达式为___________（用题中所给物理量符号表示）；（3）实验过程中发现小球所受重力冲量大于小球动量的增加量，请写一条减小这个实验误差的改进方法：___________。【答案】①.②.③.选择体积小、密度大的小球【解析】【详解】（1）[1]小球在位置4时的瞬时速度大小为（2）[2]取小球在位置的过程研究，根据动量定理可知即可得（3）[3]小球所受重力的冲量大于动量的增加量，是由于空气阻力影响，减小空气阻力影响可减小误差，如选择体积小、密度大的小球等。13.某学生利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，将一质量的小球拴接在细绳的一端，另一端固定在点，使小球在竖直面内做圆周运动，并在小球经过的最低点和最高点处固定两个光电门。已知当地重力加速度。请回答下列问题：（1）用螺旋测微器测量小球的直径，如图乙所示，则该小球的直径___________；（2）实验过程中，测得小球经过光电门1和光电门2时的挡光时间分别为和，则有___________（选填“大于”“等于”或“小于”）；（3）若测得细绳的长度，小球在实验过程中做完整的圆周运动，测得小球经过光电门1时的挡光时间应不大于___________（结果保留两位有效数字）；（4）若在误差允许范围内，小球的机械能守恒，则关系式___________成立（用题中所给物理量符号表示）。【答案】①.5.800②.大于③.④.【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器的读数等于固定刻度与可动刻度读数之和，所以该小球的直径为（2）[2]小球经过光电门2时的速度应大于经过光电门1时的速度，即所以（3）[3]小球经过光电门1时，设细绳的拉力大小为T，根据牛顿第二定律有其中联立以上三式解得（4）[4]取小球在最低点时球心所在水平面为零势能面，根据机械能守恒定律有整理得14.如图所示，一只可爱的企鹅在倾角为37°的冰面上玩要，先以恒定加速度从冰面底部由静止开始沿直线向上“奔跑”，经t=0.8s后，在x=0.64m处，突然卧倒以肚皮贴着冰面向前滑行，最后退滑到出发点。企鹅在滑行过程中姿势保持不变，企鹅肚皮与冰面间的动摩擦因数μ=0.25，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取重力加速度g=10m/s2，求：（1）企鹅向上“奔跑”的加速度大小a；（2）企鹅滑行过程所用的总时间t总（结果可用根号表示）。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设企鹅向上“奔跑”时加速度大小为a，有解得（2）设企鹅向上“奔跑”时的末速度大小为v，有设向上滑行时企鹅的加速度大小为a1，时间为t1，有解得，设向下滑行时，企鹅的加速度大小为a2，时间为t2，有解得，所以总时间为15.如图所示，某同学设计了“蝴蝶”型轨道竖直放置在水平面上，该轨道由四个光滑半圆形轨道BCD、DEF、GHJ、JCK和粗糙的水平直轨道FG组成，轨道DEF、GHJ的半径均为，轨道BCD、JCK半径均为2r，B、K两端与水平地面相切。现将质量的小滑块从光滑水平地面上A点以不同初速度释放，小滑块沿轨道上滑。已知小滑块与轨道FG的动摩擦因数，其他阻力均不计，小滑块可视为质点，重力加速度取。（1）若小滑块恰能沿轨道运动到G点，求小滑块的初速度大小（结果可用根号表示）；（2）若小滑块恰能沿轨道从A点运动到K点，求小滑块在DEF圆轨道运动时对轨道点的弹力大小；（3）若小滑块最终能停在FG轨道上，且运动过程中不脱离轨道，求小滑块的初速度大小范围（结果可用根号表示）。【答案】（1）；（2）74N；（3）【解析】【详解】（1）小滑块恰能沿轨道运动到G点，则解得（2）若小滑块恰能沿轨道从A点运动到K点，在JCK圆轨道运动时在J点时，有从D点运动到J点，有在DEF圆轨道运动时，在D点，有