2024届辽宁省鞍山市一般高中协作校高三上学期二模考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1鞍山市一般高中协作校2023-2024高三二模物理试卷一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.“物理”二字最早出现在中文中，是取“格物致理”四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规律的意思。我们要在学习物理知识之外，还要了解物理学家是如何发现物理规律的，领悟并掌握处理物理问题的思想与方法。下列关于图中四幅图的相关叙述正确的是（）A.图甲中遮光条越窄，通过光电门的平均速度越接近瞬时速度，这是理想模型的思想B.图乙中把一般的曲线运动看成很多个圆周运动的一部分的组合，这是理想模型的思想C.利用图丙装置探究小车的加速度与拉力的关系时，运用控制变量法和比较法来控制两小车有相同的运动时间，从而得到两小车的加速度大小关系D.图丁中探究小车运动的加速度与力、质量的关系，该实验用到了等效替代的思想〖答案〗C〖解析〗A．图甲中遮光条越窄，通过光电门的平均速度越接近瞬时速度，这是运用了极限的思想，A错误；B．图乙中把一般的曲线运动看成很多个圆周运动的一部分的组合，这是微元的思想，B错误；C．利用图丙装置探究小车的加速度与拉力的关系时，运用控制变量法和比较法来控制两小车有相同的运动时间，从而得到两小车的加速度大小关系，C正确；D．图丁中探究小车运动的加速度与力、质量的关系，该实验用到了控制变量法的思想，D错误；故选C。2.下列四幅图所反映的物理过程中，系统动量守恒的是（）A.只有甲、乙 B.只有丙、丁 C.只有甲、丙 D.只有乙、丁〖答案〗C〖解析〗甲图中子弹与木块组成的系统所受合外力为0，系统动量守恒；乙图中M与N组成的系统所受合外力不为0，系统动量不守恒；丙图中木球与铁球组成的系统所受合外力为0，系统动量守恒；丁图中斜面与木块组成的系统所受合外力不为0，系统动量不守恒，所以系统动量守恒的只有甲、丙。故选C。3.“北斗”卫星导航定位系统由5颗静止轨道卫星（同步卫星）和30颗非静止轨道卫星组成，30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星的高度约为21500km，同步卫星的高度约为36000km，下列说法中正确的是（）A.同步卫星和中轨道卫星的线速度均大于第一宇宙速度B.同步卫星的向心加速度小于中轨道卫星的向心加速度C.中轨道卫星的角速度小于同步卫星的角速度D.赤道上随地球自转物体的向心加速度大于同步卫星的向心加速度〖答案〗B〖解析〗ABC．根据万有引力提供向心力可得可得，，可知同步卫星和中轨道卫星的线速度均小于第一宇宙速度，同步卫星的向心加速度小于中轨道卫星的向心加速度，中轨道卫星的角速度大于同步卫星的角速度，故B正确，AC错误；D．根据可知赤道上随地球自转物体的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，故D错误。故选B。4.如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10m，该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（）A.200N B.400N C.600N D.800N〖答案〗B〖解析〗在最低点由知T=410N即每根绳子拉力约为410N，故选B。5.电动汽车（BEV）是指由车载电源提供动力，由电机驱动其车轮，满足道路交通和安全法规要求的车辆。如图所示为某款比亚迪电动汽车的室内试行-t图像，以下说法正确的是（）A.物体做匀速直线运动B.物体做变加速直线运动C.1s时，物体的加速度大小为2D.0s时，物体的速度大小为1m/s〖答案〗C〖解析〗AB．根据匀变速直线运动规律可得与图像对比可知，物体做初速度为零的匀加速直线运动。故AB错误；CD．由公式结合图像可得0s时，物体速度大小为0，1s时，物体的加速度满足解得故C正确；D错误。故选C。6.如图所示，处在水平地面上的自卸货车可以通过液压举升机构，缓慢改变车厢底面与水平方向夹角，实现货物自动离开货厢，卸货过程中货车始终静止。下列说法正确的是（）A.角较小时，货物静止，地面给货车摩擦力方向水平向右B.角恰当时，货物匀速下滑，地面给货车摩擦力方向水平向右C.角较大时，货物加速下滑，地面给货车摩擦力方向水平向右D.角较大时，货物加速下滑，地面给货车摩擦力方向水平向左〖答案〗C〖解析〗AB．当货物静止或匀速时，系统竖直方向受重力和支持力，系统处于平衡状态，地面与货车之间没有摩擦力。故AB错误；CD．当货物加速下滑时，货物的加速度有水平向右的分量，货车会受到水平向右的静摩擦力。故C正确，D错误。故选C。7.每个工程设计都蕴含一定的科学道理。如下图的两种家用燃气炉架都有四个爪，若将总质量为m的锅放在图乙所示的炉架上，忽略爪与锅之间的摩擦力，设锅为半径为R的球面，则每个爪与锅之间的弹力（）A.等于 B.小于C.R越大，弹力越大 D.R越大，弹力越小〖答案〗D〖解析〗如图所示，假设每个爪与锅之间的弹力方向与竖直方向的夹角为，爪与爪之间的距离为，由图中几何关系可得由受力平衡可得解得可知越大，越小，越大，越小，D正确，ABC错误；故选D。8.一个小球在离地一定高度处向右水平抛出，不计空气阻力，抛出的初速度越大，则小球（）A.落地过程中的水平位移越大B.落地时的重力的瞬时功率不变C.从抛出到落地过程中，速度的变化量越大变D.从抛出到落地过程中，动能的变化量越大〖答案〗AB〖解析〗A．竖直方向水平方向联立可得可知抛出的初速度越大，落地过程中的水平位移越大，故A正确；B．落地时的重力的瞬时功率为解得故落地时的重力的瞬时功率不变，故B正确；C．从抛出到落地过程中，水平方向做匀速直线运动，速度不变，竖直方向做自由落体运动，则速度的变化量为故从抛出到落地过程中，速度的变化量恒定，故B错误；D．动能的变化量为故从抛出到落地过程中，动能的变化量不变，故D错误。故选AB。9.关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（）A.如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力小于车的重力B.如图b所示，在光滑固定圆锥筒的水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力C.如图c所示，轻质细杆一端固定一小球，绕另一端O点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球受到细杆的作用力方向可能为向下D.如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮对内轨一定无侧向压力〖答案〗AC〖解析〗A．图a汽车安全通过拱桥最高点时，重力和支持力的合力提供向心力，方向竖直向下，所以支持力小于重力，根据牛顿第三定律，车对桥面的压力小于车的重力，故A正确；B．图b沿固定圆锥筒内做匀速圆周运动小球，受重力和弹力作用，向心力是二者的合力，故B错误；C．图c中轻质细杆一端固定的小球，当小球在最高点压力为零时，重力提供向心力，有解得当速度小于v时，杆对小球有支持力，方向竖直向上；当速度大于v时，杆对小球有拉力，方向竖直向下，故C正确；D．图d中火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时，车轮对内外轨均无侧向压力，小于此速度时车轮对内轨会有侧向压力，故D错误。故选AC。10.如图甲，固定在竖直面内的光滑圆形管道内有一小球在做圆周运动，小球直径略小于管道内径，管道最低处N装有连着数字计时器的光电门，可测球经过N点时的速率，最高处装有力的传感器M，可测出球经过M点时对管道作用力F（竖直向上为正），用同一小球以不同的初速度重复试验，得到F与的关系图像如图乙，c为图像与横轴交点坐标，b为图像延长线与纵轴交点坐标，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（）A.小球的质量为B.小球做圆周运动的半径为C.当小球经过N点时满足，则经过M点时对内管道壁有压力D.若小球经过N点时满足，则经过M点时对轨道无压力〖答案〗ABD〖解析〗AB.设小球质量为，做圆周运动的半径为，从最高点到最低点，由动能定理得解得小球经过M点时，根据牛顿第二定律可得联立可得根据图像的斜率和纵轴截距可得联立解得故AB正确；C．由乙图可知，当时，经过M点时对管道作用力，的方向为竖直向上，对外管道壁有压力，但对内管道壁无压力，故C错误；D．由乙图可知，当时，球经过M点时对管道作用力，故D正确。故选ABD。二、非选择题（本题共5小题，共54分）11.某同学做“验证力的平行四边形定则”实验的情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点。和为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示。（1）某同学在做该实验时认为：A.实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°B.拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行C.画力的平行四边形要选取同一标度D.在实验中O点位置不能变E.细绳可以用弹性绳代替其中不正确的是__________（填入相应的字母）。（2）本实验采用的科学方法是__________；A.理想实验法B.控制变量法C.等效替代法D.建立物理模型法（3）图乙中的F与两力中，方向一定沿方向的是__________。〖答案〗（1）A（2）C（3）〖解析〗（1）[1]A．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角大小要适当，但不一定必须取90°，选项A错误，符合题意；B．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行，选项B正确，不符合题意；C．画力的平行四边形要选取同一标度，选项C正确，不符合题意；D．为了保证等效性，同一次实验过程中，O点的位置不允许变动，选项D正确，不符合题意；E．细绳目的是为了能够记录力的方向，力的大小是通过弹簧测力计读出的，因此细绳可以用弹性绳代替，选项E正确，不符合题意。故选A。（2）[2]本实验采用的科学方法是等效替代法，故选C。（3）[3]图中的F是两个分力合力的理论值，F′是两个分力合力的实验值，则一定沿AO方向的是F′。12.为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是______；①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；②用天平测量滑块和遮光条的总质量m；③用游标卡尺测量遮光条的宽度d；④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l；⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间、；⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度、；⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图所示，则______；某次实验中，测得，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度______（保留3位有效数字）；（3）在误差允许范围内，若______（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒；〖答案〗（1）②④（2）（3）〖解析〗（1）[1]验证物体沿光滑斜面下滑过程中机械能守恒，需要通过光电门测量滑块运动速度滑块下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化为动能整理化简得由此可知，①③⑤⑥⑦⑧是必要的，不符合题意，②④是不必要的，符合题意。故选②④。（2）[2]由图可知,此游标卡尺为20分度的,且游标的0刻度与主尺对齐,故游标卡尺的示数[3]滑块通过光电门的速度（3）[4]根据（1）问可知在误差允许的范围内，满足该等式可认滑块下滑过程中机械能守恒。13.依据运动员某次练习时推动冰壶滑行的过程建立如图所示模型：冰壶的质量，当运动员推力F为5N，方向与水平方向夹角为时，冰壶可在推力作用下沿着水平冰面做匀速直线运动，一段时间后松手将冰壶投出，重力加速度g取10m/s2，，，求：（1）冰壶与地面间的动摩擦因数μ；（2）若冰壶投出后在冰面上滑行的最远距离是，则冰壶离开手时的速度为多少？〖答案〗（1）μ=0.02；（2）4m/s〖解析〗（1）以冰壶为研究对象，由共点力作用下物体的平衡条件：在水平方向有Fcosθ=μN在竖直方向有Fsinθ+mg=N解得μ=0.02（2）由匀变速直线运动的位移速度加速度关系式得由牛顿运动定律得μmg=ma代入数据后联立解得v0=4m/s14.如图所示，一轻弹簧置于光滑水平面上，左端固定。在水平面的右侧，有一个四分之三光滑圆环轨道，圆环轨道半径为。用一质量为的小球（可视质点）压缩弹簧右端至点，小球释放后，刚好运动到轨道的最高点，已知重力加速度为，不计空气阻力。求：（1）弹簧的弹性势能为多大