【物理】陕西省咸阳市礼泉县2023-2024学年高三上学期中期学科素养调研试卷（解析版）

礼泉县2023～2024学年度第一学期中期学科素质调研高三物理注意事项：1.本试题共6页，满分100分，时间90分钟。2.答卷前，考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效。4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。第Ⅰ卷（选择题共52分）一、选择题（本大题共13小题，每小题4分，计52分。在每小题给出的四个选项中，第1～9题只有一项符合题目要求；第10～13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，有选错或不选的得0分）1.如图是码头的旋臂式起重机，当起重机旋臂水平向右保持静止时，吊着货物的天车沿旋臂向右匀速行驶，同时天车又使货物沿竖直方向先做匀加速运动，后做匀减速运动，该过程中货物的运动轨迹可能是下图中的()A. B.

C. D.【答案】C【解析】货物在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上先做匀加速运动，后做匀减速运动，根据平行四边形定则，知合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，轨迹为曲线，货物的加速度先向上后向下，根据曲线运动的加速度、轨迹、速度的关系可知，曲线的凹面先向上后向下，故C正确，ABD错误。故选C2.我国首条时速350公里的跨海高铁——福州至厦门、漳州高铁于2023年9月28日开通运营，福州、厦门两地线路全长277公里，最快55分钟互通，形成“一小时生活圈”。一列长100m的高铁列车匀加速通过长1000m的桥梁，列车刚上桥的速度为10m/s，完全离开桥梁的速度为12m/s。下列说法正确的是（）A.研究高铁列车过桥运动时可以将列车视为质点B.高铁上的乘客看见路轨后退的参考系是桥梁C.高铁列车完全通过此桥梁的时间为10sD.高铁列车完全通过此桥梁的加速度大小为【答案】D【解析】A．研究高铁列车过桥运动时列车的长度不可忽略，故不可以看成质点，A错误；B．高铁上的乘客看见路轨后退的参考系是列车，B错误；CD．高铁列车完全通过此桥梁有解得又解得C错误，D正确。故选D。3.如图所示，甲、乙两人做“拔河”游戏。两人分别用伸平的手掌托起木板的一端，保持木板水平。在甲端的木板上放两块砖，然后各自缓慢向两侧拖拉。若两人的手与木板的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则在“拔河”过程中，下列判断正确的是（）A.甲的手和木板间的摩擦力较大B.乙的手和木板间的摩擦力较大C.甲的手和木板间不会有相对滑动D.甲、乙“拔河”的力属于作用力与反作用力【答案】C【解析】AB．在游戏过程中，由于甲、乙两人在保持木板水平的前提下，缓慢向两侧拖拉木板，表明木板处于一种动态平衡状态，即木板所受外力的合力为0，对木板与两块砖整体分析，可知，竖直方向受到人手的竖直向上的支持力与重力，水平方向受到，甲对木板的水平向左的摩擦力，与乙对木板水平向右的摩擦力，根据平衡条件可知，甲的手和木板间的摩擦力与乙的手和木板间的摩擦力大小相等，方向相反，AB错误；D．根据上述可知，甲的手和木板间的摩擦力与乙的手和木板间的摩擦力是一对平衡力，即甲、乙“拔河”的力属于一对平衡力，D错误；C．由于甲端的木板上放两块砖，则甲的手与木板之间的弹力大于乙的手与木板之间的弹力，即甲的手与木板之间的最大静摩擦力大于乙的手与木板之间的最大静摩擦力，根据上述，甲的手和木板间的摩擦力与乙的手和木板间的摩擦力大小相等，方向相反，则在缓慢拖拉过程，摩擦力不可能大于乙的手与木板之间的最大静摩擦力，即摩擦力一定小于甲的手与木板之间的最大静摩擦力，即甲的手和木板间不会有相对滑动，C正确。故选C。4.一架无人机沿与竖直方向夹角为60°的直线匀速上升，速度大小为4m/s，某时刻关闭电动机电源让其无动力飞行，不计空气阻力，重力加速度大小取，则落地前无人机的最小速度为（）A.4m/s B. C.2m/s D.0【答案】B【解析】某时刻关闭电动机电源让其无动力飞行，无人机做斜抛运动，在升至最高点的过程中，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，当竖直方向速度减为零时，在无人机落地前的整个过程中，其速度有最小值，根据运动的分解可得落地前无人机的最小速度为故选B5.如图所示，汽车在水平路面上发生故障失去动力，两人沿水平方向推着小汽车缓慢移动，每人对汽车作用力的大小都为，方向都沿水平方向，并和汽车的运动方向成角，则汽车在移动过程中受到的阻力大小为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】小汽车缓慢移动，可认为汽车受力平衡，则有解得汽车在移动过程中受到的阻力大小为,故选C。6.如图所示，A、B两小球用等长的细线悬挂在倾角为30°的直杆上。现同时剪断细线，A球比B球晚落地0.2s。B球与地面的高度差h=5m（不计空气阻力，g取10m/s2）。则（）A.A球与地面的高度差为6mB.A、B两小球释放前相距4.4mC.若先剪断悬挂B球的细线，A、B两球有可能同时落地D.A球比B球在空中运动的时间长，所以A球的速度变化率比B球的大【答案】B【解析】A．设B球用时为t，则有对Ａ球有联立解得故A错误；B．据前面分析，A、B两小球释放前高度差为则相距为故B正确；C．B球离地面近，若先剪断悬挂B球的细线，B球会更早于A球落地，故C错误；D．速度变化率即为加速度，两球加速度均为重力加速度，速度变化率相同，故D错误。故选B。7.如图所示，在两轻弹簧的作用下，小球在光滑固定斜面上处于静止状态。已知弹簧A处于竖直状态，弹簧B与斜面平行。下列说法中正确的是（）A.弹簧A不可能处于压缩状态 B.弹簧B可能处于压缩状态C.小球可能只受到2个力的作用 D.斜面对小球的支持力不可能为零【答案】C【解析】CD．小球可能只受到2个力的作用，即弹簧A对小球的拉力和小球的重力，二力平衡。此时弹簧B对小球无作用力，斜面对小球无作用力。故C正确；斜面对小球的支持力可能为零。故D错误；A．弹簧A可能处于压缩状态，小球此时受4个力，即重力、弹簧A对小球竖直向下的弹力、弹簧B对小球沿斜面向上的拉力、斜面对小球的支持力。故A错误；B．弹簧B不可能处于压缩状态，如果弹簧B处于压缩状态，对小球的弹力沿斜面向下，小球在沿斜面方向无法平衡。故B错误。故选C。8.如图所示为旋转脱水拖把结构图。把拖把头放置于脱水桶中，手握固定套杆向下运动，固定套杆就会给旋转杆施加驱动力，驱动旋转杆、拖把头和脱水桶一起转动，把拖把上的水甩出去。旋转杆上有长度为35cm的螺杆，螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距离）为d=5cm，拖把头的托盘半径为10cm，拖布条的长度为6cm，脱水桶的半径为12cm。某次脱水时，固定套杆在1s内匀速下压了35cm，该过程中拖把头匀速转动，则下列说法正确的是（）A.拖把头的周期为7sB.拖把头转动的角速度为14πrad/sC.紧贴脱水桶内壁的拖布条上附着的水最不容易甩出D.旋转时脱水桶内壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为5：6【答案】B【解析】A.每下压一次固定套杆向下运动5cm，故拖把头转动的周期为故A错误；B.拖把头转动的角速度为故B正确；C.拖布条上所有位置角速度相同，越靠近脱水桶内壁的位置转动半径越大，需要的向心力越多，水越容易被甩出，故C错误；D.托盘和脱水桶的角速度相同，托盘和脱水桶内壁的半径之比为5:6，由可知，脱水桶内壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为6：5，故D错误；故选B。9.游乐场中的升降机在竖直方向上运行，t＝0时刻初速度为0，其加速度随时间变化的a—t图像如图所示，规定向上为正方向，则下列说法正确的是（）A.0～0.5T时间内，升降机的速度保持不变B.0.5T～T时间内，升降机处于失重状态C.0～2T时间内，升降机一直向上运动D.T～2T时间内，升降机的平均速度为零【答案】D【解析】A．由图可知，0～0.5T时间内，升降机的加速度保持不变，则升降机的速度逐渐增大，故A错误；B．0.5T～T时间内，升降机的加速度为零，则升降机处于平衡状态，故B错误；C．由图可知0～0.5T时间内，升降机向上加速，加速的末速度为0.5T～T时间内，升降机向上以速度做匀速直线运动，T时间以后开始向上减速，则速度减为零的时间为即1.5T时升降机的速度恰好减为零，此时加速度方向向下，则1.5T后开始向下做加速运动，2T时刻的速度为故C错误；D．T～2T时间内，升降机的加速度保持不变，则根据匀变速直线运动的平均速度公式可得，升降机的平均速度为故D正确。故选D。10.当地球位于太阳和火星之间且三者几乎排成一条直线时，称之为“火星冲日”。现认为地球和火星在同一平面上、沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动。已知火星半径约为地球半径的，质量约为地球质量的，火星的公转周期约为地球公转周期的1.9倍，。下列说法正确的是（）A.火星冲日时间间隔约为2.1年B.火星与地球公转轨道半径之比约为2:3C.火星与地球表面重力加速度之比约为2:9D.火星与地球密度之比约为8:9【答案】AD【解析】A．火星冲日时，地球与火星相距最近，因此到下一次相距最近时，两者运行角度差一整个圆周角，所以可得解得A正确；B．根据开普勒第三定律可得可解得火星与地球公转轨道半径之比约为3：2，B错误；C．在星球表面，根据万有引力提供重力可得解得因此代入数据可解得火星与地球表面重力加速度之比约为4：9，C错误；D．由密度公式可得因此可解得火星与地球密度之比约为8：9，D正确。故选AD。11.如图所示，在水平圆盘上，沿半径方向放置物体A和B，，，它们分居在圆心两侧，与圆心距离为，，中间用细线相连，A、B与盘间的动摩擦因数均为＝0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若圆盘从静止开始绕中心转轴非常缓慢地加速转动，，以下说法正确的是（）A.B的摩擦力先达到最大B.当时，绳子出现张力C.当时，A、B两物体出现相对滑动D.当时，A、B两物体出现相对滑动【答案】AD【解析】A．若A达到最大静摩擦力时的临界角速度满足代入数据解得同理可得B达到最大静摩擦力时的临界角速度为代入数据解得则当圆盘转动的速度逐渐变大时，B先达到临界角速度值，则B的摩擦力先达到最大，故A正确；B．当B的摩擦力达到最大时，转速再增加时，绳子出现张力，即当时，绳子出现张力，故B错误；CD．A与B的角速度相等，A的质量是B的4倍而A做圆周运动的半径是B的，根据可知A需要的向心力大，所以当AB两物体出现相对滑动时A背离圆心运动，B向着圆心运动，此时B受静摩擦力方向背离圆心，A受静摩擦力方向指向圆心，则对A有：对B有：解得故C错误，D正确。故选AD。12.如图所示，水平向左加速运动的车厢内，一根长为l的轻质杆两端分别连接质量均1kg的小球a、b（可看成质点），a球靠在车厢的光滑竖直侧壁上，距车厢底面的高度为0.8l，b球处在车厢水平底面上且与底面间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2，要使杆与车厢始终保持相对静止，关于车厢的加速度，下列说法正确的是（）A.若μ=0.5，则车厢的加速度大小可能为3m/s2B.若μ=0.5，则车厢的加速度大小可能为2m/s2C.若μ=0.8，则车厢的加速度大小可能为3m/s2D.若μ=0.8，则车厢的加速度大小可能为7m/s2【答案】BCD【解析】AB．杆长为l，a球靠在车厢的光滑竖直侧壁上，距车厢底面的高度为0.8l，则轻质杆与竖直方向的夹角解得对a球受力分析如图甲所示在竖直方向上，根据平衡条件有当a球与车厢左壁的弹力刚好为零时，根据牛顿第二定律有解得当b球与车厢底面的静摩擦力刚好达到最大值时，对b受力分析如图乙所示在竖直方向上，根据平衡条件有在水平方向上，根据牛顿第二定律有其中联立解得若μ=0.5，此时有则车厢的加速度最大值为故A错误，B正确；CD．根据上述，若μ=0.8，此时有则车厢的加速度最大值为故CD正确。故选BCD。13.某人驾驶一辆汽车甲正在平直的公路上以某一速度匀速运动，突然发现前方100m处停着一辆乙车，甲车司机立即刹车，甲车刹车后做匀减速直线运动。已知甲车刹车后第1个2s内的位移是48m，第4个2s内的位移是2m，则下列说法正确的是（）A.汽车甲刹车后第3个2s内的位移为16mB.汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为C.汽车甲开始刹车时的速度大小为28m/sD.汽车甲可能与乙车相撞【答案】AC【解析】BC．假设8s内汽车一直匀减速运动，有解得又得初速度为速度减为零的时间可知汽车在8s前速度减为零。设汽车加速度大小为a，有即汽车速度减为零的时间为采用逆向思维，最后两秒内的位移为联立解得B错误，C正确；A．根据匀变速运动规律有汽车甲刹车后第3个2s内的位移为A正确；D．汽车刹车到停止的距离所以甲车不会撞上乙车，D错误。故选AC。第Ⅱ卷（非选择题共48分）二、实验探究题（本大题共2小题，计16分）14.某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时，已有的实验器材有：两个弹簧秤、橡皮条（带两个细绳套）、三角尺、木板、白纸和图钉。（1）下列几项操作有必要的是________。（填正确选项前的标号）A．两个弹簧秤的示数必须相等B．两个弹簧秤之间的夹角必须取90°C．橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上D．同一次实验中，结点O的位置不变（2）下列做法对减小实验误差有益的是________。（多选，填正确选项前的标号）A．弹簧秤、细绳套、橡皮条都应与木板平行B．两细绳套之间的夹角越大越好C．用两弹簧秤同时拉细绳套时，两弹簧秤示数之差应尽可能大D．拉橡皮条的细绳套要长些，标记同一细绳方向的两点要远些（3）图甲的四个力中，不是由弹簧秤直接测得的是________。（4）如图乙所示，用a、b弹簧秤拉橡皮条使结点到O点，当保持弹簧秤a的示数不变，而在角α逐渐减小到0的过程中，要使结点始终在O点，可以________。（多选，填正确选项前的标号）A．增大b的示数，减小β角度B．减小b的示数，增大β角度C．减小b的示数，先增大β角度，后减小β角度D．增大b的示数，先减小β角度，后增大β角度【答案】（1）D（2）AD（3）F（4）BC【解析】[1]A．两个弹簧秤的示数不必相等，A错误；B．两个弹簧秤之间的夹角适当就好，可以不取90°，B错误；C．橡皮条应与两绳拉力的合力在同一直线上，但与两绳夹角的平分线不一定在同一直线上，C错误；D．本实验中运用到的物理思想方法为等效替代法，同一次实验中，结点O的位置不变，D正确。故选D[2]A．为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳、弹簧秤应贴近并平行于木板，A正确；B．两细绳套之间的夹角越大，合力相比分力太小，实验误差会大，B错误；C．用两弹簧秤同时拉细绳套时，两弹簧秤示数之差与实验效果无关，C错误；D．拉橡皮条的细绳套要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，使拉力方向的确定更为精确，D正确。故选AD。[3]F是由平行四边形作图得出，不是由弹簧秤直接测得的是F。[4]由题意可知：保持O点位置不动，即合力大小方向不变，弹簧测力计A的读数不变，因此根据要求作出力的平行四边形定则，画出受力分析图如下：第一种情况，原来α、β的值较小所以由图可知α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角减小；第二种情况，原来α、β值较大由图可以看出α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角增大；或者由图可以看出α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角先增大，后减小；故选BC。15.如图甲是“研究平抛运动”的实验装置。（1）在安装器材时，斜槽末端________保持水平。在建立坐标系时，确定y轴时________确保y轴与铅垂线平行。（均选填“需要”或“不需要”）（2）某同学让小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到如图乙所示的照片，已知小方格的边长为L，重力加速度为g。由图可知，频闪的时间间隔T＝________，小球平抛的初速度________，从小球开始做平抛运动到运动到c点的时间t＝________。（用题中已知物理量符号表示）（3）根据牛顿的设想，把物体从地球表面的高山上水平抛出，只要速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，则发射人造卫星的最小速度叫第________宇宙速度。【答案】（1）需要需要（2）（3）一【解析】（1）[1]为保证小球抛出时速度水平，则斜槽末端需要保持水平。[2]建立坐标时，使x轴为水平方向，需要确保y轴与铅垂线平行，使y轴竖直。（2）[3]由于各点迹的水平位移相等，因此各个点迹之间的时间间隔相等，设为T，平抛运动竖直方向为自由落体运动，相邻时间间隔的位移差根据匀变速运动的推论，解得频闪的时间间隔[4]平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动解得水平初速度[5]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得设抛出点运动到C点的时间为t，根据自由落体运动规律代入数据解得（3）[6]第一宇宙速度是指物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度。同时第一宇宙速度也是航天器最小发射速度、航天器最大环绕速度。三、计算题（本大题共3小题，计32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）16.如图所示，放在粗糙斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态，轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻质弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点。轻质弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的OC段与竖直方向的夹角＝60°，斜面倾角＝30°，物块A和B的质量分别为，，弹簧的劲度系数k＝500N/m，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度。求：（1）弹簧伸长量x；（2）物块A受到的摩擦力f的大小和方向。【答案】（1）；（2），方向沿斜面向上【解析】（1）以O点为研究对象，受力如图所示根据平衡条件，在x方向上有在y方向上，有解得（2）假设物块A所受摩擦力方向沿斜面向下，物块A受力如图所示由平衡条件，在方向上，有解得与假设的方向相反，故摩