2023-2024年山西省名校高三上学期联考物理试题

高三物理试题一、选择题1.在人类认识自然规律的过程中，许多物理学家大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就。下列描述不正确的是（）A.“月一地检验”将天体间力和地球上物体受到的重力统一起来B.伽利略研究自由落体运动时利用了实验和逻辑推理相结合的方法C.牛顿潜心研究第谷天文观测数据，提出行星绕太阳运动的三定律D.卡文迪什巧妙地利用扭秤装置测出引力常量，他被誉为第一个“称量”地球质量的人【答案】C【解析】A．牛顿发现万有引力定律后，进行了“月—地检验”，将天体间的力和地球上物体的重力统一起来，故A正确，不符合题意；B．伽利略在对自由落体运动研究中，对斜面上小球运动规律进行实验探究，然后利用逻辑推理得出自由落体运动规律，利用了实验和逻辑推理相结合的方法，故B正确，不符合题意；C．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星绕太阳运动的三定律，故C错误，符合题意；D．卡文迪什巧妙地利用扭秤装置测出引力常量，他被誉为第一个“称量”地球质量的人，故D正确，不符合题意。故选C。2.很多智能手机都有加速度传感器，加速度传感器能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的手机在竖直方向上的加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向，取重力加速度大小，下列说法正确的是（）A.手机始终与手掌存在作用力 B.手机在时刻处于平衡状态C.手机在时刻改变运动方向 D.手机在时刻处于完全失重状态【答案】D【解析】AD．由图可知，时刻手机的加速度为，即此时手机只受重力作用，与手掌间没有相互作用力，手机处于完全失重状态，故A错误，D正确；B．手机在t1时刻加速度大于，且加速度向上，手机处于超重状态，故B错误；C．手机在t2时刻加速度方向改变，手机开始做减速运动，速度方向不变，即运动方向不变，故C错误。故选D。3.如图所示，表面光滑的物块在水平力的作用下静止在倾角为的斜面上，斜面静止在水平地面上，下列说法正确的是（）A.物块受到的重力大小为 B.物块受到的支持力大小为C.斜面受到物块的压力大小为 D.斜面受到地面的摩擦力大小为【答案】B【解析】ABC．对物块进行受力分析可知，，，斜面受到物块的压力大小与物块受到的支持力大小相等，故B正确，AC错误；D．将看成整体进行受力分析可知，整体处于平衡状态，故斜面受到地面的摩擦力与推力大小相等，故D错误。故选B。4.时刻起，、两物体从同一位置同时向同一方向运动，其速度与位移变化的关系图像如图所示，物体的图线为平行于横轴的直线，物体的图线为顶点在原点、开口向右的抛物线。下列说法正确的是（）A.物体做匀减速直线运动 B.物体做匀加速直线运动C.时两物体的速度相同 D.时两物体相遇【答案】B【解析】A．随着位移的增加，的速度不变，故物体做匀速直线运动，故A错误；B．根据公式可得，由于物体的速度与位移关系图像为过原点开口向右的抛物线，可知，不变，则物体做匀加速直线运动，物体在处的加速度为，故B正确；C．时物体的速度为，时物体的速度为，故二者速度不同，故C错误；D．、两物体相遇时，有，解得（舍去），故D错误。故选B。5.如图所示，倾角为的传送带始终以的速度顺时针匀速运动，一质量为的物块以的速度从底端冲上传送带，恰好能到达传送带顶端。已知物块与传送带间的动摩擦因数为，取重力加速度大小，，物块从传送带底端运动到顶端的时间为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】开始时物块速度大于传送带速度，所受传送带摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律，解得，物块速度与传送带速度相等所需的时间，之后物块的速度小于传送带的速度，物块所受摩擦力沿传送带向上，根据牛顿第二定律，解得，物块从速度等于传送带速度到速度为零所需时间，物块从传送带底端运动到顶端的时间，故选D。6.年月日，我国在太原卫星发射中心使用“长征二号”丁运载火箭，成功将“宏图一号”组卫星发射升空，卫星进入预定的极地轨道做匀速圆周运动。它是由“一颗主星十三颗辅星”构成的卫星组，犹如在太空中飞行的车轮。已知“宏图一号”卫星组的运行轨道距离地面的高度为，环绕周期为，地球可看作半径为的均质球体，下列说法正确的是（）A.“宏图一号”卫星组的环绕速度为B.“宏图一号”卫星组的环绕速度大于第一宇宙速度C.“宏图一号”卫星组的向心加速度大小为D.地球的第一宇宙速度为【答案】D【解析】A．由题可知“宏图一号”卫星组的环绕速度为，故A错误；B．第一宇宙速度是最大的环绕速度，故“宏图一号”卫星组的环绕速度小于第一宇宙速度，故B错误；C．“宏图一号”卫星组的向心加速度大小为，故C错误；D．由题可知，“宏图一号”的万有引力提供向心力，解得，地球的第一宇宙速度为，故D正确故选D。7.如图所示，高为、斜面长为的斜面体静置于光滑水平面上，将小球从斜面体顶点释放的同时，给斜面体施加一水平拉力，使其沿水平面加速运动，小球恰好竖直下落。取重力加速度大小，则当小球落地时，斜面体的速度大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】小球做自由落体运动由位移时间关系得，解得小球运动的时间为，由几何关系知斜面体在内运动了，根据匀变速直线运动公式，解得，故选A。8.英语听力磁带盒的示意图如图所示，、为缠绕磁带的两个轮子，其半径均为。当放音结束时，磁带全部绕到了轮上，磁带的外缘半径。现在进行倒带，使磁带绕到轮上，可以认为此过程轮是主动轮，轮是从动轮，主动轮的角速度不变。经测定磁带全部绕到轮上需要的时间为，当轮的角速度也为时所用的时间记为，此时磁带的线速度记为，磁带厚度均匀，则下列判断正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】AB．磁带的总长度不变，磁带对应的圆环面积不变，设当两轮角速度相等时磁带的半径为，有，解得，则，选项AB错误；CD．此过程中磁带的线速度随时间均匀增加，则，解得，选项C正确，D错误。故选C。9.如图所示，沿水平地面向右运动的汽车通过跨过定滑轮的轻绳将重物匀速提起的过程中，下列说法正确的是（）A.汽车做加速运动 B.汽车做减速运动C.汽车对地面的压力减小 D.汽车对地面的压力增大【答案】BD【解析】AB．设绳子与水平方向的夹角为，将车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于物体的速度，根据平行四边形定则得，物体匀速提起的过程中，绳子与水平方向的夹角为减小，所以汽车的速度减小，向右减速，故A错误，B正确；CD．对汽车在竖直方向有，绳子的拉力T与物体重力相等且不变，拉力与水平方向的夹角为减小，则增大，根据牛顿第三定律可知汽车对地面的压力增大，故C错误，D正确；故选BD。10.如图所示，水平面上有一点光源，在点光源和墙壁的正中间有一小球，将小球自水平面以初速度竖直向上抛出，不计空气阻力，已知重力加速度大小为，则小球在空中运动的过程中，关于小球的影子在竖直墙壁上的运动情况，下列说法正确的是（）A.影子的最大速度为 B.影子的加速度方向向上C.影子的加速度大小为 D.影子上升的最大高度为【答案】AC【解析】ABC.设经过时间影子位移为，根据相似三角形的知识有，解得，故影子做初速度为、加速度大小为的匀减速直线运动，故AC正确，B错误；D．影子上升的最大高度为，故D错误。故选AC。11.如图所示，质量为的小球系在长为的轻绳下端，轻绳悬挂于点。小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为。重力加速度大小为，下列说法正确的是（）A.小球在水平面内做圆周运动时，轻绳中的拉力大小为B.小球在水平面内做圆周运动的向心加速度大小为C.小球在水平面内做圆周运动的线速度大小为D.小球在水平面内做圆周运动的周期为【答案】AB【解析】A.小球在水平面内做圆周运动时，轻绳中的拉力与重力的合力提供向心力，有，故A正确；B.小球在水平面内做圆周运动的向心力，小球在水平面内做圆周运动的向心加速度大小，故B正确；C.由向心加速度公式，小球在水平面内做圆周运动的线速度大小，故C错误；D.小球在水平面内做圆周运动的周期为，故D错误。故选AB。12.某升降电梯的原理图如图所示，轿厢与对重跨过轻质定滑轮通过轻质缆绳连接，电机通过轻质缆绳拉动对重，使轿厢由静止开始向上做匀加速直线运动，到达一定高度后关闭电机，轿厢和对重减速到时卡死缆绳。已知轿厢与对重的质量之比为，轿厢加速和减速时的加速度大小相等，运动过程中轿厢未接触滑轮、对重未落地，不考虑空气阻力与摩擦阻力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（）A.轿厢减速上升时的加速度大小为B.轿厢加速上升时的加速度大小为C.轿厢加速上升与减速上升时受到缆绳的拉力大小之比为D.轿厢加速上升时，连接电机的缆绳中的拉力与对重所受的重力大小相等【答案】BC【解析】AB．减速上升过程中，对研究，对研究，其中，联立解得，故B正确，A错误；C．加速上升过程中，对研究，则，，故轿厢加速上升与减速上升时受到缆绳的拉力大小之比为，故C正确；D．轿厢加速上升时，对研究，代入可得，故轿厢加速上升时，连接电机的缆绳中的拉力与对重所受的重力大小不相等，故D错误。故选BC。二、非选择题13.如图所示，这是探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系的实验装置。图中、、到转轴的距离之比为。（1）本实验采用的实验方法是________。A．微元法B．放大法C．控制变量法D．等效替代法（2）在探究向心力的大小与的关系时，将质量不同的两小球分别放在长槽的处和短槽的C处，与皮带连接的变速塔轮相对应的半径________（填“相同”或“不同”）。实验中观察到左、右标尺上黑白相间的等分格显示出两小球所受的向心力大小之比为。（3）现仅将长槽上处的小球移动到处，重复实验观察到左、右标尺上黑白相间的等分格显示出两小球所受的向心力大小之比为________。【答案】①.C；②.相同；③.【解析】（1）[1]探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验，每次只改变一个变量，控制其他变量不变，采用的实验方法是控制变量法。故选C。（2）[2]在探究向心力的大小与的关系时，将质量不同的两小球分别放在长槽的处和短槽的处，为了使两小球的角速度相等，与皮带连接的变速塔轮相对应的半径相同。（3）[3]实验中观察到左、右标尺上黑白相间的等分格显示出两小球所受的向心力大小之比为，由于两小球的角速度和半径均相等，则有，现仅将长槽上处的小球移动到处，则有，重复实验观察到左、右标尺上黑白相间的等分格显示出两小球所受的向心力大小之比为。14.某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验并测某轻质弹簧的劲度系数，如图甲所示，将轻质弹簧的一端固定在点，另一端处系上两根细绳及绳套，弹簧测力计、通过细绳套互成角度地拉动轻质弹簧，在实验过程中，保持轻质弹簧的伸长量恒为。（1）当弹簧测力计的轴线与轻质弹簧垂直时，两弹簧测力计的示数如图乙、丙所示，则弹簧测力计的示数为________，弹簧测力计的示数为________。（2）轻质弹簧的劲度系数为________。（3）保持图甲中结点及弹簧测力计的拉伸方向不变，使弹簧测力计逆时针缓慢转动至示数最小，其最小示数为________。【答案】①；②.；③.；④.【解析】（1）[1][2]由图乙、丙可知，两弹簧测力计的分度值为，根据估读原则，弹簧测力计的示数为，弹簧测力计的示数为。（2）[3]两弹簧测力计的合力方向沿轻质弹簧向下，由几何关系可知，合力大小为，由胡克定律可知轻质弹簧的劲度系数为；（3）[4]保持图甲中结点位置不变，则两测力计的合力不变，测力计的拉伸方向不变，根据平行四边形定则，测力计逆时针旋转时，两测力计的拉力、的变化情况如图所示，由图可知，与垂直时，最小。由几何知识可知，与夹角的正弦值为，所以的最小示数为。15.据报道，我国自主研发的新一代战略隐形轰炸机轰已试飞完成。某次试飞中，轰-实施对点作业，即对山坡上的目标进行轰炸。轰沿水平方向匀速飞行，飞行高度为，到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹，炸弹恰好垂直击中点，整个过程如图所示。已知点距山坡底端的高度为，不计空气阻力，重力加速度大小为，求：（1）炸弹在空中运动的时间；（2）点到山坡底端的距离。【答案】（1）；（2）【解析】（1）炸弹在竖直方向做自由落体运动，则有，解得；（2）设炸弹的水平位移为，如图，则有，，解得。16.人类首次发现了双中子星合并产生引力波的事件，引力波开启宇宙研究新时代。如图甲所示，这是一对相互环绕旋转的质量不等的双中子星系统，其示意图如图乙所示，双中子星、在相互之间的万有引力的作用下，绕其连线上的点做匀速圆周运动。已知中子星、的质量分别为、，它们之间的距离为，引力常量为，求：（1）中子星做圆周运动的半径；（2）中子星、做圆周运动的线速度大小之和。【答案】（1）；（2）【解析】（1）根据万有引力提供向心力有，，，解得；（2）设中子星、做圆周运动的线速度大小分别为、，则有，，解得。17.倾角为的固定斜面与足够长的水平地面平滑连接，表面光滑的滑块从斜面上距水平地面高处由静止释放，之后与静止在水平地面上的滑块（位置并不固定）发生正碰，滑块反弹后冲上斜面，之后每次都是滑块停下来后滑块才与之碰撞。已知滑块与水平地面间的动摩擦因数，两滑块每次碰撞时间极短，且碰撞前后两滑块的速度大小都等于碰前滑块速度的一半，重力加速度大小为。（1）求滑块第一次碰撞