安徽省亳州市蒙城县五校2023-2024学年高三上学期11月期中联考物理试题（解析版）

PAGEPAGE12023~2024学年高三上学期期中联考物理试题考生注意：1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.如图所示，现代环形吊灯的六根轻质悬线的上下悬点分别构成边长为10cm和60cm的水平正六边形。每根悬线长度为1m，吊灯质量为3kg，取QUOTE则悬线拉力约为A．5.8N B．6.0N C．7.1N D．10.0N2.2023年9月26日中国首条城市空轨在武汉开通。乘坐“光谷光子号”空轨，可尽情体验“人在空中游，景在窗外动”的科幻感。空轨列车在从综保区站从静止出发后，做匀加速直线运动，此过程中从甲地加速到乙地用时1分钟，甲乙两地相距2.1km，且经过乙地的速度为180km/h。对于列车的匀加速直线运动过程，下列说法正确的是A．列车的加速度大小为QUOTE B．列车的加速度大小为1.0m/s²C．乙地到综保区站的距离为2.5km D．乙地到综保区站的距离为3.5km3.中沙“蓝剑一2023”海军特战联训于10月9日在海军某部营区开训。如图所示，六位特战队员在进行特战直升机悬吊撤离课目训练。若质量为M的直升机竖直向上匀加速运动时，其下方悬绳拉力为F，每位特战队员的质量均为m，所受空气阻力是重力的k倍，不计绳的质量，重力加速度为g，则A．队员的加速度大小为F6B．上面第二位队员和第三位队员间绳的拉力大小13C．队员的加速度大小为F6D．上面第二位队员和第三位队员间绳的拉力大小24.华为Mate60Pro是全球首款支持卫星通话的智能手机，它的卫星通话功能是通过位于静止同步轨道的天通一号通信卫星实现的。如果你与同学在地面上用Mate60Pro卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：近地卫星周期约为85分钟，地球半径约为6400千米，无线电信号传播速度为3×108m/s）A．0.1s B．0.25s C．0.5s D．1s5.光滑直杆QUOTE可绕竖直轴QUOTE转动，质量为m的小球套在杆上。现先让直杆绕轴QUOTE以角速度ω1匀速转动，QUOTE稳定后小球在图示位置，此时小球的加速度大小为a1，速度大小为v1；增大QUOTE为β，再让直杆以角速度ω2匀速转动，稳定后小球的高度不变，此时小球的加速度大小为a2，速度大小为QUOTE则A．QUOTE B．QUOTEC．QUOTE D．QUOTE6.如图所示，表面光滑的物块在轻弹簧的约束下沿斜面做往复运动。图中弹簧一端与墙壁相连，另一端与物块相连，弹簧轴线与斜面平行。在物块运动的过程中斜面体始终保持静止。不计空气阻力，下列判断正确的是A．物块的机械能保持不变B．物块向上滑行时，其机械能一定增大C．地面对斜面体的摩擦力为零块D．地面对斜面体的支持力保持不变7.中国科幻大片《流浪地球2》中描述的“太空电梯”让人印象深刻。科学家们在地球同步轨道上建造了一个空间站，再用超级缆绳连接地球赤道上的固定基地，通过超级缆绳承载太空电梯，使轿厢沿绳索从地球基地直入太空，而向空间站运送货物。原理如图甲所示，图中的太空电梯正停在离地面高R处的站点修整，并利用太阳能给蓄电池充电。图乙中r为货物到地心的距离，R为地球半径，曲线A为地球引力对货物产生的加速度大小与r的关系；直线B为货物由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系。关于相对地面静止在不同高度的电梯中货物，下列说法正确的有A．货物的线速度随着r的增大而减小B．货物在r=R处的线速度等于第一宇宙速度C．地球自转的周期QUOTED．图甲中质量为m的货物对电梯底板的压力大小为m二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示，与水平面夹角θ=30°的斜面和圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内。质量为m的小球从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动，通过最高点C后落在斜面上与圆心O等高的D点。不计所有摩擦，重力加速度为g。A．小球在C点对轨道压力大小为3mgB．小球对圆轨道最低点的压力为7mgC．若沿斜面上移A点再静止释放，小球在斜面落点处重力功率增大D．若调整A点在斜面上的位置，使小球恰能过C，则小球在飞行中将经过CD连线的中点9.如图处于长木板A左端的物块B（可视为质点）和A均以9m/s的速度开始向右运动。A、B质量均为2kg，A、B间的动摩擦因数为0.1，水平地面与A之间的动摩擦因数为0.2，最终物块恰好没滑出木板（g取QUOTE对于两者的运动过程，下列说法正确的是A．木板运动时加速度大小为QUOTEB．木板克服地面摩擦力做功81JC．物块和木板间产生的热量为108JD．木板的长度为27m10.如图甲所示，劲度系数k=500N/m的轻弹簧，一端固定在倾角为QUOTE的带有挡板的光滑斜面体的底端，另一端和质量mA的小物块A相连，质量为mB的物块B紧靠A一起静止。现用水平推力使斜面体以加速度a向左匀加速运动，稳定后弹簧的形变量大小为x。在不同推力作用下，稳定时形变量大小x随加速度a的变化如图乙所示。弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，取重力加速度QUOTE下列说法正确的是A．aB．mC．若QUOTE，稳定时A对斜面的压力大小为12.5ND．若QUOTE稳定时A、B间弹力大小为6N三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。11.某物理兴趣小组，在探究超重失重现象时，一位质量为60kg的同学从8楼乘电梯下降到1楼，在此过程中利用手机内置的加速度传感器测得电梯运行的加速度a随时间t的变化关系如图所示（重力加速度g取QUOTE（1）当t=2s时，该同学处于状态（填“超重”或“失重”），他对电梯底的压力大小约N；当t=8s时，该同学处于状态（填“超重”或“失重（2）此过程中电梯运行的最大速率约为m/s。（本小题计算结果均保留一位小数）12.某学习小组利用如图所示装置探究弹簧弹性势能大小。实验器材有：左端带有挡板的水平长木板、轻质弹簧、带有遮光片的滑块、光电门、数字计时器、游标卡尺、毫米刻度尺、天平。实验过程如下：①用游标卡尺测得遮光片的宽度d，用天平测得带有遮光片的滑块质量m；②长木板固定在水平地面上，将弹簧左端固定在挡板P上，右端与滑块不拴接，当弹簧处于原长时，与弹簧右端接触的滑块上的遮光片的中心位于O点正上方，在O点处安装光电门，并与数字计时器相连；③用滑块压缩弹簧，然后用销钉把滑块锁定，此时遮光片的中心位于A点正上方，用刻度尺测量出AO间的距离x；④拔去锁定滑块的销钉，滑块经过光电门，记录数字计时器显示的遮光时间为t，滑块停止运动时遮光片的中心位于B点正上方，已知当地重力加速度为g。请回答下列问题：（1）滑块与弹簧分离瞬间，滑块的速度大小v=。（2）若要算出滑块与长木板间的动摩擦因数，还需用本实验提供的器材测出一个物理量是（写出该物理量的名称和符号）；用该物理量及题中已知的物理量的符号来表示动摩擦因数μ=。（3）实验过程中弹簧的最大弹性势能Epm=（用题目已知的物理量符号表示）四、计算题：本题共3小题，共计38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13.（10分）如图甲所示，bc是竖直面内一根固定的光滑细杆，a、b、c位于同一圆周上，圆的半径为R，a点为圆周的最高点，c点为最低点。让一个小滑环从b点由静止释放到达c点；如图乙所示，在竖直平面内，固定一个半径为R的大圆环，其圆心为O，在圆内与圆心O同一水平面上的P点搭一光滑斜轨道到大环上，QUOTE欲使物体（视为质点）从P点由静止释放，沿此倾斜轨道滑到大环。已知重力加速度为g。（1）求小滑环从b点运动到c点的时间；（2）求物体从P点滑到大环的最小时间。14.（12分）电动葫芦是工业生产及建设中所使用的一种非常重要的工业器件，如图甲所示，其核心结构是滑轮组，图乙是其简化模型。轻质动滑轮下方悬挂物块A，质量QUOTE轻质定滑轮下方悬挂物块B，质量QUOTE开始时A悬空，B静止于水平台面上。现用水平向右的外力作用于B上，B向右运动到某位置时对水平台面的压力为初始位置的1.2倍，此时A的速度QUOTE连接B的轻绳与竖直方向的夹角QUOTE此过程B向右移动的距离QUOTE重力加速度QUOTE摩擦阻力和空气阻力均忽略不计。（1）求末位置时轻绳的拉力大小；（2）求此过程水平外力F所做的功。15.（16分）我省淮南和淮北两座城市，都有丰富的煤矿资源，特别是淮南的煤矿，一般都是深层矿，因此矿井里经常用到大型传送带。如图所示，某传送带AB长度为L=54.75m，与水平地面倾角QUOTE传送带顶端有一个自动控制装置，当煤块从A端进入传动带时触发开关，传动带在电动机的带动下开始匀加速逆时针转动，加速度大小为QUOTE加速t=2s后再做匀速运动。在A端右上方某位置O处以v₀=4m/s的初速度，向左水平抛出一质量为m=2kg的煤块（可视为质点），该煤块恰好能从A端切入传送带（木块在A端的速度方向沿传送带）。已知煤块与传送带间动摩擦因数QUOTE不计空气阻力，重力加速度QUOTE求：（1）抛出点O距A端的竖直高度h和煤块到达A端时的速度大小；（2）从煤块第一次与传送带达到共速到两者第二次达到共速的时间间隔；（3）煤块与传送带因摩擦而产生的热量Q。【参考答案】选择题题号12345678910答案ACDBBDCBDADACD1.A设绳与水平方向夹角为θ，则QUOTE设绳的拉力为F，则Fsinθ=QUOTE解得F约为5.8N，故选A。2.C设乙地速度为v，则QUOTE从乙到甲运动逆思维，做匀减速直线运动，加速度大小为a，则QUOTE解得QUOTE所以A、B都不对。从综保区到乙地，由静止开始匀加速，QUOTE解得X=2500m，选C。3.D以六位特战队员为研究对象：F-6（K+1）mg=6ma，设第二位队员和第三位队员间绳的拉力为T，以下面的4名特战队员为研究对象：T-4（K+1）mg=4ma，解上式得：QUOTE故选D。4.B近地卫星周期QUOTE分钟≈1.4小时，轨道为R，同步卫星周期QUOTE小时，轨道为QUOTE，根据开普勒第三定律：QUOTE解得QUOTE所以时间QUOTE故选B。5.B设圆周运动所在平面与O1的高度为h，圆周半径为r，则QUOTE解上式得：QUOTE所以线速度v与角度、半径无关。QUOTE故选B。6.D物块A和弹簧的机械能总和保持不变，A错；物块A向上滑行时，如果是压缩弹簧，其机械能一定减小，B错；光滑斜面受物块压力，则地面对斜面体的摩擦力不为零，C错；光滑斜面受物块压力不变，则地面对斜面体的支持力保持不变，故选D。7.CA选项，相对地面静止在不同高度的货物，角速度相同都等于地球的自转角速度，货物的线速度v=rω，随着r增大线速度v增大，故A错误；B选项，货物在r=R处是在地面上，除了受到万有引力还受到地面的支持力，线速度远小于第一宇宙速度，故B错误；C选项，图乙中图线的交点表示万有引力产生的加速度和地球自转产生的加速度相等，又同步卫星的角速度与地球自转角速度相同，因此交点的横坐标r₀表示同步卫星所在的轨道半径。QUOTE解得周期QUOTE故选C；D选项，在地球极地表面QUOTE解得地球质量QUOTE设货物质量为m，在距地面高R站点受到的支持力为FN，此时货物绕地球做匀速圆周运动有QUOTE即QUOTE解得QUOTE故D错误。8.BDA选项，小球过C点做平抛运动，水平位移QUOTE，竖直位移QUOTE在C点，QUOTE解得QUOTE故A错；B选项，设最低点的速度为v，由最低点到C点动能定理：QUOTE在最底点点，QUOTE解得：QUOTE故B对；C选项，上移A则仍可过C点，但vt增大，落到斜面上位置上移，平抛的竖直位移减小，时间减小，竖直速度减小，小球在斜面落点处重力功率减小。D选项，如图连接CD，设中点为E，过E作EF平行于OD，交CO于F点，由几何知识可得：QUOTE由题可知小球恰能过C点做平抛运动则：QUOTE当水平位移x=R=vct时，可算得此时竖直位移QUOTE故D正确。9.AD设木板A与地面间动摩擦因数为μ1，A、B之间动摩擦因数为μ2，A选项A、B之间有相对滑动，对A设运动时加速度为QUOTE解得：QUOTEA正确；B选项，木板受地面摩擦力QUOTE位移QUOTE解得QUOTE所以QUOTEC选项，物块受木板摩擦力μ₂mBg=2N，4物块B加速度为QUOTE位移QUOTE解得QUOTE40.5m，木板的长度为QUOTE所以QUOTED选项，木板的长度为QUOTED正确。10.ACDA选项、由右图结合题意可知a₀时弹簧处于原长状态，且物块A、B恰要分离，故对AB整体有QUOTEQUOTE解得QUOTEB选项、当a=0时，对AB整体分析有QUOTE当a>a₀时，右图中另一纵截距的意义为QUOTE联立解得QUOTE，故B错；C选项、当a₀=7.5m/s²时，因为物块A、B恰要分离，故对A有QUOTE由牛顿第三定律知A对斜面的压力大小为12.5N；D选项、a=0.5a₀时，对B分析QUOTE解得QUOTE所以选ACD。实验题（本题共2小题，每空2分，共16分）11.（8分）（1）失重554.4N（553.2N~555.6N）超重（2）1.8m/s或1.9m/s解析：（1）当t=2s时，该同学向下加速运动，加速度竖直向下处于失重状态，当t=8s时，该同学向下减速加速运动，加速度竖直向上处于超重状态。当t=2s时，1QUOTE（2）a-t图线与t轴所围面积表示速度变化量，则该同学的最大速率约为1.8m/s或1.9m/s。12.（8分）（1）dt（2）OB的长度L（3）m解析：（1）根据光电门工作原理，滑块与弹簧分离瞬间，滑块的速度大小QUOTE（2）需测量OB的长度L，根据运动学知识，滑块在OB段运动可得QUOTE解得QUOTE又a=μg所以QUOTE（3）实验过程中，根据能量守恒定律，可知弹性势能全部转化为摩擦内能，则QUOTE滑块在OB段运动过程，由牛顿第二定律，得f=ma，联立解得QUOTE计算题13.（10分）解：（1）设ac与bc夹角为θ：mgcosθ=ma…1分由几何关系得bc细杆长度：l=2Rcosθ⋯1分小滑环匀加速运动：l=1联