贵州省黔西南州金成实验学校2023-2024高三上学期第三次质量检测物理试题（答案）

2023-2024 学年度第一学期 1130 第三次质量检测
学校: 姓名： 班级： 考号：
一、单选题(每题 4 分，共 28 分）
1 ．许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献，也创造了许多物理学方法，如理想实验法、等效替代法、 控制变量法、微元法、建立物理模型法、放大法等。以下关于物理学方法的叙述，正确的是( )
A．2022 年世锦赛中，裁判员给跳水冠军全红婵打分时，将其看作质点，这种保留主要因素忽略次要因 素的思维方法通常称为“理想化方法”
B ．利用光电门测算瞬时速度是用了“放大法”
C ．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线 运动，然后用各小段的位移相加之和代表物体整个运动过程的位移，这里采用了“微元累积法”
D ．在探究加速度与力和质量之间的关系时，先保持质量不变研究加速度和力的关系，再保持力不变研
究加速度和质量的关系，该实验采用了“假设法”
2 ．如图所示是某质点运动的v 一 t 图像，下列判断正确的是( )
A ．质点先做匀变速直线运动，然后做非匀变速曲线运动
B ．在第 2s末，质点的加速度方向发生改变
C ．在 2s~4s 内，质点的加速度大小先减小后增大
D ．在 2s~3s 内，质点的平均速度大小等于 1.5m/s
3．图甲为一简谐横波在t = 0. 10s 时的波形图，P 是平衡位置在x = 0.5m处的质点，Q 是平衡位置在x = 4.0m
处的质点，图乙为质点Q 的振动图像。下列说法正确的是( )
A ．这列波沿x 轴负方向传播
B ． t = 0.25s 时，质点P 的加速度沿y 轴正方向
C ． t = 0.275s 时，质点P 位于波峰位置
D ．在t = 0. 10s 到 t = 0.25s 时间内，质点P 通过的
路程等于15cm
4 ．挂红灯笼是我国传统习俗，用来表达喜庆。如图所示，用三根细线 a 、b 、c 将质量分别为 m 、2m 的两 个小灯笼 A 和 B 连接并悬挂起来，两小灯笼处于静止时，细线 b 水平，细线 a 和细线 c 与竖直方向的夹
角分别为α 、β , 则下列说法正确的是( )
A ． t (t)a (a)n (n) = 2 (1) B ． t (t)a (a)n (n) = 1 (2)
C ． t (t)a (a)n (n) = 1 D ． t (t)a (a)n (n) = 1
5．“神十四”航天员进行约 5.5 小时的出舱活动并圆满完成既定任务后，安全返回空间站问天实验舱如图甲
所示。已知地球半径R = 6400km ，地球表面重力加速度g0 ，在离地面高度h = 400km 的轨道上，问天实验
舱绕地球做匀速圆周运动，所处的位置重力加速度为g , 。假设航天员在问天实验舱的桌面上放置如图乙中 的实验装置，不可伸缩的轻绳长为 L ，轻绳一端绑一个质量为 m 的小球，另一端绑在支架 O 点，在离桌面 最近的 A 点位置给小球一个垂直于 OA 的初速度 v ，小球沿乙图虚线轨迹做圆周运动，其中 B 为最高点， 下列说法正确的是( )
A ． g , ： g0 =289:256
B ．小球经过 A 点时，轻绳的张力大小为mg, +
C ．小球从 A 点圆周运动到 B 点过程中，克服重力做功为mg,L
D ．小球运动过程中，轻绳的拉力提供小球做圆周运动的向心力
试卷第 1页，共 4页
6 ．洛希极限是 19 世纪法国天文学家洛希在研究卫星状理论中提出的一个使卫星解体的极限数据，即当卫 星与行星的距离小于洛希极限时，行星与卫星间的引力会使卫星解体分散。洛希极限的计算公式
1
A = k 3 R其中 k 为常数，ρ'、ρ分别为行星和卫星的密度， R 为行星的半径。若一颗行星的半径
为 R0 ，该行星与卫星的近地卫星周期之比为 a ， 则行星与该卫星间的洛希极限为( )
试卷第 2页，共 4页
A .
2
ka- 3 R0
B .
2
ka 3 R0
C .
3
ka 2 R0
D .
3
ka- 2 R0
7 ．如图所示，带孔物块 A 穿在光滑固定的竖直细杆上与一不可伸长的轻质细绳连接，细绳另一端跨过轻 质光滑定滑轮连接物块 B ，A 位于与定滑轮等高处。已知物块 A 的质量为 m 、物块 B 的质量为m ，定
滑轮到细杆的距离为 L ，细绳的长度为 2L 。现由静止释放物块 A ，不计空气阻力及定滑轮大小，重力加速
度大小为 g，两物块均可视为质点，下列说法正确的是( )
A ．物块 A 的机械能一直增大
B ．物块 A 的速度始终小于物块 B 的速度
C ．物块 A 下落的最大距离为 L
D ．物块 A 、B 等高时系统的总动能为mgL
二、多选题（每题 5 分，共 15 分。错选多选得 0 分，漏选得 3 分）
8 ．如图所示，滑块 A 、B 用轻质弹簧连接后静止在光滑水平面上，滑块 A 与左侧竖直固定挡板接触。现 对滑块 B 施加一水平推力 F 使滑块 B 问左缓慢运动到某一位置后保持静止，一段时间后撤去推力 F。弹簧
始终处于弹性限度内，关于弹簧和滑块 A、B，下列说法中正确的是( )
A ．推力 F 做的功等于弹簧增加的弹性势能
B ．当弹簧恢复原长时，滑块 A 开始离开挡板
C ．从撤去推力 F 到滑块 A 离开挡板的过程中，弹簧和滑块 A 、B 组成的系统动量守恒 D ．从滑块 A 离开挡板到滑块 A 、B 共速的过程中弹簧对 A 、B 两滑块做功的大小相等
9 ．某景区的彩虹滑梯如图所示， 由两段倾角不同的直轨道（第一段倾角较大）组成，同种材料制成的粗 糙斜面 AB 和 BC 高度相同，以底端 C 所在水平直线为 x 轴，顶端 A 在 x 轴上的投影 O 为原点建立坐标系。 一游客静止开始从顶端 A 下滑到底端，若规定 x 轴所在的水平面为零势能面，则物体在两段斜面上运动过 程中动能 E 、重力势能 Ep 机械能 E、产生的热量 Q 随物体在 x 轴上投影位置坐标 x 的变化关系图像中正 确的是( )
A .
C .
B .
D .
10 ．一列简谐横波在t = s 时的波形图如图甲所示，P 、Q 是介质中的两个质点，图乙是质点 Q 的振动图
(
像．关于该简谐波下列说法中正确的是(
)
A
．波速为
18
cm
/s
B
．沿
x
轴正方向传播
C
．质点
Q
的平衡位置坐标
x
=
9
cm
)
D ．在t = s 时质点 P 移动到 O 点
三、实验题
11 ．某同学用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律，让重物从高处由静止开始下落，打点计时器 在重物拖着的纸带上打出一系列的点；实验结束后，选择一条点迹清晰的纸带进行数据测量，用刻度尺只 测出如图乙所示的几段距离就可以达到实验目的，打点计时器所接电源的频率为f，O 点是重物做自由落 体运动的起点，当地的重力加速度大小为 g。
（1）重物在下落过程中，会对实验的验证带来误差的力为 。（写出一个即可）
（2）打 B 点时重物的速度大小为 。（用题中给出的和图中测量出的物理量的符号表示）
（3）测得 O 、B 两点之间的距离为 h ，若在误差允许范围内， gh= ，则重物下落过程中机械能 守恒。（用题中给出的和图中测量出的物理量的符号表示）
12．某物理活动小组想利用一根压缩的弹簧弹开带有遮光片的滑块来探究弹簧的弹性势能与形变量之间的 关系，装置如图（ a ）所示，将带有刻度尺的长木板水平固定在桌面上，弹簧的左端固定在挡板上，弹簧 左端对应刻度尺位置坐标为零，右端与滑块刚好接触（但不连接，弹簧为原长），记录弹簧原长位置，现
让滑块压缩弹簧至 P 点并锁定，P 点位置坐标记为x0 ，然后在木板上弹簧原长位置处固定光电门，位置坐
标记为x1 。实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度 d，其示数如图（b）所示， d = cm ；
（2）将光电门连接计时器，解除弹簧锁定，滑块被弹开并沿木板向右滑动，计时器记录遮光片通过光电
门的时间 Δt ，再测量滑块停止时的位置坐标记为x2 ，若已知遮光片与滑块总质量为 m，则弹簧的弹性势能
Ep = （用物理量符号表示）；
（3）改变 P 点的位置，记录弹簧形变量x1 - x0 的数值，多次重复步骤（2），通过计算得到多组Ep 值，选
择合适标度在坐标纸上描点作图，即可得到弹簧弹性势能与形变量的关系；
试卷第 3页，共 4页
（4）若在实验过程中，某同学用图像法处理数据，以 为纵坐标，以 x 为横坐标得图像如图（c ）所示，
设重力加速度为 g，则该同学选择的横坐标 x 为 ，由图线可得滑块与木板间的动摩擦因数 μ = （用物理量的符号表示）。
四、解答题
13 ．如图所示，足够长的水平地面上有材质不同的甲、乙两个物块，它们与水平面间的动摩擦因数分别为
μ1 = 0.2、μ2 = 0.4 ，甲的质量为m1 = 4kg ，乙的质量为m2 = 2kg 。在F = 25N 的水平推力作用下，一起由静
止开始向左做匀加速运动，取g = 10m/ s 2 。求：
（1）物块甲、乙一起做匀加速运动的加速度大小；
（2）物块甲对物块乙的作用力大小；
（3）某时刻甲、乙的速度为v = 12m/ s ，此时撤去推力F ，则撤去推力后物块乙滑行的距离。
14 ．如图所示，半径为 R ，圆心为O1 的光滑圆弧轨道 ABC 固定在竖直平面内，AB 是竖直直径，BC 段圆 弧所对应的圆心角为θ= 37。。一根长为 R ，不可伸长的轻绳一端固定在O2 点，另一端悬挂质量为 m 的小 球， O2 点与O1 点等高。小球在最低点 E 时给小球一个向左的初速度，使小球在竖直平面内做圆周运动， 当小球运动到最高点 D 时细线被割断，但速度保持不变，小球刚好从 C 点无碰撞地进入圆弧轨道，不计小 球的大小和空气的阻力，重力加速度的大小为 g， sin 37。= 0.6 ， cos 37。= 0.8 。
（1）求小球从 C 点进入圆弧轨道时的速度大小；
（2）求O1 、O2 两点间的距离；
（3）求小球运动到 D 点细线刚好要割断时，细线的拉力大小。
15 ．如图所示，为某一食品厂家的生产流水线的一部分，轨道 AB 是半径为 R 的半圆，产品 2 加工后以
vA = 的速度从 A 点沿光滑轨道开始下滑，到达轨道最低点 B 处时，与静止在此处的产品 1 发生弹性
碰撞（假设每一个产品的质量均为 m），被碰后的产品 1 沿粗糙的水平轨道 BC 滑动，以 的速度滑上
运行速度为 v 的传送带 CD 。其中 BC 段为生产线中的杀菌平台，长度为 d，传送带的摩擦因数为μ2 ，长度 为 L ，求：
（1）为了保证产品以最短的时间经过 CD ，则传送带的速度应满足什么条件
（2）求 BC 段杀菌平台的摩擦因数μ1；
（3）调整产品从 A 点出发的速度可以调整杀菌的时间，求产品既不脱轨又能到达传送带的最长杀菌时间。
试卷第 4页，共 4页
试卷第 5页，共 1页参考答案：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B C B D A C AB BC AC
1．C
【详解】A．2022年世锦赛中，裁判员给跳水冠军全红婵打分时不能将其看作质点，故 A
错误；
B．利用光电门测算瞬时速度是用了极限法，故 B错误；
C．推导匀变速直线运动位移公式时采用了“微元累积法”，故 C正确；
D．在探究加速度与力和质量之间的关系时采用了控制变量法，故 D错误。
故选 C。
2．B
【详解】A． v t图像只能描述直线运动，A错误；
B．0~2s内质点沿正方向加速，2s~3s内在沿正方向减速运动，加速度方向在第 2s末发生变
化，B正确；
C． v t图像的斜率的绝对值表示加速度大小，从图像来看，2s~4s内图像越来越平缓，故
加速度大小一直在减小，C错误；
D．v t图像的面积表示物体运动的位移，下图中虚线对应的图像与坐标轴围成的面积表示
位移大小为
x 3 1 m=1.5m
2
而质点在 2s~3s内运动的 v t图像与坐标轴围成的面积小于虚线与坐标轴围成的面积，故质
x
点的位移 x 小于 1.5m，而质点的平均速度为 v ，故质点的平均速度大小小于 1.5m/s，故
t
D错误。
故选 B。
答案第 1页，共 10页
{#{QQABAQaAogggQAJAABgCAQVYCAMQkBEAAAoOAAAEoAIAwBFABAA=}#}
3．C
【详解】A．分析振动图像，由乙图读出，在 t=0.10s时 Q点的速度方向沿 y轴负方向，根
据波动规律结合图甲可知，该波沿 x轴正方向的传播，故 A错误；
3T
B．从 t=0.10s到 t=0.25s，质点 P振动了 ，根据波动规律可知，t=0.25s时质点 P位于平
4
衡位置上方，则加速度方向沿 y轴负方向，故 B错误；
7
C． t 0.275s
7
时，即从 t=0.1s时刻经过了 0.175s，即 T 的时间，波沿 x轴正向传播 ，
8 8
则 P位于波峰位置，故 C正确；
3T
D．在 t=0.10s时质点 P不在平衡位置和最大位移处，从 t=0.10s到 t=0.25s，经过了 ，此
4
过程中质点 P通过的路程不等于 3A，即不等于 15cm，故 D错误。
故选 C。
4．B
【详解】设细线 b的拉力为 T，以小灯笼 A 为研究对象，由共点力平衡条件得
Ta sin T
Ta cos mg
解得
tan T
mg
以小灯笼 B 为研究对象，由共点力平衡条件得
Tcsin T
Tccos 2mg
解得
tan T
2mg
则
tan 2

tan 1
故选 B。
5．D
【详解】A．根据万有引力定律，在地球表面
答案第 2页，共 10页
{#{QQABAQaAogggQAJAABgCAQVYCAMQkBEAAAoOAAAEoAIAwBFABAA=}#}
GM地m mg
R2 0
在离地 400km高空
GM m
地 mg
R h 2
可得
g : g 2 20 16 :17 256 : 289
故 A错误；
BCD．以问天实验舱的桌面为参照物，由于在问天实验舱中处于完全失重环境，重力效果消
失，轻绳的拉力提供小球绕 O点做匀速圆周运动的向心力，小球经过 A点时，轻绳的拉力
mv2
大小为 ，故 BC错误，D正确。
L
故选 D。
6．A
【详解】对于质量为 m 的近地卫星， 由万有引力提供向心力有
G Mm m 4
2
R
R2 T 2
由密度公式
M M
V 4 R3
3
联立解得
3
GT 2
所以密度与其近地卫星环绕周期平方成反比，再由
1
3
A k
R

解得
2
A ka 3R0
故选 A。
7．C
【详解】A．由静止释放物块 A，物块 A向下加速运动过程中，重力做正功，绳子的拉力做
负功，物块 A的机械能减小，故 A错误；
答案第 3页，共 10页
{#{QQABAQaAogggQAJAABgCAQVYCAMQkBEAAAoOAAAEoAIAwBFABAA=}#}
B．设物块 A下滑过程中绳与竖直方向的夹角为α，则
vAcos vB
由此可知，物块 A的速度大于物块 B的速度，当物块 A的速度为零时，物块 B的速度也为
零，故 B错误；
C．当物块 A的速度为零时，下落的高度最大，则
mgh 3mg( h2 L2 L)
解得
h 3L
故 C正确；
D．设物块 A、B处于同一高度时定滑轮左侧细绳与水平方向所成的角为θ，有
L tan 2L L
cos
sin2 cos2 1
解得
37
所以等高时的总动能为
Ek mgL tan 3mg(
L
L)
cos
解得
E 3 3k mgL4
故 D错误。
故选 C。
8．AB
【详解】A．水平面光滑，对滑块 B施加一水平推力 F使滑块 B问左缓慢运动到某一位置
后保持静止，根据功能关系可知推力 F做的功等于弹簧增加的弹性势能，故 A正确；
B．当弹簧恢复原长时，滑块与挡板间恰好没有弹力，此时滑块 A开始离开挡板，故 B正确；
C．从撤去推力 F到滑块 A离开挡板的过程中，墙壁对系统有向右的力，所以弹簧和滑块 A、
B组成的系统动量不守恒，故 C错误；
D．从滑块 A离开挡板到滑块 A、B共速的过程中弹簧对 A、B两滑块做的功等于滑块动能
的变化量，由于两滑块质量关系未知，无法判断，故 D错误；
答案第 4页，共 10页
{#{QQABAQaAogggQAJAABgCAQVYCAMQkBEAAAoOAAAEoAIAwBFABAA=}#}
故选 AB。
9．BC
【详解】A．根据动能定理
E xk mgx tan mg cos mg tan mg xcos
由于第一段斜面倾角大于第二段。可知，则 Ek-x图像的斜率先大后小，A错误；
B．重力势能为
Ep Epm mgxtan
则 Ep-x图像斜率大小等于mg tan ，由于第一段斜面倾角大于第二段，则图像的斜率先大后
小，B正确；
C．产生的热量 Q为
Q mgcos x mgx
cos
Q-x图像为正比例关系，C正确；
D．机械能为
E Emax Q Emax mgx
图线斜率不变，D错误。
故选 BC。
10．AC
【详解】A．由题图甲可以看出，该波的波长为 36cm，由题图乙可以看出周期为T 2s，
波速为
v 18cm / s
T
A正确；
1
B．当 t s时，Q点向上运动，结合题图甲根据“上下坡”法可得波沿 x轴负方向传播，B
3
错误；
C．由题图甲可知， x 0处
y A Asin 30
2
则
x 30 P 3cm360
答案第 5页，共 10页
{#{QQABAQaAogggQAJAABgCAQVYCAMQkBEAAAoOAAAEoAIAwBFABAA=}#}
1
由题图乙可知， t 0时，质点 Q处于平衡位置，经过 t s，其振动状态向 x轴负方向传
3
播到 P点处，则
x 1Q xP v t 18 cm 6cm3
解得
xQ 9cm
C正确；
D．波沿 x轴负方向传播，而质点 P只会上下振动，D错误。
故选 AC。
h h
11 2 c A f． 空气对重物的阻力、打点计时器对纸带的阻力（ 分） （2分）
2
h h 2 f 2c A （2分）
8
【详解】（1）[1]重物在下落过程中，会对实验的验证带来误差的力为空气对重物的阻力、
打点计时器对纸带的阻力等；
（2）[2]打点周期为
T 1
f
打 B点时重物的速度大小为
v h c hA (h c hA) fB 2T 2
（3）[3]测得 O、B两点之间的距离为 h，减小的重力势能为
E mgh
P
增加的动能为
E 1 k mv
2
2 B
若在误差允许范围内，有
E E
P k
即
(h h )2 f 2gh c A
8
则可验证重物下落过程中机械能守恒。
答案第 6页，共 10页
{#{QQABAQaAogggQAJAABgCAQVYCAMQkBEAAAoOAAAEoAIAwBFABAA=}#}
md 2 x x ad 2
12． 1.30（2 2 0分） 2 （2分）
x2 x1 （2分） （3分）2 t x2 x1 2bg
【详解】（1）[1]游标卡尺主尺读数为1.3cm，游标尺读数为0 0.1mm，则 d 1.30cm；
（2）[2]x1位置的速度为
v d
t
根据功能关系有
Ep mg( x2 x0 )
根据动能定理有
mg(x 1 22 x1) 0 mv2
解得
md 2 x2 xE 0 p 2 t2 x2 x1
（3）[3] [4] x1 x2的过程中，根据动能定理有
mg(x 12 x1) 0 mv
2
2
可得
1 2 g x
2
x1
t2 d 2
则横坐标应为 x2 x1，根据图象斜率可知
k a 2 g
b d 2
解得
ad 2
2bg
13．（1）1.5m/s2；（2）14N；（3）18m
【详解】（1）设物块甲乙一起做匀加速运动的加速度为 a，对甲乙整体，由牛顿第二定律得
F 1m1g 2m2g （m1 m2）a （2分）
解得
a 1.5m/s2（1分）
（2）物块甲对物块乙的作用力为F ，有
答案第 7页，共 10页
{#{QQABAQaAogggQAJAABgCAQVYCAMQkBEAAAoOAAAEoAIAwBFABAA=}#}
F F 2m2 g m2a（2分）
解得
F 14N（1分）
（3）撤去推力后，因为
1g 2g
所以，两者分离，之后乙的加速度
a g 4m/s22 2 （2分）
物块乙滑行的距离
2
x v 18m（2分）
2a2
14．（1） 10gR；（2）5.4R；（3）5.4mg
【详解】（1）设小球到达 C点时速度大小为 vC ，根据题意由运动学公式知
v2Cy 2g R Rcos （2分）
根据速度分解可知
vCy vC sin （1分）
解得
vC 10gR（1分）
（2）O1、O2两点间的距离为
x1 vCxt1 R sin （2分）
根据运动学公式可知
R 1 Rcos gt2（2分）
2 1
根据速度分解可知
vCx vC cos （1分）
解得
x1 5.4R （1分）
（3）小球在 D点的速度为
答案第 8页，共 10页
{#{QQABAQaAogggQAJAABgCAQVYCAMQkBEAAAoOAAAEoAIAwBFABAA=}#}
v 4D vCx 10gR （1分）5
设细线的拉力为 F，根据牛顿第二定律得
v 2F mg m D （2分）
R
解得
F 27 mg 5.4mg（1分）
5
15．（1） v 2 2gL 2gR
5R 2d 5gR
；（2） 1 ；（3） t 2d 5gR
【详解】（1）若产品由 C到 D一直加速，则传送时间最短。由动能定理
2mgL
1
mv 2 1 2m mvC （2分）2 2
解得
vm 2 2gL 2gR （1分）
则传送带速度
v 2 2gL 2gR （1分）
（2）产品 2从 A运动到 B的过程，由动能定理得
2mgR 1 mv2 1 mv2 （2分）
2 B 2 A
产品 2和产品 1发生弹性碰撞，由动量守恒和机械能守恒
mvB mv1 mv2 （1分）
1 mv2 1 mv2 1 2B 1 mv2 （1分）2 2 2
解得
v1 0， v2 7gR（1分）
产品 1进入杀菌平台后由动能定理得
1 2 1 21mgd mvC mv2 （2分）2 2
解得
5R1 （1分）2d
（3）若要保证不脱轨，则产品在 A点的最小速度满足
答案第 9页，共 10页
{#{QQABAQaAogggQAJAABgCAQVYCAMQkBEAAAoOAAAEoAIAwBFABAA=}#}
2
mg v m Am （1分）
R
产品进入杀菌平台的最小速度
v2 5gR （1分）
产品减速到 0的距离为 s，由动能定理得
1mgs 0
1
mv2
2
（1分）
2
解得
s d（1分）
产品进入杀菌平台后由动量定理得
1mgt 0 mv2 （1分）
解得
t 2d 5gR （1分）
5gR
答案第 10页，共 10页
{#{QQABAQaAogggQAJAABgCAQVYCAMQkBEAAAoOAAAEoAIAwBFABAA=}#}

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