卷子答案网-一个不只有答案的网站合肥市2023-2024学年高三上学期第一次教学质量检测
物理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。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。
4.本卷命题范围：必修第一、二册
一、单选题（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，只有一项符合题目要求）
1.航天科工集团举办的“高速飞车”主题科普展在北京开展.高速飞车是将磁悬浮技术与低真空技术相结合，实现超高速运行的运输系统.高速飞车未来将会应用于超大城市群之间的交通运输，运行时速将会达到1000公里，若从南京到北京的路程约为1055公里，经历了62分钟达到.根据以上信息判断，下列说法正确的是（ ）
A.若研究飞行列车经过某一路标所用的时间，可将列车看作质点
B.从南京到北京的路程约为1055公里，这个“路程”是个矢量
C. “62分钟”是时间
D.高速飞车从南京到北京的平均速率约为1040km/h
2.斑马线是行人的安全线和生命线，礼让斑马线不仅体现城市的文明形象，更是法律对司机明确规定的一项责任和义务.某汽车正以54km/h的速度行驶在城市道路上，在车头距离“礼让行人”停车线30m时，驾驶员发现前方有行人通过人行横道，0.5s后刹车使汽车匀减速滑行，为了保证汽车车头不越过停车线，下列说法中正确的是（ ）
A.汽车刹车匀减速滑行的最大距离为30m
B.汽车刹车匀减速滑行的最小加速度为5.5m/s2
C.汽车刹车匀减速滑行的时间不超过3s
D.整个过程汽车行驶的平均速度不能超过5m/s
3.随着瑜伽的普及，人们开始逐渐喜欢并认可了这一健身运动.某瑜伽运动员以如图所示的姿势保持身体平衡在水平地面上，则下列说法正确的是（ ）
A.运动员一定受到摩擦力
B.运动员受到的支持力和重力是一对平衡力
C.运动员所受支持力就是重力
D.运动员受到的支持力是由于手掌形变产生的
4.某中学开学军训，学员在水平地面上进行拉轮胎的负荷训练，若在起动后的一小段时间内，学员用两根轻绳拉着轮胎做匀速直线运动.如图所示，运动过程中保持两绳的端点A、B等高，两绳间的夹角为α、所在平面与水平面夹角恒为β.已知轮胎重为G，每根绳的拉力大小为F，则轮胎运动过程受到地面摩擦力大小为（ ）
A. B. C. D.
5.港珠澳大桥总长约55km，是世界上总体跨度最长、钢结构桥体最长、海底沉管隧道最长的路海大桥，设计时速100km/h.如图所示，该路段是港珠澳大桥的一段半径R=150m的圆弧形弯道，总质量m=1800kg的汽车通过该圆弧形弯道时以速度v=90km/h做匀速圆周运动（汽车可视为质点，路面视为水平且不考虑车道的宽度）.已知路面与汽车轮胎间的径向最大静摩擦力为汽车所受重力的，重力加速度g取10m/s2，则（ ）
A.汽车过该弯道时受到重力、支持力、摩擦力、牵引力和向心力
B.汽车过该弯道时所受径向静摩擦力大小为4000N
C.汽车过该弯道时的向心加速度大小为4m/s2
D.汽车能安全通过该弯道的最大速度为m/s
6.智能呼啦圈可以提供全面的数据记录，如运动能量的消耗，运动总数，运动时长，转速，腰围变化等等，能够让人合理管理自己的身材，它轻便美观，深受大众喜爱.如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示.可视为质点的配重质量为0.30kg，绳长为0.6m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.24m.水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为θ，运动过程中腰带可看作不动，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.匀速转动时，配重受到的合力恒定不变
B.若增大转速，腰带受到的合力不变
C.当θ稳定在37°时，配重的角速度为rad/s
D.当θ由37°缓慢增加到53°的过程中，消耗人体的化学能增加，所以绳子对配重不做功
7. 2023年4月14日我国首颗综合性太阳探测卫星“夸父一号”准实时观测部分数据完成了国内外无差别开放，实现了数据共享，体现了大国担当.如图所示，“夸父一号”卫星和另一颗卫星分别沿圆轨道、椭圆轨道绕地球逆时针运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等，两轨道相交于A、B两点，某时刻两卫星与地球在同一直线上，下列说法中正确的是（ ）
A.两卫星在图示位置的速度v1>v2
B.两卫星在A处的万有引力大小相等
C.两颗卫星运动轨迹在A或B点处相交，所以两颗卫星可能相遇
D.两颗卫星的运动周期不相等
二、多选题（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.上海科技馆机器人，琴棋书画，跳舞、射箭、分拣包裹，无所不能.如图所示为机械手抓取、分拣橙子的照片.为便于研究，将机械手简化为只有四根“手指”有作用力的模型.抓取点对称分布在球心上方的同一水平面内，抓取点与球心的连线与该水平面夹角为α，“手指”与橙子的动摩擦因数为μ，橙子的重力大小为G，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.下列说法正确的是（ ）
A.只要“手指”对橙子的压力足够大，α不论取何值都能将橙子抓起
B.若μ与α的关系满足，则不一定能将橙子抓起
C.若能抓起橙子，则每根“手指”对橙子压力的最小值为
D.若抓起橙子竖直向上做加速运动，则每根“手指”对橙子的压力一定变大
9.“蹦极”是很多年轻人喜爱的极限运动（如图甲所示），质量为m的蹦极爱好者从跳台上落下，其加速度随下降位移变化的图像如图乙所示（图中x1、x2、g已知，x3、am未知），忽略空气阻力以及绳索的重力，蹦极所用的绳索可看成满足胡克定律的弹性绳，g为重力加速度，对于蹦极爱好者，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.下降位移为x3时，速度最大
B.下降过程中的最大速度大小为
C.下降的最大位移
D.下降过程中的最大加速度大小为g
10.在趣味运动会活动中，有班级设置了套圈游戏，如图所示.某同学从距水平地面高度1m处水平抛出一个半径为0.2m的圆环，套前方地面上的半径为0.1m竖直圆柱，设圆环运动过程始终保持水平，圆环中心到圆柱中心的水平距离为3.0m，圆柱高度为0.2m.重力加速度取g=10m/s2，空气阻力不计，要想套住圆柱，圆环刚抛出时的速度可以是（ ）
A.7m/s B.8m/s C.7.5m/s D.7.6m/s
三、实验题（本题共2小题，共15分）
11.（6分）验证牛顿第二定律的实验装置如图甲所示.
甲 乙 丙
（1）本实验中 （填“需要”或“不需要”）满足砝码盘和砝码质量远小于小车的质量.
（2）A组同学在实验中，保持小车的质量M不变，仅改变砝码盘中砝码的质量m，得到多组加速度大小a和对应力传感器的示数F，作出a-F图像如图乙所示，图像未过原点的原因是 .
（3）B组同学在实验中，正确补偿阻力后，保持砝码盘中的砝码质量m0不变，仅改变小车的质量M，测得多组加速度大小a和对应的小车的质量M，作出图像如图丙所示，图像的纵截距为，则砝码盘和动滑轮的总质量为 （用字母b、m0表示，滑轮均光滑，细绳质量不计）.
12.（9分）某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开下落.
甲 乙 丙
（1）甲实验的现象是小球A、B同时落地，说明 .
（2）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，则在空中运动的时间
（填“变长”“不变”或“变短”）.
（3）安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽 （填“需要”或“不需要”）光滑.
（4）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为1cm，重力加速度g取10m/s2，则小球运动中水平分速度的大小为 m/s.（结果可保留根号）
四、计算题（本题共3小题，共39分.作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）某校高一新生开学后，军训如火如荼进行，老师用无人机拍摄学生在操场军训时青春活力的画面.该老师操作遥控按键使无人机从地面由静止开始以大小为a=0.5m/s2的加速度竖直向上做匀加速直线运动，经过10s无人机出现故障，自动关闭动力系统，一段时间后落回地面，重力加速度取g=10m/s2，空气阻力不计.求：
（1）无人机出现故障时的速度大小和离地面的高度；
（2）关闭动力系统后，无人机在空中运动的时间.
14.（13分）国家邮政局快递大数据平台实时监测数据显示，截至2023年10月1日，今年我国快递业务量突破1000亿件，已连续8年稳居世界第一、快递分装会用到传输装置，如图所示，可视为质点的某快递以vB=5m/s的速度进入水平传送带BC，最后能从C点水平抛出，已知水平传送带BC长L=3m，上表面距水平地面高h=1.25m，该快递与传送带间动摩擦因数μ=0.4，传送带以顺时针方向转动，不考虑传送带滑轮大小，重力加速度取g=10m/s2.求：
（1）当传送带的速度大小为v=2.4m/s时，快递落在水平地面上的落地点与C点的水平距离；
（2）若在传送带右侧加装一个收集装置，如图所示，其内边界截面为圆弧，C点为圆心，半径为，若要使该快递从C点抛出后落到收集装置时的速度最小，则传送带速度应该调节为多大？
15.（16分）如图所示，一游戏轨道由倾角为θ=37°的足够长倾斜轨道AB、长为x=1.2m的水平直轨道BC、半径为R=0.32m的光滑竖直圆环轨道CDEC'、光滑水平直轨道C'F及水平传送带FG组成.其中竖直圆环的最低点C和C'相互靠近且错开，轨道末端F点与水平传送带（轮子很小）的左端刚好平齐接触.将一质量为m=20g的小滑块（可视为质点），从倾斜轨道上某处静止释放.已知小滑块与倾斜轨道AB、水平直轨道BC及传送带间的动摩擦因数均为μ=0.25，传送带长度FG=4m，其沿逆时针方向以恒定速度v=4m/s匀速转动.所有轨道在同一竖直面内，且各接口处平滑连接，不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：
（1）若小滑块首次进入竖直圆环轨道刚好可以绕环内侧做完整的圆周运动，则其在通过圆环轨道内侧与圆心等高处的E点时，受到圆环轨道的作用力大小；
（2）在满足（1）的条件下，小滑块首次滑上传送带并返回F点的过程中，传送带电机由于牵引力增加而多消耗的电能E；
（3）为保证小滑块始终不脱离游戏轨道，也不会从传送带右端G点滑落，小滑块从倾斜轨道AB上由静止释放的高度H应满足什么条件？
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物理
参考答案、提示及评分细则
1.C 研究列车经过某一路标所用的时间时，列车的长度不可忽略，列车不能看成质点，A错误；路程只有大小没有方向，是标量，B错误；“62分钟”是时间间隔，C正确；平均速率，D错误
2.C 汽车刹车前，在0.5s内做匀速运动的位移为，汽车刹车滑行的最大距离为，故A错误；汽车刹车的最小加速度为，故B错误；汽车用于减速滑行的最长时间为，故C正确；汽车从发现前方有行人通过人行横道到停下来过程的平均速度满足，故D错误.
3.B 运动员以题图所示的姿势在水平地面上，处于平衡状态，在水平方向没有相对运动，也没有相对运动的趋势，因此不受摩擦力的作用，A错误；运动员受到的支持力和重力大小相等，方向相反，是一对平衡力，B正确；运动员所受的支持力是水平地面的形变产生的作用，重力是地球的吸引力产生，因此所受支持力不是重力，C错误；运动员受到的支持力是由于水平地面的形变产生的，D错误.
4.C 根据题意，由几何关系可知，两绳拉力的合力大小为，方向与地面成β角，对轮胎受力分析，由平衡条件有，故C正确.
5.D 汽车过该弯道时受到重力、支持力和摩擦力作用，摩擦力提供做圆周运动的向心力，A错误；汽车过该弯道时所受径向静摩擦力大小为，B错误；汽车过该弯道时的向心加速度大小为，C错误；汽车能安全通过该弯道速度最大时满足，解得，D正确.
6.B 匀速转动时，配重做匀速圆周运动，合力大小不变，但方向在变化，A错误；运动过程中腰带可看作不动，所以腰带受到的合力始终为零，B正确；对配重，由牛顿第二定律，得，当θ稳定在37°时，解得，C错误；由C中公式可知，当θ稳定在53°时，角速度大于θ稳定在37°时的角速度，配重圆周半径也增大，速度增大，动能增大，同时高度上升，重力势能增大，所以机械能增大；由功能关系，θ由37°缓慢增加到53°的过程中，绳子对配重做的功等于配重机械能的增加量，所以功为正值，做正功，D错误.
7.A v2为椭圆轨道的远地点，速度比较小，表示匀速圆周运动的速度，故v1>v2，故A正确；由于两卫星的质量未知，所以两卫星在A处的万有引力无法比较，故B错误；椭圆的半长轴与圆轨道的半径相同，根据开普勒第三定律可知，两卫星的运动周期相等，则不会相遇，故C、D错误.
8. BC 对橙子受力分析，竖直方向满足，因为静摩擦力，解得，所以想要抓起橙子，则每根“手指”对橙子压力的最小值为，并且夹角满足时，才能将橙子抓起.所以时，不一定能将橙子抓起，故A错误，B、C正确；若抓起橙子竖直向上做匀加速运动，且恰好达到最大静摩擦时，满足，可得，则每根“手指”对橙子的压力保持不变，故D错误.
9.BC 由图乙可知，0~x2位移内，人的加速度方向始终向下，人先做自由落体运动，后做加速度逐渐减小的加速运动，下降位移为x2时，蹦极爱好者加速度为零，此时速度最大，下降位移为x3，减速到0，故A错误；根据动能定理可得，a~x图像的面积乘以人的质量即为合外力的功，由图像可得，解得，故B正确；F-x图像的面积表示弹性绳弹力的功，设绳子劲度系数为k，由胡克定律及其F-x图像可求出弹性绳的弹性势能表达式为.对全过程由机械能守恒定律可得，在x2处，由平衡条件可得，联立解得，故C正确；在x3处，由牛顿第二定律可得，解得，故D错误.
10.CD 已知圆环的高度h1=1m，圆环的半径为r=0.1m，圆柱的高度为h2=0.2m，圆环中心到圆柱中心的水平距离为x=3m，根据自由落体运动规律可知，解得t=0.4s，当圆环右侧贴着圆柱落下时，圆环抛出时的初速度有最小值，即，解得，当圆环左侧贴着圆柱落下时，圆环抛出时的初速度有最大值，即，解得，要使圆环套住地面上的圆柱，圆环刚抛出时的速度应该介于之间.故C、D正确.
11.（1）不需要 （2）补偿阻力过度 （3）（每空2分）
解析：（1）小车所受合外力为细绳拉力，由力传感器测出，故不需要满足砝码盘和砝码质量远小于小车的质量.
（2）对小车有，，作出a-F图像如题图乙所示，图像未过原点的原因是平衡摩擦力过度或木板抬得太高.
（3）根据牛顿第二定律，对小车有，对砝码、砝码盘和动滑轮有，整理得，，解得.
12.（1）A球在竖直方向做的是自由落体运动（2分） （2）不变（2分） （3）不需要（2分）（4）（3分）
解析：（1）实验现象是小球A、B同时落地，说明A球在竖直方向做的是自由落体运动.
（2）将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球下落高度不变，A球在空中运动的时间不变
（3）每次小球运动轨迹一样，克服摩擦力做功一样多，不需要斜槽光滑；
（4）由丙图可知AB与BC过程所用时间相等，竖直方向根据，可得，水平方向有，联立可得小球运动中水平分速度的大小为.
13.解：（1）无人机出现故障时的速度大小
解得
无人机出现故障时离地面的高度
解得
（2）关闭动力系统后，规定竖直向下为正方向
解得
14.解：（1）因为，所以快递先减速，若在传送带上减速至v，由
可得
故先减速后匀速.从C点平抛到落地
解得
由水平位移
解得
（2）设快递落到收集装置时速度为v1，则有
设从C点抛出时水平速度为vx，落到收集装置时水平位移x，竖直位移y
，，
得
即
代入表达式得，由数学知识可知，
当时，v最小，解得
由
解得
可知，物体在传送带上先匀减速到，再一起匀速，即传送带速度应该调节为
15.解：（1）由题意，滑块在D点有
解得
滑块从D到E点有
解得
（2）滑块在传送带上运动有
解得
滑块从D到C点有
解得
小滑块第1次滑上传送带后将以4m/s的速率返回
故电机多消耗的能量为
（3）滑块在倾斜轨道AB上运动有，解得
滑块从静止释放到B点时速度满足
（i）为保证小滑块第1次下滑后能恰好到达竖直圆环的圆心等高处，则有
，解得
即可；
（ii）为保证小滑块第1次下滑后能恰好过竖直圆环的最高点，则
，解得
即可：
（iii）为保证小滑块第1次滑上传送带后，能返回，不会从G点抛出，则
，解得
此种情况下，第1次从传送点上返回时的速度为4m/s，可过竖直圆环最高点，此后返回B点，滑块从C到B点有，解得
滑块冲上倾斜轨道AB，上滑时有，解得
上滑高度为h，则有
解得h=0.375m
第1次返回倾斜轨道时，上滑高度为0.375m（<0.93m），再次下滑后不会从圆环轨道脱离，故
即可
所以：或
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