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海南省2023-2024学年高三上学期11月学业水平诊断（一）
物理
考生注意：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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．我国计划在2030年前实现载人登月，开展科学探索．如图，宇航员在月球上让铁锤和羽毛从同一高度处由静止释放，下降相同的距离，已知月球表面为真空环境，则（ ）
A．羽毛用时较长 B．铁锤用时较短 C．落地时羽毛的速度较小 D．落地时铁锤和羽毛速度相同
2．歼-35舰载机在航母上降落，需利用阻拦系统使之迅速停下．如图，某次着舰时，飞机钩住阻拦索中间位置，两段绳索夹角为时阻拦索中张力为，此刻飞机受阻拦索作用力的大小为（ ）
A． B． C． D．
3．如图，在海口白沙门公园内，摩天轮和悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动．是摩天轮的水平直径．对于坐在某座舱内相对座舱静止的游客，下列说法正确的是（ ）
A．在最高点处于超重状态 B．在最低点处于失重状态
C．在和位置所受合力均为0 D．在和位置所受合力方向相反
4．如图，两固定斜面与水平面夹角均为粗糙、光滑．一轻杆两端通过较链与物体连接，静止于斜面时，杆垂直于．现增大的质量，则（ ）
A．向上滑动 B．仍静止 C．与间的摩擦力增大 D．受到的合外力增大
5．歼-20隐形战斗机的矢量发动机喷口可向不同方向转动以产生不同方向的推力．已知发动机喷口面积为，喷射气体的密度为，产生的推力为，则发动机喷射气体的速度大小为（ ）
A． B． C． D．
6．如图，荡秋千的小红由最低点荡到最高点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．重力做正功，重力势能增大 B．重力的瞬时功率先增大后减小
C．重力的瞬时功率一直减小 D．重力做负功，重力势能减小
7．如图，质量分别为和的方形物体和在水平恒力作用下，沿光滑水平面向右运动，刚好不下滑，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为，则间的动摩擦因数为（ ）
A． B． C． D．
8．在2023年中国自行车巡回赛中，甲、乙两选手骑规格相同的自行车沿同一方向做直线运动，其图像如图所示，已知两人在时刻并排骑行，则（ ）
A．在时，甲在乙后 B．在到时间内，两人相隔越来越近
C．在时刻后，两人相隔越来越远 D．在到时间内的某时刻，两人再次并排骑行
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
9．如图，长为、质量为的木板静止在光滑水平桌面上，一质量为的小物块（视为质点）从木板的左端以速度滑上木板，恰好没有滑离木板，两者间滑动摩擦力大小为对两者构成的系统，下列说法正确的是（ ）
A．动量守恒 B．机械能守恒 C．两物体共同速度的大小为 D．损失的机械能为
10．如图是“玉兔二号”巡视探测器在月球背面执行任务时的轨迹照片，段为曲线，对沿段运动的探测器，下列说法正确的是（ ）
A．速度的方向在不断变化 B．所受合力为0 C．加速度一定不为0 D．一定做匀变速曲线运动
11．2023年5月，货运飞船天舟六号对接中国空间站，形成的组合体绕地球飞行的轨道视为圆轨道，轨道半径为地球半径的，周期为．地球视为均匀球体，引力常量为，则（ ）
A．飞船的发射速度大于 B．组合体绕地球飞行的速度小于
C．地球密度为 D．周期大于
12．用水平拉力使雪橇在平坦的雪地上由静止开始沿直线运动，雪橇运动后，所受拉力与其加速度的关系图线如图所示，图中和均为已知量，重力加速度大小为．下列说法正确的是（ ）
A．雪橇一定做匀加速直线运动 B．雪橇的质量为
C．雪橇与雪地间的动摩擦因数为 D．拉力时，雪橇的加速度大小为
13．在竖直平面内的点将小球以大小为的速度水平向左射出，小球始终受到向右、与重力大小相等的水平外力的作用，不计空气阻力，重力加速度大小为．以小球射出瞬间为计时起点，则（ ）
A．小球做匀变速直线运动 B．经过时间，小球的动能最小
C．经过时间，小球机械能减小最多 D．在时间内，合力做功为零
三、非选择题：本题共5小题，共56分．
14．（10分）（1）某实验小组利用气垫导轨、光电门和力传感器（能显示传感器上方绳子的拉力）等器材“探究加速度与物体所受合外力的关系”并同时测量物体的质量，装置如图1所示．实验时滑块每次从气垫导轨上的同一位置释放．先测出遮光片的宽度，由刻度尺读出滑块释放点到光电门的距离．
图1
①下列实验操作中没有必要的是____________（填正确选项前的符号）．
A．调节气垫导轨水平
B．调节滑轮使细线与轨道平行
C．悬挂钩码的质量必须远小于滑块质量
D.记录每次实验力传感器的示数F及遮光片通过光电门的时间t
②改变钩码个数，多次实验，得到多组值，作出图线是一条如图2所示的倾斜直线，则滑块质量一定时，滑块的加速度与其所受合外力成正比得以验证．若测出图线的斜率为，则滑块的质量____________（用所测得的物理量符号表示）．
图2
（2）实验小组利用如图3所示的装置做“验证力的平行四边形定则”实验．
图3
实验的主要步骤如下：
①用图钉将白纸固定在水平木板上．将橡皮条的一端固定在木板上的点，另一端连接轻质小圆环，将带有绳套的两根细线系在圆环上．
②用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度共同拉小圆环，使橡皮条伸长，记录小圆环的位置和的大小及两细绳方向．图3中右侧测力计示数如图所示，则的大小为____________．
③撤去一个测力计，用另一个测力计单独拉小圆环，使小圆环的位置仍处于，记录测力计的示数及细绳方向．
④作出和的图示时，所选标度应____________（填“相同”或“不相同”）．
⑤根据力的平行四边形定则，作出的合力．
⑥比较和，若它们的____________（选填“大小”“方向”或“大小和方向”）偏差在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则．
15．（10分）某同学利用频闪照相机和气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验，实验装置如图1所示．实验的主要步骤如下：
图1
A．用天平测出滑块的质量；
B．将安装有刻度尺的气垫导轨调整到倾角的倾斜状态；
C．将滑块从导轨的顶端由静止释放，使用频闪照相机对滑块进行拍摄，频闪照相机每隔拍摄一次．某次拍摄后得到的照片如图2所示，该同学在实验中测得影像间对应的实际距离分别为．已知当地的重力加速度．
图2
结合以上实验数据，完成下列填空：（计算结果均保留3位有效数字）
（1）滑块在位置时的速度大小为____________．
（2）滑块由运动至，重力势能的减小量为____________，动能的增加量为____________，在误差允许的范围内，认为滑块下滑过程机械能守恒．
（3）写出两条产生误差的可能原因：①________________________；②________________________．
16．（9分）如图，质量均为的物体和静止在水平台面上的两处．左侧台面光滑，右侧台面粗 ．与粗 台面间的动摩擦因数均为．现给瞬时冲量运动至与发生弹性碰撞，碰后滑至离处的处停下．和均视为质点，重力加速度取．求：
（1）碰撞后瞬间的速度大小；
（2）冲量的大小．
17．（12分）如图，某同学设计的幼儿园安全斜直滑梯由长和的两段不同材料和制成，滑梯与水平地面夹角．一小朋友从点由静止滑下，经到达点速度恰好为零．重力加速度取．求：
（1）小朋友滑行过程中的最大速度；
（2）小朋友与和材料间的动摩擦因数和．
18．（15分）如图，水平轨道与圆弧轨道在点相切连接，水平轨道置于圆弧轨道右上方，三轨道位于同一竖直平面内．段圆心为，圆心角，半径与点的高度差，轨道长长．用质量的滑块（视为质点）将弹簧压缩后由静止释放，滑块在点脱离弹簧，从点飞出后恰好沿水平方向进入水平直轨道滑行，与挡板弹性碰撞后（无能量损失，且碰撞时间极短）停在距离点处．轨道和粗 ，其他光滑，不计空气阻力，滑块与轨道间的动摩擦因数，重力加速度取，求：
（1）滑块与轨道间的动摩擦因数及滑块在轨道上因摩擦产生的热量；
（2）滑块飞离点时对圆弧轨道的压力大小；
（3）弹簧的弹性势能．
海南省2023-2024学年高三上学期11月学业水平诊断（一）
物理·答案
1~8题每小题3分，共24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．9~13小题每小题4分，共20分，在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．
1．答案 D
命题透析 本题以月球上铁锤和羽毛下落为背景，考查自由落体运动，意在考查学生的分析能力和物理观念．
思路点拨 月球表面是真空，铁锤和羽毛下落都是自由落体运动，它们的运动完全相同，选项D正确．
2．答案 A
命题透析 本题以舰载机在航母上降落为背景，考查力的合成与分解，意在考查学生应用数学知识解决物理问题的能力和科学思维．
思路点拨 由力的合成的平行四边形法则，结合数学知识知，歼-35所受阻拦索的力为，选项A正确．
3．答案 D
命题透析 本题以摩天轮座舱的运动为背景，考查圆周运动规律的应用，意在考查学生的分析综合能力和物理观念．
思路点拨 乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动．在最高点，加速度向下，游客失重，选项A错误；在最低点，加速度向上，游客超重，选项B错误；在和位置所受合力提供向心力，不为0，选项C错误；在和位置所受合力方向均指向圆心，方向相反，选项D正确．
4．答案 B
命题透析 本题以物体的平衡为背景，考查共点力的平衡，意在考查学生应用数学知识解决物理问题的能力和物理观念．
思路点拨 设质量为，杆对弹力为对的支持力为，其力矢量图如图所示，由几何知识知现增大的质量，在杆垂直状态下，三个力均增大且相等，其合力仍为零，仍静止，选项B正确，D错误；杆对的力始终垂直斜面始终静止，摩擦力不变，选项A、C错误．
5．答案 A
命题透析 本题以飞机失量发动机喷气为背景，考查动量定理在流体中的应用，意在考查学生应用知识解决实际问题的能力和科学思维．
思路点拨 设发动机向后喷射气体的速度为，以发动机时间内喷出的气体为研究对象，由动量定理得，解得，选项A正确．
6．答案 B
命题透析 本题以小红荡秋千为背景，考查功、重力势能及瞬时功率等知识，意在考查学生的分析能力和物理观念．
思路点拨 小红荡秋千，由最低点荡到最高点的过程中，重力做负功，重力势能增大，选项A、D错误；在点和点，重力瞬时功率为零，其他位置不为零，即重力瞬时功率先增大后减小，选项B正确，C错误．
7．答案 C
命题透析 本题以连接体运动为背景，考查牛顿运动定律，意在考查学生应用知识的能力和科学思维．
思路点拨 设物体运动的加速度大小为，对整体有．隔离对作用力大小，由牛顿第三定律知对作用力大小．对在竖直方向有，得，选项C正确．
8．答案 D
命题透析 本题以甲、乙两选手的运动为背景，考查图像知识的应用，意在考查学生的分析与理解能力和科学思维．
思路点拨 两人在时刻并排骑行，由图像知在0到时间内，乙的位移大于甲的位移，说明甲在乙前，选项A错误；在到时间内，两人的位移差越来越大，在时刻速度相等，相隔最远．此后，两人距离先减小为零而后又增大，在到时间内的某时刻，两人也并排骑行，选项B、C错误，D正确．
9．答案 AD
命题透析 本题以小物体滑上木板为背景，考查动量守恒、能量守恒等知识，点，意在考查学生的分析能力和科学思维．
思路点拨 两者构成的系统，水平方向不受外力作用，动量守恒，机械能不守恒，系统中产生的热为，即损失的机械能，选项A、D正确，B错误；对系统，依据动量守恒有，得，选项C错误．
10．答案 AC
命题透析 本题以“玉兔二号”巡视探测器的运动为背景，考查曲线运动的相关知识，意在考查学生的理解能力和物理观念．
思路点拨 做曲线运动的探测器速度的方向不断变化，所受合力一定不为0，加速度一定不为0，选项A、C正确，B错误；加速度可能不断变化，可能做变加速曲线运动，选项D错误．
11．答案 BC
命题透析 本题以天舟六号对接中国空间站为背景，考查宇宙速度、天体运动等知识，意在考查学生理解能力、推理能力和科学思维．
思路点拨 天舟六号绕地球飞行，其发射速度小于，A错误；设地球质量为，组合体质量为，轨道半径为，由，得，知越大，速度减小，周期越大，组合体的轨道半径大于地球半径而小于地球同步卫星轨道半径，其绕地球飞行的速度小于，选项B正确，D错误；由以上式子结合及得，选项C正确．
12．答案 CD
命题透析 本题以雪橇的运动为背景，考查牛顿第二定律的图像问题，意在考查学生应用知识解决问题的能力和科学思维．
思路点拨 由图像知雪橇做变加速直线运动，选项A错误；设雪橇的质量为m，雪橇与地面间的动摩擦因数为，依据牛顿第二定律，对雪橇有，即，图像斜率表示雪琵的质量，得，选项B错误；若，得，选项C正确；当拉力时，加速度，选项D正确．
13．答案 BD
命题透析 本题以小球在竖直平面内的运动为背景，考查曲线运动、等效重力场、功能关系等知识点，意在考查学生的分析、理解能力和科学思维．
思路点拨 如图所示，小球受恒力作用，加速度恒定，而与方向不在同一直线上，小球做匀变速曲线运动，选项A错误．等效重力场的方向与水平方向成角，当时，由，得，此时，小球最小速度，动能最小，但沿水平方向仍有分量，外力仍做负功，小球的机械能继续减小，选项B正确，C错误；经过时间，小球的动能等于初始动能，合力做功为零，选项D正确．
14．答案（1）①C ②
（2）②4.50（4.49～4.51，2分） ④相同 ⑥大小和方向
命题透析 （1）本题以探究加速度与物体所受合外力的关系实验为背景，考查学生的创新实验能力和科学探究素养．
（2）本题以验证力的平行四边定则实验为背景，考查学生实验能力和科学探究素养．
思路点拨 （1）①力传感器能直接显示作用在滑块上的力的大小，C项不需要，选项C正确；②由及得，即．
（2）②弹簧测力计的最小刻度值为的大小为（均给满分）．作出力的图示，所选的标度要相同且适当．⑥比较和的一致性，即它们的大小和方向在实验误差允许的范围内偏差很小，则该实验验证了力的平行四边形定则．
15．答案（1）0.583 （2）
（3）①空气阻力的作用 ②读取数据时产生读数误差
命题透析 本题以物体沿气垫导轨滑下为背景，考查验证机械能守恒定律实验，意在考查学生的实验创新能力．
思路点拨 （1）滑块做匀变速运动，在位置时有，代入数据得；
（2）滑块由运动至，重力势能的减少量，滑块在点的速度大小，得，动能的增加量，得；
（3）滑块在下滑过程中受空气阻力作用，产生误差；读取刻度尺上滑块对应位置距离时产生读数误差．
16．命题透析 本题以物体的弹性碰撞为背景、考查动量守恒、机械能守恒及动力学等知识，意在考查学生的综合应用能力和科学思维．
思路点拨 （1）碰撞后做匀减速运动
加速度
得
由
得
（2）设与碰撞前的速度大小为，碰撞后的速度大小为，取水平向右为正方向
动量守恒有
机械能守恒有
解得
冲量
得
17．命题透析 本题以小朋友滑滑梯为背景，考查牛顿第二定律及运动学知识，意在考查学生的分析推理能力和科学思维．
思路点拨 （1）小朋友滑至点速度最大，依据匀变速直线运动规律，有
得
（2）设小朋友在段的加速度大小分别为和
在段，小朋友匀加速运动，有
代入数据得
依据牛顿第二定律，有
代入数据得
在段，小朋友匀减速运动，有
代入数据得
依据牛顿第二定律有
得
18．命题透析 本题以滑块在组合轨道上的运动为背景，考查圆周运动、斜抛运动、动能定理及能量守恒定律等知识，意在考查学生的分析综合能力和科学思维．
思路点拨 （1）滑块从点飞出做抛体运动，设飞出时滑块速度为，如图所示，将分解
水平方向
竖直方向
又
由以上三式，得
滑块恰好从点沿水平方向进入轨道，运动停下
依据动能定理，有
解得
由功能关系知，滑块在点的动能最终都转化为热能，即
解得
（2）设滑块飞离点时，轨道对滑块支持力为，对滑块
依据牛顿第二定律，有
代入数据得
依据牛顿第三定律知，滑块对轨道的压力大小
（3）滑块由到，对滑块
依据能量守恒定律，有
代入数据得
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