辽宁省鞍山市2024届高三上学期二模物理试卷(含答案)

这是一份辽宁省鞍山市2024届高三上学期二模物理试卷(含答案)，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律不能在地面实验室内用实验来验证
B.把一个力分解为两个分力时，若合力一定，当两分力夹角增大时两个分力都增大
C.估算时常常把月球的公转周期视为一个月或30天，这里的“月”和“天”都不是基本单位
D.牛顿是在牛顿第三定律及开普勒第三定律的基础上最终总结出万有引力定律
2．频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。右图是小球自由下落时的频闪照片示意图，频闪仪每隔0.04s闪光一次。在误差允许范围内，根据图中的数据(图中数据的单位为cm)下列说法正确的是( )
A.小球在第一个位置时速度不为零
B.用这种方法无法验证机械能守恒定律
C.根据图中的数据可以测量当地的重力加速度
D.图中相邻两个位置动量的变化量不一定相同
3．汽车在上坡路上起步的行为叫做坡起。此行为多发生在城市立交桥和山区公路的上坡路段。一新学员驾驶某手动挡车型在山区遇到一个长直斜坡，因路宽车少，开始由静止练习坡起技术，行车电脑记录了这次坡起的功率——时间图像如图所示，且功率下能达到的最大速度为。下列有关说法正确的是( )
A.时间内汽车做匀速运动
B.时间内发动机做的功为
C.时间内发动机做的功为
D.汽车匀速行驶时所受摩擦及空气的阻力为
4．如图所示，上表面粗糙的长木板B静止在光滑的水平面上，物块A叠放在长木板右端，轻弹簧一端连接在物块A上，另一端连接在竖直墙面上，开始时弹簧处于原长，现对B施加一水平向右恒定的拉力F，弹簧始终处于弹性限度内且只分析A未离开B的过程，则正确的说法是( )
A.施加拉力后最初的一段时间内，物块A和木板B一定无相对滑动
B.施加拉力的瞬间，物块A所受的摩擦力为零
C.施加拉力后的某一过程中，拉力做的功一定不小于A、B和弹簧整体机械能的增量
D.施加拉力后，在A与B相对滑动过程中，A对B的摩擦力做功的绝对值等于A、B间产生的热量
5．质量为m的列车以速度v匀速行驶，已知列车只在运动过程中受到空气阻力且恒为f，从某时刻开始突然以大小为F的制动力刹车，则从刹车开始的时间内，下列有关说法正确的是( )
A.空气阻力的冲量大小为
B.力F的冲量为
C.刹车距离
D.因时刻的速度未知，故不能确定此时制动力F的瞬时功率
6．如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝与竖直方向夹角分别为α、。用、分别表示的拉力，则( )
A.的竖直分力大于的竖直分力B.的竖直分力等于的竖直分力
C.的水平分力大于的水平分力D.的水平分力等于的水平分力
7．如图所示，竖直挡板与地面通过铰链连接，一小球通过轻绳悬挂于挡板，不计一切摩擦。现将挡板逆时针缓慢转动，直到挡板水平，此过程中( )
A.挡板对小球的支持力先减小后增大B.挡板对小球的支持力先增大后减小
C.轻绳拉力先减小后增大D.轻绳拉力先增大后减少
二、多选题
8．如图所示，光滑的半圆槽质量为M，半径为R，静止在光滑的水平地面上，一质量为m的小球(视为质点)恰好能沿槽右边缘的切线方向释放滑入槽内，小球沿槽内壁运动直至槽左边缘。重力加速度大小为g。关于小球和半圆槽的运动，下列说法正确的是( )
A.小球和半圆槽组成的系统，动量守恒，机械能守恒
B.小球和半圆槽组成的系统，动量不守恒，机械能守恒
C.小球滑到最底端时的速度大小等于
D.小球滑到最底端时的速度小于
9．天问一号在绕火星运动过程中由于火星遮挡太阳光，也会出现类似于地球上观察到的日全食现象，如图所示。已知天问一号绕火星运动的轨道半径为r，火星质量为M，引力常量为G，天问一号相对于火星的张角为α(用弧度制表示)，将天问一号环火星的运动看作匀速圆周运动，天问一号、火星和太阳的球心在同一平面内，太阳光可看作平行光，则( )
A.火星表面的重力加速度为
B.火星的第一宇宙速度为
C.天问一号运行的角速度为
D.天问一号每次日全食持续的时间为
10．如图所示，电动机带动的传送带与水平方向夹角，与两皮带轮、相切与A、B两点，从A到B长度为。传送带以的速率顺时针转动。两皮带轮的半径都为。长度为水平直轨道CD和传送带皮带轮最高点平滑无缝连接。现有一体积可忽略，质量为小物块在传送带下端A无初速度释放。若小物块与传送带之间的动摩擦因数为，与水平直轨道CD之间的动摩擦因数为，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则( )
A.小物块从A运动到B的时间为8s
B.小物块运动到皮带轮最高点时，一定受到皮带轮的支持力作用
C.将小物块由A点送到C点电动机多消耗的电能为
D.若小物块刚好停在CD中点，则
三、实验题
11．某同学利用如甲图所示的装置探究物体的加速度a与所受合力F的关系。
(1)为了提高精度，实验采用电火花打点计时器进行操作，应使用的电源是____________。
A.220V交流电源B.低压直流电源C.低压交流电源D.直流交流均可
(2)实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如乙图所示。已知打点计时器接在频率为50Hz的电源上，则此次实验的纸带中，小车的加速度大小为____________。(保留两位有效数字)
(3)小明同学操作正确，所作的图像如丙图所示，图线虽然经过原点，但在较大时，明显弯曲。关于这一实验环节，下列说法正确的是____________。
A.造成这一现象的原因是未补偿阻力
B.造成这一现象的原因是槽码连杆和槽码的总质量不满足远小于小车质量
C.只要不断增大槽码的质量，小车的加速度一定可以达到
D.如果在细线与小车连接处连上力传感器，以其读数为F，可解决图像弯曲的问题
12．某实验小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，气垫导轨上有平行于导轨的标尺，在导轨上架设两个光电门1、2，滑块上侧固定一竖直遮光条，滑块左侧所挂细线绕过定滑轮与钩码相连；细线与导轨平行，光电门1固定，其中心与标尺的0刻度线对齐。实验操作如下：
(1)如图乙，用游标卡尺测出遮光条的宽度____________mm。
(2)滑块上不挂细线、钩码，接通气源后，给滑块一个向左的初速度，使它从导轨右端向左运动，通过调整气垫导轨的调节旋钮P、Q，直到使滑块经过光电门1、2时遮光时间、满足关系____________(选填“＞”、“＝”或“＜”)为止。
(3)在滑块上挂上细线与钩码，接通气源，将滑块从导轨右端由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为、，由标尺读出光电门2中心所在位置的刻度x。
(4)用天平测出滑块和遮光条的总质量M及钩码质量m，遮光条的宽度用d表示，重力加速度为g，滑块运动过程中钩码始终未着地。用以上物理量写出验证机械能守恒定律的关系式____________。
(5)多次改变光电门2的位置，重复(3)的步骤，实验中，，利用所测数据，作出关系图像如图丙所示，则当地重力加速度大小为____________ (结果保留三位有效数字)。
四、计算题
13．如图所示，有一长为长木板A静止在水平地面上，其右端静止一体积可忽略的小物块B。现对长木板A施加一水平向右的恒力F，使长木板A和小物块B发生相对滑动，已知长木板A的质量为，小物块B的质量为，长木板A和小物块B之间的动摩擦因数，长木板A与地面之间的动摩擦因数，水平恒力，，试求：
(1)在长木板A受到一水平恒力F作用后，长木板A和小物块B的加速度各是多大；
(2)经多长时间小物块B离开长木板A；
(3)从长木板A受到一水平恒力F作用开始到B离开A，整个系统由于滑动摩擦力作用而产生的总热量Q。
14．如图所示，半径的半球紧贴着竖直墙固定在水平地面上。体积可忽略的小球在竖直墙最高点最右侧以水平向右抛出。已知墙高，忽略空气阻力，小球落地后不反弹。试求：
(1)若小球刚好击中半球的最高点，则小球水平抛出的初速度大小。
(2)若小球不与半球相碰，则小球水平抛出的初速度大小的取值范围。
15．如图所示，一条劲度系数为k的轻质弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接一个质量为m的小木块A，弹簧原长时右端位于O点，现将A拉伸至P处，OP长度为l，并用外力使木块静止。某时刻另一个质量为0.5m的小木块B向左运动与A发生弹性碰撞并同时撤去固定A的外力，碰撞时间极短。碰后A运动至O点左侧的Q处速度为0，OQ长度也为l，已知A与地面间动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。忽略B与地面间的摩擦。求：
(1)木块B的初速度；
(2)接(1)问，已知A到达Q处后，接下来向右运动经过O点，并且没有再次经过O点就在O点右侧停住，求μ的取值范围(弹簧的弹性势能公式为，其中x为弹簧的形变量)
(3)接(2)问求μ取何值时物体最终停住点距O点的距离最大，并求出该值。
参考答案
1．答案：A
解析：A.牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受力的情况下所循的规律，而自然界中不受力的物体是不存在的，A正确；
B.把一个力分解为两个分力时，若合力一定，当两分力夹角增大时两个分力不一定都增大，如图所示情况：
B错误；
C.“月”和“天”都不是国际单位制中的基本单位，但是常用的基本单位，C错误；
D.牛顿是根据牛顿第二、第三定律及开普勒第三定律推导出了万有引力定律，D错误。
故选A。
2．答案：C
解析：A.根据图像可知，满足T内、2T内、3T内位移比1::，根据初速度为零匀变速直线运动规律可知，小球在第一个位置时速度为零，故A错误；
B.用这种方法可以验证机械能守恒定律，根据频闪照相原理可知，可以计算某位置的速度，找到动能变化量，根据图中数据计算重力势能变化量，可以验证机械能守恒定律，故B错误；
C.根据逐差法结合图中的数据可以测量当地的重力加速度，故C正确；
D.根据动量定理
图中相邻两个位置动量的变化量一定相同，故D错误。
故选C。
3．答案：B
解析：A.根据图像可知，，内
所以汽车匀加速启动，时刻功率达到最大，但此时牵引力大于阻力，仍处于加速阶段，故时间内汽车有变速运动，故A错误；
B.图像面积代表发动机做的功
故B正确；
C.根据面积代表功可知，时间内发动机做的功为
故C错误；
D.行车电脑记录了这次坡起的功率，所以汽车匀速行驶时所受摩擦及空气的阻力以及重力向下分力的合力为，故D错误。
故选B。
4．答案：C
解析：A.由题干可知，施加水平向右的恒力F后，在物块A与木板B未分离过程中，即施加力F后，物块A与木板B即发生相对滑动，故A项错误；
B.由上述分析可知，施加拉力后，两者之间即发生相对滑动，此时物块A与木板间存在滑动摩擦力，故B项错误；
C.由能量守恒可知，拉力F所做的功等于物块A与木板B、弹簧整体机械能的增量以及A、B物体之间摩擦产生的热，即施加拉力后的某一过程中，拉力做的功一定不小于A、B和弹簧整体机械能的增量，故C项正确；
D.由功能关系可知，A、B之间产生的热等于A、B之间摩擦力与A、B两物体间的相对位移的乘积即
故D项错误。
故选C。
5．答案：D
解析：A.列车只在运动过程中受到空气阻力且恒为f，如果列车已经停止运动不再受到空气阻力，则从刹车开始的时间内，有可能不是一直存在空气阻力，则无法计算空气阻力的冲量大小，故A错误；
B.如果一直运动根据动量定理可知
所以力F的冲量小于，故B错误；
CD.如果列车一直运动，则根据牛顿第二定律可得
则刹车距离为
如果列车已经停车，则此公式不对，并且会导致时刻是否运动未知，故不能确定此时制动力F的瞬时功率，故C错误D正确。
故选D。
6．答案：D
解析：CD.对结点O受力分析可得，水平方向
即的水平分力等于的水平分力，选项C错误，D正确；
AB.对结点O受力分析可得，竖直方向
解得
则的竖直分量
的竖直分量
因
可知
选项AB错误。
故选D。
7．答案：B
解析：对小球受力分析如图：
根据几何关系可得
将挡板逆时针缓慢转动直到挡板水平的过程，重力G不变，支持力与绳子的夹角α不变，绳子与重力的夹角θ由钝角逐渐减小到直角再到锐角，重力与支持力的夹角β由钝角逐渐增大到平角，则有支持力N先逐渐增大再减小，拉力T逐渐减小到零。
故选B。
8．答案：BD
解析：AB.根据题意可知，小球落入槽中后，小球和槽组成的系统水平方向动量守恒，机械能守恒，故A错误，B正确；
CD.当小球运动到最低点时，有
解得
故C错误，D正确。
故选BD。
9．答案：AD
解析：
A.由几何知识可知，火星的半径
火星表面的物体受到的重力等于万有引力，即
解得，火星表面的重力加速度
故A正确；
B.万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得，火星的第一宇宙速度
故B错误；
C.万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得，天问一号的角速度
故C错误；
D.天问一号每次“日全食”过程转过的圆心角是θ，由几何知识可知
天问一号每次日全食持续的时间
故D正确。
故选AD。
10．答案：ABC
解析：A.小物块在传送带下端A无初速度释放后，受到的滑动摩擦力沿传送带向上，做匀加速直线运动由牛顿第二定律可得
解得
假设小物块能与传送带达到相同速度，则匀加速直线运动小物块上滑的位移为
则假设成立，小物块匀加速运动的时间为
速度相同后，由于
小物块与传送带一起匀速，小物块匀速运动的时间为
则小物块从A运动到B所用的时间为
A正确；
B.小物块运动到皮带轮最高点时所需的向心力
所以小物块运动到皮带轮最高点时，一定受到皮带轮的支持力作用，B正确；
C.小物块与传送带的相对位移为
小物块与传送带摩擦产生的热量为
B、C的高度
小物块从A点运动到C点，根据能量守恒可得电动机比空载时多消耗的电能为
故C正确；
D.若小物块刚好停在CD中点，根据动能定理有
解得
D错误。
故选ABC。
11．答案：(1)A
(2)2.5
(3)BD/DB
解析：(1)电火花打点计时器使用220V交流电源。
故选A。
(2)根据逐差法可知小车的加速度为
(3)AB.在F较大时，不满足砝码质量远小于小车质量，图像会出现弯曲，而未补偿阻力，则横轴上有截距，故A错误B正确；
C.不断增大槽码的质量
解得
所以小车的加速度不可以达到，故C错误；
D.在细线与小车连接处连上力的传感器，以其读数作为横坐标，可解决图像弯曲问题，根据牛顿第二定律可知，图像为直线，故D正确。
故选BD。
12．答案：(1)3.30
(2)=
(4)
(5)9.68
解析：(1)游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以图中遮光条的宽度为
(2)滑块上不挂细线、钩码，接通气源后，给滑块一个向左的初速度，滑块将做匀速直线运动，所以滑块经过两光电门的时间相等，即
(4)对滑块和钩码组成的系统机械能守恒，即系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量，所以
所以
(5)根据以上分析
变形整理可得
结合图线可得
代入数据解得
13．答案：(1)；；(2)；(3)
解析：
(1)对长木板A，根据牛顿第二定律
其中
，，
解得
对小物块B，根据牛顿第二定律
解得
(2)对长木板A
对小物块B
根据
解得
(3)根据题意，产热
解得
14．答案：(1)2.5m/s；(2)
解析：(1)小球做平抛运动，竖直方向上有
水平方向上有
解得
(2)小球恰不与半球相碰，即轨迹恰好与圆轨道相切，设此时速度方向与竖直方向所成夹角为θ，由几何关系有
水平方向有
竖直方向上有
且
解得
小球水平抛出初速度范围为
15．答案：(1)；(2)；(3)，
解析：(1)木块B的初速度，根据动量守恒
能量守恒
对A根据动能定理
解得
(2)若A刚好停在O点，则有
解得
若，则A将向右滑过O点，设到达O点右侧x处速度为零，则有
设A再次回到O处时速度刚好为0，则有
解得
所以
(3)由
得到
设物体能停在该处
得
分析有当
时
注：本题应该指出的是，上述结果是在μ在到范围内的结果，如果μ小于时，物体在位置处速度大于零，因此物体将继续向右运动，但不可能停在该位置处的右方，因为最大静摩擦小于弹簧弹力，最终距O的距离应小于上述结果。