遼寧省大連市重點中學(xué)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期9月階段測試物理試題（含答案）

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物理試題

（滿分：100分，考試時間：75分鐘）

一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8～10題有多項符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

1．萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)了物理學(xué)上第一次大統(tǒng)一——“地上物理學(xué)”和“天上物理學(xué)”的統(tǒng)一，它表明天體運動和地面上物體的運動遵從相同的規(guī)律。牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程中將行星的橢圓軌道假想成圓軌道，另外還應(yīng)用到了其他的規(guī)律和結(jié)論，以下的規(guī)律和結(jié)論沒有被用到的是

A．牛頓第二定律

B．牛頓第三定律

C．開普勒的研究成果

D．卡文迪許通過扭秤實驗得出的引力常數(shù)

2．2023年6月23日，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)部署全面完成。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括中地球軌道衛(wèi)星、同步軌道靜止衛(wèi)星、傾斜同步軌道衛(wèi)星（軌道周期等于地球自轉(zhuǎn)周期），中地球軌道衛(wèi)星離地面高度比同步軌道靜止衛(wèi)星低，其空間示意圖如圖所示。已知地球半徑約為，下列說法正確的是

A．中地球軌道衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期有可能為1小時

B．傾斜同步軌道衛(wèi)星有可能在每天同一時刻經(jīng)過北京上空

C．同步軌道靜止衛(wèi)星的角速度比傾斜同步軌道衛(wèi)星的角速度大

D．中地球軌道衛(wèi)星所受地球引力一定大于同步軌道靜止衛(wèi)星所受地球引力

3．如圖所示，建筑工人從地面出發(fā)乘坐升降機粉刷外墻。如果在升降機沿豎直方向勻加速上升的同時，工人水平向右勻速移動，則在這個過程中下列說法正確的是

A．工人做勻變速直線運動

B．工人的速度方向與水平方向的夾角逐漸變小

C．工人的位移方向與豎直方向的夾角逐漸變大

D．工人在任意兩個相等時間內(nèi)的速度變化量相同

4．某行星周圍存在著環(huán)狀物質(zhì)，為了測定環(huán)狀物質(zhì)是行星的組成部分還是環(huán)繞該行星的衛(wèi)星群，某天文學(xué)家對其做了精確的觀測，發(fā)現(xiàn)環(huán)狀物質(zhì)繞行星中心的運行速度v與到行星中心的距離r的關(guān)系如圖所示。已知行星除環(huán)狀物外的半徑為R，環(huán)狀物質(zhì)的寬度為d，引力常量為G。則以下說法正確的是

A．環(huán)狀物質(zhì)不是該行星的組成部分

B．行星表面的重力加速度g=

C．該行星除去環(huán)狀物質(zhì)部分后的質(zhì)量M=

D．該行星的自轉(zhuǎn)周期T=

5．如圖所示，質(zhì)量均為的小滑塊M、N通過鉸鏈用長為的輕桿連接，M套在固定的豎直光滑桿上，N放在光滑水平地面上，輕桿與豎直方向夾角，原長為的輕彈簧水平放置，右端與N相連，左端固定在豎直桿O點上，M由靜止釋放，下降到最低點時變?yōu)?0°，整個運動過程中，M、N始終在同一豎直平面內(nèi)，彈簧在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦，重力加速度大小取，，。則M下降過程中

A．M、N組成的系統(tǒng)機械能守恒

B．M、N的速度大小始終相等

C．彈簧彈性勢能最大值為

D．M達到最大動能時，N受到地面的支持力大小為

6．如圖所示，一輕彈簧的一端固定在傾角為θ=37°的光滑斜面底端，另一端連接一質(zhì)量為2kg的物塊A，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若在物塊A的上方斜面上緊靠A處輕放一質(zhì)量為3kg的物塊B，A、B一起向下運動，經(jīng)過10cm運動到最低點。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，則下列說法正確的是

A．兩物塊沿斜面向下運動的過程中，A、B間的彈力一直減小

B．在物塊B剛放上的瞬間，A、B間的彈力大小為18N

C．兩物塊沿斜面向下運動的過程中，重力勢能與彈性勢能之和先增加后減少

D．兩物塊沿斜面向下運動的過程中，彈簧彈性勢能增加了3.0J

7．如圖，光滑斜面的傾角為θ＝45°，斜面足夠長，在斜面上A點向斜上方拋出一小球，初速度方向與水平方向夾角為α，小球與斜面垂直碰撞于D點，不計空氣阻力；若小球與斜面碰撞后返回A點，碰撞時間極短，且碰撞前后能量無損失，重力加速度g取10m/s2。則可以求出的物理量是

A．α的值

B．小球的初速度v0

C．小球在空中運動時間

D．小球初動能

8．探月工程三期飛行試驗器于2023年10月24日2時在中國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升窄，飛行試驗器飛抵距月球6萬千米附近進入月球引力影響區(qū)，開始月球近旁轉(zhuǎn)向飛行，最終進入距月球表面的圓形工作軌道．設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g，萬有引力常量為G，則下列說法正確的是

A．飛行試驗器繞月球運行的周期為

B．在飛行試驗器繞月球運行的向心加速度為

C．飛行試驗器在工作軌道上的繞行速度為

D．由題目條件可知月球的平均密度為

9．如圖所示，小球A、B用一根長為L的輕桿相連，豎直放置在光滑水平地面上，小球C挨著小球B放置在地面上。由于微小擾動，小球A沿光滑的豎直墻面下滑，小球B、C在同一豎直面內(nèi)向右運動。當(dāng)桿與墻面夾角為，小球A和墻面恰好分離，最后小球A落到水平地面上。下列說法中正確的是

A．小球A由靜止到與墻面分離的過程中，小球B的速度先增大后減小

B．當(dāng)小球A的機械能最小時，小球B與小球C的加速度為零

C．當(dāng)小球A和墻面恰好分離時，小球B與小球C也恰好分離

D．當(dāng)小球A和墻面恰好分離時，A、B兩球的速率之比為：1

10．如圖所示，在距水平地面高為0.4m處，水平固定一根長直光滑桿，在桿上P點固定一定滑輪，滑輪可繞水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動，在P點的右邊，桿上套有一質(zhì)量m=2kg的小球A半徑R=0.3m的光滑半圓形細(xì)軌道豎直地固定在地面上，其圓心O在P點的正下方，在軌道上套有一質(zhì)量也為m=2kg的小球B，用一條不可伸長的柔軟細(xì)繩，通過定滑輪將兩小球連接起來。桿和半圓形軌道在同一豎直面內(nèi)，兩小球均可看作質(zhì)點，且不計滑輪大小的影響。現(xiàn)給小球A一個水平向右的恒力F=50N。(重力加速度g=10m/s2)則

A．把小球B從地面拉到P的正下方時力F做功為20J

B．小球B運動到C處時的速度大小為0

C．小球B被拉到與小球A速度大小相等時，sin∠OPB=

D．把小球B從地面拉到P的正下方時，小球B的機械能增加了6J

二、非選擇題：本題共5小題，共54分。

11．某實驗小組的同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置完成了“探究向心力與線速度關(guān)系”的實驗，將小球用質(zhì)量不計長為L的細(xì)線系于固定在鐵架臺上的力傳感器上，小球的下端有一長度極短、寬度為d的擋光片，測得小球的直徑為D，重力加速度用g表示。請回答下列問題：

（1）如果擋光片經(jīng)過光電門時的擋光時間為，則小球通過光電門時的速度大小為，向心加速度。

（2）小球通過光電門時力傳感器的示數(shù)為，改變小球釋放點的高度，多次操作，記錄多組、的數(shù)據(jù)，作出的圖像，如果圖線的斜率為，則小球（含擋光片）的質(zhì)量為。（用已知物理量的符號表示）

12．某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置來驗證機械能守恒定律，圖中A、B為兩個光電門。

(1)該同學(xué)首先利用20刻度的游標(biāo)卡尺測量小球的直徑d，測量結(jié)果如圖乙所示，則d＝cm；

(2)讓小球從光電門A上方某一高度處自由下落，計時裝置測出小球通過光電門A、B的擋光時間tA、tB，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，用刻度尺測量出光電門A、B間的距離h，則只需比較與是否相等就可以驗證小球下落過程中機械能是否守恒（用題目中涉及的物理量符號來表示）；

(3)該同學(xué)的實驗操作均正確，經(jīng)過多次測量發(fā)現(xiàn)，(2)中需要驗證的兩個數(shù)值總是存在一定的誤差，產(chǎn)生這種誤差的主要原因是。

13．如圖所示的軌道，ab段及cd段是光滑的弧面，bc段為中間水平部分，長為2m，與物體間的動摩擦因數(shù)為0.2，若物體從ab段高0.8m處由靜止下滑，g取10m/s2，求：

（1）物體第一次到達b點時的速度大小；

（2）物體在cd段運動時可達到的離地最大高度。

14．如圖所示，一定高度的平臺右側(cè)有一沿豎直方向固定的光滑軌道，其中MNP為半徑R1=1m，圓心角的光滑圓弧軌道，PQ為半徑R2=0.4m的圓軌道（摩擦不可忽略），質(zhì)量為m=1kg可視為質(zhì)點的小物塊由O點以初速度v0=7.5m/s沿水平方向拋出，結(jié)果小物塊由M點無碰撞地進入圓軌道，經(jīng)過一段時間小物塊離開Q點后剛好再次落到M點，重力加速度g取，，，。求：

（1）OM兩點之間的水平間距x；

（2）小物塊在Q點對軌道的壓力大小；

（3）小物塊再次落到M點時，速度與豎直方向夾角的余弦值（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

15．如圖所示，一斜面體固定在水平地面上，傾角為θ=30°、高度為h=1.6m。一薄木板B置于斜面頂端，恰好能保持靜止，木板下端連接有一根自然長度為l0=0.2m的輕彈簧，木板總質(zhì)量為m=1kg，總長度為L=2.0m。一質(zhì)量為M=3kg的小物塊A從斜面體左側(cè)某位置水平拋出，物塊A經(jīng)過一段時間后從斜面頂端以4m/s的速率沿平行于斜面方向落到木板B上并開始向下滑行，已知A、B之間的動摩擦因數(shù)為。木板下滑到斜面底端碰到擋板時立刻停下，物塊A最后恰好能脫離彈簧，且彈簧被壓縮時一直處于彈性限度內(nèi)，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g=10m/s2，不計空氣阻力。求：

(1)物體A水平拋出時離地面的高度H；

(2)薄木板B從開始運動到與擋板碰撞所需的時間；

(3)彈簧被壓縮到最短時的彈性勢能。大連市重點中學(xué)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期9月階段測試

物理試題答案

（滿分：100分，考試時間：75分鐘）

一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第1～7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8～10題有多項符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

12345678910

DBDDCDABDBCDAC

二、非選擇題：本題共5小題，共54分。

11．

12．0.885gh小球下落過程中受到空氣阻力的影響

13．（1）4m/s；（2）0.4m

（1）由動能定理可得

解

（2）物體第一次滑到處時，達到的高度最高，由動能定理可得

解得

14．（1）7.5m；（2）；（3）

（1）小物塊從O點到M點的運動過程做平拋運動，由幾何關(guān)系可知小物塊從M點射入軌道時速度方向與水平方向的夾角為53°，則有

又有

OM兩點之間的水平間距為

解得

x=7.5m

（2）小物塊從Q點回到M點的過程有

，

小物塊在Q點時，由牛頓第二定律有

解得

由牛頓第三定律可知，小物塊在Q點時對軌道的壓力大小為14.5N。

（3）小物塊由Q到M的過程，小物塊做平拋運動，則小物塊落在M點時的豎直分速度為

小物塊落在M點的速度為

此時速度與豎直方向夾角的余弦值為

解得

15．(1)1.8m；(2)0.6s；(3)5J

(1)物塊A落到B上時

解得

vy＝2m/s

物塊A落到木板前做平拋運動，豎直方向：

解得

H＝1.8m

(2)由木板恰好靜止在斜面上，得到斜面與木板間的動摩擦因數(shù)μ0應(yīng)滿足：

mgsin30°＝μ0mgcos30°

得

物塊A在木板上滑行時，以A為研究對象有：

(沿斜面向上)

以木板B為研究對象有：

(沿斜面向下)

假設(shè)A與木板達到共同速度v共時，A還沒有壓縮彈簧且木板還沒有到達底端，則有：

v共＝aBt1＝v－aAt1

解得

v共＝3m/s，t1＝0.4s

此過程

故

Δx＝xA－xB＝0.8m<L－l0＝1.8m

說明以上假設(shè)成立

共速后，由于(M＋m)gsin30°＝μ0(M＋m)gcos30°