河北省金科大聯(lián)考2023-2024學年高三上學期10月質量監(jiān)測物理試卷（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1金科大聯(lián)考·2024屆高三10月質量檢測物理全卷滿分100分，考試時間75分鐘。注意事項：1.答題前，先將自己的姓名、準考證號填寫在試卷和答題卡上，并將條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2.請按題號順序在答題卡上各題目的答題區(qū)域內作答，寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3.選擇題用2B鉛筆在答題卡上把所選〖答案〗的標號涂黑；非選擇題用黑色簽字筆在答題卡上作答；字體工整，筆跡清楚。4.考試結束后，請將試卷和答題卡一并上交。一、選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分，在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.圓柱形彈簧的勁度系數(shù)k與彈簧處于原長時的長度L、橫截面積S有關，理論與實踐都表明，其中Y是一個由材料決定的常數(shù)，材料學上稱之為楊氏模量。在國際單位制中，楊氏模量Y的單位可表示為（）A. B. C.N D.N/m〖答案〗A〖解析〗根據(jù)可得則Y的單位是故選A。2.根據(jù)海水中的鹽分高低可將海水分成不同密度的區(qū)域，當潛艇從海水高密度區(qū)域駛入低密度區(qū)域，浮力頓減，稱之為“掉深”。如圖甲所示，我國南海艦隊某潛艇在高密度海水區(qū)域沿水平方向緩慢航行．時，該潛艇“掉深”，隨后采取措施自救脫險，在0~50s內潛艇豎直方向的圖像如圖乙所示（設豎直向下為正方向）。不計水的粘滯阻力，則（）A.潛艇在時下沉到最低點B.潛艇豎直向下最大位移為750mC.潛艇在“掉深”和自救時的加速度大小之比為D.潛艇在0~20s內處于超重狀態(tài)〖答案〗B〖解析〗A．在50s內先向下加速后向下減速，則潛艇向下到達最大深度，故A錯誤；B．由圖像可知潛艇豎直向下的最大位移為故B正確；C．潛艇在“掉深”時向下加速，則由圖像可知加速度大小為在自救時加速度大小為所以加速度大小之比為故C錯誤；D．潛艇在0~20s內向下加速，加速度向下，處于失重狀態(tài)，故D錯誤。故選B。3.如圖所示，一半圓形光滑圓環(huán)固定在豎直平面內，O為圓心，P為圓環(huán)最高點．中間有孔、質量為m的小球穿在圓環(huán)上，經彈簧一端固定在P點，另一端與小球相連，小球在M點保持靜止，OM與OP夾角為．已知重力加速度為g，則（）A.彈簧可能處于原長B.彈簧可能處于壓縮狀態(tài)C.圓環(huán)對小球的彈力大小為mgD.彈簧對小球的彈力大小為0.6mg〖答案〗C〖解析〗AB．分析可知，小球受重力、彈簧的彈力、圓環(huán)的彈力三個力的作用而靜止，由共點力平衡可知，彈簧處于伸長狀態(tài)，選項A、B錯誤；CD．圓環(huán)對小球的彈力方向與彈簧彈力的方向夾角為120°，且兩者都與豎直方向成60°角，根據(jù)對稱性可知，小球處于平衡狀態(tài)時圓環(huán)對小球的彈力大小為mg，輕彈簧對小球的彈力大小也為mg，選項C正確，D錯誤。故選C。4.如圖所示，壓縮機通過光滑活塞在汽缸內往復運動來壓縮氣體，活塞的中心A與轉輪在同一平面內，O為轉輪圓心，B為轉輪邊緣上一點，A、B處通過鉸鏈連接在輕桿兩端，轉輪繞O點做角速度為的勻速圓周運動．已知轉輪半徑為r，則當B點從O點水平右側轉動到O點水平左側的過程中（）A.輕桿對活塞做負功B.活塞速度保持不變C.當OB垂直于AB時，活塞速度為D.當OB垂直于AO時，活塞速度為〖答案〗D〖解析〗A.輕桿對活塞先做正功后做負功，故A錯誤；B.當B點從O點水平右側轉動到O點水平左側的過程中，活塞速度先變大后變小，故B錯誤；C.當OB垂直于AB時，此時B點的速度方向一定沿桿，則，故C錯誤；D.當OB垂直于AO時，，D正確。故選D。5.圖甲為某游樂園颶風飛椅，圖乙為其結構示意圖，兩個圓錐擺的擺線與豎直方向的夾角分別為53°、37°，軌跡圖的半徑相等，其中擺球A、B均視為質點，、，下列說法正確的是（）A.A、B的向心加速度大小之比為4：3B.A、B所受的合力大小之比為16：9C.A、B的線速度大小之比為4：3D.A、B的周期之比為9：16〖答案〗C〖解析〗A．對A、B進行受力分析，合力沿水平方向充當向心力，根據(jù)牛頓第二定律可得可得，則有故A錯誤；B．由于A、B質量關系未知，則無法計算A、B的合力之比，故B錯誤；C．由可得故C正確；D．由可得故D錯誤。故選C。6.圖甲為土星探測器拍攝的照片（圖乙為其示意圖），土衛(wèi)三十五號位于土星內環(huán)和外環(huán)之間的縫隙里，由于其對所經過區(qū)域的引力作用，原本平滑的土星環(huán)邊沿泛起“漣漪”．已知兩土星環(huán)由大量碎塊組成且繞土星運行方向相同，土衛(wèi)三十五號軌道與兩土星環(huán)始終位于同一平面，根據(jù)圖乙中的信息，下列說法正確的是（）A內環(huán)繞行角速度有可能小于外環(huán)B.內環(huán)繞行周期有可能大于外環(huán)C.土衛(wèi)三十五號運行方向與兩環(huán)繞行方向相同且順時針運行D.土衛(wèi)三十五號運行方向與兩環(huán)繞行方向相反且逆時針運行〖答案〗C〖解析〗AB．根據(jù)萬有引力公式解得因此可知軌道半徑越大，角速度越小，周期越大，故A、B錯誤；CD．對于內環(huán)而言，如果內環(huán)和土衛(wèi)三十五同向運動，則由于內環(huán)角速度大于土衛(wèi)三十五，可知其泛起的漣漪將超前土衛(wèi)三十五，此時內環(huán)順時針運動；如果內環(huán)和土衛(wèi)三十五反向運動，由于漣漪在左下方，仍可知內環(huán)順時針運動．由于兩環(huán)運動方向相同，因此外環(huán)也順時針運動，而外環(huán)漣漪在右上方，且外環(huán)角速度小于土衛(wèi)三十五，因此可知土衛(wèi)三十五順時針運動，故C正確，D錯誤。故選C。7.質量為M的粗糙長木板ae放在光滑水平面上，b、c、d是ae的四等分點。質量為m的物塊（可視為質點）以一定的初速度從a點水平滑上木板左端，經過一段時間物塊停在木板上。如圖是物塊剛滑上木板時的物塊與木板的位置狀態(tài)，下圖是物塊剛與木板達到共同速度時的位置，關于木板與物塊的質量關系，可能正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗A〖解析〗水平面光滑，物塊與木板的加速度分別為當兩者共速時，有可得對M有設相對位移為，對m有整理得因為，解得故選A。二、選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.在進行滑雪賽道創(chuàng)新設計中，一位同學設計如圖所示的模型，并用小球替代滑雪運動員進行研究．該模型滑道由弧形軌道ED、水平軌道DA、半徑為的圓弧軌道、足夠長的傾斜直軌道BC組成，所有軌道均光滑且平滑連接，并固定在豎直平面內．當小球從D的左側弧形軌道上P點（圖中未畫出）靜止釋放后，不計空氣阻力，則下列表述符合實際情況的是（）A.在P點到A點的運動過程中，小球的機械能守恒B.當PD間高度為0.3m時，小球會一直貼著滑道運動C.當PD間高度為0.4m時，小球會從A處飛出D.當PD間高度大于0.5m時，小球落到BC上的速度方向總是相同〖答案〗AC〖解析〗A．軌道光滑，小球貼著軌道運動過程中不會與軌道碰撞出現(xiàn)能量損失，整個過程中僅重力做功，因此小球的機械能守恒，故A正確；BC．若小球恰好不從A點飛出，根據(jù)機械能守恒和向心力公式可得當，小球到達A點時的速度較大，滿足，重力不足以提供向心力，此時小球會從A點飛出去做平拋運動落在BC上，故B錯誤、C正確；D．當小球從A點飛出后落到斜面上時，由于位移方向不同，故速度方向不同，故D錯誤。故選AC。9.風能是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，如圖所示為利用風能發(fā)電的風力發(fā)電機，它的葉片轉動時可形成半徑為的圓面。某段時間內該區(qū)域的風速大小為，風恰好與葉片轉動的圓面垂直，已知空氣的密度為，此風力發(fā)電機的發(fā)電效率為20%，下列說法正確的是（）A.單位時間內沖擊風力發(fā)電機葉片圓面的氣流體積為B.單位時間內沖擊風力發(fā)電機葉片圓面的氣流的動能為C.此風力發(fā)電機發(fā)電的功率為D.若僅葉片半徑增大為原來的2倍，發(fā)電的功率將增大為原來的4倍〖答案〗BCD〖解析〗A．取，單位時間內通過葉片轉動圓面的空氣體積為故A錯誤；B．單位時間內沖擊風力發(fā)電機葉片圓面的氣流動能為故B正確；C．根據(jù)能量的轉化與守恒可知，風的一部分動能轉化為發(fā)電機發(fā)出的電能，而發(fā)電功率為單位時間內參與能量轉化的那一部分動能，所以發(fā)電機發(fā)電功率為故C正確；D．根據(jù)P的表達式可知，若僅葉片半徑增大為原來的2倍，發(fā)電的功率將增大為原來的4倍，故D正確。故選BCD。10.把一根勻質鐵鏈水平拉直，沿AB方向一部分放在順時針勻速轉動的水平傳送帶上，一部分放在光滑水平桌面上，桌面和傳送帶在A點平滑相接（忽略銜接處空隙），由于傳送帶摩擦力的作用，鐵鏈向右做直線運動，傳送帶長度大于鐵鏈長度．x為鐵鏈在A點右側的長度，f為傳送帶對鐵鏈的摩擦力，a為鐵鏈的加速度，F(xiàn)為A點右側鐵鏈對A點左側鐵鏈的拉力，為鐵鏈的動能，則在鐵鏈加速進入傳送帶的過程中，下列圖像可能正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗AC〖解析〗A．鐵鏈受傳送帶的摩擦力則圖像為過原點的直線，故A正確；B．鐵鏈在傳送帶上的加速度大小則圖像為過原點的直線，故B錯誤；C．A點右側鐵鏈對A點左側鐵鏈的拉力則圖像為拋物線，故C正確；D．由動能定理及圖像可知，圖像斜率表示f，應一直變大，故D錯誤。故選AC。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.某物理興趣小組要驗證機械能守恒定律，實驗設計方案如圖所示，用輕質細線拴接一小球（可視為質點），在懸點O的正下方B點放置一電熱絲，當懸線擺至電熱絲處時立即被燒斷，小球從B點做平拋運動落到水平面MN上的C點，點是O、B點在水平面上的射影，在OB的左側安裝一個量角器，可以測量釋放小球時懸線與豎直方向的夾角，B、兩點間的高度差為h，擺線在運動的過程中與量角器之間沒有摩擦，重力加速度為g，回答下列問題：（1）為完成實驗，還需測量的物理量有________（填字母）。A．懸線的長度LB．小球的質量mC．、C兩點間的距離x（2）若小球在從A到B的過程中機械能守恒，則應滿足的表達式為________（用已知物理量和所選物理量的字母表示）?！即鸢浮剑?）AC（2）〖解析〗（1）[1]本實驗還需用刻度尺來測量懸線的長度L及、C兩點間的距離x，因為在列方程式的過程中小球的質量被消除，則本實驗不需要測量小球的質量；（2）[2]若小球在運動的過程中機械能守恒，由可得由平拋運動規(guī)律可知、綜合可得所以，若小球在運動的過程中機械能守恒，則整理可得12.某同學在實驗室取兩個完全相同的木盒，來測量木盒與木板之間的動摩擦因數(shù)。由于實驗室中的天平損壞，無法稱量質量，他采用“對調法”完成測量，如圖甲所示，一端裝有定滑輪的長木板固定在水平桌面上，木盒1放置在長木板上，左端與穿過打點計時器的紙帶相連，右端用細線跨過定滑輪與木盒2相接。（1）實驗前，________（填“需要”或“不需要”）調整定滑輪的角度使細線與木板平行，________（填“需要”或“不需要”）將長木板左側墊高來平衡摩擦力。（2）實驗時，木盒1不放細沙，在木盒2中裝入適量細沙，接通電源，釋放紙帶，打點計時器打出一條紙帶，加速度記為，隨后將木盒1與木盒2（含細沙）位置互換，換一條紙帶再次實驗，打出第二條紙帶，加速度記為，兩紙帶編號為第一組，改變木盒2中細沙的多少，重復上述過程，得到多組紙帶。如圖乙為某組實驗中獲得的兩條紙帶中的一條，其中相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點未標出，已知交流電源的頻率為50Hz，則該紙帶運動的加速度________（保留3位有效數(shù)字）。（3）將實驗測得加速度繪制在丙圖中，得到關系圖像，已知當?shù)刂亓铀俣葹椋蓤D像可得木盒與木板間的動摩擦因數(shù)為________（保留2位有效數(shù)字）。（4）由于紙帶的影響，實驗測得的動摩擦因數(shù)將________（填“偏大”或“偏小”）。（5）實驗過程中，有時“對調法”兩次實驗不能全部完成，導致實驗數(shù)據(jù)無效，下列能解決此問題的實驗方案是________（填字母）。A．逐步減少木盒2的細沙開展后續(xù)實驗B．逐步增多木盒2的細沙開展后續(xù)實驗C．開始時直接將細沙放入木盒1中開展實驗D．用密度更大的鐵砂代替細沙開展實驗〖答案〗（1）需要不需要（2）1.20（3）0.54（4）偏大（5）AC〖解析〗（1）[1][2]調整定滑輪的高度，使細線與長木板平行，這樣細線的拉力就沿水平方向；且不需要將長木板左側墊高來平衡摩擦力，因為摩擦力不會影響該實驗對動摩擦因數(shù)的測量；（2）[3]相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點未標出，則相鄰計數(shù)點間的時間間隔為；根據(jù)逐差法得出加速度（3）[4]設木盒1的質量為，木盒2的質量為，對整體分析有位置互換后聯(lián)立解得根據(jù)圖像代入數(shù)據(jù)得（4）[5]由于紙帶與打點計時器間有摩擦，所以測量的動摩擦因數(shù)會偏大；（5）[6]逐步減少木盒2的細沙開展后續(xù)實驗或直接將細沙放入木盒1中開展實驗，可以確保對調后能完成實驗。故選AC。13.美國航天局的“機智”號直升機在火星表面嘗試動力飛行，并且在起飛后成功著陸，這是人類首次用飛行器探測其他天體表面，當“機智”號懸停在空中時，直升機旋翼提供的動力為F，已知“機智”號的質量為m，火星的半徑為R，萬有引力常量為G，忽略火星自轉的影響，求：（1）火星表面的重力加速度以及火星的質量；（2）火星的第一宇宙速度?！即鸢浮剑?），；（2）〖解析〗（1）根據(jù)二力平衡可得所以由萬有引力提供重力可得聯(lián)立解得（2）由萬有引力提供向心力可得解得14.如圖所示，在同一豎直平面內固定兩個內壁光滑的圓弧軌道AB與，兩軌道在B、C兩點交錯對接，、分別是兩個軌道的圓心，、是水平半徑，是豎直直徑，圓弧軌道的半徑為r，?，F(xiàn)讓質量為m的小球（可視為質點）從A點由靜止釋放，沿著圓弧軌道AB運動到B點后緊接著無碰撞從C點進入軌道，并沿著軌道運動到P點，小球離開P點后剛好到達B點（C點），重力加速度為g，求：（1）小球到達P點的速度大小以及軌道AB的半徑；（2）小球第一次到達C點時，軌道對其壓力的大小。〖答案〗（1）；；（2）〖解析〗（1）小球從P點做平拋運動到達B點，則解得從A到P由機械能守恒定律可得解得（2）A到