河北省沧衡八校2024届高三上学期11月期中考试物理试卷(含答案)

河北省沧衡八校2024届高三上学期11月期中考试物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．广阔的草原上，一只羚羊发现潜伏在附近的猎豹后开始全速奔跑，猎豹随即追赶，某段时间内它们依次经过水平面内A、B、C、D四点，其运动轨迹为如图所示的虚线，此过程中羚羊的速度大小不变，猎豹紧跟其后。下列说法正确的是( )
A.羚羊处于平衡状态 B.猎豹做匀变速运动
C.羚羊经过C点时的加速度最大 D.猎豹经过D点时受到的合外力最大
2．某小区进、出口张贴的公益广告如图所示，以此来提醒业主切不可高空抛物。鸡蛋从高空落下，与地面的作用时间近似等于鸡蛋的尺寸除以鸡蛋落地时的速度，结合生活常识可知，一个鸡蛋从18楼自由落到地面上时与地面间的作用力约为( )
一个鸡蛋的威力 从4楼抛下会让人砸起肿包 从8楼抛下可以砸破人的头皮 从18楼抛下可以砸裂行人头骨 从25楼抛下可以使人当场死亡
A. B. C. D.
3．滑沙是能够让人放松和解压的新兴旅游项目。游客坐在一块板上沿沙山斜坡下滑，其过程可以简化为一物块沿倾角为θ且足够长的斜面由静止开始下滑，如图所示。物块下滑过程中受到的阻力与速度的关系满足（式中k为定值，m为物块的质量），重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.物块处于超重状态 B.物块的最大速度为
C.重力对物块的功率不断减小 D.物块下滑的最大速度与其质量有关
4．物体A、B叠放在固定光滑斜面上，如图所示。当沿斜面向上的力F作用在物体B上时，可使A、B整体以共同的速度v缓慢沿斜面向上运动，在缓慢移动过程中，关于各物体的受力个数的说法正确的是( )
A.A受4个、B受3个 B.A受5个、B受4个
C.A受4个、B受4个 D.A受5个、B受3个
5．如图所示，轰炸机在高空沿直线水平匀速飞行时先后投下三颗炸弹，炸弹依次落在迎面的山坡上的A、B、C三点，其中B为AC的中点，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.相邻两次投弹的时间间隔相等
B.三颗炸弹可能同时落到山坡上
C.炸弹先后落在A、B、C三点的时间间隔相等
D.三颗炸弹落在A、B、C三点时的速度大小构成等差数列
6．如图所示，26寸、21速变速自行车有3个链轮和7个飞轮，链轮和飞轮的齿数如表所示，最大传动比为3.43，最小传动比为1。开始自行车以最小传动比在平直公路上匀速行驶，某时刻起通过选择不同的链轮和飞轮，使传动比由1逐渐增大到3.43，此过程自行车的运动可近似看作匀加速直线运动，加速距离为30m，已知26寸轮胎的直径为66cm，踏板的转速始终为30r/min，下列说法正确的是( )
名称 链轮 飞轮
齿数 48 38 28 14 16 18 20 22 25 28
A.自行车的最小速度约为1.5m/s B.自行车的最大速度约为4.5m/s
C.自行车的加速度大小为 D.自行车的加速时间约为13s
7．如图所示，在竖直墙壁上有一个可以上下移动的小球抛射装置，水平地面上距墙角d处有一小洞，改变小球抛射装置的高度及弹簧的弹性势能，使质量为m的小球水平抛出后，直接落入洞中时的动能最小，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.小球抛射装置的高度为d B.小球水平抛出时的动能为mgd
C.小球落入小洞时的速度大小为 D.小球从抛出到落入洞中的时间为
二、多选题
8．一颗绕地球做匀速圆周运动的极地卫星，某天经过天安门广场正上方两次。下列说法正确的是( )
A.该卫星的周期可能为12h B.该卫星可能为极地同步卫星
C.该卫星可能比同步卫星的轨道高 D.该卫星可能比同步卫星的轨道低
9．如图所示，A、B、C是直角三角形的三个顶点，，斜边BC长为2m。空间存在沿纸面方向的匀强电场，A、B、C三点的电势分别为2V、5V、11V，则该匀强电场的电场强度大小可能为( )
A.3V/m B.5V/m C.7V/m D.9V/m
10．如图所示，半径为r、质量不计的圆盘竖直放置，其可以绕过圆心O且与盘面垂直的水平光滑固定轴转动，在盘面的右边缘处固定了一个质量为m的小球A，在圆心O的左方离O点处也固定了一个质量为m的小球B。起初两小球及圆心O在同一水平线上，现由静止释放圆盘，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.小球A的最大动能为
B.小球B的最大动能为
C.释放圆盘瞬间小球A的加速度大小为
D.释放圆盘瞬间小球B对圆盘的作用力大小为
三、实验题
11．实验小组同学利用频闪照相机拍摄某物体在xOy平面内的运动，A、B、C相邻两点间的拍摄时间间隔均为0.1s，其运动轨迹为如图所示的实线。若物体在y轴方向做匀速直线运动，在x轴方向做匀加速直线运动，回答下列问题：
（1）物体在y轴方向上的速度大小__________m/s。
（2）物体经过B点时的速度大小__________m/s。
12．在探究加速度与力、质量的关系的实验中，采用如图甲所示的装置。
（1）测出砝码盘及砝码受到的总重力，记为F（远小于小车受到的重力），将木板右端适当垫高后，打出了一条如图乙所示的纸带，从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。已知打点计时器打点的时间间隔为T，根据图乙中给出的数据求出该小车的加速度大小a=________。
（2）改变砝码盘中砝码的质量，并测量小车对应的加速度a，根据测量数据作出的a-F图像为如图丙所示的直线，图像不过坐标原点的原因是______________，若图像的斜率为k，则小车的质量_________。
四、计算题
13．甲、乙两车在高速公路相邻两车道同向运动，甲车始终匀速运动，速度大小，乙车的速度大小，当甲车追上乙车并与乙车并排行驶时，乙车开始做匀加速直线运动，加速度大小，当乙车速度增加到后保持不变。求：
（1）乙车加速时两车头沿运动方向的最大距离d；
（2）两车从第一次并排行驶到第二次并排行驶的时间t。
14．如图所示，粗糙水平地面上固定一半径的光滑圆弧轨道ABCD，圆弧轨道与水平地面相切于A点，O为圆弧轨道的圆心，OA竖直，B、D两点与圆心O等高。在BD的上方、OA的右方存在方向水平向右、电场强度大小的匀强电场，一质量、电荷量的带负电滑块（可视为点电荷）从水平地面左侧向右运动，经过P点时的动能为。已知滑块与地面间的动摩擦因数，，滑块所带的电荷量始终不变，取重力加速度大小。
（1）若，求滑块运动到A点时对圆弧轨道的压力大小；
（2）若滑块能从D点离开且不脱离圆弧轨道，求的取值范围。
15．如图所示，质量的木板静置于足够大的水平地面上，其下表面与地面间的动摩擦因数，上表面P点左侧粗糙、右侧光滑，木板右端凸起形成挡板。两个完全相同、质量均为的滑块A、B（均可视为质点）放在木板上，其中滑块A放置于木板左端，滑块B放置于P点。现给滑块A一向右的瞬时冲量，滑块A开始向右运动，A、B碰后粘在一起，最终恰好能回到滑块B相对地面的初始位置。已知P点到木板左端的距离，滑块与木板P点左侧的动摩擦因数，滑块与木板右端挡板的碰撞为弹性碰撞，滑块A、B与挡板的碰撞时间均极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求：
（1）滑块B的最大速度v；
（2）木板的长度。
参考答案
1．答案：D
解析：AB.由题意知羚羊做曲线运动，所受合外力指向轨迹凹侧，合外力的方向不断发生变化，猎豹做加速度不断变化，不是匀变速运动，故AB错误；CD.羚羊、猎豹的速度大小不变，D点的弯曲程度最大，对应的半径最小，向心加速度最大，故C错误，D正确。故选D。
2．答案：A
解析：每层楼高约为3m，普通鸡蛋的质量约为50g，尺寸约为5cm，根据运动学公式知，鸡蛋从18楼自由落到地面上时的速度大小约为与地面的作用时间约为，根据动量定理鸡蛋与地面间的作用力故选A。
3．答案：B
解析：A.物块下滑过程中加速度向下，处于失重状态，故A错误；BC.根据牛顿第二定律有可知随着物块速度的增加，重力对物块的功率不断增大，其加速度不断减小，最大速度故B正确，C错误；D.物块下滑的最大速度与其质量无关，故D错误。故选B。
4．答案：C
解析：A.受重力，斜面对它的支持力，B对它的压力和沿斜面向上的摩擦力，共4个力；B.受重力和A对它的支持力和沿斜面向下的摩擦力以及外力F，共4个力。故选C。
5．答案：C
解析：A如图所示
因为平抛运动的轨迹越往下越趋向于竖直，所以即前两颗炸弹投掷的时间间隔较短，故A错误；B.当第一颗炸弹落到A点时，第二颗炸弹在D点，当第二颗炸弹落到B点时，第三颗炸弹在E点，故B错误；C.第二颗炸弹从D点运动到B点的时间等于第三颗炸弹从E点运动到C点的时间，故C正确；D.由于A、B及B、C的高度差相等，三颗炸弹落在A、B、C三点时速度的平方构成等差数列，故D错误。故选C。
6．答案：D
解析：A.踏板一周的时间传动比为1时踏板转动一圈，轮胎也转动一圈，自行车的最小速度约为故A错误；B.传动比为3.43时踏板转动一圈，轮胎转动3.43圈，自行车的最大速度约为故B错误；CD.根据运动学公式可知自行车的加速度大小为加速时间约为故C错误，D正确。故选D。
7．答案：D
解析：A.小球做平抛运动，则设小球落入小洞时的动能为，结合动能定理有解得根据基本不等式可知，当取最小值时即小球抛射装置的高度为故A错误；B.小球水平抛出时的动能为故B错误；C.小球落入小洞时的速度大小为故C错误；D.小球从抛出到落入洞中的时间为故D正确。故选D。
8．答案：CD
解析：如图所示
A.福州市处于P点，地球的自转方向为自西向东，卫星第一次经过P点正上方的Q点后，下次将经过图中点正上方的点，两次经过福州市正上方的时间间隔为12h，卫星的周期不可能为12h，故A错误；
B.若该卫星为极地同步卫星，则12h后该卫星处于南半球上空，故B错误；
C.若卫星经过劣弧用时12h，则周期大于24，由可知该卫星可能比同步卫星的轨道高，故C正确；
D.若卫星经过优弧用时12h，则周期小于24h，由可知该卫星可能比同步卫星的轨道低，故D正确，故选CD。
9．答案：CD
解析：如图所示，延长CB到D，使则A、D两点的电势均为2V；以BC为直径的圆过A点，过C点作AD的垂线CP，可得电场强度大小，当AD与圆相切时CP最长，对应的电场强度最小，即故CD正确，AB错误。故选CD。
10．答案：BC
解析：AB.系统的重心位于O、A之间，所以当小球A到达最低点时，两小球的动能最大，因两球的角速度始终相等，所以线速度满足动能满足根据机械能守恒定律有解得
故A错误，B正确；CD.释放圆盘瞬间小球A的加速度竖直向下，小球B的加速度竖直向上，在极短时间内两小球的运动可看作匀加速直线运动，小球A下降的距离等于小球B上升距离的两倍。小球A的加速度等于小球B加速度的两倍，圆盘对两个小球构成的系统不做功，所以释放瞬间圆盘对B球的作用力等于圆盘对A球作用力的两倍，有
解得
故C正确，D错误。故选BC。
11．答案：（1）0.6（2）1.0或1
解析：本题考查平抛运动，目的是考查学生的实验探究能力。
（1）物体沿y轴方向的速度大小。
（2）物体经过B点时沿x轴方向的速度大小，根据勾股定理可得。
12．答案：（1）
（2）平衡摩擦力不足；
解析：本题考查探究“加速度与力、质量的关系”实验，目的是考查学生的实验探究能力。
（1）根据有，解得。
（2）题中图像的横截距为正，即在砝码盘及砝码受到的总重力F较小时，小车不动，说明木板平衡摩擦力不足（或木板右端垫得太低）；根据牛顿第二定律有，整理得，，解得。
13．答案：（1）8m（2）9s
解析：本题考查追及、相遇问题，目的是考查学生的推理论证能力。
（1）设经过时间两车头沿运动方向的距离最大，此时两车速度相等，有
解得。
（2）分析知，乙车达到最大速度之后，追上甲车，设乙车的加速时间为，加速距离为，则有
解得。
14．答案：（1）20N（2）
解析：本题考查带电物体在匀强电场中的运动，目的是考查学生的模型建构能力。
（1）设滑块到达A点时的速度大小为，根据动能定理并结合牛顿运动定律有
解得。
（2）滑块进入圆弧轨道后相当于受到与水平方向的夹角为θ、大小的等效重力从而做圆周运动，其中
设滑块恰好能经过等效最高点时的速度大小为v，则有
解得
综上所述的取值范围。
15．答案：（1）4m/s（2）
解析：本题考查动量守恒定律的综合应用，目的是考查学生的创新能力。
（1）设滑块A与木板间的滑动摩擦力大小为，木板与地面间的滑动摩擦力大小为f，则有
因，故A、B碰撞前木板相对地面不动
设给滑块A一瞬时冲量后滑块A的速度大小为，滑块A与滑块B碰撞前的速度大小为，滑块A与滑块B碰撞后，滑块B的速度最大，则有
（2）滑块进入P点右侧光滑部分后做匀速直线运动，直到与挡板发生弹性碰撞，取水平向右为正方向，设碰后滑块的速度为，木板的速度为，则有
解得
与挡板碰后滑块向左做匀速直线运动，木板向右做匀减速直线运动，设木板做匀减速直线运动的加速度大小为，当滑块到达P点后，开始做匀减速直线运动，回到滑块B相对地面的初始位置时速度变为零。设滑块从与挡板碰撞后至运动到P点的时间为，滑块做匀减速直线运动的位移大小为，此过程滑块的加速度大小为，则滑块与木板碰后在时间内木板向右运动的位移大小也为，则有
解得。