陕西省咸阳市实验中学2024-2025学年高一下学期第三次质量检测物理试卷（含答案）

咸阳市实验中学2024-2025学年高一下学期第三次质量检测物理试卷
一、单选题
1．断电后，风扇慢慢停下过程中，关于图中扇叶上A、B两点的运动情况，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两点的线速度始终相同
B．A、B两点的转速不相同
C．A点的加速度始终指向圆心
D．A、B两点的向心加速度比值保持不变
2．如图所示，沿竖直杆以速度v 匀速下滑的物体A 通过轻质细绳拉物体B，细绳与竖直杆间的夹角为，则下列说法正确的是（ ）
A．物体B 向上匀速运动
B．物体B 向上减速运动
C．物体B 向上加速运动
D．物体B 向上先加速运动，后减速运动
3．“打水漂”是人类古老的游戏之一，游戏者运用手腕的力量把石片扔出，使得石片在水面上弹跳数次。某次游戏者打水漂时将石片以某初速度水平扔出，不计空气阻力。对于石片从被扔出到首次落到水面上的过程，下列说法正确的是（　　）
A．石片被抛出的速度越大，在空中的运动时间越长
B．石片落到水面时速度方向不可能与水面平行
C．从同高度抛出的石片速度越大，石片落到水面时速度方向与水面的夹角越大
D．石片落到水面时的速度大小与被抛出的速度大小无关
4．质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线同一方向运动，A球的动量是，B球的动量是，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是（　　）
A．， B．，
C．， D．，
5．假设儿童足球质量300g，某次儿童足球比赛时足球迎面飞来的速度为5m/s，脚与足球接触的时间大约为0.1s，若以相同的速率将球反向踢回，则此过程中足球（　　）
A．动量变化量为0
B．动量变化量为30kg·m/s
C．受到脚的平均冲击力大小约为30N
D．受到脚的平均冲击力大小约为15N
6．质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平恒力F作用下，从最低点转过角，如图所示，重力加速度为g，则在此过程中（ ）
A．小球受到的合力做功为
B．拉力的功为
C．重力势能的变化大于
D．水平力做功使小球与地球组成的系统机械能增加了
7．如图甲所示，质量为m的小球，以初速度v0竖直向上抛出，小球上升的最大高度为H，已知小球在运动过程中受到的空气阻力与速率成正比。设抛出点重力势能为零，则小球在运动过程中，图乙中关于小球的动能Ek、重力势能Ep、机械能E随高度h，速率v随时间t变化的图线可能不正确的有（　　）
A．B．C． D．
二、多选题
8．甲图是质量为m的小球，在竖直平面内绕O点做半径为R的圆周运动（OA为轻绳）；乙图是质量为m的小球，在竖直平面内绕O点做半径为R的圆周运动（OB为轻质杆）；丙图是质量为m的小球，在半径为R的竖直光滑圆轨道内侧做圆周运动；丁图是质量为m的小球在竖直放置的半径为R的光滑圆形管道内做圆周运动。则下列说法正确的是（　　）
A．甲图中，小球通过最高点的最小速度是
B．乙图中，若小球通过最高点的速度增大，则在最高点杆对小球的弹力也增大
C．丙图中，小球在水平线ab以上沿轨道做圆周运动时，轨道对小球一定有作用力
D．丁图中，小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
9．石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，它的发现使“太空电梯”的制造成为可能，人类将有望通过“太空电梯”进入太空。设想在地球赤道平面内有一垂直于地面延伸到太空的轻质电梯，电梯顶端可超过地球的静止卫星A的高度延伸到太空深处，这种所谓的太空电梯可用于降低成本发射绕地人造卫星。如图所示，假设某物体B乘坐太空电梯到达了图示的位置并停在此处，则以下说法正确的是（　　）
A．A、B、C三者线速度的关系为
B．A、B、C三者向心加速度的关系为
C．若B突然脱离电梯，B将做离心运动
D．若B突然脱离电梯，B将做近心运动
10．如图甲所示，物块A、B间拴接一个压缩后被锁定的轻弹簧，整个系统静止放在光滑水平地面上，其中A物块最初与左侧固定的挡板相接触，B物块质量为4kg.现解除对弹簧的锁定，在A离开挡板后，B物块的V-t图如图乙所示，则可知（ ）
A．物块A的质量为4 kg
B．运动过程中物块A的最大速度为vm=4m/s
C．在物块A离开挡板前，系统动量守恒、机械能守恒
D．在物块A离开挡板后弹簧的最大弹性势能为6J
三、实验题
11．如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
（1）为完成此实验，以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是 和 （选填选项前的字母）
A．刻度尺B．天平C．打点计时器D．秒表
（2）关于本实验，下列说法中正确的是 。（选填选项前的字母）
A．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放
B．入射小球的质量必须小于被碰小球的质量
C．轨道倾斜部分必须光滑
D．轨道末端必须水平
（3）图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时先让入射小球多次从斜轨上位置S由静止释放，通过白纸和复写纸找到其平均落地点的位置P，测出水平射程OP。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末端，仍将入射小球从斜轨上位置S由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复该操作，两小球平均落地点位置分别为M、N。实验中还需要测量的有 。（选填选项前的字母）
A．入射小球和被碰小球的质量、
B．入射小球开始的释放高度h
C．小球抛出点距地面的高度H
D．两球相碰后的平抛射程OM、ON
（4）在某次实验中，记录的落点平均位置M、N几乎与OP在同一条直线上，在实验误差允许范围内，若满足关系式 ，则可以认为两球碰撞前后在OP方向上的总动量守恒。【用（3）中测量的量表示】
（5）某同学在上述实验中更换了两个小球的材质，且入射小球和被碰小球的质量关系为，其他条件不变。两小球在记录纸上留下三处落点痕迹如图乙所示。他将刻度尺的零刻线与O点对齐，测量出O点到三处平均落地点的距离分别为OA、OB、OC。该同学通过测量和计算发现，两小球在碰撞前后动量是守恒的。
①由此可以判断出上图中B处是 ；
A．未放被碰小球时入射小球的落地点
B．入射小球碰撞后的落地点
C．被碰小球碰撞后的落地点
②若进一步研究该碰撞是否为弹性碰撞，还需要判断关系式 是否成立。【用（5）中的物理量字母表示】
12．在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，如图甲所示，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，图乙中O点为打出的起始点，且速度为零。（其中一段纸带图中未画出）选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点。其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示。已知打点计时器打点周期为T=0.02s，g取10m/s2。（计算结果均保留3位有效数字）
（1）图乙中纸带的 端与重物相连（填“左”或“右”）。
（2）打点计时器打下计数点E时，物体的速度vE= m/s。
（3）从起点O到打下计数点E的过程中物体的重力势能减少量ΔEp= J，此过程中物体动能的增加量ΔEk= J。
（4）得出实验结论。
（5）根据纸带计算出相关各点的速度v，用刻度尺量出相应的下落距离h，以为纵轴，以h为横轴做出的图像应该是下图中的 。
A． B．C． D．
四、解答题
13．如图所示，固定在水平地面的竖直轻质弹簧处于原长，O点为弹簧最上端位置。可视为质点的物块从O点正上方的A点由静止释放，落在弹簧上运动到的最低点为B点。已知物块的质量，O、A两点间的高度差，O、B两点间的高度差，取重力加速度大小，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。
（1）求物块运动到O点时的速度大小；
（2）求弹簧被压缩至B点时的弹性势能E；
（3）若将物块更换为质量，可视为质点的小球，把小球放置在弹簧上端，将外力作用在小球上使得弹簧被压缩至B点，撤去外力后小球由静止开始运动，求小球经过O点时的速度大小。
14．如图所示，固定的水平薄板上放置物块，一端连接着物块的轻绳通过光滑的小滑轮悬挂小球，薄板上方的轻绳与薄板平行，小球到滑轮部分的绳长。当小球以悬挂点正下方某点为圆心在水平面内做匀速圆周运动时，物块刚好不滑动。已知物块、小球均可视为质点，物块的质量，小球的质量，物块与薄板间的动摩擦因数，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。
（1）求连接小球的轻绳与竖直方向夹角的余弦值；
（2）求此状态下小球的角速度大小；
（3）若仅小球的角速度大小变为，使得小球绕悬挂点正下方另一点做匀速圆周运动，物块仍相对于薄板不滑动，求物块受到的摩擦力大小f。
15．如图所示，固定在水平地面上的光滑圆弧AB（O点为圆心，且OA水平、OB竖直）与光滑水平地面BD平滑连接，在水平地面上的C点静置着滑块P，离C点一段距离处放置着光滑圆弧凹槽M，凹槽左侧与水平地面在D点相切。滑块Q从A点正上方一定高度处由静止释放，经过圆弧末端B时对圆弧轨道的压力大小，滑块P、Q发生弹性碰撞（碰撞时间极短）后，取走滑块Q，滑块P恰好能运动到凹槽M的最高点。已知圆弧AB的半径，凹槽M的半径，滑块Q的质量，滑块P的质量，滑块P、Q均可视为质点，取重力加速度大小。求：
(1)滑块Q初始释放时距离A点的高度h；
(2)滑块P、Q发生碰撞后瞬间滑块P的速度大小；
(3)凹槽M的质量。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C B C C B A AD AD BD
11． A B AD/DA AD/DA m1·OP=m1·OM+m2·ON C m1·OC2=m1·OA2+m2·OB2
【详解】（1）[1][2]本实验必须使用的有天平，用来测小球的质量，还有刻度尺，用来测小球平抛的水平位移，AB正确。
故选AB。
（2）[3]AC．同一组实验中，入射小球必须从同一位置由静止释放即可，轨道倾斜部分不必光滑，A正确，C错误；
B．入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，才能使两球碰后均向前运动，B错误；
D．轨道末端必须水平，才能使小球做平抛运动，D正确。
故选AD。
（3）[4]实验中还需要测量的有入射小球和被碰小球的质量m1、m2，两球相碰后的平抛射程OM、ON，AD正确。
（4）[5]若碰撞过程动量守恒，应满足
小球做平抛运动竖直位移相同，故运动时间相同，由可知，平抛初速度与水平位移成正比，故应满足的表达式为
m1·OP=m1·OM+m2·ON
（5）[6]若入射小球和被碰小球的质量关系为m1=2m2，则表达式为
2OP=2OM+ON
由图可知OA=17.6cm、OB=25.0cm、OC=30.0cm，带入上式对比可得
2OC≈2OA+OB
故C点是未放被碰小球时入射球的落地点，B处是被碰小球碰撞后的落地点，A是入射小球碰撞后的落地点，C正确。
故选C。
[7]若是弹性碰撞，则满足机械能守恒
m1=m1+m2
整理可得
m1·OC2=m1·OA2+m2·OB2
12． 左端 3.30 5.54 5.45 C
【详解】（1）[1]图乙中左端点迹密集一些，打这些点时，重物的运动速度小一些，因此图乙中纸带的左端与重物相连。
（2）[2]匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度，则打点计时器打下计数点E时，物体的速度
（3）[3]从起点O到打下计数点E的过程中物体的重力势能减少量
[4]此过程中物体动能的增加量
（5）[5]根据机械能守恒定律有
解得
故选C。
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）物块从A点运动到O点，有
解得
（2）物块从A点运动到B点，有
其中
解得
（3）小球从B点运动到O点，有
解得
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）对物块受力分析，有
对小球受力分析，竖直方向上有
解得
（2）对小球受力分析，水平方向上有
其中
解得
（3）设此时轻绳与竖直方向的夹角为，对小球受力分析
水平方向上有
其中
对物块受力分析有
解得
15．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）设滑块Q第一次运动到B点时的速度大小为，有
其中，根据牛顿第三定律
根据动能定理有
解得
，
（2）设滑块P，Q碰撞后瞬间滑块Q的速度大小为，滑块P，Q发生弹性碰撞，有
解得
，
（3）滑块P碰后恰好能运动到凹槽M的最高点，此时两者共速，速度大小设为v，滑块P与凹槽M构成的系统水平方向上动量守恒，有
该系统机械能守恒，有
解得