2024届福建省宁德市高三上学期质优生联考一模物理试题（解析版）

2024届宁德市高三质优生摸底检测物理试题一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对得4分，选错得0分。1.运动员在球场上某一位置投篮，篮球直接落入篮筐中心，出手时篮球的速度方向与水平方向之间的夹角为，篮球入筐瞬间速度方向与水平方向之间的夹角为，如图所示。已知运动员出手点与篮筐中心的高度差为1.4m，取重力加速度，，空气阻力可忽略不计，则运动员出手点到篮筐中心的水平距离为（）A.8.0m B.8.4m C.9.0m D.9.6m【答案】B【解析】【详解】设向上为正方向，篮球进入篮筐的瞬间其速度大小为v，初速度大小为，由于篮球做斜抛运动，其抛出时与落入篮筐时水平方向速度大小相等，有篮球竖直方向做匀减速直线运动，有设篮球从抛出到落入篮筐的时间为t，由运动学公式有投球点到篮筐的水平距离为解得故选B2.一辆汽车沿着一条平直的公路行驶，公路旁边有与公路平行的一排电线杆，相邻电线杆间的间隔均为50m，取汽车驶过某一根电线杆的时刻为零时刻，此电线杆作为第1根电线杆，此时刻汽车行驶的速度大小为v1＝5m/s，假设汽车的运动为匀加速直线运动，10s末汽车恰好经过第3根电线杆，则下列说法中正确的是()A.汽车运动的加速度大小为2m/s2B.汽车继续行驶，经过第7根电线杆时的瞬时速度大小为15m/sC.汽车在第3根至第7根电线杆间运动所需的时间为10sD.汽车在第3根至第7根电线杆间的平均速度为25m/s【答案】C【解析】【详解】A．汽车在10s内的位移是：s13=50×2=100m，由s=v1t+at2，代入数据解得：a=1m/s2．故A错误．B．由v22-v12=2ax，即：v22-52=2×1×6×50，解得：v2=25m/s，故B错误；C．汽车从第1根到第7根电线杆的时间是t7，则：s17=6×50m=300m由匀变速运动规律得：s17=v1t7+at72代入数据解得：t7=20s汽车在第3根至第7根电线杆间运动所用的时间：△t=t7-t3=20-10s=10s，故C正确；

D．汽车从第3根至第7根电线杆间的平均速度为：．故D错误．3.我国的新疆棉以绒长、品质好、产量高著称于世，目前新疆地区的棉田大部分是通过如图甲所示的自动采棉机采收。自动采棉机在采摘棉花的同时将棉花打包成圆柱形棉包，通过采棉机后侧可以旋转的支架平稳将其放下，这个过程可以简化为如图乙所示模型：质量为m的棉包放在“V”型挡板上，两板间夹角为固定不变，“V”型挡板可绕O轴在竖直面内转动。在使OB板由水平位置顺时针缓慢转动的过程中，忽略“V”型挡板对棉包的摩擦力，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.当OB板转过时，棉包受到三个力的作用B.棉包对OB板的压力逐渐减小C.当OB板转过时，棉包对OA板的作用力大小为mgD.棉包对OA板的压力先增大后减小【答案】B【解析】【详解】A．当OB板转过60°时，OA板处于水平位置，棉包只受到重力和OA板的支持力，故A错误；BD．对物体受力分析如图由正弦定理可得物体在旋转过程中从逐渐变大，从逐渐减小，因此OB板由水平位置缓慢转动60°过程中，棉包对OA板压力逐渐增大，对OB板压力逐渐减小，故B正确，D错误；C．当OB板转过30°时，两板与水平方向夹角均为30°，如图所示两板支持力大小相等，与竖直方向夹角为30°，可得故C错误；故选B。4.某同学用甲、乙两辆汽车相遇问题的规律，下图是他根据运动规律绘制的在同一平直道路上相邻车道行驶的甲、乙两车（视为质点）的运动位置-时间图线。已知甲的运动图线为一条顶点为的抛物线，乙的运动图线为一过原点的直线。两条图线中其中一个交点坐标为。则下列说法正确的是（）A.时刻甲物块速度为B.甲物块在做匀加速直线运动的加速度为C.图中甲、乙两个物块再次相遇时刻为D.如果两个物块只相遇一次，则必有【答案】C【解析】【详解】A．根据动力学公式解得时刻甲物块速度为为故A错误；B．甲物块在做匀加速直线运动的加速度为故B错误；C．图中甲、乙两个物块再次相遇有乙的速度为故图中甲、乙两个物块再次相遇时刻为故C正确；D．如果两个物块能相遇有两个物块只相遇一次有解得故D错误故选C。二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题只有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。5.如图所示，顶角为的光滑圆锥体固定在水平面上，一质量为m的均质圆环套在圆锥体上，重力加速度大小为g，下列判断正确的是（）A.圆锥体对圆环的压力方向垂直于圆锥的侧面B.圆锥体对圆环的弹力方向竖直向上C.圆环的张力不为零D.圆环的张力方向指向圆环的圆心【答案】BC【解析】【详解】AB．圆环受重力、圆锥体对圆环的弹力的作用处于平衡状态，则圆锥体对圆环的弹力等于圆环的重力，方向与重力的方向相反，即圆锥体对圆环的弹力方向竖直向上，故A错误，B正确；CD．均质圆环套在圆锥体上，圆环有被撑开的趋势，故圆环的张力不为零，且圆环的张力方向沿圆环的切线方向，故C正确，D错误。故选BC。6.如图甲所示，轻质弹簧下端固定在水平面上，上端叠放着两个物体A、B，系统处于静止状态。现用竖直向上的拉力作用在物体A上，使A向上做匀加速直线运动，以系统静止时的位置为坐标原点，竖直向上为位移正方向，得到随的变化图像如图乙所示。已知物体A的质量，重力加速度，则下列说法正确的是（）A.物块B的质量为 B.物块A做匀加速直线运动的加速度大小为C.作用瞬间，A、B之间的弹力大小为 D.弹簧的劲度系数为【答案】BD【解析】【详解】D．以A、B整体为研究对象，设物块B质量为M，静止时弹簧压缩量为，有分离之前有即所以F随x的变化图像的斜率等于劲度系数故D正确；AB．，有分离时，有联立解得故A错误，B正确；C．施加拉力F的瞬间，设A、B之间的弹力为，对B进行受力分析有解得故C错误。故选BD。7.为庆祝党的二十大的胜利召开，腾冲热海景区挂出32个灯笼（相邻两个灯笼间由轻绳连接），依次贴上“高举中国特色社会主义旗帜，为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗”，从高到低依次标为1、2、3、…、32。在无风状态下，32个灯笼处于静止状态，简化图如图所示，与灯笼“斗”右侧相连的轻绳处于水平状态，已知每一个灯笼的质量，重力加速度，悬挂灯笼的轻绳最大承受力，最左端连接的轻绳与竖直方向的夹角为。下列说法正确的是（）A.最大为53°B.当最大时，最右端轻绳的拉力为C.当时，第8个灯笼与第9个灯笼间轻绳与竖直方向的夹角为45°D.当时，第8个灯笼与第9个灯笼间轻绳与竖直方向的夹角为45°【答案】BC【解析】【详解】AB．当最左端连接的轻绳的拉力大小为时，θ最大，此时灯笼整体受力如图所示由平衡条件水平方向有竖直方向有联立解得故A错误，B正确；C．当时，此时灯笼整体受力如图所示由平衡条件知，最右端轻绳的拉力对第9个灯笼至第32个灯笼整体，其受力情况跟灯笼整体的受力情况相同，由平衡条件则第8个灯笼与第9个灯笼间轻绳与竖直方向的夹角，故C正确；D．当时，此时灯笼整体受力如图所示由平衡条件知，最右端轻绳的拉力对第9个灯笼至第32个灯笼整体，其受力情况跟灯笼整体的受力情况相同，由平衡条件则第8个灯笼与第9个灯笼间轻绳与竖直方向的夹角，故D错误；故选BC。8.如图所示，可视为质点的小球A、B分别同时从倾角为37°的光滑斜面顶端水平抛出和沿斜面下滑，平抛初速度大小为vA=5m/s，下滑初速度vB未知，两小球恰好在斜面底端相遇，重力加速度g=10m/s2，则（）A.斜面长5mB.B球初速度vB=4m/sC.相遇前，A、B两球始终在同一高度D.相遇前两小球最远相距【答案】BD【解析】【详解】A．令斜面长为L，对小球A有，解得，A错误；B．对小球B由牛顿第二定律可得小球B沿斜面向下做匀加速直线运动解得B正确；C．经历时间t1，小球A的竖直分位移小球B的竖直分位移则有作出该函数的图像如图所示根据二次函数的特征，可知，在内有既有即相遇前，A、B两球不在同一高度，C错误；D．根据上述分析可知，两球体在时相遇，在时两球相距最远，由于A球在垂直于斜面方向做双向匀变速直线运动，则D正确。故选BD。第II卷（非选择题共60分）三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。9.同学们利用如图所示方法估测反应时间。首先，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态，直尺零刻度线位于乙同学两指之间。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏直尺，若捏住位置的刻度读数为L，则乙同学的反应时间为_______（重力加速度为g）。基于上述原理，某同学用直尺制作测量反应时间的工具，若测量范围为0~0.3s，则所用直尺的长度至少为_____cm（g取10m/s2）；若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度是_______的（填“相等”或“不相等”）。【答案】①.②.45③.不相等【解析】【详解】[1]由得，[2]直尺的长度至少为[3]若以相等时间间隔在该直尺的另一面标记出表示反应时间的刻度线，则每个时间间隔在直尺上对应的长度不相等，长度之比为1:3:5:…10.如图甲所示，质量为M的木板B静置于粗糙水平桌面上，质量为m的物块A叠放在木板上，A左侧通过水平细绳与固定的传感器相连。t0时刻起，用一水平向右且随时间逐渐增加的力作用在B上，传感器的示数F传随时间t变化的规律如图乙所示，t2时刻水平拉力大小为Fb、传感器示数为Fa，已知最大摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。t2时刻B总共受到____________个力，受到A的滑动摩擦力大小为_____________________，受桌面的摩擦力大小_________。【答案】①.6②.Fa③.F-Fa【解析】【详解】[1][2][3]t2时刻B受到重力、地面的支持力、A的压力、地面的摩擦力、A的摩擦力、拉力F共6个力的作用；B受到A的滑动摩擦力大小为f1=Fa受桌面的摩擦力大小为f2=F-Fa11.如图粗糙水平面上，a、b、c、d四个相同小物块用四根完全相同的轻弹簧连接，正好组成一个等腰梯形，系统静止。ab之间、ac之间以及bd之间的弹簧长度相同且等于cd之间弹簧长度的一半。ab之间弹簧弹力大小为cd之间弹簧弹力大小的一半。若a受到的摩擦力大小为f，则ab之间的弹簧________（填写一定或可能）是压缩的；b受到的摩擦力大小为________，c受到的摩擦力大小为________。【答案】①.一定②.f③.【解析】【详解】[1]设每根弹簧原长为，ab的形变量为，cd的形变量为，则有若ab弹簧也是被拉长，则有解得=0不符合题意，所以ab之间的弹簧一定是压缩的。[2]由于a受到的摩擦力大小为f，根据对称性可得，b受到的摩擦力大小为f。[3]以a和c为研究对象进行力的分析如图所示图中的为ac与cd之间的夹角，则有可得以a为对象，根据受力平衡可得以c为对象，力的合成可得联立解得12.一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则。（1）如图（a），在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶________时电子秤的示数F。（2）如图（b），将三根细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶杯带上。水平拉开细线L1，在白纸上记下结点O的位置、____________和电子秤的示数F1。（3）如图（c），将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上，并将L1拴在其上。手握电子秤沿着（2）中L2的方向拉开细线L2，使____________和三根细线的方向与（2）中重合，记录电子秤的示数F2。（4）在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示，根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若__________________，则平行四边形定则得到验证。【答案】①.静止②.三根细线的方向③.结点O的位置④.F和F′在误差允许的范围内重合【解析】【详解】（1）[1]要测量装满水的水壶的重力，则应记下水壶静止时电子秤的示数F。（2）[2]要画出平行四边形，则需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O的位置的同时，也要记录三根细线的方向以及电子秤的示数F1。（3）[3]已经记录了一个分力的大小，还要记录另一个分力的大小，则结点O的位置不能变化，力的方向也都不能变化，所以应使结点O的位置和三根细线的方向与（2）中重合，记录电子秤的示数F2。（4）[4]根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F′的图示，若F和F′在误差允许的范围内重合，则平行四边形定则得到验证。13.利用如图甲所示的实验装置探究加速度与合外力的关系，实验中认为细绳对木块的拉力等于砝码和砝码桶的总重力。请思考探究思路并回答下列问题。（1）下列做法正确的是________（填字母代号）。A．在找不到合适的学生电源的情况下，可以使用四节干电池串联作为打点计时器的电源B．平衡摩擦力的方法是悬挂砝码桶但不得在砝码桶中添加砝码，使木块能拖着纸带匀速滑动C．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行D．实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块（2）如图乙所示，是挂上砝码桶，装入适量砝码，按实验要求打出的一条纸带：A、B、C、D、E是纸带上选取的五个计数点，相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出。用刻度尺测出各计数点到A点之间的距离，已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端。其中打出计数点C时木块的速度vC=______m/s，木块的加速度a=__________m/s2（结果均保留两位有效数字）。（3）实验时改变砝码及砝码桶的总质量m，分别测量木块对应的加速度a。根据测得的多组数据画出a-m关系图象，如图丙实线所示。此图象的上端明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是____________。【答案】①.CD②.0.54③.1.0④.砝码和砝码桶的总质量不再满足远小于木块质量【解析】【详解】(1)[1]A．在找不到合适的学生电源的情况下，打点计时器使用的为交流电源，也不能使用干电池，A错误；B．平衡摩擦力的方法是在木板的右端垫高撤掉砝码桶，打开电源拖动纸带做匀速运动，B错误；C．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，C正确；D．实验时，为了充分利用纸带获得较多的数据，先接通打点计时器的电源再放开木块，D正确；故选：CD。(2)[2]相邻计数点间的时间间隔为；C点的瞬时速度等于BD间的平均速度，则；[3]根据可得(3)[4]随着力F增大，即砝码和小盘总质量的增大，不再满足砝码和砝码桶的质量远小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象。14.2022年6月17日，由我国完全自主设计建造的第三艘航空母舰“福建舰”下水，福建舰采用平直通长飞行甲板，舰上安装了电磁弹射器以缩短飞机的起飞距离。假设航空母舰的起飞跑道总长l=270m，电磁弹射区的长度l1=60m，若弹射装置可以辅助飞机在弹射区做加速度为30m/s2的匀加速直线运动，飞机离开电磁弹射区后继续在喷气式发动机推力作用下做匀加速直线运动，如图所示。假设一架舰载机的质量m=3.0×104kg，飞机在航母上受到的阻力恒为飞机重力的0.2倍。若飞机可看成质量恒定的质点，从边沿离舰的起飞速度为80m/s，航空母舰始终处于静止状态，重力加速度取g=10m/s2，求：（1）飞机经电磁弹射后获得的速度大小；（2）飞机从静止到起飞所需时间；（3）飞机发动机的推力大小。【答案】（1）60m/s；（2）5s；（3）2.6×105N【解析】【详解】（1）弹射阶段，初速度为0，根据速度位移关系解得弹射阶段时间为加速阶段，有联立解得（3）根据速度位移关系解得15.如图所示，一质量的物块置于质量的足够长的木板端，它们以共同的初速度沿水平面向右运动.在距木板端处有一挡板，木板与挡板碰撞后立即以原速率反向弹回并继续运动，最终物块和木块均静止.已知物块与木板间的动摩擦因数为，木板与水平面间的动摩擦因数为，物块与木板间、木板与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，求：(1)木板将要碰撞挡板时的速度大小；(2)木板最终静止时端距挡板的距离.【答案】(1)10m/s（2）【解析】【详解】（1）设木板和物块共同运动时的加速度大小为a，木板,将要碰撞挡板时的速度大小为vv02-v2=2aL解得v＝10m/s（2）设刚碰撞后物块的加速度大小为a1,,木板的加速度大小为a2解得a1＝5m/s2解得a2＝10m/s2设碰撞后木板运动至速度为零的过程中，设木板向左的位移大小为x1，所用时间为t1，木板速度为零时物块的速度大小为v1v1=v-a1t1=5m/s木板运动至速度为零后，木板受到物块施加的