2023-2024学年山东省济宁一中高三(上)开学物理试卷

2023-2024学年山东省济宁一中高三（上）开学物理试卷一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1．电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。电梯处于失重状态上升的时段是（）A．从20.0s到30.0s B．从30.0s到40.0s C．从40.0s到50.0s D．从50.0s到60.0s2．如图所示，小球A和B套在光滑水平杆上，两球间连接轻弹簧，A、B分别通过长度相等的轻绳一起吊起质量为300g的小球C，当两绳与水平杆的夹角为37°时恰好处于平衡状态，此时弹簧压缩了2cm。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为（）A．200N/m B．100N/m C．50N/m D．1N/m3．一列复兴号动车进站时做匀减速直线运动，车头经过站台上三个立柱A、B、C，对应时刻分别为t1、t2、t3，其x﹣t图像如图所示。则下列说法正确的是（）A．t1：t2：t3＝（﹣）：（﹣1）：1 B．车头经过立柱A的速度大小为 C．车头经过立柱B的加速度大小为 D．车头经过立柱A、B过程中的平均速度大小为4．如图所示，不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮，一端连接质量为2m的小球（视为质点），另一端连接质量为m的物块，小球套在光滑的水平杆上。开始时轻绳与杆的夹角为θ，现将小球从图示位置静止释放，当小球到达图中竖直虚线位置时的速度大小为v，此时物块尚未落地。重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（）A．当θ＝90°时，物块的速度大小为2v B．当θ＝90°时，小球所受重力做功的功率为2mgv C．小球到达虚线位置之前，轻绳的拉力始终小于mg D．小球到达虚线位置之前，小球一直向右做加速运动5．A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比是5：4，运动方向改变的角度之比是4：3，它们的向心加速度之比为（）A．15：16 B．5：3 C．3：5 D．16：156．如图所示，某火车从静止开始做匀加速直线运动出站，连续经过R、S、T三点，已知RS段的距离是80m，ST段的距离是RS的两倍，ST段的平均速度也是RS的两倍，火车经过R点时离出发点的距离为（）A．10m B．20m C．40m D．80m7．如图所示，光滑球A与粗糙半球B放在倾角为30°的固定斜面上，两球恰好能保持静止状态，已知两球半径相等，质量也相等，取重力加速度大小g＝10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则B球与斜面间的动摩擦因数为（）A． B． C． D．8．如图，一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块（可视为质点）从木板上的左端以速度v0开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f，当物块以v1的速度从木板右端离开时，木板的速度大小为v2，则下列关系式正确的是（）A．v0＝v1+v2 B．mv＞mv﹣fl C．Mv＜fl D．Mv＝fl二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，（多选）9．如图（a）所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为M，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是（）A．周期为2t1−t0 B．角速度的大小为 C．半径为 D．加速度的大小为（多选）10．图甲是全球最大回转自升塔式起重机，它的开发标志着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从t＝0时刻由静止开始竖直提升质量为m的物体，其a﹣t图像如图乙所示，t1～t2内起重机的功率为额定功率，不计其他阻力，重力加速度大小为g，则（）A．该起重机的最大速度为a0t1 B．该起重机的额定功率为（mg+ma0）a0t1 C．在0～t1时间内，起重机的位移为a0t D．在0～t1和0～t2时间内，牵引力做的功之比为t1：（2t2−t1）（多选）11．如图所示，一轻弹簧下端固定在倾角为θ＝30°的固定斜面底端，弹簧处于原长时上端位于斜面上的B点，斜面上B点以上粗糙、以下光滑，质量为m的滑块（可视为质点）从A点由静止释放，沿斜面下滑后压缩弹簧。已知A、B间的距离为L，滑块与粗糙部分的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，不计空气阻力，弹簧劲度系数为k且始终在弹性限度内，下列正确的是（）A．μ＜ B．弹簧的最大压缩量为 C．滑块沿斜面下滑后，最终将处于平衡状态 D．滑块沿斜面运动的过程中，因摩擦产生的热量为mgL（多选）12．如图所示，光滑半圆形球面固定在水平面上，两个可视为质点的小球a和b用质量可忽略的刚性细杆相连并静止在球面内，已知细杆长度是半球面半径的倍，细杆与水平面的夹角θ＝8°。现给b球上施加外力，使得a、b小球沿球面缓慢移动（O、a、b始终在同一竖直平面内），直至小球a到达与球心O点等高处。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列说法正确的是（）A．a、b的质量之比为4：3 B．a、b的质量之比为5：4 C．轻杆对b的作用力逐渐增大 D．球面对a的作用力先增大后减小三、非选择题：本题共6小题，共60分。13．某同学做“研究小球做平抛运动”的实验如图甲所示：（1）该实验中必须满足的条件和进行的实验操作是。A．测定平抛小球的质量mB．确保斜槽光滑C．确保斜槽末端水平D．测定斜槽顶端到桌面的高度h（2）图乙是该同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的照片，图乙背景中每一小方格的边长为L＝7.2cm，A、B、C是照片中小球的三个位置，（取g＝10m/s2），那么：①照相机拍摄时每s曝光一次；②小球做平抛运动的初速度的大小为m/s。14．某实验小组做“探究加速度与力的关系”实验时，先采用如图甲所示的常规实验方案，处理数据时发现误差比较明显。该小组经过分析讨论，对实验方案进行了改进和优化，采用如图乙所示实验方案，具体实验操作步骤如下：A．挂上托盘和砝码，调整垫块位置，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；B．取下托盘和砝码，用天平测出其总质量为m，查出并记录当地重力加速度g；C．把小车放回木板上原位置，让小车沿木板加速下滑，测出其下滑的加速度a；D．改变砝码质量和垫块位置，多次测量m和a，通过作图可得到a﹣F的关系。（1）比较甲、乙两实验方案，实验时需要满足条件M＞＞m的实验方案是（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；（2）采用乙实验方案，在作a﹣F关系时，小车受到的合外力F＝；（3）在一次实验操作中，获得如图丙所示的纸带，A、B、C、D、E为计数点，其中相邻两计数点间均有四个点未画出，所用交变电源的频率为50Hz，则在打下C点时小车的速度大小vC＝m/s，由纸带可求得小车运动的加速度a＝m/s2（计算结果均保留两位有效数字）。（4）图丁是该小组先后采用甲、乙两个实验方案描绘出的a﹣F关系图象，图象中（选填①或②）是乙实验方案得到的a﹣F关系图象。15．飞机在水平跑道上加速滑行时受到机身重力、竖直向上的机翼升力、发动机推力、空气阻力、地面支持力和地面对飞机的摩擦阻力作用。其中机翼升力与阻力均与飞机运动的速度平方成正比，且比例系数分别为k1和k2，地面的摩擦力与地面支持力成正比。已知飞机质量为m，飞机在跑道上加速滑行时发动机推力为F＝。求：（1）飞机起飞时，发动机推力的功率P；（2）若飞机在水平跑道上匀加速滑行，当发动机推力功率为（即起飞功率的一半）时，飞机与地面间摩擦阻力Ff的大小为多少？16．2022年2月，苏翊鸣在单板滑雪男子大跳台比赛中夺得冠军，成为冬奥会历史上最年轻的单板大跳台冠军。现将比赛中的某段过程简化成如图所示的小球（可视为质点）的运动，小球从倾角为θ＝37°的斜面顶端O点以v0飞出，已知v0＝25m/s，且与斜面夹角为α＝53°。图中虚线OAB为小球在空中的运动轨迹，且A为轨迹上离斜面最远的点，B为小球在斜面上的落点，C是过A作竖直线与斜面的交点，不计空气阻力，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度取g＝10m/s2。求：（1）小球落至斜面上B点时的速度vB大小；（2）A、C两点间距离x。17．漩涡星系是宇宙中一种常见的星系结构，它又分为螺旋星系（S系）和棒旋星系（SB系）。其中螺旋星系由明亮的中央核心和美丽的旋臂构成。中央核心区域存在大量的恒星系团，旋臂中含有星际物质和年青的恒星。建立简化的螺旋星系结构模型，中央核心区可以看作半径为R的球体，总质量为M，巨量的恒星均匀的分布在中央核心区内。在核心区之外的旋臂上仅有极少的恒星和星际物质。整个星系所有恒星都绕星系中心做匀速圆周运动，恒星到星系中心的距离为r，引力常量为G。（1）求处于旋臂区域（r＞R）的恒星做匀速圆周运动的周期大小T与r的关系式；（2）根据电荷均匀分布的球壳内试探电荷所受库仑力的合力为零，利用库仑力与万有引力的表达式的相似性和相关力学知识，求分布在中央核心区（r≤R）的恒星做匀速圆周运动的周期T0；（3）科学家通过天文观测，得到位于此螺旋星系旋臂区域（r＞R）的恒星做匀速圆周运动的周期大小T随r的变化关系图像如图所示。根据在r＞R范围内的恒星周期随r的变化规律，科学家预言螺旋星系旋臂区域（r＞R）存在一种特殊物质，称之为暗物质（真实存在但无法直接观测）。暗物质与通常的物质会发生万有引力相互作用，并遵循万有引力定律，求r＝nR内暗物质的质量M′。18．如图所示，足够长的光滑水平轨道AB的左端与足够长的倾角为37°的传送带相接（滑块经过此位置滑上传送带时机械能无损失），传送带逆时针匀速转动，皮带运动速度v0＝2m/s；右边是光滑竖直半圆轨道。用轻质细线连接可看作质点的甲、乙两滑块，中间夹一轻质压缩弹簧，弹簧压缩时的弹性势能为72J，弹簧与甲、乙两滑块不拴连。甲的质量为m1＝3kg，甲、乙均静止在水平轨道上。传送带与乙滑块间的动摩擦因数为0.5。（重力加速度大小g取10m/s2，sin37°＝0.