河北省石家庄二中实验学校2023-2024学年高三上学期9月学情调研物理试题(一)

2023-2024学年河北省石家庄二中实验学校高三（上）调研物理试卷（一）（9月份）一、单项选择（每题4分，共32分）1．质点从P点到Q点做匀变速曲线运动，轨迹如图所示，运动到N点时速度方向与加速度方向互相垂直．下列说法正确的是（）A．M点的速率比N点小 B．M点的加速度比N点小 C．P点的加速度方向与速度方向平行 D．从P到Q的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小2．很多智能手机都有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向。由此可判断出（）A．在t1～t2时间内手机处于超重状态，在t2～t3时间内手机处于失重状态 B．手机在t2时刻运动到最高点 C．手机在t3时刻改变运动方向 D．手机可能离开过手掌3．如图所示，粗糙的水平面上放有一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直挡板间放有一光滑圆球B，整个装置处于静止状态。现将挡板水平向右缓慢平移，A始终保持静止。则在B着地前的过程中（）A．挡板对B的弹力减小 B．地面对A的摩擦力减小 C．地面对A的弹力不变 D．A对B的弹力减小4．投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，《礼记传》中提到：“投壶，射之细也．宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也．”如图所示，甲、乙两人在不同位置沿水平方向各射出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为53°和37°；已知两支箭质量相同，竖直方向下落的高度相等．忽略空气阻力、箭长，壶口大小等因素的影响，下列说法正确的是（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）（）A．甲、乙两人所射箭的初速度大小之比为16：9 B．甲、乙两人所射箭落入壶口时的速度大小之比为3：4 C．甲、乙两人投射位置与壶口的水平距离之比为16：9 D．甲、乙两人所射箭落入壶口时的动能之比为16：95．夜空中我们观测到的亮点，其实大部分并不是单一的恒星，而是多星系统．在多星系统中，双星系统又是最常见的，图甲为绕连线上的某点做周期相同的匀速圆周运动的两颗中子星组成的双星系统，其抽象示意图如图乙所示，若双中子星的质量之比mP：mQ＝k：1。则（）A．根据图乙可以判断出k＞1 B．若双中子星的角速度和它们之间的距离一定，则P和Q做圆周运动的线速度之和一定 C．P星的线速度与双星间距离成正比 D．仅增大两颗中子星之间的间距，双中子星运行的周期变小6．假设有一载人宇宙飞船在距赤道地面高度为4200km的上空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为6400km，地球同步卫星距地面高为36000km，宇宙飞船和一地球静止同步卫星绕地球同向运动，每当两者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站，某时刻两者相距最远，从此刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为（）A．4次 B．6次 C．7次 D．8次7．我国越野滑雪集训队为备战2022冬奥会，在河北承德雪上项目室内训练基地，利用工作起来似巨型“陀螺”的圆盘滑雪机模拟一些特定的训练环境和场景，其转速和倾角（与水平面的最大夹角达18°）根据需要可调。一运动员的某次训练过程简化为如下模型：圆盘滑雪机绕垂直于盘面的固定转轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离为10m处的运动员（保持图中滑行姿势，可看成质点）与圆盘始终保持相对静止，运动员质量为60kg，与盘面间的动摩擦因数为0.5，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面的夹角为15°，g取10m/s2，已知sin15°≈0.260，cos15°≈0.966。则下列说法正确的是（）A．运动员随圆盘做匀速圆周运动时，一定始终受到两个力的作用 B．ω的最大值约为0.47rad/s C．ω取不同数值时，运动员在最高点受到的摩擦力一定随ω的增大而增大 D．运动员由最低点运动到最高点的过程中摩擦力对其所做的功为3870J8．一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动的轻杆，另一端与一小球相连，如图甲所示．现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．t1时刻小球通过最高点，t3时刻小球通过最低点 B．t2时刻小球通过最高点，t3时刻小球通过最低点 C．v1大小一定大于v2大小，图乙中S1和S2的面积一定相等 D．v1大小可能等于v2大小，图乙中S1和S2的面积可能不等二、多项选择（每题4分，漏选得2分，共20分）（多选）9．机动车检测站进行车辆尾气检测的原理如下：车的主动轮压在两个相同粗细的有固定转动轴的滚动圆筒上，可在原地沿前进方向加速，然后把检测传感器放入尾气出口，操作员把车加速到一定程度，持续一定时间，在与传感器相连的电脑上显示出一系列相关参数．检测过程简图如图所示，车轴A的半径为rA，车轮B的半径为rB，滚动圆筒C的半径为rC，B与C间不打滑．当B以恒定转速n（每秒钟转n圈）运行时，下列说法正确的是（）A．C的边缘线速度大小为2πnrB B．A、B的角速度大小相等，均为2πn，且A、B沿顺时针方向转动，C沿逆时针方向转动 C．A、B、C的角速度大小相等，均为2πn，且均沿顺时针方向转动 D．B、C的角速度的比值为（多选）10．如图所示，行星绕太阳的公转可以看成匀速圆周运动。在地图上容易测得地球—水星连线与地球—太阳连线夹角α，地球—金星连线与地球—太阳连线夹角β，两角最大值分别为αm、βm。则（）A．水星的公转角速度比金星的小 B．水星与金星的公转轨道半径之比为sinαm：sinβm C．水星、金星与太阳的万有引力之比sin2βm：sin2αm D．水星与金星的线速度之比为：（多选）11．我国发射的“天问一号”火星探测器到达火星后开展了一系列复杂的变轨操作：2021年2月10日，探测器第一次到达近火点时被火星捕获，成功实现火星环绕，进入周期为10天的大椭圆轨道；2月15日，探测器第一次到达远火点时进行变轨，调整轨道平面与近火点高度，环火轨道变为经过火星南北两极的极轨；2月20日，探测器第二次到达近火点时进行轨道调整，进入周期为4天的调相轨道；2月24日，探测器第三次运行至近火点时顺利实施第三次近火制动，成功进入停泊轨道．极轨、调相轨道、停泊轨道在同一平面内。探测器在这四次变轨过程中（）A．沿大椭圆轨道经过远火点与变轨后在极轨上经过远火点的加速度方向垂直 B．沿极轨到达近火点变轨时制动减速才能进入调相轨道 C．沿极轨、调相轨道经过近火点时的加速度都相等 D．大椭圆轨道半长轴r1与调相轨道半长轴r2的比值为（多选）12．关于太阳、地球以及月球的一些信息如下表一年约为365天地球半径约为6400km，自转周期为一天一个月约为30天，一天约24小时太阳与地球间的距离约1.5亿公里引力常量为G地球与月球的距离约为地球半径的60倍根据以上信息，我们能估算出的物理量有（）A．太阳的质量 B．地球的密度 C．月球的质量 D．地球同步卫星的轨道高度（多选）13．如图所示，匀速转动的水平圆盘上放有质量分别为1kg和2kg的小物块A、B，A、B间用细线沿半径方向相连。它们到转轴的距离分别为rA＝0.1m、rB＝0.3m。A、B与盘面间的最大静摩擦力均为各自重力的。g取10m/s2，现缓慢地增大圆盘的角速度，则下列说法正确的是（）A．当A恰好达到最大静摩擦力时，B受到的摩擦力大小为6N B．当A恰好达到最大静摩擦力时，圆盘的角速度为2rad/s C．当细线上开始有弹力后，圆盘的角速度大于rad/s D．在细线上有弹力后的某时刻（A、B相对圆盘均未滑动）剪断细线，A将做近心运动，B将做离心运动三、实验题（14题6分，15题8分，共14分）14．频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段．在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某物理小组利用图甲所示装置探究平抛运动规律．他们分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处安装了频闪仪器并进行了拍摄，得到的频闪照片如图乙，O为抛出点，P为运动轨迹上某点。则根据平抛运动规律分析下列问题（g取10m/s2）：（1）乙图中，摄像头A所拍摄的频闪照片为[选填“（a）”或“（b）”]。（2）测得图乙（a）中OP距离为45cm，（b）中OP距离为30cm，则平抛物体的初速度大小应为m/s，小球在P点速度大小应为m/s。15．如图甲为探究向心力跟质量、半径、角速度关系的实验装置，金属块放置在转台上，电动机带动转台做圆周运动，改变电动机的电压，可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间，金属块被约束在转台的凹槽中，只能沿半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力很小可以忽略。（1）某同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制和两个变量保持不变．改变转台的转速，对应每个转速由读出金属块受到的拉力，由光电计时器读出转动的周期T，计算出转动的角速度ω＝。（2）上述实验中，该同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图乙所示的图像，图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是，单位是。（3）为了验证向心力跟半径、质量的关系，还需要用到的实验器材有和。四、计算题（16题8分，17题12分，18题14分，共34分）16．如图所示是某游乐场中水上过山车的原理示意图。在原理图中半径为R＝8m的圆形轨道固定在离水面高h＝3.2m的水平平台上，圆轨道与水平平台相切于A点，A、B分别为圆形轨道的最低点和最高点。过山车（实际是一艘带轮子的气垫小船，可视作质点）高速行驶，先后会通过多个圆形轨道，然后从A点离开圆轨道而进入光滑的水平轨道AC，最后从C点水平飞出落入水中，整个过程刺激惊险，受到很多年轻人的喜爱。已知水面宽度为s＝12m，假设运动中不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，结果保留根号。（1）若过山车恰好能通过圆形轨道的最高点B，则其在B点的速度为多大？（2）为使过山车安全落入水中，则过山车在C点的最大速度为多少？（3）某次运动过程中乘客在圆轨道最低点A对座椅的压力为自身重力的3倍，则过山车落入水中时的速度大小是多少？17．利用物理模型对问题进行分析，是重要的科学思想方法。（1）某质量为m的行星绕太阳运动的轨道为椭圆，在近日点的速度为v1，在远日点的速度为v2。求从近日点到远日点的过程中，太阳对行星所做的功W；（2）设恒星半径为R，表面重力加速度为g，求恒星表面以下深度为h处的重力加速度；（3）宇宙中某恒星的质量是太阳质量的2倍，单位时间内向外辐射的功率是太阳的16倍。现在假设地球“流浪”后绕此恒星公转，且在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样。地球绕太阳的公转周期为T1，绕此恒星公转的周期为T2，求。18．“高台滑雪”一直受到一些极限运动爱好者的青睐。挑战者以某一速度从某曲面飞出，在空中表演各种花式动作，飞跃障碍物（壕沟）后，成功在对面安全着陆．某实验小组在实验室中利用物块演示分析该模型的运动过程：如图所示，ABC为一段半径为R＝5m的光滑圆弧轨道，B为圆弧轨道的最低点．P为一倾角θ＝37°的固定斜面，为减小在斜面上的滑动距离，在斜面顶端表面处铺了一层防滑薄木板DE，木板上边缘与斜面顶端D重合，圆形轨道末端C与斜面顶端D之间的水平距离为x＝0.32