物理
本試卷共6頁。全卷滿分100分，考試時間75分鐘。
注意事項：
1．答題前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在本試卷和答題卡上。
2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應的答案標號涂黑，如有改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案；回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。
3．考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。
一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．
1．關于物理學史和物理學研究方法，下列說法錯誤的是（ ）
A．在推導勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法
B．伽利略在研究力和運動的關系時，依據邏輯推理，對實驗進行了理想化處理，得出了力不是維持物體運動的原因，這里采用了理想實驗法
C．亞里士多德在研究物體下落過程的運動規(guī)律時，把實驗和邏輯推理（包括數(shù)學演算）結合起來，拓展了人類的科學思維方式和研究方法
D．根據速度定義式，當非常小時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義應用了極限思想方法
2．機動車檢測站進行車輛尾氣檢測的原理如下：車的主動輪壓在兩個相同粗細的有固定轉動軸的滾筒上，可使車輪在原地轉動，然后把檢測傳感器放入尾氣出口，操作員將車輪加速一段時間，在與傳感器相連的電腦上顯示出一系列相關參數(shù)．現(xiàn)有如下簡化圖：前車輪內輪A的半徑為，前車輪外輪B的半徑為，滾筒C的半徑為，已知，車輪與滾筒間不打滑，當車輪以恒定速度轉動時，下列說法正確的是（ ）
A．A、B輪和滾筒C的角速度大小之比為5∶5∶3
B．A、B輪和滾筒C邊緣的線速度大小之比為3∶5∶5
C．A、B輪和滾筒C邊緣的向心加速度大小之比為3∶15∶25
D．A、B輪和滾筒C的周期之比為5∶3∶3
3．一小型無人機在高空中飛行，將其運動沿水平方向和豎直方向分解，水平位移隨時間變化的關系如圖甲所示，豎直方向的速度隨時間變化的關系如圖乙所示．關于該小型無人機，下列說法正確的是（ ）
A．內做勻加速直線運動B．時速度大小為
C．內加速度大小為D．內位移大小為
4．如圖所示，某公園里的過山車駛過軌道的最高點時，乘客在座椅里面頭朝下，人體顛倒，若軌道半徑為，人體重為（為重力加速度），要使乘客經過軌道最高點時人對座椅的壓力等于自身重力，乘客和座椅均可視為質點，則過山車在最高點時的速度大小為（ ）
A．0B．C．D．
5．跳臺滑雪是一項勇敢者的運動，運動員在滑雪道上獲得一定速度后從跳臺飛出，在空中飛行一段距離后著陸．如圖所示，某運動員從跳臺處以不同的初速度沿水平方向飛出，在斜坡處著陸（點位置變化），間可以認為是一條傾斜的直滑道，斜坡與水平方向的夾角為，運動員可視為質點，不計空氣阻力，關于運動員，下列說法錯誤的是（ ）
A．運動員在空中飛行的時間與初速度成正比
B．的距離與初速度成正比
C．落在點的速度方向不變
D．在空中距斜坡最大距離與初速度的平方成正比
6．如圖所示，斜面體上有滑塊，滑塊在水平向右的和沿斜面向下的共同作用下沿斜面向下運動，斜面體在水平地面上靜止且對地面無運動趨勢，則下列說法正確的是（ ）
A．若同時撤去和，在滑塊仍向下運動的過程中，此后滑塊將做減速運動
B．若只撤去，在滑塊仍向下運動的過程中，所受地面摩擦力的方向向右
C．若只撤去，在滑塊仍向下運動的過程中，所受地面摩擦力不變
D．若把改成與同向，在滑塊仍向下運動的過程中，所受地面摩擦力的方向向左
二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分
7．打夯機由夯錘、夯架、夯板、液壓驅動裝置、電子控制裝置等組成．在裝載機工作裝置的牽引下，機動靈活地對不同位置進行準確、快速壓實．如圖甲為建筑行業(yè)使用的一種小型打夯機，其原理可簡化為：一個質量為的支架（含電動機）上，有一根長為的輕桿帶動一個質量為的鐵球（鐵球可視為質點），如圖乙所示，重力加速度為，若在某次打夯過程中，鐵球以角速度勻速轉動，則（ ）
A．鐵球所受合力大小不變
B．鐵球做圓周運動的向心加速度始終不變
C．若鐵球轉動到最高點時，支架對地面的壓力剛好為零，則此時鐵球線速度大小為
D．鐵球轉動到最高點時，處于超重狀態(tài)
8．流量是指單位時間內通過管道橫截面的流體的體積，在生活中經常需要測量流量來解決實際問題．環(huán)保人員在檢查時發(fā)現(xiàn)一根排污管正在向外滿口排出大量污水，如圖所示的實心水柱，他測出水平管口距落點的豎直高度為，管口的直徑為，污水落點距管口的水平距離為，重力加速度為，不考慮水柱在空中散開和空氣阻力的影響，下列說法正確的是（ ）
A．污水離開管口時的速度為B．排出污水的流量
C．污水柱在空中的水柱越來越細D．增大出水口的速度，空中污水柱的體積不變
9．如圖所示，傾角為的斜面固定在水平面上，一段輕繩左端拴接在質量為的物體上，右端跨過光滑的定滑輪連接質量為的物體，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)．對施加始終與輕繩端夾角為的拉力，使緩慢移動直至輕繩端水平，該過程中物體始終靜止．下列說法正確的是（ ）
A．拉力先變大后變小B．輕繩的拉力先增大后減小
C．物體所受摩擦力可能先增大后減小D．地面對斜面體的摩擦力一直變大
10．如圖所示，兩物塊套在水平粗?的桿上，并用不可伸長的輕繩連接，整個裝置能繞過中點的軸轉動，已知兩物塊質量相等，桿對物塊的最大靜摩擦力均為各自所受重力的倍，開始時繩子處于自然長度（繩子恰好伸直但無彈力），物塊到軸的距離為，物塊到軸的距離為，現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉動，逐漸增大轉速，從繩子處于自然長度到兩物塊即將滑動的過程中，下列說法正確的是（ ）
A．受到的靜摩擦力一直增大B．受到的靜摩擦力是先增大后減小再增大
C．當，繩子一定有彈力D．當相對于桿會滑動
三、非選擇題：本題共5小題，共56分．
11．（6分）某高中物理課外探究小組利用ESP32和HX711及應變梁自制力傳感器進行實驗，探究“物體質量一定時，加速度與力的關系”，實驗裝置如圖甲所示．
（1）實驗時，下列說法正確的是_______（填標號）．
A．使用電火花打點計時器時應選用學生電源
B．小車靠近打點計時器，先釋放小車，再接通電源，打出一條紙帶，同時記錄拉力傳感器的示數(shù)
C．不需要用天平測出砂和砂桶的總質量
D．為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質量遠小于小車的質量
（2）實驗得到如圖乙所示的紙帶，已知打點計時器使用的交流電源的頻率為，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，由以上數(shù)據可知，小車運動的加速度大小是（計算結果保留三位有效數(shù)字）；
（3）由實驗得到小車的加速度與力傳感器示數(shù)的關系如圖丙所示．則小車的質量_______（計算結果保留兩位有效數(shù)字）．
12．（8分）為了研究平拋運動，某同學用如圖甲所示的裝置進行實驗．
（1）為了準確地描繪平拋運動的軌跡，下列要求不需要的是_______（填標號）．
A．小球應選重而小的球
B．本實驗必需的器材還有刻度尺和停表
C．小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放
D．盡量減小小球和斜槽間的摩擦力
（2）甲同學按正確的操作完成實驗并描繪出平拋運動的軌跡，以平拋運動的初始位置為坐標原點建立坐標系，如圖乙所示．若坐標紙中每小方格的邊長為，取重力加速度大小，根據圖乙中點的坐標值，可以求得小球做平拋運動的初速度大小_______．
（3）乙同學實驗后不小心將記錄實驗的坐標紙弄破損，平拋運動的初始位置缺失．他選取軌跡中任意一點為坐標原點，建立坐標系（軸沿水平方向、軸沿豎直方向，向下為正方向），如圖丙所示．在軌跡中選取兩點，坐標紙中每小方格的邊長，取重力加速度大小，由此可知：小球運動到點時的速度大小為_______計算結果可用根式表示）；小球平拋運動的初始位置坐標為_______．
13．（12分）風洞試驗主要采用人工的方式產生并且控制氣流，在風洞中安置飛行器或其它物體模型，研究氣體流動與模型的相互作用，從而了解實際物體的空氣動力學特性．某次風洞實驗室中可以產生沿水平方向、大小可調節(jié)的風力．如圖所示，將一個質量為的小球放入風洞實驗室的光滑水平地面上的點，小球以初速度水平向右拋出，此時調節(jié)水平風力的大小為恒定值的方向始終與初速度的方向垂直，最后小球運動到水平地面上的點．已知兩點連線與初速度方向的夾角為．求：
（1）小球從點運動到點的時間；
（2）小球運動到點時的速度大小；
（3）小球從點運動到點的位移大小．
14．（16分）如圖所示，為圓心角的粗?圓弧軌道，半徑，末端與傳送帶水平相接，傳送帶順時針轉動，長度．一質量的小物塊（可視為質點）自點以速度水平拋出，沿圓弧端切向滑入軌道做勻速圓周運動，離開圓弧軌道后進入傳送帶運動到點，小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)．不計空氣阻力，重力加速度，
（1）求間的距離（計算結果可用根式表示）；
（2）求小物塊在圓弧軌道最低點處對軌道的壓力大小；
（3）若傳送帶的速度可以任意調節(jié)，求小物塊到達點的速度范圍．
15．（14分）用的水平拉力向右拉一質量、足夠長的木板，使得木板以的速度在水平地面上做勻速直線運動．某一時刻，將質量的鐵塊（可視為質點）輕輕地放在木板最右端，如圖所示．當鐵塊與木板達到共速時撤去拉力．已知鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù)，取重力加速度大小，求：
（1）鐵塊與木板達到共速時的速度大小；
（2）鐵塊最終靜止時，鐵塊到木板右端的距離．
湖南多校2024年上學期高一3月大聯(lián)考·物理
參考答案、提示及評分細則
1．C 在推導勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法，故A正確；伽利略在研究力和運動的關系時，依據邏輯推理把實際實驗理想化的思想是研究物理問題的重要方法，即理想實驗法，故B正確；伽利略在研究下落物體的運動時，把實驗和邏輯推理（包括數(shù)學演算）結合起來，拓展了人類的科學思維方式和研究方法，故C錯誤；根據速度定義式，當非常小時，就可以表示物體在時刻的瞬時速度，該定義應用了極限思想方法，故D正確．
2．C 為同軸轉動，角速度大小相等；的線速度大小相同，根據可知，的角速度與半徑成反比，故輪和滾筒的角速度大小之比為錯；根據可知，輪邊緣的線速度大小與半徑成正比，的線速度大小相同，故輪和滾筒邊緣的線速度大小之比為，B錯；根據可知，輪和滾筒邊緣的向心加速度大小之比為，C正確；根據可知，周期與角速度成反比，故輪和滾筒的周期之比為錯誤；故選C．
3．B 內，由題圖甲知，水平方向做勻速直線運動；由題圖乙知，內無人機豎直方向做勻加速直線運動，內做勻速直線運動；則內無人機做勻加速曲線運動，內做勻速直線運動，故A錯誤；時水平方向速度大小為，豎直方向速度大小為，則此時速度大小為，故B正確；內，無人機在水平方向和豎直方向均做勻速直線運動，加速度大小為錯誤；內，無人機在水平方向位移大小為，豎直方向位移大小為，則位移大小為，故D錯誤．
4．D 由題意可知，在最高點座椅對乘客的支持力大小為，根據牛頓第二定律可得，解得，故D正確，A、B、C錯誤．
5．B 運動員在空中做平拋運動，豎直方向有，水平方有解得在空中飛行的時間為，與初速度成正比，故A正確；的距離，與初速度的平方成正比，故B錯誤；落在斜面點時，位移偏角均為，根據平拋運動的推論，若速度偏角為，總有所以速度偏角相等，即落在B點的速度方向不變，故C正確；將與沿斜面方向和垂直斜面方向分解，如圖：當運動員垂直斜面方向的速度為零時，在空中距斜坡的距離最大，則有，在空中距斜坡最大距離為與初速度的平方成正比，故D正確．
6．C 以A為研究對象，分析受力如圖甲所示，根據題意可知，斜面體受到地面的摩擦力為零，則可知物體對斜面體的壓力和滑動摩擦力的水平分量大小相等，即物體與斜面的動摩擦因數(shù)，若同時撤去和，在滑塊仍向下運動的過程中，B受力如圖乙所示，有，則滑塊B勻速下滑，故A錯誤；若只撤去或只撤去，或者改變，物體對斜面的壓力和滑動摩擦力的水平分量仍然大小相等，所以摩擦力依舊為零，故B、D錯誤，C正確．
7．鐵球以角速度勻速轉動時，由可得鐵球所受合力大小不變，故A正確；鐵球轉動過程中，向心加速度方向時刻在變化，故B錯誤；若鐵球轉動到最高點時，支架對地面的壓力剛好為零，則有，解得，故C正確；鐵球轉動到最高點時，加速度指向圓心，豎直向下，鐵球處于失重狀態(tài)，故D錯誤．
8．ABC 污水從管口排出做平拋運動，設水流速度為，根據平拋運動規(guī)律，有，可求出，，A正確；排出污水的流量為，B正確；污水從出水口射出后，速度增大，若污水不散開，則污水柱在空中的水柱越來越細，C正確；空中污水柱的體積為，則增大出水口的速度，空中污水柱的體積變大，故D錯誤．
9．BC 以物體為研究對象，物體受到重力、輕繩的拉力，外力三個力作用而平衡，構成矢量三角形，置于幾何圓中如圖所示．在轉動的過程中，輕繩的拉力由大小等于開始先增大，轉過直徑后開始減小至大小又等于；外力從零開始增加至末態(tài)處于直徑上，轉動后一直增加，故A錯誤，B正確；由于和大小關系未知，所以物體所受摩擦力情況不確定，當時，物體所受摩擦力先增大后減小，故C正確；以整體為研究對象，地面對斜面體的摩擦力大小等于外力水平方向的分力，應為先增大后減小，故D錯誤．
10．BC 開始角速度較小時，兩物體均靠靜摩擦力提供向心力，角速度增大，靜摩擦力增大，根據，知，隨著角速度的增大，先達到最大靜摩擦力，先使繩子產生拉力，所以當繩子剛好產生拉力時，有，得，故C正確；此時受靜摩擦力作用且未到最大靜摩擦力，隨著角速度的增大，對B，拉力和靜摩擦力的合力提供向心力，角速度增大，則的靜摩擦力會減小，然后反向增大（因為繩子增加的拉力比所需增加的向心力要多）．對A，拉力和最大靜摩擦共同提供向心力，角速度增大，靜摩擦力不變，可知的靜摩擦力先增大達到最大靜摩擦力后不變，的靜摩擦力先增大后減小，再增大，故A錯誤，B正確；對整體，恰好與粗?桿發(fā)生相對滑動時，有：，得，故D錯誤．
11．（1）C （2）1.10 （3）3.0
解析：（1）電火花打點計時器應使用交流電，故A錯誤；打點計時器的使用，應先接通電源，后釋放小車，故B錯誤；力傳感器測量繩的拉力，則小車受到的拉力為，即力可以直接得到，不用測砂桶和砂的質量，故C正確、D錯誤．
（2）打點計時器打點周期為，則相鄰計數(shù)點間的時間間隔為
小車的加速度為
（3）根據牛頓第二定律得
由題圖丙可知斜率，小車質量為．
12．①BD （2）0.5 （3） 或（未寫單位扣1分）
解析：（1）小球應選重而小的球，可忽略空氣阻力的影響；該實驗不需要停表測時間；為了保證小球的初速度相等，小球每次應從斜槽的同一位置靜止釋放；每次斜槽軌道對小球的摩擦力影響是一樣的，故無需刻意減小摩擦力；故不需要的是BD．
（2）平拋運動水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動，所以有：
，代入解得
（3）平拋運動水平方向做勻速直線運動，豎直方向做加速度為的勻加速直線運動．運動時間與水平位移成正比，所以有，豎直方向上有：
解得：，小球平拋運動的初速度大小為，那么，則；
由平拋運動的規(guī)律可知，小球平拋運動的初始位置坐標為或．
3．（1） （2） （3）
解析：（1）設小球運動到點時的速度大小為之間的距離．以點為坐標原點、初速度方向為軸正方向、風力方向為軸正方向，建立平面直角坐標系，如圖所示，沿方向有：
沿風力方向：
又有：
聯(lián)立解得：
（2）小球運動到點時，
小球運動到點時的速度大小：
解得：
（3）之間的距離：
解得：
14．（1）
（2）
（3）
解析：（1）根據題意可知，物塊從拋出后做平拋運動，恰好從點滑入，根據幾何關系可知其速度的偏向角為，設在點時豎直方向的分速度為，
有：
物塊從到，豎直方向做自由落體運動，有：，解得：
水平方向上：
豎直方向上：
間的距離：
解得：
（2）物塊到達B點時的速度：
從到做勻速圓周運動，可得：
在點對物塊由牛頓第二定律有：
聯(lián)立各式解得：
根據牛頓第三定律可得物塊在圓弧軌道端對軌道的壓力大小：
（3）根據牛頓第二定律有：
若物塊從到始終減速，則有：
解得：
若物塊從到始終加速，則有：
解得：
故小物塊到達點的速度范圍為：
15．（1） （2）
解析：（1）設木板與地面間的動摩擦因數(shù)為，未放鐵塊前，對木板有：
放上鐵塊后，對鐵塊受力分析，由牛頓第二定律有：
對木板則有
設經時間共速，有
解得：
（2）從鐵塊放到木板上到兩者達到共速，有：
鐵塊與木板達到共速后，假設兩者一起做勻減速直線運動，則
解得，
說明鐵塊將相對于木板向右滑動
此時對鐵塊有
對木板有
鐵塊最終靜止時，鐵塊到木板右端的距離

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