2024届河北省石家庄市部分名校高三上学期11月三调考试
物理
本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。共8页，总分100分。
第I卷（选择题 共46分）
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.一汽车由静止沿平直公路匀加速行驶。汽车启动t时间后的6s内前进了24m，启动5t时间后的6s内前进了48m，则该汽车的加速度大小和t分别为（ ）
A.1m/s2、1s B.2m/s2、1s C.2m/s2、2s D.1m/s2、2s
2.为欢庆国庆，街头巷尾都挂起了红灯笼。如图所示，两轻质圆环A、E套在固定的水平杆上，轻绳两端分别系在圆环上，在轻绳上B、D处分别悬挂一盏灯笼，在C处悬挂两盏灯笼。已知各灯笼均静止且其质量均为m，各段轻绳与竖直方向之间的夹角如图中所示，重力加速度为g。下列说法中正确的是（ ）
A.BC段轻绳上的作用力比AB段的大
B.水平杆对A圆环的支持力大小为4mg
C.水平杆对A圆环的作用力沿BA方向
D.
3.如图所示，质量分别为2m和m的P、Q两物体按如图所示的方式用轻弹簧和轻绳连接在墙面和长木板间，当系统静止时，轻绳的拉力大小为mg，轻弹簧的压缩量为x，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A.剪断轻绳的瞬间，P的加速度大小为g
B.剪断轻绳后，P向下运动2x时，加速度为零
C.剪断轻绳后，P向下运动x时，重力的功率最大
D.撤走长木板的瞬间，Q的加速度大小为g
4. 2023年2月23日19时49分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，将中星26号卫星顺利送入预定轨道。5月，中星26号首次在境外实现国际互联网业务应用，开启了Ka高通量卫星国际化业务的新征程。如图所示，中星26号经I轨道（近地轨道）由近地点变轨进入II轨道（转移轨道），经远地点变轨进入III轨道（同步卫星轨道）后稳定运行。已知三个轨道在同一平面内，地球的半径为R，III轨道的半径为7R，中星26号在III轨道上稳定运行的周期为T。下列关于中星26号的说法正确的是（ ）
A.在I轨道上运行的加速度大小为
B.在I轨道上绕行速度的大小为
C.在远地点的速度小于其在I轨道上运行的速度
D.在II轨道上由近地点至远地点所用的最短时间为
5.汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，如图为牵引力F随速度v变化的图像，加速过程共经历的时间t=8s，加速过程通过的路程s=50m，在图中的N点结束加速，之后汽车做匀速直线运动，汽车运动过程中所受的阻力始终不变，则汽车的质量为（ ）
A. B. C. D.
6.如图所示，圆心为O的光滑圆轨道固定在竖直平面内，质量为m=0.6kg的小球静止在轨道最低点。某时刻对小球施加一水平向右、大小恒为的作用力。小球可视为质点，忽略空气阻力，取g=10m/s2。则小球对圆轨道的最大压力为（ ）
A.36N B.30N C.24N D.18N
7.如图所示，两侧倾角均为30°的斜劈固定在水平地面上，将质量为m、长为L的光滑金属链条放在斜劈顶端，左右两侧链条长度之比为1：2。已知两斜面的长度均为2L，两侧链条与斜劈的截面在同一竖直平面内。重力加速度为g。某时刻将链条由静止释放，当链条下端到达斜劈底端时，重力的功率为（ ）
A. B. C. D.
8.如图所示，质量相同的两个小球A、B分别从高度为2l和l处水平抛出，后落地，A、B的水平位移大小分别为l和2l，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A.A、B的飞行时间之比为2：1
B.A、B的初速度大小之比为：4
C.A、B落地时重力的瞬时功率之比为2：1
D.A、B从抛出到落地过程中重力的平均功率之比为2：
9.如图所示，可视为质点的相同且光滑的两定滑轮高度相同，跨过滑轮的细线分别连接质量相等的两物体A和B，A套在光滑水平轻杆上，开始时连接A的细线与水平杆夹角为θ=53°，现由静止释放A，在A由静止开始向右运动至达到最大速度的过程中（B始终未碰到杆），已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（ ）
A.A的位移小于B的位移
B.B的位移大小为
C.B一直处于失重状态
D.B克服拉力做功的瞬时功率等于拉力对A做功的瞬时功率
10.如图甲所示，倾角为37°的斜面固定在水平地面上，将质量为1kg的小物块置于斜面的底端，并对其施加一平行于斜面的恒力F，使其从静止开始运动，某时刻撤去F，以斜面底端所在水平面为零势能面，小物块的机械能随运动路程变化的图像如图乙所示。已知小物块可视为质点且与斜面之间的动摩擦因数μ恒定，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法中正确的是（ ）
甲 乙
A. F=10N
B. μ=0.5
C. s=3m时，小物块的速度大小为2m/s
D.物块返回至斜面底端时机械能为8J
第II卷（非选择题 共54分）
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）实验小组用如图所示的装置验证“机械能守恒定律”。
（1）除了图中所用的器材，还需要的器材有 （填正确答案标号）。
A.刻度尺 B.天平 C.停表 D.游标卡尺
（2）实验小组将挂有钩码的细线跨过定滑轮固定在滑块上，并保持滑块静止不动，测出遮光条到光电门中心的距离L，接通气泵电源，然后将滑块由静止释放。已知钩码的质量为m、滑块（带遮光条）的质量为M，遮光条的宽度为d，光电门记录的遮光时间为t，当地重力加速度为g，滑块经过光电门时钩码未着地。则在滑块从释放至遮光条运动至光电门的时间内，系统减少的重力势能为 ，系统增加的动能为 。（均用题中所给物理量的字母表示）
（3）实验小组发现，所测出系统增加的动能总是大于系统减少的重力势能，可能的厉因是： 。
12.（8分）小晗同学利用图甲所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用手机连拍功能对做平抛运动的小球进行拍摄，手机每秒拍摄7张照片并能自动将拍摄到的图片进行叠加处理在一张照片中，图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为10cm。
甲 乙 丙
（1）下列说法正确的是 （填正确答案标号）。
A.实验所用斜槽应尽量光滑
B.斜槽末端必须保持水平
C.必须无初速度释放小球
（2）图丙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置 （填“较低”或“较高”）。
（3）某次实验后拍摄得到的照片如图乙所示，则小球做平抛运动的初速度大小为v0= m/s。
（4）该小组利用实验数据绘制“y-x2”图线，发现是一条过原点的直线，由此判断小球下落的轨迹是抛物线，并求得斜率k，当地的重力加速度表达式为g= （用斜率k和初速度v0表示）。
13.（10分）某旅客出行时，观察到t=0时刻和谐号匀加速启动，此时复兴号列车在另一铁轨上以v1=216km/h的速度迎面驶来，此刻两车车头相距x0=60m，t=8s时两列车恰好相互驶离，此时和谐号恰好达到额定功率，此后和谐号功率保持恒定，t2=68s时和谐号刚好达到最大速度。已知和谐号长度为L1=200m，质量为150t，所受阻力为其重力的，复兴号长度为L2=300m，两列车均沿直轨道行驶，取g=10m/s2。求：
（1）和谐号启动时加速度的大小及其额定功率。
（2）t1~t2时间内和谐号运动的位移大小。
14.（13分）如图所示，水平传送带足够长，顺时针运动的速度v=4m/s，与倾角为37°的斜面的底端P平滑连接，将一质量m=2kg的小物块从A点由静止释放。已知A、P的距离L=9m，物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为μ1=0.5、μ2=0.1，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求物块：
（1）第1次滑过P点时的速度大小。
（2）第1次在传送带上往返运动的时间。
（3）从释放到最终停止运动，与斜面间摩擦产生的热量。
15.（17分）如图所示，倾角为θ=37°的斜面与圆心为O、半径R=0.9m的光滑圆弧轨道在B点平滑连接，且固定于竖直平面内。斜面上固定一平行于斜面的轻质弹簧，现沿斜面缓慢推动质量为m1=0.8kg的滑块a使其压缩弹簧至A处，将滑块a由静止释放，通过D点时轨道对滑块a的弹力为零。已知A、B之间的距离为L=1.35m，滑块a与斜面间动摩擦因数μ=0.25，C为圆弧轨道的最低点，CE为圆弧轨道的直径，OD水平，滑块a可视为质点，忽略空气阻力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，≈1.73。
（1）求滑块a在C点对轨道压力的大小。
（2）求滑块a整个运动过程中系统因摩擦而产生的热量。
（3）若仅将滑块a换为质量为m2=0.05kg的滑块b，滑块b由A点弹出后立即撤去弹簧，求滑块b第一次落在斜面上的位置至B点的距离（结果保留2位有效数字）。
参考答案及解析
2024届河北省石家庄市部分名校高三上学期11月三调考试
物理
一、选择题
1.A【解析】设汽车启动的加速度为a，则由题意可知启动t时间后的速度为，启动5t时间后的速度为，则根据位移与时间的关系有，，联立可得，t=1s，A正确。
2.C【解析】由结点B平衡可知，BC段轻绳和悬挂灯笼的细绳对该结点拉力的合力与AB段轻绳对结点的拉力等大反向，因β<90°，可知BC段轻绳上的拉力必小于AB段轻绳上的拉力，A错误；将四个灯笼、轻绳、圆环视为整体，在竖直方向上受力分析，有2FN=4mg，解得FN=2mg，B错误；A轻环重力不计，对其受力分析可知，其所受摩擦力和支持力的合力沿BA方向，与绳上的拉力等大反向，C正确；设AB段轻绳在水平方向上的分力为F，将四个灯笼视为整体，则AB段轻绳在竖直方向上的分力为2mg，则有，BC段轻绳在水平方向上的分力等于AB段轻绳在水平方向上的分力，大小为F，结点C受力平衡，可知BC段轻绳在竖直方向上的分力为mg，可知，则有，D错误。
3.C【解析】系统静止时，设轻绳的拉力为FT，轻弹簧的弹力为F，由于物体P受力平衡，则，由，得，又，解得，剪断轻绳的瞬间，对物体P由牛顿第二定律得，解得，A错误；物体P向下加速运动，当物体P的合力为0时，有，解得，则P向下运动x时，加速度为0，速度最大，重力的功率最大，B错误，C正确；系统静止时物体Q受力平衡，由，撤走长木板的瞬间，对物体Q由牛顿第二定律得，解得，D错误。
4.C【解析】设中星26号的质量为m，根据开普勒第三定律可知，解得该卫星在I轨道上运行的周期为，其在I轨道上的加速度，A错误；在I轨道上绕行速度的大小为，B错误；中星26号在远地点需要点火加速进入III轨道，故其在远地点的速度小于其在III轨道上的速度，因III轨道高于I轨道，可知中星26号在III轨道上的速度小于其在I轨道上的速度，故其在远地点的速度必小于其在I轨道上的速度，C正确；II轨道的半长轴为4R，由开普勒第三定律可知，解得，中星26号在II轨道上由近地点至远地点所用的最短时间为其在该轨道上运动周期的一半，为，D错误。
5.D【解析】由图像可知汽车的功率为，由题可得加速过程在N点结束，汽车做匀速直线运动，则有，匀速运动时的牵引力等于阻力，由图可知，解得，根据动能定理得，代入数据解得汽车的质量为，D正确。
6.C【解析】F与小球重力的合力F合=12N，与竖直方向成60°夹角斜向右下方，过O点作F合的平行线，该线与圆轨道右侧的交点M为等效最低点（如图所示），小球在该处对轨道压力最大，设小球在M点的速度为v，有，对小球在等效最低点由牛顿第二定律，有，可得，结合牛顿第三定律可知，C正确。
7.A【解析】链条从静止至左侧斜面上的链条完全滑到右端的过程中，重力做功为，然后链条下端到达斜劈底端这一过程重力做功为，设链条运动至底端的速度为v，有，解得，可知，A正确。
8.BD【解析】依题意，根据，可得，则A、B的飞行时间之比为，A错误；依题意，根据，可得，则A、B的初速度大小之比为，B正确；根据，得A、B落地时重力的瞬时功率之比为，C错误；根据，得A、B从抛出到落地过程中重力的平均功率之比为，D正确。
9.BD【解析】细线对A的拉力先做正功，后做负功，即A的速度先增大后减小，当A运动至左侧滑轮正下方时，A的速度达到最大值，此时，A的位移为，B的位移为，可知A的位移大于B的位移，B的位移大小为，A错误，B正确；根据，可知，当增大至90°时，B的速度为0，则在A由静止开始向右运动至达到最大速度的过程中，B的初速度与末速度均为0，则该过程B的速度先增大后减小，即B的加速度方向先向下后向上，B先处于失重状态，后处于超重状态，C错误；根据，，，得，D正确。
10.AC【解析】由题意知，物块运动路程为2m时撤去拉力，2m
11.（1）ABD（2分） （2）mgL（1分） （1分）
（3）实验中气垫导轨左端低、右端高（2分）
【解析】（1）本实验还需要用刻度尺来测量滑块运动的位移，需要用天平来测量钩码及滑块的质量，需要用游标卡尺来测量遮光条的宽度，本实验不需要用停表来记录时间。（2）系统减少的重力势能为mgL；滑块经过光电门时速度大小为，系统的动能为钩码和滑块的动能之和，即。
（3）实验中气垫导轨左端低、右端高，致使滑块的重力做功，使得测量出的系统增加的动能大于系统减少的重力势能。
12.（1）B（2分） （2）较高（2分） （3）（2分） （4）（2分）
【解析】（1）实验所用斜槽不需要尽量光滑，A错误；斜槽末端必须保持水平，使物体做平抛运动，B正确；本实验使用手机连拍功能对做平抛运动的小球进行拍摄，故无须静止释放小球，C错误。（2）由图像丙可知两小球做平抛运动下落相同高度时，图线①水平位移更大，故图线①所对应的小球初速度较大，在斜槽上释放的位置较高。（3）由频闪照片可得，小球在竖直方向相邻位移之差，根据匀变速直线运动特点可得，由水平分运动，可得。（4）根据平抛运动规律可得，，联立可得，可知图像的斜率为，当地的重力加速度表达式为。
13.（1）2.5m/s2 （2）1950m
【解析】规定“和谐号”运动方向为正方向，则0~8s内两列车相对运动的位移为
解得
设和谐号的加速度为a1，则
解得
由牛顿第二定律可知此段时间内和谐号的牵引力F满足
由
解得
（2）设和谐号匀速运动的速度为v2
由
解得
设t1~t2时间内和谐号运动的位移大小为x1，由动能定理可知
解得
14.（1）6m/s （2）12.5s （3）88J
【解析】（1）由动能定理得
解得
（2）由牛顿第二定律得
物块与传送带共速时，由速度公式得
解得
设匀速运动阶段的时间为t2，有
解得
第1次在传送带上往返运动的时间
（3）由分析可知，物块第一次离开传送带以后，每次再到达传送带和离开传送带的速度大小相等，物块最终停止在P点，则根据能量守恒定律有
解得Q=88J（2分）
15.（1）24N （2）7.92J （3）1.8m
【解析】（1）由题可知滑块a在D点处的速度为0，对滑块a由C至D点过程，由动能定理有
对滑块a在C点由牛顿第二定律有
结合牛顿第三定律可知滑块a在C点对轨道压力的大小
（2）设滑块a在A处时弹簧储存的弹性势能为Ep，由能量守恒定律可知
解得
最终滑块a在B与B关于C对称的点之间运动，由能量守恒可知
解得Q=7.92J
（3）设滑块b能通过E点，对滑块b由A点至E点由能量守恒有
解得
滑块b恰好能通过E点时，有
可知，假设成立
设滑块b在空中运动的时间为t，滑块b落在斜面上的位置与B之间的水平距离为d
则有
解得
解得
