重庆市忠县2023-2024高三上学期12月适应性考试物理试题（含解析）

忠县2023-2024学年高三上学期12月适应性考试(物理)
总分: 100分
一、单项选择题．本题共7小题，每小题4分，共28分．
1关于两个运动的合成，下列说法正确的是( )
A.两个直线运动的合运动一定也是直线运动
B.方向不共线的两个匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动
C.小船渡河的运动中，小船的对地速度一定大于水流速度
D.小船渡河的运动中，水流速度越大，小船渡河所需时间越短
2.在匀强磁场中某处 放一个长度为, 通电电流的直导线, 测得它受到的最大磁场力。现将该通电导线从磁场中撤走, 则处的磁感应强度大小为( )
A.0 B. C. D.
3.如图所示为空腔球形导体（不带电），现将一个带正电的小金属球放入空腔内，静电平衡时，图中A、B、C三点的电场强度E的大小关系是( )
A. B.
C. D.
4.先后将小球1、2由同一位置以不同的速度竖直向上抛出，抛出后小球只受重力和水平方向的风力作用，两小球的运动轨迹如图虚线所示，则两小球相比，下列说法正确的是( )
A.小球1的竖直向上抛出的初速度比2小
B.小球1从抛出到落地的运动时间比2短
C.小球2的水平方向上的平均速度一定比小球1的大
D.小球2所受的风力一定比小球1受到的大
5.科学家研究发现, 磁敏电阻(GMR)的阻值随所处空间磁场的增强而增大, 随所处空间磁场的减弱而变小, 如图所示电路中, GMR 为一个磁敏电阻, 为滑动变阻器,为定值电阻, 当开关和闭合时, 电容器中一带电微粒恰好处于静止状态. 则( )
A.只调节电阻 , 当向右端移动时, 电阻消耗的电功率变大
B.只调节电阻 , 当向右端移动时, 带电微粒向下运动
C.只调节电阻 , 当向下端移动时, 电阻消耗的电功率变大
D.只调节电阻 , 当向下端移动时, 带电微粒向下运动
6.如图所示, 总质量为 带有底座的足够宽框架直立在光滑水平面上, 质量为的小球通过细线悬挂于框架顶部处, 细线长为, 已知, 重力加速度为, 某时刻获得一瞬时速度, 当第一次回到点正下方时, 细线拉力大小为( )
A. B.
C. D.
7.如图所示, 将两个质量分别为 的小球叠放在一起, 中间留有小空隙, 从初始高度处同时由静止释放。A 球与地面碰撞后立即以原速率反弹,球与球碰撞的时间为, 不计空气阻力, 取向上为正方向,球的速度时间图像如图乙所示,取, 下列说法中正确的是( )
A.B 球与 球碰前的速度大小为
B.A、B 两球发生的是弹性碰撞
C.若 远小于, 第一次碰撞后,球上升的最大高度可能大于
D.两球碰撞过程中, 球的重力冲量与对球的冲量大小比值为
二、多项选择题：本题共3道小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，部分选对的得3分，有选错的得0分．
8.平直公路上, 一辆轿车从某处由静止启动, 此时恰有一辆货车以 速度从轿车旁边匀速驶过, 最终轿车运动至离出发点处时恰好追上货车, 设轿车做匀加速运动, 则轿车的加速度和追上之前两车的最大距离分别是( )
A. B. C. D.
9.某载人飞船运行的轨道示意图如图所示, 飞船先沿椭圆轨道 1 运行, 近地点为 , 远地点为。当飞船经过点时点火加速, 使飞船由椭圆轨道 1 转移到圆轨道 2 上运行, 在圆轨道 2 上飞船运行周期约为。关于飞船的运行过程, 下列说法中正确的是( )
A.飞船在轨道 1 和轨道 2 上运动时的机械能相等
B.飞船在轨道 1 上运行经过 点的速度小于轨道 2 上经过点的速度
C.轨道 2 的半径小于地球同步卫星的轨道半径
D.飞船在轨道 1 上运行经过 点的加速度小于在轨道 2 上运行经过点的加速度
10.如图所示，竖直面内的圆形管道半径R远大于横截面的半径。有一小球的直径比管横截面直径略小，在管道内做圆周运动。小球过最高点时，小球对管壁的弹力大小用F表示、速度大小用 表示, 当小球以不同速度经过管道最高点时, 其图像如图所示。则( )
A.小球的质量为
B.时, 管壁对小球的弹力方向坚直向下
C.当地的重力加速度大小为
D.时, 小球受到的弹力大小是重力的两倍
三 实验题（22分）
11. (1) 张明同学在测定某种合金丝的电阻率时：
①用螺旋测微器测量电阻丝的直径 , 其中一次测量结果如图 1, 读数为______。
②按如图甲所示的电路测量, 实验结果会比真实值_________（填“偏大”或"偏小”）。
③改变滑动变阻器的滑片位置, 测量多组数据, 得到 图像如图乙, 则______(结果保留两位有效数字)。
(2)用如图实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为：
①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平；
②让质量为的入射球多次从斜槽上A位置静止释放，记录其平均落地点位置；
③把质量为的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上A位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置；
④测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P，N与O的距离分别为。
(1）实验中入射球质量____________ （选填“大于”“等于”或“小于”）被碰球的质量m2；
(2)本实验中入射球和被碰球的半径 ___________（选填“必须相同”或“可以不同”）
(3)若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为___________。（均用所给物理量符号表示）
(4) 如图（b), 图中圆弧为圆心在斜槽末端 的圆弧。使小球 1 仍从斜槽上点由静止滚下, 重复实验步骤②和③的操作, 得到两球落在圆弧上的平均位置为。测得斜槽末端与三点的连线与竖直方向的夹角分别为, 则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为__________ (用所测物理量的字母表示)。
四 解答题（共计3道小题，共计32分）
12. （10分）如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O固定在光滑的转动轴上，外界给予系统一定的能量后，杆和球在竖直面内转动，忽略空气阻力。若球A运动到最高点时，球A对杆恰好无作用力，则：
(1)球A在最高点时速度大小；
(2)球A在最高点时，球B对杆的作用力大小。
13. （10分）如图所示，水平面光滑，在虚线的右侧存在场强大小为E，方向向左的匀强电场．一个不带电的小球A恰好静止在虚线与水平面的交点处．电场中，在与 球相距远处由静止释放一带电量为的小球, 经一段时间后发生了弹性正碰. 已知小球的质量为小球的质量为, 有. 若均为金属小球, 形状大小均相同, 且可视为质点, 求:
(1)碰撞前瞬间B小球的速度；
(2)碰撞后B小球在电场中向右运动的最远距离（不考虑小球间的库仑力作用）．
14. （12分）图甲，水平面以O点为界，左侧光滑、右侧粗糙。足够长木板A左端恰在O点，右端叠放着物块B。物块C和D间夹着一根被压缩的轻弹簧，并用细线锁定，两者以共同速度 向右运动, 在物块到达之前突然烧断细线,和弹簧分离后, 某时刻与碰撞并粘连 (碰撞时间极短)。此后,及的速度图像如图乙, 已知的质量相等, 且与粗粘面的动摩擦因数相同, 最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度, 求:
(1) 与弹簧分离后的速度;
(2) 与间动摩擦因数及与桌面间的动摩擦因数;
(3) 最终 离右端的距离。
参考答案及解析
1. 【答案】B
【解析】位移、速度、加速度都是矢量，合成分解遵循平行四边形定则．合运动与分运动具有等时性．
两个分运动是直线运动，其合运动可能是曲线运动，比如平抛运动．故A错误．
不共线两个匀速直线运动，没有加速度，则合运动也一定是匀速直线运动．故B正确．
合运动的速度（小船对地速度）可能比分速度（水流速度）大，可能比分速度小，可能与分速度相等．故C错误；
小船渡河的时间由小船沿垂直于河岸方向的速度决定，故水流速度越大，小船渡河所需时间却不变，故D错误．故选B．
2. 【答案】D
【解析】ABCD. 导体受到的是最大磁场力 , 由解得:。
撤走导线后, 处的磁感应强度不变, 仍为ABC错误, D正确;
故选 D。
3. 【答案】B
【解析】当静电平衡时，空腔球形导体内壁感应出负电荷，外表面感应出正电荷，画出电场线的分布如图
根据电场线越密，场强越大。由于A处电场线较密，B处电场线较疏，C处场强为零，
则 故选B。
4. 【答案】C
【解析】AB．小球的运动可以分解为竖直方向的竖直上抛和水平方向的匀加速直线运动，
上升阶段坚直方向满足
依题意，可知小球1上升高度大于小球2的上升高度，所以小球1竖直向上抛出的初速度大，小球1从抛出到落地的运动时间长，故AB错误；
C．由图可知，小球1水平位移小，飞行时间长，根据水平方向的平均速度
分析知小球2的水平方向上的平均速度一定比小球1的大，故C正确；
D．小球水平方向满足
由图可知，小球1的飞行时间长，小球1的加速度小，但不知道两小球质量的关系，故不能判断出两者水平方向受力的关系，故D错误。
故选C。
5. 【答案】A
【解析】只调节电阻，当向右端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电源电动势不变，所以电路中的电流减小，电磁铁的磁性减弱；由于电磁铁磁性的减弱，导致了磁敏电阻GMR的阻值减小，则通过的电流增大，其电功率增大．电容器两端的电压增大，板间场强增大，微粒所受的电场力增大，所以带电微粒向上运动，故A正确，B错误；
只调节电阻，当向下端移动时，回路中电流不变，电阻消耗的电功率不变，电容器板间电压增大，板间场强增大，微粒所受的电场力增大，所以带电微粒向上运动，故C.D错误．
考点：闭合电路的欧姆定律
【名师点睛】此题的逻辑性非常强，要读懂题意，把握有效信息：磁敏电阻（GMR）的阻值随所处空间磁场的增强而增大，再进行动态分析．
6. 【答案】B
【解析】
设第一次回到 点正下方时, 小球和框架的速度分别为和, 取向右为正方向,由水平方向动量守恒和机械能守恒可得
解得
当小球第一次回到 点正下方时, 以小球为研究对象,
由牛顿第二定律得
解得
故选B。
7. 【答案】D
【解析】A. 碰前, 两球均做自由落体运动,则有 解得
即 球与球碰前的速度大小为, 故 A错误;
B. 根据题意可知, B 球碰后的速度方向向上, 大小为 , 以向上为正方向, 碰撞过程, 根据动量守恒定律有
解得
由于
碰撞后系统总动能减小, 可知碰撞是非弹性碰撞, 故 B 错误;
C. 假设碰撞是弹性碰撞, 此时 球碰后速度最大, 上升高度最大,
D. 碰撞过程有
解得
当 远小于时, 有
解得
则 B 球上升到最高点过程有 解得
故 C 错误;
D. 在碰撞时间 内, 根据动量定理, 对球有
球重力的冲量
解得 故D正确。故选D。
8. 【答案】AD
【解析】运动时间
由
解得
两车速度相等时为最大距离, 所以
轿车位移为
而此时, 货车走了 , 即货车走了
所以最大距离
故选 AD。
9. 【答案】BC
【解析】AB．飞船在轨道1上P点经加速后才能进入轨道2上运动，则飞船在轨道1上的P点比轨道2上的P点运动时的动能小，飞船在轨道1上的P点比轨道2上的P点运动时的机械小，故A错误，B正确；
C. 根据 , 得
可知同步卫星周期大, 则同步卫星轨道半径大, 故 C 正确;
D. 根据 , 得
可知，飞船在轨道1上P点到地球的距离等于在轨道2上P点到地球的距离，则加速度相等，故D错误。
故选BC。
10. 【答案】BC
【解析】AC. 在最高点, 若 , 则
若 ,则重力提供向心力
解得
故 A 错误, C 正确;
B. 由图可知: 当 时, 管壁对小球弹力方向向上, 当时, 管壁对小球弹力方向向下,
所以当 时, 杆对小球弹力方向向下, 故 B 正确;
D. 由图可知, 若 , 小球受到管壁的弹力大小等于重力大小, 故 D 错误。故选 BC 。
11. 【答案】 (1)均正确偏小 (2)(1) 大于 (2)必须相同
(3)
(4)
【解析】
(1) (1) [1] 螺旋测微器读数为 读数为 均正确;(2) [2]据 可知，电流表外接时，电压表测得电压准确，但电压表分流导致电流测量值偏大，使得电阻测量值比真实值偏小；(3) [3] 据 均算正确。 (2)(1) [1]为了避免碰撞后小球被撞回, 所以要求入射球的质量大于被碰球的质量, 即 。(2) [2]为了能够让小球发生对心碰撞, 入射球和被碰球的半径必须相同;(3) [3] 设小球在空中运动的时间为 , 若满足动量守恒定律有整理得(4) [4] 设斜槽末端与 的连线长度为(即圆弧半径为), 如图所示:图中几何关系 由平抛运动的规律得 联立解得 同理有 代入动量守恒的表达式 化简可得
12. 【答案】(1) ; (2)
【解析】(1) 球 运动到最高点时, 球对杆恰好无作用力,根据牛顿第二定律得
解得
(2)球 B 与球 A 有相同的角速度
对球 根据牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律, 球 对杆向下的作用力为。
13. 【答案】(1) (2)
【解析】(1)根据动能定理即可求解B球的初速度；（2）A与B发生弹性碰撞，由动量守恒和能是守恒可求出碰撞后A、B的速度，再根据动能定理可求解B球向右运动的最远距离．
(1) 对 B 球, 由出发至即将发生碰撞,
根据动能定理有: 解得:
(2)对 碰撞过程, 设碰撞后速度分别为
由动量守恒定律有:
由能量守恒定律有:
其中
解得：
对 球, 由碰撞至向右到最远, 根据动能定理有:
解得:
14. 【答案】(1) 0 ; (2) 0.3 ; (3)
【解析】(1) 设各物体的质量为 。由图可知,一起运动的初速度为。设与碰前瞬间的速度为, 则
弹簧解锁过程动量守恒
解得, 分离后 的速度
(2) 由图, 对 : 则有(其中)
又
解得
整体减速运动的大小
又
解得
(3) 在碰后内的位移
在这的位移
假设第 后三者相对静止, 一起减速,
则它们的加速度大小
对
这说明假设不成立, 的加速度较大, 应是: 第后,减速运动的加速度大小不变,
其位移有
而对 整体
即 继续运动的位移大小分别为
故最终, 离右端的距离为
由以上各式并代入数据得
答案第10页，总13页