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2024-2025学年陕西省西安八十三中高三（上）第三次模拟物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.年月日至月日，第九届亚洲冬季运动会将在中国黑龙江省哈尔滨市举办。如图所示是亚冬会的四个项目，有关说法正确的是( )
A. 某运动员在短道速滑决赛中获得金牌，用时，则他在整个过程的平均速度约为
B. 在比赛中冰壶在离开运动员的手之后不再受到任何力的作用
C. 空中的运动员，在上升过程为超重状态，下降过程则为失重状态
D. 运动员用球杆击打冰球时，球杆对冰球的弹力是由于球杆的形变产生的
2.中国象棋是起源于中国的一种棋，属于二人对抗性游戏的一种，在中国有着悠久的历史。由于用具简单，趣味性强，成为流行极为广泛的棋艺活动。如图所示，颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上，第颗棋子最左端与水平面上的点重合，所有接触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用一直尺快速水平向右将中间棋子击出，稳定后，和棋子的位置情况可能是( )
A. B.
C. D.
3.某研究小组在研究“估测甩手时指尖的最大向心加速度”课题研究时，利用摄像机记录甩手动作，、、是甩手动作最后帧每秒帧照片指尖的位置。根据照片建构、之间运动模型：开始阶段，指尖以肘关节为圆心做圆周运动，到接近的最后时刻，指尖以腕关节为圆心做圆周运动。测得、之间的距离为，、之间的距离为。粗略认为、之间平均速度为甩手动作最后阶段指尖做圆周运动的线速度。重力加速度为。请估测甩手时指尖的最大向心加速度( )
A.
B.
C.
D.
4.如图甲，辘轱是古代民间提水设施，由辘轱头、支架、井绳、水斗等部分构成，如图乙为提水设施工作原理简化图，某次从井中汲取的水，辘轱绕绳轮轴半径为，水斗的质量为，井足够深且并绳的质量忽略不计，时刻，轮轴由静止开始绕中心轴转动向上提水桶，其角速度随时间变化规律如图丙所示，取，则( )
A. 水斗速度随时间变化规律为所涉及物理量均用国际单位制
B. 井绳拉力大小恒定，其值为
C. 内水斗上升的高度为
D. 内并绳拉力所做的功为
5.如图甲所示，长木板放在光滑的水平面上，质量为的另一物体可看成质点以水平速度滑上原来静止的长木板的上表面。由于、间存在摩擦，之后、速度随时间变化情况如图乙所示。下列说法正确的是取( )
A. 木板获得的动能为
B. 系统损失的机械能为
C. 木板的最小长度为
D. A、间的动摩擦因数为
6.如图所示，、、三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接，放置在倾角为的光滑斜面上，当用沿斜面向上
的恒力作用在物体上时，三者恰好保持静止，已知、、三者质量相等，重力加速度为。下列说法正
确的是( )
A. 在轻绳被烧断的瞬间，的加速度大小为
B. 在轻绳被烧断的瞬间，的加速度大小为
C. 剪断弹簧的瞬间，的加速度大小为
D. 突然撤去外力的瞬间，的加速度大小为
7.如图所示，可视为质点、质量为的物块用长为的细绳拴接放在转盘上，细绳的另一端固定在通过转盘轴心的竖直杆上，细绳刚好伸直且与竖直方向的夹角为。已知物块与转盘之间的动摩擦因数为，且，重力加速度为，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现让整个装置由静止开始缓慢的加速转动起来，直到物块与转盘发生相对滑动。则下列说法正确的是( )
A. 从开始转动到细绳对物块刚有作用力的过程，转盘对物块所做的功为
B. 只要物块在转盘上一起转动那么细绳的拉力一定为零
C. 物块能在转盘上一起转动的最大角速度为
D. 由于物体做圆周运动，细绳对物块拉力的冲量和瞬时功率始终为零
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，相同的细绳、共同吊起质量为的物体。与互相垂直。与竖直墙壁成角，、对点的拉力分别为、。则设点以下细绳不断( )
A. 、之比为
B. 、之比为
C. 若逐渐增加的质量，绳一定先断
D. 若逐渐增加的质量，绳一定先断
9.如图中的、、、、所示，人们称为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动。若发射一颗卫星定位于拉格朗日点，下列说法正确的是( )
A. 该卫星绕太阳运动的周期和地球自转周期相等
B. 以太阳为参考系，该卫星在点处于非平衡状态
C. 该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度
D. 该卫星在处所受太阳和地球引力的合力比在处小
10.荡秋千是古今中外大家喜爱的一项体育活动，苏轼就在蝶恋花春景里描写过荡秋千的场景。某秋千的简化模型如图所示，长度均为的两根细绳下端拴一质量为的小球，上端拴在水平横杆上，小球静止时，细绳与竖直方向的夹角均为。保持两绳处于伸直状态，将小球拉高后由静止释放，已知重力加速度为，忽略空气阻力及摩擦，以下判断正确的是( )
A. 小球运动到最低点时速度大小为
B. 小球释放瞬间加速度为
C. 小球释放瞬间，每根细绳的拉力大小均为
D. 小球摆到最低点时，每根细绳的拉力大小均为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学对教材上的实验方案做了改进，如图甲所示，调节桌面水平，用力传感器直接测细线中的拉力，小车在大小为的水平拉力作用下，由静止开始做匀加速运动。
关于该实验的操作，下列说法正确的是______。
A.必须用天平测出砂和砂桶的质量，以其重力来表示绳中的拉力大小
B.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C.需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带，测出加速度与相应力传感器示数
实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为，相邻两计数点之间还有四个点未画出，可知小车运动的加速度大小是______；结果保留两位有效数字
由实验得到小车的加速度与力传感器示数的关系如图丙所示，则小车与轨道间的滑动摩擦力 ______，小车质量 ______。结果保留两位有效数字
12.某实验小组采用如图甲所示电路测量一水果电池的电动势和内阻电动势约为，内阻约为，实验室提供的器材有：电流表内阻可忽略、变阻箱、开关、导线若干。
实验小组通过测量数据且绘制了图像如图乙所示，图线的斜率为，纵截距为，则水果电池的电动势 ______，内阻 ______。
若考虑电流表内阻的影响，小组同学分析数据后可得电动势的测量值与真实值相比______，内阻的测量值与真实值相比______。均填“无误差”“偏大”或“偏小”
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，在水平地面上有一圆弧形凹槽，连线与地面相平，凹槽是位于竖直平面内以为圆心、半径为的一段圆弧，为圆弧最低点，而且段光滑，段粗糙。现有一质量为的小球可视为质点，从水平地面上处以初速度斜向右上方飞出，与水平地面夹角为，不计空气阻力，该小球恰好能从点沿圆弧的切线方向进入轨道，沿圆弧继续运动后从点以速率飞出。重力加速度为，则：
小球由到的过程中，小球离地面的最大高度；
小球在圆弧形轨道内由于摩擦产生的热量。
14.实验小组的同学研究发现了滑块以一定的初速度沿粗糙斜面向上滑行的距离与斜面倾角的关系，并得到如图所示的图像。已知重力加速度，求：
该滑块与斜面间的动摩擦因数；
该滑块滑行距离的最小值和对应的斜面倾角。
15.如图所示，倾角的光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个半径和质量不计的光滑定滑轮，质量均为的物体和用一劲度系数的轻弹簧连接，物体被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板挡住。用一不可伸长的轻绳使物体跨过定滑轮与质量为的小环连接，小环穿过竖直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，环位于处时，绳与细杆间的夹角，且物体对挡板的压力恰好为零。图中水平且长度为，位置与位置关于位置对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行，现让环从位置由静止释放，，，取，求：
小环的质量；
小环运动到位置的速率；
小环通过位置时的动能及环从位置运动到位置的过程中轻绳对环做的功。
参考答案
1.
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10.
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12. 无误差 偏大
13.解：根据运动的合成和分解，小球竖直方向初速度为
根据竖直上抛运动规律得小球离地面的最大高度为：
小球由到的过程中，由动能定理有：
可得小球从到过程克服摩擦力做的功为：
则小球在圆弧形轨道内由于摩擦产生的热量为：
答：小球由到的过程中，离地面的最大高度为；
小球在圆弧形轨道内由于摩擦产生的热量为。
14.解：当时，滑块做竖直上抛运动，，由运动学公式可得
当时，滑块在水平面上做匀减速直线运动，，有
由牛顿第二定律可知
联立解得
当斜面倾角为时，有
整理可得
其中辅助角满足
当时，滑块滑行的距离有最小值为
对应的斜面倾角满足
解得
答：该滑块与斜面间的动摩擦因数为；
该滑块滑行距离的最小值为，对应的斜面倾角为。
15.解：当整个系统静止时，先以、组成的整体为研究对象，、整体受到重力、斜面的支持力和绳子的拉力处于平衡状态，
则沿斜面方向，绳子的拉力大小为，解得：，
以为研究对象，则受到重力、绳子的拉力和杆的弹力处于平衡状态，如图
则竖直方向：，代入数据解得：；
小环从位置运动到位置的过程中，对于小环、弹簧和组成的系统，
由机械能守恒有，
环和在沿绳方向上的速度相等，如图：
可知，联立可得：；
由题意可知，开始时恰好对挡板没有压力，所以受到重力、斜面的支持力和弹簧的拉力，弹簧处于伸长状态，
在沿斜面方向上，对有：，得弹簧的伸长量为，
当小环通过位置时，下降的距离为，此时弹簧的压缩量为：，
由速度分解可知此时的速度为零，所以小环从运动到的过程中，初末状态的弹性势能相等，对于小环、弹簧和组成的系统，
由机械能守恒有，解得：；
环从位置运动到位置的过程中，由动能定理得，解得：。
答：小环的质量为；
小环运动到位置的速率为；
小环通过位置时的动能为，环从位置运动到位置的过程中轻绳对环做的功为。
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