2024届河南省信阳市高三上学期一模物理试卷

2024届河南省信阳市高三上学期一模物理试卷
一、单选题
1. 下列关于功和能的说法正确的是（）
A．作用力做正功，反作用力一定做负功
B．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化
C．系统的外力做功的代数和为零时，系统的动量守恒
D．若物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒
2. 如图所示是四只猴子“水中捞月”时的情景，它们将一棵又直又高的树枝压弯，竖直倒挂在树梢上，从下到上依次为1、2、3、4号猴子。

正当1号猴子打算伸
手捞水中“月亮”时，2号猴子突然两手一滑没抓稳，1号猴子扑通一声掉进了水里。

假设2号猴子手滑前四只猴子都处于静止状态，其中1号猴子的质量为，其余3只猴子的质量均为m，重力加速度为g，那么在2号猴子手滑后的一瞬
间（）
A．4号猴子的加速度为0
B．2号猴子对3号猴子的作用力大小为
C．3号猴子对4号猴子的作用力大小为
D．杆对4号猴子的作用力大小为3mg
3. 图甲为蹦极的场景，运动员及携带装备的总质量为75kg，弹性绳原长为
10m。

运动员从蹦极台自由下落，下落过程中的图像如图乙所示。

已知弹
性绳的弹力与伸长量的关系符合胡克定律，重力加速度g取，下列说法
正确的是（）
A．整个下落过程中，运动员及携带装备的重力先做正功后做负功
B．运动员及携带装备从静止开始下落10m的过程中重力的冲量为
C．弹性绳的劲度系数约为150N/m
D．弹性绳长为24m时，运动员的加速度大小约为
4. 某学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆水平时距水平地面高为，可绕转轴O在竖直面内匀速转动，自动识别区到的距离为，汽车匀
速驶入自动识别区，自动识别系统识别的反应时间为，闸杆转动的角速度为。

若汽车可看成高的长方体，闸杆转轴O与汽车左侧面的水平距
离为，要使汽车顺利通过闸杆（车头到达闸杆处视为通过闸杆），则汽车
匀速行驶的最大允许速度为（）
A．B．C．D．
5. 姚明是我国优秀的篮球运动员。

在某次比赛罚球过程中，第一次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角α= 60°；第二次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角β= 30°；两次出手的位置在同一竖直线上，结果两次篮球正好垂直撞击到篮板同一位置点。

不计空气阻力，则从篮球出手到运动到点C的过程中，下列说法正确的是（）
A．前后两次运动时间的比值为B．前后两次上升的最大高度的比值为1∶9
C．在C点时，两球的机械能相等D．两球的初动能相等
6. 如图所示，用一个大小不变的力拉着滑块（视为质点）使其沿半径为的水平圆轨道匀速运动半周，若力的方向始终与其在圆轨道上作用点的切线成夹角，则力做的功为（）
A．B．C．D．
7. 如图所示，质量为2kg的木板M放置在足够大光滑水平面上，其右端固定
一轻质刚性竖直挡板，能承受的最大压力为4N，质量为1kg的可视为质点物块
m恰好与竖直挡板接触，已知M、m间动摩擦因数，假设最大静摩擦力
等于滑动摩擦力。

初始两物体均静止，某时刻开始M受水平向左的拉力F作用，F与M的位移x的关系式为（其中，F的单位为N，x的单位为m），重力加速度，下列表述正确的是（）
A．m的最大加速度为
B．m的最大加速度为
C．竖直挡板对m做的功最多为48J
D．当M运动位移为24m过程中，木板对物块的冲量大小为
二、多选题
8. 人类设想在赤道平面内建造垂直于地面并延伸到太空的电梯，又称“太空电梯”如图甲所示。

图乙中，图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与航
天员距地心的距离r的关系，图线B表示航天员相对地面静止时而产生的向心
加速度大小与r的关系。

图乙中R（地球半径），r0为已知量，地球自转的周期为T，引力常量为G，下列说法正确的有（）
A．太空电梯停在r0处时，航天员对电梯舱的弹力为0
B．地球的质量为
C．地球的第一宇宙速度为
D．随着r的增大，航天员对电梯舱的弹力逐渐减小
9. 如图所示，质量为2 m，高为h，倾角为θ的光滑斜面体A放在光滑的水平
面上。

质量为m的细长直杆B，受固定的光滑套管C约束，只能在竖直方向上
自由运动。

初始时，A在水平推力F作用下处于静止状态，此时B杆下端正好
压在A的顶端。

现撤去推力F，A、B便开始运动。

重力加速度为g，则（）
A．推力的大小为mg sinθ
B．运动过程中，B对A做正功
C．A、B组成的系统，水平方向上动量守恒
D．当杆的下端滑到斜面底端时，斜面体的速度大小
10. 如图甲所示，质量为m的物块静止在竖直放置的轻弹簧上（不相连），弹
簧下端固定，劲度系数为k。

t＝0时刻，对物块施加一竖直向上的外力F，使
物块由静止向上运动，当弹簧第一次恢复原长时，撤去外力F。

从0时刻到F
撤去前，物块的加速度a随位移x的变化关系如图乙所示。

重力加速度为g，忽略空气阻力，则在物块上升过程（）
A．外力F为恒力
B．物块的最大加速度大小为2g
C．外力F撤去后物块可以继续上升的最大高度为
D．弹簧最大弹性势能为
11. 两根长度均为l的刚性轻杆，一端通过质量为m的球形铰链连接，此球为A球，另一端与质量均为m的B、C小球相连。

将此装置的两杆并拢，铰链向上竖直地放在桌上，右边距离C球处有一面竖直墙面，因受微小扰动两杆分别向两边滑动，A球下降，致使C球与墙面发生弹性碰撞，两杆始终在同一竖直面内，不计一切摩擦，各球直径都比杆长l小得多，重力加速度取g，从A 球开始运动到A球落地前瞬间这一过程，下列说法正确的是（）
A．整个运动过程中系统机械能守恒，系统水平方向动量守恒
B．C球碰撞竖直墙面前瞬间速度大小为
C．A球落地前瞬间，三球速度相同
D．A球落地前瞬间，A球的速度方向沿斜左下方
三、实验题
12. 受天空课堂中王亚平测量聂海胜质量实验的启发，某实验小组设计类似测
物体质量的实验。

安装好如图甲实验装置，调节气垫导轨上的旋钮P、Q使气
垫导轨水平，滑块在O点时弹簧处于原长。

力传感器能采集弹簧的弹力，固定
在滑块上的加速度传感器能采集滑块的加速度。

（1）接通气源后，将滑块拉至A点（图中未标出），距离为，此时力传感器的示数为，则弹簧的劲度系数为 _________ （结果保留两位有
效数字）。

（2）静止释放滑块后，根据传感器采集的数据绘制的图像如图乙所示，
可知滑块与加速度传感器的总质量为 _________ （结果保留一位有效数字）。

（3）测出两调节旋钮之间距离为L，调节旋钮Q，使之比旋钮P高出，重
绘图像，纵轴截距为，由此可知当地的重力加速度为 _________ 。

13. 如图1所示是“向心力实验器”，当质量为的砝码随旋转臂一起在
水平面内做圆周运动时，砝码所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋
转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一
组向心力和挡光时间的数据。

（1）用游标卡尺测得挡光杆的宽度为，某次旋转过程中挡光杆的旋转半
径为，经过光电门时的挡光时间为，则角速度
________________ 。

（结果保留2位有效数字）。

（2）保持挡光杆的旋转半径不变，以为纵坐标，以为横坐标，可在坐
标纸中描出数据点作一条直线。

作出的直线如图2所示，由此可得砝码做圆周运动的半径为 ________________ m（结果保留2位有效数字）。

四、解答题
14. 深海中有一个大杀器：海底断崖，又叫“跃层”，“跃层”是海水参数随深度变化而显著变化的水层。

当潜艇从高密度海域进入低密度海域时，潜艇的浮力会突然减少，这样潜艇就会急剧下沉，专业上称这种现象为“掉深”。

“掉深”可能会导致潜艇的实际下潜深度超过设计下潜深度，造成潜艇破裂进水，结构解体。

已知潜艇的质量为3000t，正在水下200m处水平运动，突然进入“跃层”以加速度竖直向下落（水平速度很小，可以忽略不计）。

潜艇指战员迅速采取措施，向外排出海水（其他因素忽略不计），8s后开始以向上的加速度
运动。

已知重力加速度。

（1）求“跃层”内海水密度与原来海水密度之比；
（2）采取措施排出海水后潜艇经过多长时间回到原来深度。

15. 如图所示，一质量为的门型框静止在倾角为且足够长的粗糙斜面上，门型框与斜面间动摩擦因数，门型框内左侧为粘合性材料，右侧固定有劲度系数足够大的轻质弹簧。

现将一质量的光滑小物块压紧弹簧并锁定装置，小物块到门型框左侧的距离，然后解除锁定，弹簧瞬间恢复形变（弹簧伸长量很小可以忽略不计）。

小物块获得的速度脱离弹簧，不计空气阻力，。

求：
（1）弹簧恢复原长时门框速度；
（2）门型框与小物块相碰粘合后瞬间的速度大小并分析它们粘合之后的运动情况。

16. 如图所示，直杆AB质量为0.2kg，A端在上，B端在下，距离A点0.05m
下方套有一个弹性圆环C。

环C的质量为0.1kg，与杆之间的最大静摩擦力为
1.2N。

现用手握住杆的B端，保持手与杆间的最大静摩擦力为4N，同时用
F=8N的力竖直向下击打杆的A端，击打的时间为0.19s。

设最大静摩擦力等于
滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s 2，杆始终处于竖直状态，求：
（1）第一次击打结束时杆和环的速度的大小。

（2）击打1次后，环能否到达A端？若击打力的大小和持续时间始终与第一次相同，再次击打前二者均已静止，能否通过多次击打，使环到达A端？如果能，需要击打多少次？如果不能，说明理由。