階段測試卷（三）物理試題注意事項：1.答卷前，考生務必將自己的姓名、考場號、座位號、準考證號填寫在答題卡上。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題目的答案標號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。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。考試時間為75鐘，滿分100分一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28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.“殲20”是我國自行研制的第五代隱身戰斗機，其作戰性能位居世界前列。如圖所示，在2023珠海航展上表演中，“殲20”先水平向右，再沿曲線ab向上，最后沿陡斜線直入云霄。設飛行路徑在同一豎直面內，飛行速率不變。當戰機沿ab段曲線飛行時，下列說法正確的是（）A.加速度大小為零B.所受合外力方向豎直向上C.水平方向的分速度不變D.豎直方向的分速度逐漸增大【答案】D【解析】A．戰機沿ab段曲線飛行時，速度方向發生了變化，速度的變化量不等于0，加速度不等于0，故A錯誤；B．由于飛行速率不變，即沿軌跡切線方向的合力為0，當速度方向變化，垂直于速度方向的合力不等于0，可知，戰機所受合力方向為斜向左上方，故B錯誤；C．戰機沿ab段曲線飛行過程，速度方向與水平方向夾角逐漸增大，速率不變，則水平方向的分速度逐漸減小，故C錯誤；D．結合上述可知，戰機豎直方向的分速度逐漸增大，故D正確。故選D。2.不計阻力的情況下，關于下圖所對應的描述正確的選項是（）A.圖甲中，運動員上升過程中其機械能守恒B.圖乙中，秋千從A點擺到B點的過程中，小朋友受到重力的功率先逐漸增大、后逐漸減小C.圖丙中，從A至最低點C過程中，只有重力和蹦床彈力做功，運動員機械能守恒D.圖丁中，物塊在光滑水平面上壓縮彈簧的過程中，物塊的機械能守恒【答案】B【解析】A．圖甲中，運動員上升過程中，人本身消耗生物能，則人機械能增加，故A錯誤；B．圖乙中，秋千從A點擺到B點的過程中，根據因開始在A點時豎直速度為零，到B點時豎直速度又變為零，可知小朋友受到重力的功率先逐漸增大、后逐漸減小，故B正確；C．圖丙中，從A至最低點C過程中，只有重力和蹦床彈力做功，運動員以及蹦床系統的機械能守恒，但是運動員的機械能不守恒，故C錯誤；D．圖丁中，物塊在光滑水平面上壓縮彈簧的過程中，彈簧的彈力對物塊做負功，則物塊的機械能減小，故D錯誤。故選B。3.如圖所示，在一次空地演習中，離地H高處的飛機以水平速度v1發射一顆炮彈欲轟炸地面目標P，反應靈敏的地面攔截系統同時以速度v2豎直向上發射炮彈攔截。設攔截系統與飛機的水平距離為s，不計空氣阻力。若攔截成功，則v1，v2的關系應滿足（）A.v1=v2 B.C. D.【答案】D【解析】水平炮彈做平拋運動，則有，豎直炮彈做豎直上拋運動，則有解得故選D。4.從空中以10m/s的初速度沿著水平方向拋出一個質量為1kg的物體，已知t=3s時物體未落地，不計空氣阻力，取，取拋出點所在水平面為零勢能面。下列說法正確的是（）A.拋出后3s末，小球的速度大小為30m/sB.拋出后3s末，重力的功率為300WC.拋出后3s內，重力的平均功率為300WD.拋出后3s末，小球的重力勢能為450J【答案】B【解析】A．拋出后3s末，小球的豎直方向的速度為小球的速度大小為故A錯誤；B．拋出后3s末，重力的功率為故B正確；C．拋出后3s內，小球下落高度為拋出后3s內，重力的平均功率為故C錯誤；D．拋出后3s末，小球的重力勢能為故D錯誤。故選B。5.北斗導航系統由地面控制系統、空間衛星星座和地面用戶設備三部分組成，其中空間衛星星座由地球靜止軌道（GEO）衛星、傾斜地球同步軌道（IGSO）衛星和中圓地球軌道（MEO）衛星組成，不同于其他全球衛星導航系統，北斗導航系統首創了三種不同軌道混合的星座設計，如圖所示，已知地球的質量為M，半徑為R，自轉周期為T，引力常量為G，下列說法正確的是（）A.軌道2為MEO衛星的軌道 B.IGSO衛星與MEO衛星的周期都是TC.MEO衛星與GEO衛星距地面的高度相同 D.GEO衛星距地面的高度為【答案】BD【解析】AC．由題意可知，IGSO衛星與GEO衛星軌道高度相同，所以軌道1為GEO衛星的軌道，軌道2為IGSO衛星的軌道，軌道3為MEO衛星的軌道，MEO衛星與GEO衛星距地面的高度不相同，故AC錯誤；B．IGSO衛星與GEO衛星軌道高度相同，二者運行周期相同，均等于地球自轉周期T，故B正確；D．根據萬有引力提供向心力有所以故D正確。故選BD。6.如圖所示，一質量為的小球以大小為的初速度從地面豎直上拋，剛落回地面時的速度大小為，已知小球在運動過程中所受空氣阻力大小恒定，重力加速度為，下列說法正確的是（）A.小球在運動過程中所受空氣阻力大小為 B.小球在運動過程中所受空氣阻力大小為C.小球能到達的最高點距地面 D.小球能到達的最高點距地面【答案】D【解析】設小球所受的空氣阻力大小為，上升的最大高度為。根據動能定理得上升過程有下落過程有聯立解得故選D。7.中歐班列是指運行于中國與歐洲以及“一帶一路”共建國家間的集裝箱國際聯運列車，從開通至今已經完成2萬次運輸。列車采用內燃加鋰電池的混合動力進行驅動，整車最大功率，行駛過程中受到阻力恒定，速度最高為，已知列車的總質量為，列車以最大功率啟動，下列說法正確的是（）A.行駛過程中列車受到的阻力為B.列車以行駛時的加速度是C.列車加速過程中的平均速率是D.列車行駛1小時，牽引力對其做功為750kJ【答案】B【解析】A．當列車勻速行駛時，所受的牽引力等于阻力，即解得行駛過程中列車受到的阻力為故A錯誤；B．當列車以行駛時，對列車由牛頓第二定律其中聯立解得，列車以15m/s行駛時的加速度是故B正確；C．作出列車運動的圖像，如圖所示由圖可知，列車加速過程中的平均速率故C錯誤；D．根據列車以最大功率啟動，則故D錯誤。故選B。二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。8.如圖甲所示，在水平地面上放置一木塊，其質量，木塊在水平推力F作用下運動，推力F的大小隨位移x變化的圖像如圖乙所示。已知木塊與地面間的動摩擦因數，重力加速度g取，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，下列說法正確的是（）A.木塊先做勻變速直線運動，后做勻速直線運動B.木塊運動的過程中，其克服摩擦力所做的功C.木塊運動的過程中，合力做的功為D.木塊在運動過程中的加速度一直變大【答案】BC【解析】AD．由題意可得木塊受到的滑動摩擦力大小對木塊，由牛頓第二定律可得可得所以a隨F的變化先增大后不變，木塊先做非勻變速運動，后做勻變速運動，故AD錯誤；B．木塊運動的過程中，滑動摩擦力對木塊做負功，則木塊克服摩擦力所做的功故B正確；C．圖線與橫軸圍成的面積表示F所做的功，木塊運動的過程中F對木塊做正功，則有則故C正確。故選BC。9.如圖所示，在水平放置的半徑為R的圓柱體的正上方P點，將一個小球以速度v0沿垂直于圓柱體軸線方向水平拋出，小球飛行一段時間后恰好從圓柱體的Q點沿切線方向飛過，測得該截面的圓心O與Q點的連線與豎直方向的夾角為θ，那么小球從P運動到Q的時間是（）A.t＝ B.t＝C.t＝ D.t＝【答案】ABD【解析】A．如圖所示小球在水平方向上做勻速運動，水平位移x=Rsinθ=v0t得t=故A正確；B．小球到達Q點時的豎直方向上的速度vy=gt=v0tanθ得t=故B正確；CD．小球從圓柱體的Q點沿切線飛過，故小球在Q點的速度方向垂直于半徑OQ，Q點的速度的反向延長線一定通過此時水平位移的中點，設小球通過Q點時其豎直位移為y，則y=tanθ=Rsinθtanθ又有y=gt2，聯立解得t=故D正確，C錯誤故選ABD。10.一質量不計直角形支架兩端分別連接質量均為m的小球A和B，支架的兩直角邊長度分別為和，支架可繞固定軸O在豎直平面內無摩擦轉動，如圖所示。開始時OA邊處于水平位置，由靜止釋放OA，不計空氣阻力，重力加速度為g，下列說法正確的是（）A.運動過程中，A、B兩球的速度大小總相等B.運動過程中，A、B和支架系統機械能守恒C.A運動至最低點時速度大小為D.A運動至最低點的過程中，桿對B做功為【答案】BC【解析】A．A、B兩球同軸轉動，角速度相等，根據可得故運動過程中，A、B兩球的速度大小不相等，故A錯誤；B．運動過程中，系統中只有重力做功，A、B和支架系統機械能守恒，故B正確；C．A運動至最低點時，根據機械能守恒聯立解得，故C正確；D．A運動至最低點的過程中，對B，根據動能定理有解得故D錯誤。故選BC。三、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.某同學把附有輕質滑輪長木板放在實驗桌上，將細繩一端拴在小車上，另一端繞過定滑輪，掛上適當的鉤碼，使小車在鉤碼的牽引下運動，以此定量探究繩拉力做功與小車動能變化的關系，此外還準備了打點計時器及配套的電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、刻度尺、天平（含砝碼）等。組裝的實驗裝置如圖所示。（1）要驗證動能定理，下列不需測量的物理量有（）A.懸掛鉤碼的總質量m B.長木板的傾角θC.小車運動的距離L D.小車的質量M（2）實驗開始時，他先調節木板上定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行，他這樣做的目的是（）A.避免小車在運動過程中發生抖動B.可使打點計時器在紙帶上打出的點清晰C.可以保證小車最終能夠實現勻速直線運動D.可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車的合力（3）他將鉤碼重力做的功當作細繩拉力對小車做的功，經多次實驗發現拉力做功總是要比小車動能增量大一些，這一情況可能是下列哪些原因造成（）A.在接通電源的同時釋放了小車B.小車釋放時離打點計時器太近C.阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉D.鉤碼勻加速運動，鉤碼重力大于細繩拉力（4）如圖所示是某小組在做實驗中，由打點計時器得到的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數點的時間間隔為T，并測得鉤碼總質量m，小車質量M，各點間距離分別為S1、S2、S3、S4、S5、S6，則∶選A到B，驗證“動能定理”計算表達式∶__________________。【答案】（1）B（2）D（3）CD（4）【解析】【小問1解析】根據本實驗的實驗原理是合外力所做的功等于動能的變化量，通過研究紙帶來研究小車的速度，利用砝碼的重力代替小車的合外力，所以需要知道砝碼的質量，小車的質量，小車運動的距離L，關于木板的傾角，是為了平衡摩擦力作用的，故不需要測量，故選B。【小問2解析】調節木板上定滑輪的高度，使牽引小車的細繩與木板平行，這樣做的目的是可在平衡摩擦力后使細繩拉力等于小車受的合力，故選D。【小問3解析】他將鉤碼重力做的功當做細繩拉力做的功，經多次實驗發現拉力做功總是要比小車動能增量大一些，從功能關系看出:該實驗可能有轉化為內能的摩擦力做功導致，即試驗中有存在摩擦力沒有被平衡掉；只有當小車的質量遠大于砝碼的質量時，小車的拉力才近似等于砝碼的重力，即在運動中由于加速度的存在，計算拉力做功時本身用的外力就大于繩子的外力導致的，故選CD。【小問4解析】根據中間時刻的瞬時速度等于這段時間內的平均速度可知，物體在A點處瞬時速度vA的表達式為同理物體在B點處瞬時速度為從A到B，滑塊質量M，沙和沙桶的總質量m，此過程總功為動能增加量為故驗證“動能定理”計算表達式為即12.如圖所示，打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置驗證機械能守恒定律。（1）本實驗中，下列說法正確的是________。A.重物選用質量和密度較大的金屬錘B.安裝打點計時器時，應使兩個限位孔處于豎直方向同一直線上C.可以根據v=gt來計算重物在t時刻的瞬時速度D.先接通電源，后釋放重物（2）某實驗小組利用上述裝置將打點計時器接到50Hz的交流電源上，按正確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖所示。紙帶上各點是打點計時器打出的計時點，其中O點為紙帶上打出的第一個點。重物下落高度應從紙帶上計時點間的距離直接測出，利用下列測量值能完成驗證機械能守恒定律的選項有________A.OA、AD和EG的長度 B.OC、BC和CD的長度C.BD、CF和EG的長度 D.AC、BD和EG的長度（3）已知當地重力加速度為9.80m/s2，某同學所用重物的質量為m=1.0kg，得到紙帶如下乙圖，則打點計時器在打0點到4點的這段時間內，重錘動能的增加量為________J，重力勢能的減少量為________J。（計算結果保留三位有效數字），根據計算，可以得知在誤差允許范圍內重物在下落過程中機械能守恒。（4）實驗小組選用兩個質量相同、材料不同的重物P和Q分別進行實驗，多次記錄下落高度h和相應的速度大小v，作出的v2?h圖像如丙圖所示，對比圖像分析可知選重物________（選填“P”或“Q”）進行實驗誤差更小。【答案】（1）ABD（2）BC（3）3.653.97（4）P【解析】【小問1解析】AB．為了減小空氣阻力和摩擦阻力的影響，重物選用質量和密度較大的金屬錘，安裝打點計時器時，應使兩個限位孔處于豎直方向同一直線上，故AB正確；C．重物下落過程受到一定的阻力作用，實際加速度不是重力加速度g，所以不可以根據v=gt來計算重物在t時刻的瞬時速度，故C錯誤；D．為了充分利用紙帶，應先接通電源，后釋放重物，故D正確。故選ABD。【小問2解析】A．當知道OA、AD和EG的長度時，無法求出A點和D點的速度，可以求出F點的速度，但無法知道F點到O點的距離，故A錯誤；B．當知道OC、BC和CD的長度時，可以求出C點的速度，也可以知道C點到O點的距離，可以驗證機械能守恒定律，故B正確；C．當知道BD、CF和EG的長度時，知道BD的長度可以求出C點的速度，根據EG的長度可以求出F點的速度，結合CF的長度，可以驗證機械能守恒定律，故C正確；D．當知道AC、BD和EG的長度時，分別可求出B點、C點、F點的速度，但無法知道B點、C點、F點到O點的距離，故D錯誤。故選BC。【小問3解析】根據勻變速直線運動中間時刻速度等于該段過程的平均速度，則有則打點計時器在打0點到4點的這段時間內，重錘動能的增加量為打點計時器在打0點到4點的這段時間內，重錘重力勢能的減少量為【小問4解析】設重物下落過程中受到的阻力為f，根據動能定理可得整理可得則v2?h圖像的斜率為由于重物P、Q質量相同，結合圖丙可知重物Q所受阻力較大，因此選重物P進行實驗誤差更小。13.設想利用載人飛船探索行星，飛船上備有計時器、質量為m的物體P、測力計等實驗器材。該飛船到達很靠近行星表面的圓形軌道（軌道半徑近似等于行星半徑）繞行數圈后著陸。宇航員測得飛船繞行周期為T，物體P處于行星表面的重力為F。已知萬有引力常量為G。不考慮行星自轉。根據這些已知量，求：(1)行星表面的重力加速度g