湖北省荆州市松滋八宝职业高级中学2023年高三物理测试题含解析

湖北省荆州市松滋八宝职业高级中学2023年高三物理测试题含解析 一、 选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意 1. (多选)在某转弯处，规定火车行驶的速率为v0，则下列说法中正确的是(　) A．当火车以速率v0行驶时，火车的重力与支持力的合力方向一定沿水平方向 B．当火车的速率v>v0时，火车对外轨有向外的侧向压力 C．当火车的速率v>v0时，火车对内轨有向内的挤压力 D．当火车的速率vr2）的雨滴在空气中无初速下落的v–t图线，其中_________对应半径为r1的雨滴（选填①、②）；若不计空气阻力，请在图中画出雨滴无初速下落的v–t图线。 （          ） （3）由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零。将雨滴简化为垂直于运动方向面积为S的圆盘，证明：圆盘以速度v下落时受到的空气阻力f ∝v2（提示：设单位体积内空气分子数为n，空气分子质量为m0）。 ________ 参考答案：     (1).     (2).     (3). ①    (4).     (5). 详见解析 【分析】 (1)对雨滴由动能定理解得：雨滴下落h的过程中克服阻做的功； (2) 雨滴的加速度为0时速度最大解答； (3)由动量定理证明 【详解】(1)对雨滴由动能定理得： 解得：； (2)a.半径为r的雨滴体积为：，其质量为 当雨滴的重力与阻力相等时速度最大，设最大速度为，则有： 其中 联立以上各式解得： 由可知，雨滴半径越大，最大速度越大，所以①对应半径为的雨滴， 不计空气阻力，雨滴做自由落体运动，图线如图： ； (3)设在极短时间内，空气分子与雨滴碰撞，设空气分子的速率为U， 在内，空气分子个数为：，其质量为 设向下为正方向，对圆盘下方空气分子由动量定理有： 对圆盘上方空气分子由动量定理有： 圆盘受到的空气阻力为： 联立解得：。 三、 实验题：本题共2小题，每小题11分，共计22分 14. 某同学研究轻质弹簧的弹性势能与形变量的关系，实验装置如下图所示，在高度为h的光滑水平桌面上，沿与桌面边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小钢球接触，弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌面边缘．使钢球压缩弹簧△x后由静止释放，钢球沿桌面水平飞出，落到水平地面，小球在空中飞行的水平距离为s，实验数据记录如表所示，重力加速度为g． 试导出弹簧的弹性势能EP与m、h、s的关系为　　，分析实验数据，写出s和△x的关系为　s=k△x（k为比例系数）　． 次数 △s（cm） s（cm） 1 2.0 6.1 2 4.0 12.0 3 6.0 18.2 4 8.0 24.1 5 10.0 29.9 参考答案： 考点： 探究弹力和弹簧伸长的关系．版权所有 专题： 实验题；弹力的存在及方向的判定专题． 分析： （1）弹簧弹性势能的减小量等于小球动能的增加量；根据平抛运动的分位移公式求解平抛的初速度； （2）分析表格数据，s和△x成正比，求解出比例系数即可． 解答： 解：小球做平抛运动，有： s=vt h= 根据机械能守恒定律，有： EP=EK= 联立解得：Ep=； 分析表格数据，s和△x成正比，即s=k△x； 故答案为：，s=k△x（k为比例系数）． 点评： 本题关键明确实验原理，然后根据平抛运动的分运动公式列式并结合表格数据分析． 15. 在《验证机械能守恒定律》的实验中。 ①打点计时器打下记数点B时，物体的速度vB=          m/s。 ②从点O到打下记数点B的过程中，物体重力势能的减小量ΔEp=     J，动能的增加量ΔEk=   J。 参考答案： （1）B  (2)①0.973  ②0.476 ,0.473 四、计算题：本题共3小题，共计47分 16. 如图所示，A、B、C三物块质量均为m，静止于光滑水平台面上，A、B间用一不可伸长的轻短细线相连。初始时刻细线处于松弛状态，C位于A右侧较远处。现突然给A一瞬时冲量，使A以初速度v0沿A、C连线方向向C运动。A与C相碰后，粘合在一起。求： （1）A与C粘合在一起时的速度； （2）若将A、B、C看成一个系统，则从A开始运动到A与C刚好粘合完成的过程中系统损失的机械能。 参考答案： 17. 如图所示，电阻不计的平行的金属导轨间距为L，下端通过一阻值为R的电阻相连，宽度为x0的匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感强度为B．一电阻不计，质量为m的金属棒获得沿导轨向上的初速度后穿过磁场，离开磁场后继续上升一段距离后返回，并匀速进入磁场，金属棒与导轨间的滑动摩擦系数为μ，不计空气阻力，且整个运动过程中金属棒始终与导轨垂直． （1）金属棒向上穿越磁场过程中通过R的电量q； （2）金属棒下滑进入磁场时的速度v2； （3）金属棒向上离开磁场时的速度v1； （4）若金属棒运动过程中的空气阻力不能忽略，且空气阻力与金属棒的速度的关系式为f=kv，其中k为一常数．在金属棒向上穿越磁场过程中克服空气阻力做功W，求这一过程中金属棒损耗的机械能△E． 参考答案： 解：（1）金属棒向上穿越磁场过程中通过R的电量为： q=△t===；   （2）导体棒返回磁场处处于平衡状态，则有： mgsinθ=μmgcosθ+BIL 又 I= 联立得：v2=； （3）对于金属棒离开磁场的过程，设上滑的最大距离为s，由动能定理得： 上滑有：﹣（mgsinθ+μmgcosθ）s=0﹣ 下滑有：（mgsinθ﹣μmgcosθ）s= 解得：v1=v2=?=；   （4）设金属棒克服安培力做功为W安． 因f=kv，F安= 所以F安= 则得：W安=W 根据功能关系得金属棒损耗的机械能为： △E=μmgcosθx0+W安+W=μmgcosθx0+W+W． 答：（1）金属棒向上穿越磁场过程中通过R的电量q为； （2）金属棒下滑进入磁场时的速度v2为． （3）金属棒向上离开磁场时的速度v1为． （4）金属棒损耗的机械能△E为μmgcosθx0+W+W． 18. 如图所示，足够长的固定斜面的倾角θ＝370，一物体以v0=12m/s的初速度从斜面上A点处沿斜面向上运动；加速度大小为a=8m/s2，g取10m/s2．求: (1)物体沿斜面上滑的最大距离x； (2)物体与斜面间的动摩擦因数μ； (3)物体返回到A处时的速度大小v． 参考答案： 见解析 （1）上滑过程，由运动学公式 --