2023-2024学年山东省济宁一中高三（上）开学物理试卷
发布：2024/8/15 4:0:1
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
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1．电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。电梯处于失重状态上升的时段是（ ）组卷：17引用：3难度：0.8 -
2．如图所示，小球A和B套在光滑水平杆上，两球间连接轻弹簧，A、B分别通过长度相等的轻绳一起吊起质量为300g的小球C，当两绳与水平杆的夹角为37°时恰好处于平衡状态，此时弹簧压缩了2cm。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小取10m/s2。弹簧始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为（ ）组卷：160引用：7难度：0.4 -
3．一列复兴号动车进站时做匀减速直线运动，车头经过站台上三个立柱 A、B、C，对应时刻分别为t1、t2、t3，其x-t图像如图所示。则下列说法正确的是（ ）组卷：119引用：4难度：0.5 -
4．如图所示，不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮，一端连接质量为2m的小球（视为质点），另一端连接质量为m的物块，小球套在光滑的水平杆上。开始时轻绳与杆的夹角为θ，现将小球从图示位置静止释放，当小球到达图中竖直虚线位置时的速度大小为v,此时物块尚未落地。重力加速度大小为g,则下列说法正确的是（ ）组卷：12引用：1难度：0.4 -
5．A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比是5：4，运动方向改变的角度之比是4：3，它们的向心加速度之比为（ ）组卷：4引用：1难度：0.6 -
6．如图所示，某火车从静止开始做匀加速直线运动出站，连续经过R、S、T三点，已知RS段的距离是80m,ST段的距离是RS的两倍，ST段的平均速度也是RS的两倍，火车经过R点时离出发点的距离为（ ）组卷：119引用：2难度：0.6
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
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17．漩涡星系是宇宙中一种常见的星系结构，它又分为螺旋星系（S系）和棒旋星系（SB系）。其中螺旋星系由明亮的中央核心和美丽的旋臂构成。中央核心区域存在大量的恒星系团，旋臂中含有星际物质和年青的恒星。建立简化的螺旋星系结构模型，中央核心区可以看作半径为R的球体，总质量为M，巨量的恒星均匀的分布在中央核心区内。在核心区之外的旋臂上仅有极少的恒星和星际物质。整个星系所有恒星都绕星系中心做匀速圆周运动，恒星到星系中心的距离为r,引力常量为G。
（1）求处于旋臂区域（r＞R）的恒星做匀速圆周运动的周期大小T与r的关系式；
（2）根据电荷均匀分布的球壳内试探电荷所受库仑力的合力为零，利用库仑力与万有引力的表达式的相似性和相关力学知识，求分布在中央核心区（r≤R）的恒星做匀速圆周运动的周期T0；
（3）科学家通过天文观测，得到位于此螺旋星系旋臂区域（r＞R）的恒星做匀速圆周运动的周期大小T随r的变化关系图像如图所示。根据在r＞R范围内的恒星周期随r的变化规律，科学家预言螺旋星系旋臂区域（r＞R）存在一种特殊物质，称之为暗物质（真实存在但无法直接观测）。暗物质与通常的物质会发生万有引力相互作用，并遵循万有引力定律，求r=nR内暗物质的质量M′。组卷：16引用：1难度：0.3 -
18．如图所示，足够长的光滑水平轨道AB的左端与足够长的倾角为37°的传送带相接（滑块经过此位置滑上传送带时机械能无损失），传送带逆时针匀速转动，皮带运动速度v0=2m/s；右边是光滑竖直半圆轨道。用轻质细线连接可看作质点的甲、乙两滑块，中间夹一轻质压缩弹簧，弹簧压缩时的弹性势能为72J，弹簧与甲、乙两滑块不拴连。甲的质量为m1=3kg,甲、乙均静止在水平轨道上。传送带与乙滑块间的动摩擦因数为0.5。（重力加速度大小g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）固定乙滑块，烧断细线，甲滑块离开弹簧后进入半圆轨道，恰好能通过半圆轨道最高点D，求竖直半圆轨道的半径R；
（2）固定甲滑块，烧断细线，乙滑块离开弹簧后在传送带上滑行的最远距离（相对于A点）为s=8m,求滑块乙的质量；
（3）甲、乙两滑块均不固定，烧断细线以后，撤去弹簧，问甲滑块和乙滑块能否再次在AB面上发生水平碰撞？若碰撞，求再次碰撞前瞬间甲、乙两滑块的速度大小；若不会碰撞，说明原因。（乙滑块质量为第二问中所求的值）
组卷：24引用：1难度：0.2
