2023-2024学年江苏省扬州市高三上学期10月联考物理试题（解析版）

扬州市2023-2024学年高三上学期10月联考物理试题一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。1.如图所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力（）A.方向一定沿斜面向上 B.方向一定沿斜面向下C.大小不可能等于零 D.大小可能等于F【答案】D【解析】【分析】【详解】对物块M做受力分析有当静摩擦力为，沿斜面向下当静摩擦力为零当静摩擦力为，沿斜面向上特别地静摩擦力为故选D。2.甲、乙、丙、丁四辆小车从同一地点向同一方向运动的图象如图所示，下列说法正确的是()A.甲车做直线运动，乙车做曲线运动B.在0～t1时间内，甲车平均速度小于乙车平均速度C.在0～t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相距最远D.在0～t2时间内，丙、丁两车加速度总是不相同的【答案】C【解析】【详解】A．x—t图象中，位移方向用正负表示，图中甲、乙两个物体的位移一直为正，且不断增加，故甲与乙都是单向的直线运动，故A错误；B．在0～t1时间内，甲乙的位移相等，则甲车平均速度等于乙车平均速度，选项B错误；C．由图象与时间轴围成的面积表示位移可知：丙、丁两车在t2时刻面积差最大，所以相距最远，故C正确．D．v-t图像的斜率等于加速度，则在0～t2时间内，丙、丁两车加速度有相同的时刻，选项D错误。故选C。【点睛】要求同学们能根据图象读出有用信息，关键要研究图象斜率的物理意义，注意位移—时间图象和速度—时间图象的区别。3.在水平公路上行驶的汽车，当汽车以一定速度运动时，车轮与路面间的最大静摩擦力恰好等于汽车转弯所需要的向心力，汽车沿如图的圆形路径（虚线）运动、当汽车行驶速度突然增大，则汽车的运动路径可能是（）A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.Ⅳ【答案】B【解析】【详解】当汽车行驶速度突然增大时，最大静摩擦力不足以提供其需要的向心力，则汽车会发生离心运动，且合外力为滑动摩擦力，又因为合外力在运动轨迹的凹侧，即汽车的运动路径可能沿着轨迹Ⅱ。故选B。4.人造地球卫星由于受到大气的阻力，其轨道半径逐渐减小，其相应的线速度和周期的变化情况是（）A.线速度变大，周期变小 B.线速度不变，周期变小C.线速度变小，周期不变 D.线速度变大，周期变大【答案】A【解析】【分析】【详解】由于受大气阻力，卫星运动的轨道半径逐渐缓慢减小，根据开普勒第三定律可知，该卫星运动的周期将减小。卫星运动的半径逐渐缓慢减小，每一周可以近似看作匀速圆周运动，万有引力提供向心力解得该卫星的线速度卫星运动的半径逐渐缓慢减小，可知线速度增加。故选A。5.如图，用两根长度相等的细线系住现将质量相等的小球a、b，若在a球上加水平向左的外力3F，在b球上加水平向右的外力F，则平衡后的状态为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】a受到的3F力水平向左，b受到的力F水平向右，以整体为研究对象分析受力，设OA绳与竖直方向的夹角为α，则由平衡条件得以b球为研究对象，受力分析，设AB绳与竖直方向的夹角为β，则由平衡条件得所以，故ABD错误，C正确。故选C6.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，需要平衡摩擦力，即将装置一端垫高，下列关于平衡摩擦力，说法正确的是（）A.平衡摩擦力的目的，是为了使细线的拉力等于砂桶和其中砂的重力B.平衡摩擦力的目的，是为了使小车受到的合力等于细线对小车的拉力C.平衡摩擦力时，小车后面应固定纸带，小车前面应通过细线连接砂桶但砂桶不能装砂D.平衡摩擦力的方法，是在长木板后面垫一小木块，逐渐移动木块的位置使小车能够从静止开始运动【答案】B【解析】【详解】AB．小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于小车受到的合力，所以平衡摩擦力的目的是小车受到合力等于细绳的拉力，故A错误，B正确；C．平衡摩擦力时，小车前面不与砂桶连接，后面应固定条纸带，纸带穿过打点计时器，故C错误；D．将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，轻推小车，直到小车在长木板上做匀速直线运动，可以消除摩擦力的影响，而逐渐移动木块的位置使小车能够从静止开始运动，此时小车具有向下的加速度，已经平衡过度，故D错误。故选B。7.如图所示，两上下底面平行滑块重叠在一起，置于固定的、倾角为θ的斜面上，滑块A、B的质量分别为M、m，A与斜面间的动摩擦因数为μ1，B与A之间的动摩擦因数为μ2.已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，滑块上B受到的摩擦力A.等于零B.大小等于μ1MgcosθC.大小等于μ1mgcosθD.大小等于μ2mgcosθ【答案】C【解析】【详解】以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：加速度a==g(sinθ−μ1cosθ)设A对B摩擦力方向沿斜面向下，大小为f，则有mgsinθ+f=ma，得到f=ma−mgsinθ=−μ1mgcosθ，负号表示摩擦力方向沿斜面向上．故选C【点睛】先以整体为研究对象，根据牛顿第二定律求出加速度；再以B为研究对象，根据牛顿第二定律求解B所受的摩擦力．8.某生态公园的人造瀑布景观如图所示，水流从高处水平流出槽道，恰好落入步道边的水池中。现制作一个为实际尺寸的模型展示效果，模型中槽道里的水流速度应为实际的（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】由题意可知，水流出后做平抛运动的水平位移和竖直位移均变成原来的，竖直方向做自由落体运动，则有解得可知时间变为实际的，水平方向做匀速直线运动，则有由于水平位移变为实际的，时间变为实际的，可知水流速度应为实际的，C正确，ABD错误；故选C。9.质量为的球从高处由静止开始下落，已知球所受的空气阻力与速度大小成正比．下列图象分别描述了球下落过程中加速度、速度随时间的变化关系和动能、机械能随下落位移的变化关系，其中可能正确的A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】A．已知球所受的空气阻力与速度大小成正比，即f=kv，根据牛顿第二定律得：mg-kv=ma得开始时v比较小，且mg＞kv，球向下加速，当v逐渐增大，则a减小，即球做加速度逐渐减小的加速运动．a-t图象的斜率为可知a减小，a-t图象斜率绝对值减小，所以a-t图象应是曲线，故A错误．B．球做加速度逐渐减小的加速运动，v-t图象的斜率应该逐渐减小，故B错误；C．由动能定理：mgh-fh=Ek即Ek=（mg-kv）h由于v是变化的，故Ek-h不是线性关系，故C错误；D．机械能的变化量等于克服阻力做的功：-fh=E-E0v逐渐增大，则f逐渐增大，即E-h图象的斜率逐渐变大，故D正确；10.如图所示，滑块a穿在固定的光滑竖直杆上，滑块b放在光滑水平地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接。将a从距地面一定高度处由静止释放，在a着地前的运动过程中，下列说法正确的是（）A.滑块a的机械能先减小后增大B.滑块a的动能先增大后减小C.轻杆对a作用力先增大后减小D.滑块a的加速度先减小后增大【答案】A【解析】【详解】A．a、b整体机械能守恒，当a的机械能最小时，b的速度最大，此时轻杆对b的推力为零；当a到达底端时，b的速度为零，所以b的速度先增大后减小，动能先增大后减小，则b的机械能先增大后减小。所以滑块a的机械能先减小后增大，故A正确；B．b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以a对b的作用力先是动力后是阻力，所以b对a的作用力就先是阻力后是动力，所以滑块a的动能一直增大，故B错误；C．当a的机械能最小时，b的速度最大，此时轻杆对b的推力为零，轻杆对a的作用力为零；轻杆对a的作用力先减小后增大，故C错误；D．轻杆对a的作用力就先是阻力后是动力，滑块a的一直增大，故D错误。故选A。二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。11.某同学用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。（1）除了提供图中的器材，实验室还需要准备游标卡尺及___________。（填写器材序号）A．秒表B．天平C．弹簧秤（2）实验的主要步骤如下：其中不妥当的操作步骤是___________。（填写步骤序号）A．测出遮光条的宽度dB．测出钩码质量m和带长方形遮光条的滑块总质量MC．实验前将导轨一端垫高平衡摩擦力D．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离LE．先开启气泵，然后释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间t（3）在实验操作正确的前提下，滑块从静止释放运动到光电门的过程中，若系统符合机械能守恒定律，测得的物理量应满足的关系式为___________。（用（2）中给出的字母表示）（4）该实验小组在研究中发现利用该装置可以测量带长方形遮光条滑块的总质量M。实验小组多次改变光电门的位置，且每次都将滑块从同一点静止释放，测出相应的L与t值，完成实验后，某同学根据测量数据作出图像，测得直线的斜率为k，已知钩码的质量m，遮光条的宽度d，重力加速度g，则滑块总质量M的表达式为___________。（用题目给出的字母表示）（5）若气垫导轨左端的滑轮调节过高，使得拉动滑块的绳子与气垫轨道之间存在夹角，不考虑其它影响，滑块由静止释放运动到光电门的过程中，滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能减小量的测量值___________（填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。【答案】①.B②.C③.④.⑤.大于【解析】【详解】(1)[1]本实验是通过实验测量出滑块和砝码组成的系统减少的重力势能和增加的动能来验证机械能守恒的，重力势能和动能都与质量有关，需要用天平测量砝码和滑块的质量。数字计时器可以记录通过光电门的时间。故AC错误；B正确。故选B。(2)[2]A．测出遮光条的宽度d，用于计算滑块通过光电门的速度。故A正确，与题意不符；B．测出钩码质量m和带长方形遮光条的滑块总质量M，用于计算系统的重力势能和动能的变化。故B正确，与题意不符；C．实验前将导轨调至水平，不需要平衡摩擦力。故C错误，与题意相符；D．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离L，用于计算系统减少的重力势能。故D正确，与题意不符；E．先开启气泵，然后释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间t，用于计算滑块通过光电门的速度。故E正确，与题意不符。本题选不妥当的故选C。(3)[3]遮光条通过光电门的速度大小为在实验操作正确的前提下，滑块从静止释放运动到光电门的过程中，若系统符合机械能守恒定律，则有联立，可得(4)[4]根据上面系统机械能守恒的表达式，可得

由题意得解得(5)[5]若气垫导轨左端的滑轮调节过高，使得拉动滑块的绳子与气垫轨道之间存在夹角，不考虑其它影响，滑块由静止释放运动到光电门的过程中，根据几何关系可知砝码实际下降的高度小于释放滑块时测量的遮光条到光电门的距离L即如图所示可得所以滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能减小量的测量值大于真实值。12.图甲为“海洋和谐号”游轮，它是目前世界上最大的游轮，假设其总质量，发动机额定输出功率，某次航行过程中，“海洋和谐号”游轮从静止开始在海面上做直线运动，其加速度—时间图像如图乙所示，在时，发动机输出功率达到额定输出功率，此后保持不变假设航行过程中所受阻力恒定不变，求：（1）游轮航行过程中所受的阻力大小；（2）游轮行驶的最大速度【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由图像可知，在内，游轮的加速度，在时游轮的速度由牛顿第二定律有又，解得（2）当游轮达到最大速度时，则有又 解得13.如图所示，倾角为的斜面体C固定于水平面上，质量的物体B置于斜面上，与斜面的动摩擦因数；物体B通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，滑轮通过轻杆固定在天花板上。重力加速度为（，）（1）若物体B恰好沿斜面匀速下滑，求物体A的质量；（2）若物体A的质量为，由静止释放A物体，求运动过程中，绳中拉力的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）B匀速下滑，A匀速上升绳中拉力为B匀速下滑，则解得（2）由于则B沿斜面加速上滑动，对B有对A有解得14.将一质量为1kg可视为质点的物块轻放在以10m/s顺时针转动，倾角为37°的传送带上的顶端A点，传送带长L＝16m，底端有一段长度可忽略的圆弧BC，水平粗糙轨道CD长为7.4m，物块与传送带和水平面动摩擦因数均为0.5，光滑半圆轨道DE半径R＝2m。求：（1）物块到达传送带底端的速度。（2）物块在从A运动到D，由于摩擦而产生的内能。（3）物块冲上半圆轨道后能上升的最大高度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）刚开始运动时，对物块受力分析可知解得物块与传送带达到共同速度时物块的位移此后对物块受力分析可知解得根据动力学公式可得物块到达传送带底端的末速度（2）0~1s内皮带的位移及物体的位移分别为它们的相对位移为1~2s内皮带的位移及物体的位移分别为它们的相