江苏省淮安市五校联盟2023-2024学年高三上学期10月联考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024届高三五校联盟10月学情调查测试物理试题试卷满分：100分：考试时长：75分钟一、单项选择题：共11小题，每小题4分，共44分，每小题只有一项最符合题意。1.如图所示，河水向左流动，实线表示河岸，虚线表示某同学画出小船从河岸M驶向对岸N的航线，下图中符合实际且能使小船渡河时间最短的是（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗小船若要使渡河时间最短，则船头应始终与河岸保持垂直，而小船实际运动轨迹沿合速度方向，为斜向左上，综上所述可知A符合实际。故选A。2.一同学将排球自O点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到O点。设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。则该排球（）A.上升时间等于下落时间B.达到最高点时加速度为gC.落回到O点时加速度最大D.下落过程中做匀加速运动〖答案〗B〖解析〗A．排球上升运动中，对排球受力分析，受重力和向下的阻力，设阻力为，则有由牛顿第二定律可得解得排球下落运动中，对排球受力分析，受重力和向上的阻力，由牛顿第二定律可得解得可知排球上升运动加速度大于下落运动加速度，上升和下落高度相等，因此上升时间小于下落时间，A错误；B．达到最高点时，排球所受阻力是零，只受重力作用，因此加速度为g，B正确；CD．排球下落运动中，做加速运动，加速度为随下落运动速度逐渐增大，加速度逐渐减小，因此排球落回到O点时加速度不是最大，可知排球下落时做加速度逐渐减小的加速运动，CD错误。故选B。3.如图所示为某潜艇下潜和上浮的v—t图像，t=0时刻潜艇从水面开始下潜，5t0时刻回到水面，规定竖直向上为正方向，下列说法正确的是（）A.2t0末潜艇下潜至最深处 B.1t0~3t0内潜艇上浮C.2t0末潜艇的加速度改变 D.3t0~5t0内潜艇的位移大于2v0t0〖答案〗A〖解析〗A．潜艇先加速下潜，t0末潜艇下潜速度最大，之后减速下潜，2t0末速度减为0时潜艇离水面最远，A正确；B．1t0~2t0潜艇减速下潜，2t0~3t0潜艇加速上浮，B错误；C．1t0~3t0时间内v—t图像为一倾斜直线加速度不变，2t0末，潜艇的速度方向改变，加速度不变，C错误；D．v—t图像图像与时间轴所围的面积表示位移，5t0末潜艇回到水面，所以0~2t0时间位移2t0~3t0时间位移可以求得3t0~5t0潜艇的位移为x=x1－x2=2v0t0D错误故选A。4.某同学在练习投篮，篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示，篮球所受合力F的示意图可能正确的是（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗篮球做曲线运动，所受合力指向运动轨迹的凹侧。故选A。5.2022年初，长沙气温偏低，存在冰冻现象。某校两名同学穿相同的校服，先后从倾斜冰面的同一位置由静止滑下，最终两人停在水平冰面上，如图所示。（两人均可视为质点，两人与冰面的动摩擦因数处处相等，且不计空气阻力及人经过O点时的能量损失）。根据上述信息，可以确定（）A.质量大的同学运动时间长 B.质量大的同学运动距离长C.质量大的同学损失的机械能多 D.质量大的同学到达O点时速度大〖答案〗C〖解析〗ABD．设两名同学在倾斜冰面上运动的长度为l，冰面倾角为θ，整个过程中的水平位移为x，由动能定理得即可知两人运动的距离一样长。根据牛顿第二定律可知，两人运动的加速度的大小与质量没有关系，则两人运动的时间相等，到达O点的速度也相同，故ABD错误；C．因为质量越大的人，受到的摩擦力越大，而两人运动的距离一样长，则质量大的同学损失的机械能越多，故C正确。故选C。6.最近，义乌中学实验室对一款市场热销的扫地机器人进行了相关测试，测试过程在材质均匀的水平地板上完成，获得了机器人在直线运动中水平牵引力大小随时间的变化图像a，以及相同时段机器人的加速度a随时间变化的图像b。若不计空气，取重力加速度大小为，则下列同学的推断结果正确的是（）A.机器人与水平桌面间的最大静摩擦力为3NB.机器人与水平桌面间的动摩擦因数为0.2C.在0~4s时间内，合外力的冲量为12N·sD.在0~4s时间内，合外力做的功为12J〖答案〗C〖解析〗A．由图乙可知机器人在2s时开始滑动，有加速度，所以刚要滑动时故A错误；B．由图a、图b结合牛顿第二定律可得联立可得机器人质量滑动摩擦力为机器人与水平桌面间的动摩擦因数为故B错误；C．在0~4s时间内，合外力的冲量为故C正确；D．4s末机器人的速度为在0~4s时间内，合外力做的功为故D错误。故选C。7.用如图装置“探究力的平行四边形定则”的实验时，其中有益于减小实验误差的做法是（）A.两细绳必须等长B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D.拉橡皮条的两细绳要相互垂直〖答案〗B〖解析〗A．为减小实验误差，拉橡皮条的细绳应细一些且长一些，可不必等长，故A错误；B．为了防止出现竖直方向的分力，读数的弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；C．该实验应用作图法，用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差适当即可，之差不一定尽可能大，故C错误；D．拉橡皮条的两细绳要长一些，构成一定的角度即可，不必要相互垂直，故D错误。故选B。8.“天宫课堂”第四课于2023年9月21日15时45分开课，神舟十六号航天员景海鹏，朱杨柱、桂海潮在中国空间站梦天实验舱面向全国青少年进行太空科普授课。在奇妙“乒乓球”实验中，航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用白毛巾包好的球拍击球，水球被弹开。对于该实验说法正确的是（）A.击球过程中，水球所受弹力是由于水球发生形变产生的B.击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对平衡力C.梦天实验舱内，水球体积越大其惯性越大D.梦天实验舱内可进行牛顿第一定律的实验验证〖答案〗C〖解析〗A．击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的，故A错误；B．击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是作用力与反作用力，故B错误；C．梦天实验舱内，水球体积越大，水球质量越大，其惯性越大，故C正确；D．牛顿第一定律是理想情况，不可用实验直接验证，故D错误。故选C。9.竖直放置的轻弹簧下端固定在地上，上端与钢板连接，钢板处于静止状态，如图所示。一物块从钢板正上方0.2m处的P点自由落下，打在钢板上（碰撞时间极短）并与钢板一起向下运动0.1m后到达最低点Q。已知物块和钢板的质量都为1kg，重力加速度大小为，下列说法正确的是（）A.物块与钢板碰后一起向下做减速运动B.物块与钢板碰后一起运动的加速度一直增大C.从P到Q的过程中，弹簧弹性势能的增加量为3JD.从P到Q的过程中，物块、钢板、弹簧组成的系统机械能守恒〖答案〗C〖解析〗AB．物块与钢板碰后一起向下运动中，开始物块与钢板的合重力大于弹簧的弹力，合重力与弹力的合力方向向下，由牛顿第二定律可知，则产生的加速度向下，物块与钢板一起向下做加速运动，随向下运动位移增大，弹簧的弹力增大，其合力减小，加速度减小；当弹簧的弹力大小等于合重力时，其合力是零，加速度是零，继续向下运动，弹力大于合重力，其合力向上，加速度向上，物块与钢板做减速运动，弹力继续增大，加速度继续增大，后到达最低点Q，加速度最大，可知物块与钢板碰后一起先向下加速，后减速，则运动的加速度先向下减小后反向增大，AB错误；C．物块与钢板碰撞前，物块从P点开始做自由落体运动，下落到钢板时的速度大小由速度位移关系公式，则为物块与钢板碰撞运动中，因碰撞时间极短，内力远大于合外力，则有物块与钢板组成的系统动量守恒，设物块与钢板碰撞后的共同速度为v1，取向下为正方向，由动量守恒定律可得解得碰后从P到Q的过程中，由能量守恒定律可得代入数据解得弹簧弹性势能的增加量为C正确；D．物块与钢板碰撞后一起运动，其碰撞是非弹性碰撞，碰撞运动中有机械能的减少，因此从P到Q的过程中，物块、钢板、弹簧组成的系统机械能不守恒，D错误。故选C。10.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（）A.15∶16 B.5∶3 C.3∶5 D.16∶15〖答案〗B〖解析〗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，则根据、可知线速度之比和角速度之比分别为5：4和4：3根据向心加速度的公式可知向心加速度之比为5：3故选B。11.将一物体以初动能竖直向上抛出，选抛出时的位置为零势能点，若物块所受到的空气阻力与其速率成正比，则物体的机械能E随其位移h变化的关系图像可能是（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗由功能关系知，机械能的变化对应着除重力和弹簧弹力之外的其他力做功，则该物体机械能的变化对应着空气阻力做功，所以物体的机械能E随其位移h变化的关系图像的斜率为阻力，由题意得，空气阻力与其速率成正比，即因为上升阶段物体速度减小，所以可知阻力减小，所以上升阶段的图像斜率在减小，且阻力做负功，则机械能在减少。同理可知，下降阶段，物体速度增大，则阻力增大，即图像斜率增大，且阻力同样做负功，机械能也减少。且上升过程，位移增大，下降过程位移减小，最终位移为零。故选C二、实验题：本题每空3分，共15分，将解答填写在答题卡相应的位置。12.用下列器材测量小车质量M。小车，一端带有定滑轮的平直轨道，垫块，细线，打点计时器，纸带，频率为的交流电源，直尺，8个槽码，每个槽码的质量均为。（1）完成下列实验步骤：①按图安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着8个槽码。改变轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列均匀的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；②保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂7个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；③依次减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤②；④以取下槽码的总个数n（）的倒数为横坐标，为纵坐标，纸上作出关系图线。（2）已知重力加速度大小，计算结果均保留两位有效数字，请完成下列填空：①下列说法错误是_________。A.接通电源后，再将小车从靠近打点器处释放B.小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行C.实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量D.若细线下端悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为②某次实验获得如图所示纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则在打“5”点时小车的速度大小__________m/s，加速度大小__________；③写出随变化的关系式__________（用M，m，g，a，n表示）；④测得关系图线的斜率为，则小车质量__________。〖答案〗（2）AB0.720.820.165〖解析〗（2）[1]A．接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放，A正确；B．小车下滑时，为了保证小车所受合力不变，保证实验的准确性，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行，B正确；C．因为减少的槽码的重力等于系统的合力，且每个槽码的质量已知道，故选择小车和悬挂的所有槽码为研究对象，则实验中不必保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量，故C错误；D．若细线下端悬挂着2个槽码，小车加速下滑，槽码加速上升，槽码超重，故细线对小车的拉力大于2个槽码的重力，所以小车下滑过程中受到的合外力小于6mg，故D错误。[2][3]相邻计数点间均有4个点未画出，可知根据图乙，点5是点4、6的中间时刻，则在打“5”点时小车的速度大小为设由逐差公式得加速度为[4]以小车和悬挂的所有槽码为研究对象，则有整理得[5]由[4]中分析可知关系图线斜率而m=10g，代入解得三、计算题：本大题共4小题，共41分。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。有数值计算的题，〖答案〗中必须写出数值和单位。13.如图所示，轻杆一端固定在小车的竖直面O处，另一端与光滑轻质的滑轮相连。细线越过滑轮，a端固定、c连接质量的小球，细线部分与水平轻杆的角。小车沿水平面向右运动，加速时细线部分与竖直方向夹角。已知重力加速度。求小车：（1）加速度的大小a；（2）匀速运动时，轻杆对滑轮作用力的大小F。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）对小球受力分析，如图所示，由牛顿第二定律可得解得加速度大小（2）匀速运动时，细线部分沿竖直方向，对滑轮受力分析，如图所示，由力的合成定则，可知和绳拉力的合力大小为由平衡条件可得轻杆对滑轮作用力的大小为14.如图所示，一宇宙飞船绕地球中心做圆周运动，已知地球半径为R，轨道A半径是2R，将飞船转移到另一个半径为4R的圆轨道B上去，已知地球质量为M，飞船质量为m，万有引力常数为G。（1）求飞船在轨道A上环绕速度、飞船在轨道B环绕加速度；（2）理论上，若规定距地心无限远处为引力势能零势能点，飞船和地球系统之间的引力势能表达式为（其中r为飞船到地心的距离），请根据理论，计算这次轨道转移点火需要的能量。〖答案〗（1），；（2）〖解析〗（1）飞船轨道A上运动时，由万有引力提供向心力，可得解得飞船在轨道B环绕运动时，由牛顿第二定律可得解得（2）设飞船在轨道A和轨道B上稳定运行时的机械能分别为和，则有飞船在轨道A的动能重力势能可得同理可得可得这次轨道转移点火需要的能量15.超市为节省收纳空间，常常将手推购物车相互嵌套进行收纳。质量均为m=16kg的两辆购物车相距静止在水平面上。第一辆车在工作人员猛推一下后，沿直线运动与第二辆车嵌套在一起，继续运动了后停了下来。人推