安徽省阜阳市临泉2022-2023学年高三物理上学期11月联考试题含解析

Page192022～2023学年度第一学期高三11月联考物理试卷考生注意：1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色。墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3．考生作答时，请将答案答在答题卡上、选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4．本卷命题范围：人教版必修第一册，必修第二册，选择性必修第―册动量。一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.一支150m长的抢险救灾队伍匀速前进，位于队尾的队长放出无人机到前方1000m处侦察受灾路况，拍照后立即返回，当无人机返回队长处时，队伍已前进了200m。无人机的运动轨迹图如图所示，对整个运动过程，下列说法正确的是（）A.无人机的路程为1400mB.无人机的位移大小为400mC.若无人机的平均速率为45m/s，则队伍的速度为5m/sD.若队伍的速度为4m/s，则无人机的平均速度为16m/s【答案】C【解析】【详解】AB．对整个运动过程，无人机与队伍的位移大小均为200m，无人机的路程为AB错误；C．若无人机的平均速率为45m/s，则运动时间为则队伍的速度为C正确；D．队伍的速度与无人机的平均速度相等，当队伍的速度为4m/s，则无人机的平均速度为4m/s，D错误。故选C。2.落体运动遵循怎样的规律，伽利略用斜面实验来验证自己的猜想。如图甲所示，伽利略首先探究小球从静止开始下滑的距离与时间的关系，然后用如图乙所示的几个斜面的合理外推得出自由落体运动是一种最简单的变速运动。下列说法正确的是（）A.伽利略认为当成立时，小球做匀变速直线运动B.在伽利略那个时代，可直接测量小球自由下落的时间C.伽利略用图乙小倾角的斜面做实验，是为了增大重力的效果，延长运动时间D.伽利略把斜面运动实验结论用逻辑推理推广到竖直情况，此法被称为“推理法”【答案】D【解析】【详解】A．伽利略认为当成立时，小球做匀变速直线运动，A错误；B．因为小球下落得太快，在伽利略那个时代，直接测量小球自由下落的时间非常困难，B错误；C．伽利略用乙图小倾角的斜面做实验，是为了让小球运动速度尽量放慢，运动时间尽量延长，减弱重力的效果，巧妙地克服测量上的困难，C错误；D．伽利略把小球在斜面上运动的实验结论用逻辑推理的方法推广到实验范围之外的竖直情况，从而得出自由落体运动的性质，这种物理学研究方法称为“推理法”，D正确。故选D。3.如图所示，进行太空行走宇航员A和B的质量分别为和，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为。A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为，下列说法正确的是（）A.研究A、B相对空间站的速度是以地球为参考系B.A将B向空间站方向轻推的过程中，不能认为A、B组成的系统动量守恒C.A将B向空间站方向轻推后，B的动量大小为D.若A将B向空间站方向轻推的作用时间为，则A、B互相作用的平均力为【答案】D【解析】【详解】A．研究A、B相对空间站的速度是以空间站为参考系，选项A错误；B．根据动量守恒定律的条件可以知道，将A和B看作一个系统，二者相互作用的过程中不受外力作用，故系统动量守恒，，选项B错误；C．根据动量守恒有解得选项C错误；D．若A将B向空间站方向轻推的作用时间为，对A根据动量定理有解得即A、B互相作用的平均力为，选项D正确。故选D。4.如图所示，物块在水平向左外力F的作用下沿斜面匀速下滑，该过程中斜面始终静止在水平地面上、下列说法正确的是（）A.地面对斜面的摩擦力水平向左B.地面对斜面的支持力大于物块与斜面所受重力之和C.物块可能只受三个力的作用D.撤去外力后，物块的运动状态可能不变【答案】C【解析】【详解】AB．物块匀速下滑，系统整体受力平衡，由整体法判断地面对斜面的摩擦力向右，支持力与物块与斜面所受重力之和相等，故AB错误；C．若斜面与物块间无摩擦力，物块受到的竖直向下的重力、垂直斜面指向右上的支持力和水平向左的外力，结合三力平衡知识可知，C正确；D．若斜面粗糙，设斜面倾角为，物块与斜面间动摩擦因数为，撤去外力前有得撤去外力后不可能有故D错误；故选C。5.如图所示，半径分别为rA、rB的两圆盘水平放置，圆盘的边缘紧密接触，当圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动时，圆盘的边缘不打滑，质量分别为mA、mB的物块A、B（均视为质点）都放置在圆盘的边缘，与圆盘间的动摩擦因数分别为μA、μB最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现让圆盘转动起来，A比B先滑动的条件一定是（）A.mA<mB B.μA<μBC.μArA<μBrB D.【答案】C【解析】【详解】由牛顿第二定律与圆周运动规律：当A刚要相对圆盘滑动时当B刚要相对圆盘滑动时可得、两物块相对圆盘开始滑动的临界线速度与质量、无关，故A错误；当A比B先滑动时，，则有整理可得故选C。6.某次军事演习中，在P，Q两处的炮兵向正前方同一水平面上的目标O发射炮弹，要求同时击中目标。若忽略空气阻力，炮弹轨迹如图所示，下列说法正确的是（）A.若两颗炮弹运动的最高点在同一高度，则P处射出的炮弹运动时间长B.若两颗炮弹运动的最高点在同一高度，则Q处射出的炮弹的初速度大C.若Q点射出的炮弹的运动时间长，则Q处射出的炮弹到达的最高点更低D.若Q点射出的炮弹的运动时间长，则Q处射出的炮弹到达的最高点更高【答案】D【解析】【详解】A．高度决定斜抛运动的时间，若两颗炮弹的最高点在同一高度，则P、Q两处射出的炮弹运动时间相等，故A错误；B．若两种斜抛运动的最高点在同一高度，则P、Q两处的初速度在竖直方向的分速度相等，P到O的水平位移大于Q到O的水平位移，则P水平方向分初速度大于Q水平方向的分速度，则P处射出的炮弹的初速度大，故B错误；CD．若Q点射出的炮弹的运动时间长，则Q点炮弹竖直分速度大，飞得更高，故C错误，D正确。故选D。7.卫星的轨道与发射速度的关系如图所示，假设质量为m0的同一颗卫星的四条轨道曲线相切于同一点P，已知地球半径为R，表面的重力加速度为g，规定质量为m的探测器与质量为M的星球的中心距离为r时，引力势能（即重力势能）的表达式为，下列说法正确的是（）A.该卫星在四条轨道上分别运动到P点时，圆轨道对应的加速度最大B.该卫星在椭圆轨道上运行的机械能一定大于在圆轨道上运行的机械能C.该卫星在圆轨道上的重力势能为0D.该卫星在圆轨道上的机械能为【答案】BD【解析】【详解】A．根据牛顿第二定律可得解得同一颗卫星运动到四条轨道曲线的同一点P，、都相同，则加速度相等，故A错误；B．卫星从圆轨道变轨到椭圆轨道，需要在相切点处点火加速，则卫星在椭圆轨道上运行的机械能一定大于在圆轨道上运行的机械能，故B正确；CD．由题图，对圆轨道有又可得则卫星的机械能为故C错误，D正确。故选BD。8.某同学让小球从距地面高度为1.0m处，以大小为6m/s的初速度竖直向上抛出，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，规定竖直向下为正方向，下列说法正确的是（）A.从抛出点到最高点，小球的位移为正B.从抛出到落地，小球的平均速度为正C.小球落地时的速度为m/sD.当小球运动到与抛出点的距离为1.0m处，对应的时刻有两个【答案】BC【解析】【详解】A．因为规定竖直向下为正方向，则从抛出点到最高点，小球的位移为负，故A错误；B．从抛出到落地，小球的位移为正，则此过程中平均速度为正，故B正确；C．由速度位移关系式可得解得故C正确；D．根据速度位移关系可得最高点与抛出点的高度差为则与抛出点的距离为1.0m的时刻有3个，抛出点的上方有两个，下方一个（地面），故D错误。故选BC。9.质量为2m的四分之一圆弧槽静止放置在光滑的水平面上，弧面的最高点P的切线竖直，最低点的切线水平，弧面光滑，先让质量为m的小球（视为质点）以水平向右的速度v0滑上弧面，小球正好能到达最高点P，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.小球滑上弧面P点的过程中，地面对圆弧槽的冲量为0B.小球滑上弧面P点时，系统的动能达最小值C.小球滑上弧面P点的过程中，对圆弧槽做的功为D.圆弧槽弧面的半径为【答案】BD【解析】【详解】A．小球滑上弧面的P点时，小球与圆弧达沿水平方向的共同速度，则系统在竖直方向的速度为0，小球滑上弧面P点的过程中，在竖直方向系统的总动量变化量为0，对系统应用动量定理有解得A错误；B．小球滑上弧面的P点时，小球与弧面达沿水平方向的共同速度，系统的重力势能增加最多，动能减小最多，系统的动能达最小值，B正确；C．系统在水平方向动量守恒，则有解得对圆弧槽由动能定理可得从小球滑上弧面到离开P点，对圆弧槽做功为C错误；D．设圆弧槽弧面的半径为r，由能量守恒可得解得D正确。故选BD。10.如图甲所示，水平固定放置的传送带在电机的作用下向右做匀减速直线运动，加速度的大小为，当传送带的速度为时，一质量为物块（视为质点）以速度从左轮的正上方水平向右滑上传送带，两者达到共同速度，当传送带停止运动时，物块正好到达右轮的正上方离开传送带，两者的v-t图像如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（）A.传送带对物块做的功为B.运动的过程中，物块所受的摩擦力变化量的大小为0.8NC.整个过程中的摩擦生热为5JD.传送带两轮轴心之间的距离为7m【答案】BD【解析】【详解】A．由动能定理可传送带对物块做的功为A错误；B．由题意和图像分析可知，时，两者的共同速度物块第一段时间内的加速度大小为第二段时间内与传送带一起匀减速，加速度的大小为由牛顿第二定律知摩擦力的大小为、摩擦力变化量的大小为B正确；C．整个过程中两者的相对位移为摩擦生热综合计算可得C错误；D．由题意和图像分析可知，传送带两轮轴心之间的距离为D正确。故选BD。二、实验题（本题共2小题，共16分）11.用如图甲所示的装置来研究直线运动的规律，把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，将滑轮端伸出桌面，将打点计时器固定在木板上没有滑轮的一端，连接好电路（若使用电磁打点计时器，接______V的低压交流电源；若使用电火花计时器，接______V的交流电源），在让纸带穿过打点计时器的限位孔后，将其一端夹在小车尾部正中央。让小车靠近打点计时器，在小车前端系上细绳，细绳、纸带与木板平行，且细绳、纸带、限位孔要在______，细绳跨过定滑轮，挂上适量的钩码，启动打点计时器，然后释放小车，让它拖着纸带运动。已知交流电源的频率为50Hz，实验连续打了一系列点的纸带如图乙所示，由此可以判断，这段纸带的运动属于______（填“匀速”或“匀变速”）直线运动，AB段的平均速度为v=______m/s（计算结果保留三位有效数字），小车的加速度为a=______m/s2（计算结果保留两位有效数字）。【答案】①.4~6②.220③.一条直线上④.匀变速⑤.1.15⑥.5.0【解析】【详解】[1][2]若使用电磁打点计时器，接4~6V的低压交流电源；若使用电火花计时器，接220V的交流电源；[3]为保持小车的加速度不变，细绳、纸带、限位孔要在一条直线上；[4]由乙图分析可得，连续的、相邻的、相等的时间间隔内的位移之差为由此可以判断，这段纸带的运动属于匀变速直线运动。[5]AB段运动的时间为A、B两点之间的距离为AB段的平均速度为[6]由又可得小车的加速度为12.一位学生用如图甲所示的装置来描绘平抛物体的运动轨迹和探究平抛运动的特点与规律，将固定有斜槽的木板放在水平桌面上，用图钉把坐标纸固定在竖直的木板上，使坐标纸上的竖线处于竖直位置，并在坐标纸上选定斜槽末端投影所在的位置为坐标原点O，以水平向右的方向为x轴的正方向，竖直向下的方向为y轴的正方向，当地的重力加速度未知，回答下列问题：（1）设计实验：实验时，在斜槽上某一___（填“相同”或“不同”）位置释放小球，使小球自由滑下，并从O点开始做平抛运动。先目测做平抛运动的小球在某一水平位置x处的y值。然后使小球重新自由滑下，用铅笔记下小球实际经过的位置，并记录在坐标纸上、接着依次改变x值，重复上述步骤，确定各点的位置。实验时，斜槽末端的切线__（填“需要”或“不需要”）保持水平位置。（2）下列哪些器材是实验必需的______。（填字母）A．弹簧测力计B．打点计时器C．重锤线（3）收集信息与作图：取下坐标纸，用平滑曲线画出小球做平抛运动的轨迹，在平滑曲线上选取两个不同的点A、B，如图乙所示，各点的坐标值已在图中标出，实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，得出小球在O、B两点之间的运动时间为0.2s，则当地的重力加速度为______m/s2（保留两位有效数字），平抛运动的初速度为______m/s（保留两位有效数字）。（4）A点的速度与水平方向夹角的正切值为______。【答案】①相同②.需要③.C④.10⑤.1.6⑥.0.625【解析】【详解】（1）[1][2]实验时，在斜槽上某一相同位置释放小球，使小球自由滑下；为了保证小球做平抛运动，要求斜槽的末端必须处于水平状态。（2）[3]为了保证y轴在竖直方向，实验需要重锤线，故选C。（3）[4]由可得由题图可得、，解得平抛运动的初速为结合、可得（4）[5]A点在竖直方向的分速度为设A点的速度与水平方向的夹角为，则有三、计算题（本题共3小题，共44分。作答时应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，答案中必须明确写出数值和单位）13.如图所示，光滑的硬杆AB竖直固定放置，粗糙的硬杆CD水平固定放置，原长为L的弹性橡皮筋（弹力满足胡克定律）一端悬挂在天花板上，另一端连接质量为m的小球，若将小球穿过AB杆，静止时橡皮筋与竖直方向的夹角为37°，天花板与小球间的高度差为L，若将小球穿在硬杆CD上，当小球刚好不滑动时，橡皮筋与水平方向的夹角为53°，橡皮筋的总长为3L（未超过最大弹性限度），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，sin37=0.6，cos37=0.8。求：（1）橡皮筋的劲度系数；（2）杆CD与小球之间的动摩擦因数以及杆CD对小球的弹力与杆AB对小球的弹力大小之比。【答案】（1）；（2），【解析】【详解】（1）小球穿过AB杆，对小球受力分析，把橡皮筋的弹力分别沿水平方向和竖直方向分解，由力的平衡可得由胡克定律可得综合解得，，（2）小球穿过CD杆，对小球受力分析，把橡皮筋的弹力分别沿水平方向和竖直方向分解，由力的平衡可得由胡克定律可得由滑动摩擦力的定义可得结合，综合解得、可得14.如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧放置在光滑的水平面AB上，左端固定在挡板上，右端与质量为m的物块（视为质点）接触但不粘连，两个半径均为R的光滑圆管轨道固定在竖直面内，最高点B、最低点D的切线均水平，水平面DE的长度为2R，斜面EF的倾角为θ=37°，物块与DE，EF之间的动摩擦因数均为μ，现缓慢地用物块压缩弹簧，使弹簧的压缩量为R，然后释放物块，最终物块沿斜面上滑的最大距离为L。弹性势能的表达式为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），重力加速度为g，，，求：（1）弹簧的劲度系数k与物块沿斜面上滑的距离L之间的函数关系式；（2）若R=1m，且k-L函数图像的斜率为4