物理-江苏南京六校联合体2023-2024学年高三10月联合调研带答案

2023-2024学年第一学期10月六校联合调研试题高三物理1.运动轨迹既不是抛物线也不是圆周的曲线运动，称为一般的曲线运动，研究一般的曲线运动，可以把曲线分隔成许多小段，分析质点在每一小段的运动时，下列方法错误的是()A.每一小段的运动可以看成直线运动B.每一小段运动中物体受到的合力为零C.每一小段运动中物体受到恒力的作用D.每一小段运动可以看成圆周运动的一部分2.某小组利用单摆测定当地重力加速度，最合理的装置是()A.B.C.D.3.如图所示，水平台面上放置一个带有底座的倒三脚支架，每根支架与水平面均成45°角且任意两支架之间夹角相等。一个质量为m的均匀光滑球体放在三脚架里，重力加速度为g，则每根支架受球体的压力大A.mgB.mgC.mgD.mg4.一带电粒子仅在电场力作用下沿x轴做直线运动，其动能Ek随位置x变化的关系如题图所示，则其电势能Ep、加速度大小a、电场的电场强度大小E、电势。分别与位置x的关系图，正确的是()A.B.C.D.5.质量为1kg的弹性小球以9m/s的速度垂直砸向地面，然后以同样大小的速度反弹回来，已知碰撞时间为0.1s，关于小球与地面的碰撞过程中，下列说法正确的是()A.小球动量的变化量为0B.地面对小球的冲力大小为180NC.合外力的冲量大小为18N·sD.小球的加速度为06.2021年2月，“天问一号”火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。如图所示，阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线每秒扫过的面积，下列说法正确的是()A.探测器在P点的加速度大于在N点的加速度B.从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变大C.从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器机械能变大D.图中两阴影部分的面积相等7.如图所示，在匀强电场中，将带电量为-610－6C的点电荷从电场中的A点移到B点，电场力做了-2.410-5J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.210－5J的功。已知电场的方向与ΔABC所在的平面平行。下列说法正确的是()A.A、B两点的电势差UAB=－4VB.B、C两点的电势差UBC=2VC.A点的电势比C点的电势高D.场强的方向垂直于AC指向B8.如图所示，甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶，两车车顶O1、O2两位置都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备在5m以内时能够实现通信。t=0时刻，甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为5m/s，乙车的速度为2m/s，O1、O2的距离为3m。从该时刻起甲车以1m/s2的加速度做匀减速运动直至停下，乙车保持原有速度做匀速直线运动。忽略信号传递时间，从t=0时刻起，甲、乙两车能利用蓝牙通信的时A.2.00sB.4.75sC.6.00sD.6.25s9.如图所示，竖直平面内一绝缘细圆环的左、右半圆均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环竖直直径上两点，c、d为圆环水平直径上两点，它们与圆心O的距离相等，则()A.a点的电势高于b点的电势B.c点的场强大于d点的场强C.点电荷+q在a点的电势能大于在b点的电势能D.点电荷-q在d点的电势能大于在c点的电势能10.下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动，与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图a所示。以木棒所受浮力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的变化如图b所示。已知河水密度为P，木棒横截面积为S，重力加速度为g。下列说法正确的是()A.木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波，波速为0.4m/sB.木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为C.x从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小D.x=0.35m和x=0.45m时，木棒的速度大小相等，方向相反位。11.某同学研究自由落体运动的规律时，将小球从一固定的毫米刻度尺旁边由静止释放，用手机拍摄小球自由下落的视频，然后用相应的软件处理得到分帧图片，利用图片中小球的位置就可以得出速度、加速度等信息，实验装置如图1所示。如图2所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,相邻两帧之间的时间间隔为0.02s。（2）图片Ⅱ中小球的瞬时速度约为m/s。（结果保留两位小数）（3）关于实验装置和操作，下列说法正确的是。A．刻度尺应固定在竖直平面内B．选择材质密度小的小球C．铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落D．固定手机时，摄像镜头应正对刻度尺（4）该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h，绘制了v2-h图像，如图3所示。其中P、Q分别为两个大小相同，质量不同的小球下落的图像（空气阻力不变由图像可知两球质量大小关系是mPmQ（选填“大于”、“等于”、“小于”）。（5）如何利用v2-h图像判断小球下落过程机械能是否守恒？12.一列沿x轴正方向传播的简谐波，在t=0时的波形图如图所示，已知这列波的周期为0.4s，求：（2）经过多少时间质点B第一次到达波峰；（3）这段时间里B通过的路程。13.跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有质量m=50kg的跳台滑雪运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡（可看成斜面）b处着陆，如图所示。测得ab间的距离L=40m，斜坡与水平方向的夹角θ=30。，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：（1）运动员在空中飞行的时间t；（2）运动员在飞行过程中，离斜坡最远时重力的瞬时功率P。14.如图所示，空间存在着电场强度E=300N/C、方向水平向右的匀强电场，在电场内一长为L=0.4m的绝缘细线一端固定于O点，另一端拴着质量为m=0.4kg、电量为q=0.01C的小球。已知OA处于水平方向，OC在竖直方向。小球从A点由静止释放，当小球运动到O点正下方B点时细线恰好断裂，经过一段时间，小球运动到OC线上的D点（图中未标出重力加速度g取10m/s2。求：（1）小球到达B点时细线（断裂前）对小球拉力的大小；（2）小球从A点运动到B点过程中的最大速率；15.如图所示，一质量为M=2kg、长为l1=4.5m的木板静止在倾角θ=30。的斜面上，其下端位于斜面上的A点，木板上端有一固定的弹性挡板，质量为m=1kg的小物块静置于木板下端，小物块与木板、木板与斜面间的动摩擦因数均为μ1=。现给木板一沿斜面向下的初速度v1=12m/s，木板到达斜面底端时小物块也恰好到达木板下端，此刻木板锁定，小物块滑到水平传送带上继续运动，最终从传送带左端离开，传送带以速度v2=5m/s逆时针转动，其长度l2=10m，小物块与传送带间动摩擦因数μ2=0.5。小物块经过斜面与传送带连接处机械能损失不计，重力加速度g取10m/s2。求：（1）小物块和木板刚开始运动时的加速度大小；（2）木板运动的时间；（3）整个过程系统因摩擦增加的内能。2023-2024学年第一学期10月六校联合调研试题高三物理1.运动轨迹既不是抛物线也不是圆周的曲线运动，称为一般的曲线运动，研究一般的曲线运动，可以把曲线分隔成许多小段，分析质点在每一小段的运动时，下列方法错误的是()A.每一小段的运动可以看成直线运动B.每一小段运动中物体受到的合力为零C.每一小段运动中物体受到恒力的作用D.每一小段运动可以看成圆周运动的一部分【答案】B【解析】【分析】【详解】A．把曲线分隔成许多小段，每一小段的运动可以看成直线运动，故A正确，不符合题意；BC．把曲线分隔成许多小段，每一小段运动中物体受到的力可视为不变但不为零，故B错误，符合题意；C正确，不符合题意；D．把曲线分隔成许多小段，每一小段运动可以看成曲率半径不同的圆周运动的一部分，故D正确，不符合题意；故选B。2.某小组利用单摆测定当地重力加速度，最合理的装置是()A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】【详解】根据单摆理想模型可知，为减少空气阻力的影响，摆球应采用密度较大，体积较小的铁球，为使摆球摆动时摆长不变化，摆线应用不易形变的细丝线，悬点应用铁夹来固定，故D正确，ABC错误。故选D。3.如图所示，水平台面上放置一个带有底座的倒三脚支架，每根支架与水平面均成45°角且任意两支架之间夹角相等。一个质量为m的均匀光滑球体放在三脚架里，重力加速度为g，则每根支架受球体的压力大A.mgB.mgC.mgD.mg【答案】B【解析】【详解】光滑球体受重力和三个支持力，三个支持力与竖直方向的夹角均为45°,根据平衡条件可得解得故B正确ACD错误。4.一带电粒子仅在电场力作用下沿x轴做直线运动，其动能Ek随位置x变化的关系如题图所示，则其电势能Ep、加速度大小a、电场的电场强度大小E、电势Ψ分别与位置x的关系图，正确的是()A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】ABC．根据功能关系有由图像可知图像的斜率逐渐增大，则E逐渐增大。根据功能关系有由Epx图像可知E逐渐增大，Ep一x图像斜率应逐渐增大。根据牛顿第二定律qEa=m可知E逐渐增大，加速度a逐渐增大，故AB错误，C正确；D．根据电场强度与电势差关系式有Ex由Ψx图像可知E逐渐增大，Ψx图像斜率也应逐渐增大，故D错误。故选C。5.质量为1kg的弹性小球以9m/s的速度垂直砸向地面，然后以同样大小的速度反弹回来，已知碰撞时间为0.1s，关于小球与地面的碰撞过程中，下列说法正确的是()A.小球动量的变化量为0B.地面对小球的冲力大小为180NC.合外力的冲量大小为18N·sD.小球的加速度为0【答案】C【解析】【详解】A．取竖直向上为正方向，则小球动量的变化量为故A错误；BC．设地面对小球的冲力大小为F，根据动量定理可得I合解得故B错误；C正确；D．小球的加速度为2v1故D错误。故选C。6.2021年2月，“天问一号”火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。如图所示，阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线每秒扫过的面积，下列说法正确的是()A.探测器在P点的加速度大于在N点的加速度B.从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变大C.从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器机械能变大D.图中两阴影部分的面积相等【答案】A【解析】【详解】A．根据牛顿第二定律GMm=ma2r可得可知探测器在P点的加速度大于在N点的加速度，故A正确；B．根据开普勒第三定律可知，从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变小，故B错误；C．探测器从“调相轨道”进入“停泊轨道”需在P点点火减速，则探测器机械能变小，故C错误；D．根据开普勒第二定律可知探测器绕火星运行时，在同一轨道上探测器与火星的连线每秒扫过的面积相等，但在不同轨道上探测器与火星的连线每秒扫过的面积不相等，故D错误。故选A。7.如图所示，在匀强电场中，将带电量为-610－6C的点电荷从电场中的A点移到B点，电场力做了-2.410-5J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.210－5J的功。已知电场的方向与ΔABC所在的平面平行。下列说法正确的是()A.A、B两点的电势差UAB=－4VB.B、C两点的电势差UBC=2VC.A点的电势比C点的电势高D.场强的方向垂直于AC指向B【答案】C【解析】【详解】A．由题可知W ABABUW ABABq故A错误；=4VUBC==2V故B错误；C．可以解得AC的电势差故A点的电势比C点的电势高，故C正确；D．由于该电场为匀强电场，所以等势面在所示平面内投影为直线且电势在任意直线上均匀变化。取A、B中点，此点电势为2V，连接C点，得到相同电势的一条直线，由于电场强度方向垂直等势面且指向电势减小的方向，所以过B点做该直线垂线即得到条电场线，方向如图所示场强方向并不是垂直于AC的，故D错误；故选C。8.如图所示，甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶，两车车顶O1、O2两位置都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备在5m以内时能够实现通信。t=0时刻，甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为5m/s，乙车的速度为2m/s，O1、O2的距离为3m。从该时刻起甲车以1m/s2的加速度做匀减速运动直至停下，乙车保持原有速度做匀速直线运动。忽略信号传递时间，从t=0时刻起，甲、乙两车能利用蓝牙通信的时A.2.00sB.4.75sC.6.00sD.6.25s【答案】D【解析】【详解】根据几何知识可知，当甲车在乙车前方且O1O2=5m时，有根据运动学公式有2t2atx乙=v乙t解得2因为甲车做匀减速运动而乙车做匀速运动，所以两2=4s时，甲车的速度为甲at2乙t=4s之后，甲、乙两车的距离不断减小，且甲车能够继续行驶的距离为x甲1=根据几何关系可知，从t=4s开始到乙车行驶至甲车前方4m的过程中，O1O2<5m，这段过程经历的时间为乙v乙所以甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为故选D。9.如图所示，竖直平面内一绝缘细圆环的左、右半圆均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环竖直直径上两点，c、d为圆环水平直径上两点，它们与圆心O的距离相等，则()A.a点的电势高于b点的电势B.c点的场强大于d点的场强C.点电荷+q在a点的电势能大于在b点的电势能D.点电荷q在d点的电势能大于在c点的电势能【答案】D【解析】【详解】A．如图所示，为等量异种点电荷周围空间的电场分布图，本题的带电圆环，可分解成无数对等量异种点电荷的电场，沿水平方向放置，它们有共同的对称轴PPPP＇所在的平面与每一条电场线都垂直，即为等势面，因此a点的电势等于b点的电势，A错误；B．可知水平直径上下两侧的电场分布对称，竖直直径两侧的电场分布也对称，由电场的叠加原理可知，c点的场强等于d点的场强，B错误；C．因a点的电势等于b点的电势，因此点电荷+q在a点的电势能等于在b点的电势能，C错误；D．由圆环所带电荷的电场线分布可知，c点的电势高于d点的电势，由负点电荷在电势高的地方电势能小，在电势低的地方电势能大，可知点电荷q在d点的电势能大于在c点的电势能，D正确。故选D。10.下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动，与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图a所示。以木棒所受浮力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的变化如图b所示。已知河水密度为p，木棒横截面积为S，重力加速度为g。下列说法正确的是()A.木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波，波速为0.4m/sB.木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为C.x从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小D.x=0.35m和x=0.45m时，木棒的速度大小相等，方向相反【答案】C【解析】【详解】A．木棒在竖直方向做简谐振动，x轴方向做匀速直线运动，故A错误；B．木棒在竖直方向的简谐运动可类比于竖直方向的弹簧振子，设木棒长度为L，回复力系数为k，平衡位置时木棒重心在水面下方Δx0，则有(L)0)(L)木棒重心在平衡位置上方最大位移A处时Mg-F2=Mg-pgS+Δx0-A=kA木棒重心在平衡位置下方最大位移A处时F可解得F-F2pSg故B错误；C．x从0.21m到0.25m的过程中，木棒从平衡位置上方靠近最大位移处向下运动（未到平衡位置加速度竖直向下，大小逐渐减小，故C正确；D．x=0.35m和x=0.45m时，由图像的对称性知浮力大小相等，说明木棒在同一位置，竖直方向速度大小相等，速度方向相反，而两时刻木棒水平方向速度相同，所以合速度大小相等，方向不是相反，故D错误。故选C。位。11.某同学研究自由落体运动的规律时，将小球从一固定的毫米刻度尺旁边由静止释放，用手机拍摄小球自由下落的视频，然后用相应的软件处理得到分帧图片，利用图片中小球的位置就可以得出速度、加速度等信息，实验装置如图1所示。如图2所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,相邻两帧之间的时间间隔为0.02s。（2）图片Ⅱ中小球的瞬时速度约为m/s。（结果保留两位小数）（3）关于实验装置和操作，下列说法正确的是。A．刻度尺应固定在竖直平面内B．选择材质密度小的小球C．铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落D．固定手机时，摄像镜头应正对刻度尺（4）该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h，绘制了v2-h图像，如图3所示。其中P、Q分别为两个大小相同，质量不同的小球下落的图像（空气阻力不变由图像可知两球质量大小关系是mPmQ（选填“大于”、“等于”、“小于”）。（5）如何利用v2h图像判断小球下落过程机械能是否守恒？【答案】①.11.05②.1.38③.AD##DA④.大于⑤.见解析【解析】【详解】（1）[1]图片Ⅲ中小球的上缘刻度10.60cm，下缘刻度为11.50cm，则直径为0.90cm，小球球心所在的位置为（2）[2]图片Ⅰ位置球心的位置为则图片Ⅱ中小球的瞬时速度约为2v=2A．由于自由落体运动的方向是竖直向下，所以刻度尺应固定在竖直平面内，故A正确；B．为了尽量减小空气阻力对实验的影响，应选择材质密度大的小球，故B错误；C．铅垂线的作用是检验刻度尺是否固定在竖直平面内，故C错误；D．实验时需要通过手机拍摄的照片来获取位置数据，为了能够精确读数，类似于用肉眼进行刻度尺读数的要求，固定手机时，摄像镜头应正对刻度尺，故D正确。故选AD。（4）[4]小球下落过程若空气阻力不能忽略，且空气阻力不变，根据动能定理有mghfh=mv2可得v2由v2h图像可知kPQ则有2g->2g-可得m>m（5）[5]若小球下落过程满足机械能守恒，则有mgh=mv2可得2v=2gh2在误差允许的范围内，如果v2-h图像是一条过原点的倾斜直线，且斜率等于2g，则小球下落过程机械能守恒，若斜率小于2g，则小球机械能不守恒。12.一列沿x轴正方向传播的简谐波，在t=0时的波形图如图所示，已知这列波的周期为0.4s，求：（2）经过多少时间质点B第一次到达波峰；（3）这段时间里B通过的路程。【解析】（2）波传到B点的位移x=9m-波传到B点的时间11v波传到B点后，质点B第一次到达波峰的时间23T24由t=0时刻到B第一次出现波峰的时间（3）质点B通过的路程为13.跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有质量m=50kg的跳台滑雪运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡（可看成斜面）b处着陆，如图所示。测得ab间的距离L=40m，斜坡与水平方向的夹角θ=30。，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：（1）运动员在空中飞行的时间t；（2）运动员在飞行过程中，离斜坡最远时重力的瞬时功率P。【解析】【详解】（1）根据题意，运动员在空中做平抛运动，在竖直方向有Lsin30。=gt2解得（2）运动员在空中做平抛运动的水平速度为根据平抛运动规律，离斜坡最远时速度与斜面平行，则则重力的瞬时功率为v y0v014.如图所示，空间存在着电场强度E=300N/C、方向水平向右的匀强电场，在电场内一长为L=0.4m的绝缘细线一端固定于O点，另一端拴着质量为m=0.4kg、电量为q=0.01C的小球。已知OA处于水平方向，OC在竖直方向。小球从A点由静止释放，当小球运动到O点正下方B点时细线恰好断裂，经过一段时间，小球运动到OC线上的D点（图中未标出重力加速度g取10m/s2。求：（1）小球到达B点时细线（断裂前）对小球拉力的大小；（2）小球从A点运动到B点过程中的最大速率；【解析】2mgL-qEL=2mvB-0解得T=6N（2）因为电场力与重力的合力方向与竖直方向成37°,所以当小球运动到细线与竖直方向成37°时速率最大。由动能定理得mgLcos37。-qE(L-Lsin37。)=mv-0解得vm=2m/s（3）细线断裂后，小球水平方向作匀减速运动，竖直方向作自由落体运动。水平方向qE=ma小球再次运动到OC线上的D点所需时间2a3gBD的高度为h解得15.如图所示，一质量为M=2kg、长为l1=4.5m的木板静止在倾角θ=30o的斜面上，其下端位于斜面上的A点，木板上端有一固定的弹性挡板，质量为m=1kg的小物块静置于木板下端，小物块与木板、木板与斜面间的动摩擦因数均为μ1=。现给木板一沿斜面向下的初速度v1=12m/s，木板到达斜面底端时小物块也恰好到达木板下端，此刻木板锁定，小物块滑到水平传送带上继续运动，最终从传送带左端离开，传送带以速度v2=5m/s逆时针转动，其长度l2=10m，小物块与传送带间动摩擦因数μ2=0.5。小物块经过斜面与传送带连接处机械能损失不计，重力加速度g取10m/s2。求：（1）小物块和木板刚开始运动时的加速度大小；（2）木板运动的时间；（3）整个过程系统因摩擦增加的内能。【解析】【详解】（1）设小物块和木板开始运动时，物块做匀加速直线运动，加速度为am，木板做匀减速直线运动，加速度为aM；规定沿斜面向下运动为正方向，对物块，由牛顿第二定律得mgsi