山东省潍坊市2025届高三上学期10月第二次联考物理试题 含解析

山东省中学联盟2024-2025学年高三上学期10月模拟预测物理试题注意事项：1.答题前，考生先将自己的学校、班级、姓名、考号、座号填涂在相应位置。2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写，绘图时，可用2B铅笔作答，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。一、单项选择题1.如图所示，P、Q两物体叠放在一起，在竖直向上的恒力F作用下，沿竖直粗糙墙面一起向上做匀加速直线运动，则P物体除受重力和恒力F外，还受到（）A.2个弹力和2个摩擦力 B.2个弹力和1个摩擦力C1个弹力和2个摩擦力 D.1个弹力和1个摩擦力【答案】D【解析】【详解】P、Q两物体一起向上做匀加速直线运动，合力向上，对P、Q整体进行受力分析，受到重力、外力F，墙对P没有弹力，否则合力不能向上，也就不可能有摩擦力，对Q进行受力分析，Q受到重力，P对Q的支持力，而这两个力的合力不能向上，所以Q还受到P对Q沿斜面向上的静摩擦力，所以对P受力分析，P受重力、外力F、Q对P的压力以及Q对P沿斜面向下的静摩擦力，共4个力。故选D。2.编号为1，2，3的三个相同的小球从同一高度以相同速率抛出，1球竖直上抛、2球平抛、3球竖直下抛，从抛出到落地的过程中，下列说法正确的是（）A.重力对三个球做功 B.重力的平均功率大小C.落地前瞬间重力的功率 D.落地时的速率【答案】C【解析】【详解】A．设小球下落高度为h，重力对三个球做功为故A错误；B．由于所以根据所以重力的平均功率大小故B错误；CD．由于重力做功相等，根据动能定理可知，三个小球落地瞬间速度大小相等，即由于水平抛出的小球落地瞬间速度方向斜向下，所以竖直分速度较小，则有根据所以重力的瞬时功率大小故C正确，D错误。故选C。3.如图所示，斜面放在粗糙水平地面上，定滑轮固定在斜面顶端，两滑块通过光滑的定滑轮用轻绳相连，释放后左侧滑块匀加速向下运动，斜面始终保持静止，关于斜面受到地面的摩擦力说法正确的是（）A方向向左 B.方向向右 C.不受摩擦力 D.以上都有可能【答案】A【解析】【详解】以整体为研究对象，水平方向具有向左的加速度，斜面上的物块的质量为m，斜面夹角为，则有故斜面将受地面向左的摩擦力。故选A。4.两同学操控甲、乙无人机进行对抗演习，时刻甲发现乙无人机，甲立即沿同方向追赶乙，两者运动的v-t图像如图所示，已知时甲追上乙，则下列说法正确的是（）A.甲在1s末开始反向运动 B.第1s末甲在乙后方1.25m处C.第内乙的加速度大于甲的加速度 D.前2s内甲、乙间的距离一直减小【答案】B【解析】【详解】A．甲在1s末速度开始减小，不是反向运动。故A错误；B．t=1s时，由图可知，乙的速度为2.5m/s。根据面积法可得1~2s，甲多跑的位移为已知时甲追上乙，则第1s末甲在乙后方1.25m处。故B正确；。故B；C．第内乙图线的倾斜程度小于甲图线的倾斜程度，则乙的加速度小于甲的加速度。故C错误；D．开始阶段，甲的速度小于乙的速度，则甲、乙间的距离增大。故D错误。故选B。5.一狙击手进行动态狙击训练，从空中点以初速度竖直向上抛出一瓶子，当瓶子速度大小变为时恰好在抛出点上方处。要求狙击手在瓶子下落阶段且在抛出点上方到下方的范围内击中瓶子，则瓶子被击中所处的时间段在抛出后的（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】根据题意有瓶子上升的最大高度为要求狙击手在瓶子下落阶段且在抛出点上方到下方的范围内击中瓶子，当瓶子刚好下落到抛出点上方被击中时，有当瓶子刚好下落到抛出点下方被击中时，有则瓶子被击中所处的时间段在抛出后的。故选D。6.中国传统木工的榫卯工艺，外形唯美且遵循力学原理。如图甲所示为榫眼的凿削操作，图乙为截面图，凿子尖端夹角为。在凿子顶部施加竖直向下的力时，其竖直面和侧面对两侧木头的压力分别为和，不计凿子的重力及摩擦力，下列判断正确的是（）A.力一定大于 B.C. D.夹角越大，凿子越容易凿入木头【答案】C【解析】【详解】ABC．作出力F与F1和F2的关系图，如图所示由图可知，根据几何关系有，故AB错误，C正确；D．由以上分析可知，力F一定时，夹角越大，F1和F2均变小，所以凿子越不容易凿入木头，故D错误。故选C。7.如图所示，一足够长的传送带倾角为，以恒定速率顺时针方向转动，皮带始终处于绷紧状态。时刻物块从顶端以初速度向下冲上传送带，且，物块与传送带之间的动摩擦因数。从放上物块开始计时，物块的动能与位移的关系图像、电动机由于传送物块多消粍的电能与时间的关系图像可能正确的是（）A B. C. D.【答案】D【解析】【详解】AB．由于，物块向下做匀减速直线运动时的加速度大小为当物块向下减速为0后，物块反向做加速度也为的匀加速直线运动，由于，则物块加速到速度与初速度共速后，与传送带保持相对静止运动运动到顶端；根据对称性可知，图像中动能减小过程和动能增加过程，图像的斜率绝对值相等，最后物块的动能小于初动能，故AB错误；CD．电动机由于传送物块多消粍的电能等于传送带克服摩擦力做的功，在物块与传送带共速前，有物块与传送带共速后，有可得可知图像中，共速前图像的斜率大于共速后图像的斜率，故C错误，D正确。故选D。8.如图所示，一半径为R的光滑圆环处于竖直平面内，圆环上套有质量为m的小球，一原长为1.5R的轻质弹簧一端系于球上，另一端固定于圆环最低点Oʹ。当圆环绕过圆心的竖直轴OOʹ转动时，小球相对圆环静止在P点，，已知弹簧的劲度系数，重力加速度为g，则圆环转动的角速度大小为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据几何关系可得，此时弹簧的长度为R，弹簧处于压缩状态，则联立解得故选C。二、多项选择题9.我国高铁技术迅猛发展，取得举世瞩目的成就。学校物理兴趣小组为研究高铁车厢间的相互作用力，用8个完全相同的滑块放在水平地面上模拟高铁车厢，滑块与地面间动摩擦因数都相同，滑块间用轻杆连接，如图所示。给滑块1施加水平向右的拉力F，滑块向右加速运动，下列分析判断正确的是（）A.若减小滑块与地面间的动摩擦因数，则滑块7、8间杆的拉力变小B.若增大水平拉力F，滑块7、8间杆的拉力变大C.滑块7、8间杆的拉力与滑块5、6间杆的拉力大小之比为1:3D.滑块7、8间杆的拉力与滑块5、6间杆的拉力大小之比为2:3【答案】BC【解析】【详解】AB．对所有滑块，根据牛顿第二定律有对第8个滑块，有所以由此可知，若减小滑块与地面间的动摩擦因数，则滑块7、8间杆的拉力不变，若增大水平拉力F，滑块7、8间杆的拉力变大，故A错误，B正确；CD．对6、7、8三个滑块，根据牛顿第二定律有所以则滑块7、8间杆的拉力与滑块5、6间杆的拉力大小之比为故C正确，D错误故选BC。10.许多科学家研究向火星进军，提出了把火星变为适宜人类居住的设想。若人类发射火星同步静止轨道卫星及近火星表面运行的卫星。已知火星的半径为，火星表面重力加速度为，火星的自转周期为，引力常量为，忽略火星自转因素影响。则下列说法正确的是（）A.火星的质量为 B.卫星的运行速度大小为C.卫星到火星表面的高度为 D.卫星运行的速度大小、周期、角速度都是唯一的【答案】AD【解析】【详解】A．根据万有引力与重力的关系可得所以故A正确；B．根据万有引力与提供向心力可得所以故B错误；C．根据万有引力与提供向心力可得所以故C错误；D．卫星运行的周期等于火星自转周期，距火星表面的高度为定值，则运行速度大小、角速度都是唯一的，故D正确。故选AD。11.如图所示，轻绳一端竖直固定在天花板上，另一端跨过定滑轮后与放在光滑水平桌面上的物块b相连，绳与水平桌面平行，托住a使轻绳张紧且系统静止。已知物块a的质量为3m，物块b的质量为m，重力加速度为g，a离地面足够高，b始终未接触定滑轮，不计空气阻力、滑轮的质量和摩擦。现将a由静止释放，在b向右运动距离为L的过程中，下列说法正确的是（）A.a的速度与b的速度大小相等 B.a减少的机械能等于b增加的动能C.重力对a做的功为 D.a的最大速度为【答案】BCD【解析】【详解】A．b向右运动距离为L的过程中，a下降的距离为，所以a的速度与b的速度大小不相等，故A错误；B．根据机械能守恒定律可知，a减少的机械能等于b增加的动能，故B正确；C．重力对a做的功为故C正确；D．根据机械能守恒定律可得解得故D正确。故选BCD。12.如图所示，半径为的光滑圆环固定在竖直面内，O为圆环的圆心，O、D两点等高。轻弹簧一端固定在圆环的最低点A，另一端连接圆环上的带孔小球，小球质量为。小球自圆环的最高点B由静止释放，经过C点时弹簧恰好恢复到原长，经过E点时弹簧的长度为。已知弹簧的原长为，劲度系数为，重力加速度为，不计空气阻力。在小球下滑过程中，下列说法正确的是（）A.小球经过C点时的动能为 B.小球经过E点时的重力势能可能最小C.小球经过E点时的动能为 D.小球的动能与弹簧的弹性势能之和始终增大【答案】CD【解析】【详解】D．小球和弹簧组成的系统满足机械能守恒，在小球下滑过程，小球的重力势能一直减小，所以小球的动能与弹簧的弹性势能之和始终增大，故D正确；A．设的高度差为，根据几何关系可得其中，解得从B到C过程，根据系统机械能守恒可得故A错误；BC．由于在B点时，弹簧伸长量为在E点时，弹簧的压缩量为可知在B点和E点弹簧的弹性势能相等，从B到E过程，根据系统机械能守恒可得其中，，联立解得小球经过E点时的动能为由于小球在E点具有一定的动能，所以E点不是小球运动过程的最低点，则小球经过E点时的重力势能不可能最小，故B错误，C正确。故选CD。三、非选择题13.某实验小组通过末端水平的斜槽探究“平抛运动的规律”，已知斜槽末端的切线保持水平，小球每次都从斜槽轨道上的同一位置无初速释放，在坐标纸上记录了小球经过a、b、c、d四个位置时留下的点迹，其中c点的位置未标出，如图所示。已知由a运动到b、由b运动到c、由c运动到d的时间均相等，坐标纸上每个正方形小方格的边长均为L，重力加速度为g，则：（1）请根据平拖运动的规律，在坐标纸上标注出小球落点c的位置_______（可用空心圆圈表示小球）；（2）由以上信息可知，小球自斜槽末端飞出时的速度大小v0=___________；（3）小球自斜槽末端飞出到经过c点的运动时间t=___________。（用所给物理量的符号表示）【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详解】小球做平抛运动，水平方向可以看成匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由a运动到b、由b运动到c、由c运动到d的时间均相等，所以小球由a到b、b到c、c到d的水平位移相等，同时竖直方向位移差相等，则小球落点c的位置如图所示【小问2详解】水平方向有竖直方向有联立解得【小问3详解】c点竖直方向的速度大小为联立可得14.DIS实验是指数字化信息系统实验，某学校兴趣小组只利用如图所示DIS实验装置测量摆球的质量及摆线的长度。实验器材：铁架台（带铁夹）、摆球、力传感器、速度传感器、数据采集器等。实验操作：a.将力学传感器固定于铁架台上；b.用细线连接质量为的小球，细线的另一端连接拉力传感器于点；c.将速度传感器固定于点正下方且与摆球球心在同一水平面；d.使细线伸直并偏离竖直方向一定角度，由静止释放小球，力传感器测得小球在最低点时绳的拉力，速度传感器测得小球在最低点时速度；e.改变细线与竖直方向的角度重复步骤d，多次采集实验数据；应用计算机进行数据处理测出摆球质量、摆线长度。根据以上实验操作，回答下列问题：（1）由实验数据作出的关系图像正确的是___________。A. B. C.（2）若图像的斜率大小，纵截距，由此可以计算得出摆球质量___________kg，摆线长度___________m，重力加速度大小。（3）实验测得摆线的长度比真实值___________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。【答案】（1）C（2）①.0.05②.1（3）偏大【解析】【小问1详解】小球到达最低点时，根据牛顿第二定律可得即故选C。【小问2详解】[1][2]根据题意可得所以，【小问3详解】由于小球在摆动过程中，半径为小球球心到悬点的距离，所以实验测得摆线的长度比真实值偏大。15.目前自动驾驶出行服务平台已实现超一线城市全覆盖，使得公众出行更加便捷高效。在某次无人汽车制动性能测试中，汽车以v0（未知）匀速直线行驶，感应到前方障碍物后开始自动刹车，第1s内的平均速度为9m/s，2s末恰好停止，汽车减速过程可视为匀减速直线运动。（1）求汽车制动过程中的加速度大小a；（2）若汽车以（1）中的加速度大小从静止开始加速，匀速直线行驶一段时间后，再以相同大小的加速度减速到0，恰好到达相距96m的乘客处，已知汽车最大安全速度为v0，求汽车运动的最短时间。【答案】（1）6m/s2（2）10s【解析】【小问1详解】根据题意可得联立解得，【小问2详解】汽车匀加速的时间为汽车匀减速的时间为匀速运动的时间为所以16.物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能。若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为的质点距质量为的引力中心为时，其万有引力势能为，G为万有引力常量。已知地球的质量为，一颗质量为的人造地球卫星以半径绕地球运行。（1）求卫星动能的大小；（2）若要使此卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径从增大为，此过程中卫星发动机所消耗的最小能量为多少？【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】根据万有引力提供向心力可得所以【小问2详解】人造地球卫星以半径r2绕地球运行时，动能为卫星发动机所消耗的最小能量为17.某同学设计的抛射装置如图所示，固定倾斜长直导轨与水平面的夹角，开始滑块和小球均位于导轨底端。某时刻滑块以的初速度沿导轨上滑，同时小球斜向上抛出，滑块滑至轨道最高点时恰好被小球击中。已知滑块与导轨间的动摩擦因数，不计空气阻力，滑块和小球均可视为质点。重力加速度大小。求：（1）滑块运动到最高点的时间与位移的大小；（2）小球初速度的大小及初速度与导轨间夹角的正切值。【答案】（1）2s，14m（2），【解析】【小问1详解】由牛顿第二定律得解得滑块运动到最高