安徽省皖豫名校联盟2024-2025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PAGEPAGE1物理试卷考生注意：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.小轮车（BicycleMotocross，简称BMX）是奥运会比赛项目，中国选手邓雅文在2024年巴黎奥运会女子自由式小轮车公园赛决赛中获得金牌。如图所示，几位运动员正在倾斜的弯道上做匀速圆周运动，若圆周运动的轨道在同一水平面内，运动员连同各自的自行车均可视为质点，倾斜弯道可视为一个斜面，下面说法正确的是（）A.质点处于平衡状态B.质点所受支持力竖直向上C.质点可能不受摩擦力作用D.质点所受合外力沿水平方向【答案】D【解析】A．在倾斜的弯道上匀速骑行，不是匀速直线运动，是线速度大小不变的曲线运动，因此，不属于平衡状态，故A错误；B．支持力垂直于轨道向上，故B错误；C．质点沿半径方向可能不受摩擦力，但切线方向会受到摩擦阻力，故C错误；D．圆周运动的轨道在水平面上，合外力提供向心力，所以合外力沿水平方向，故D正确。故选D。2.如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平面上，斜面上放着质量分别为、…的n个滑块，开始时用手托住第一个滑块，使所有滑块静止在斜面上。重力加速度为g，放手后这些滑块沿着斜面下滑过程中，第n个滑块与第个滑块之间的作用力大小为（）A.0 B.C. D.【答案】A【解析】把这n个滑块当作一个整体，整体的加速度为每个滑块的加速度均为因此第n个滑块的加速度也为第n个滑块与第个滑块之间的作用力为0。故选A。3.如图所示，河谷总宽度为L，左侧河岸比河水水面高出h，右侧河岸比河水水面高出H。如果摩托车以水平速度v从右侧河岸飞跃时，能安全飞跃河谷，重力加速度为g，不考虑空气阻力及摩托车的体积，则v不能低于（）A. B.C. D.【答案】C【解析】摩托车做平抛运动，水平方向竖直方向联立解得，故选C。4.如图所示，一个金属小球用不可伸长的细绳悬挂在铁架台上点，静止时小球位于正下方的O点。某同学手持磁铁吸引小球，吸引力的方向始终与细绳保持垂直，在磁铁吸引力的作用下，小球从O点缓慢上升。在小球上升到细绳水平的过程中，下面说法正确的是（）A.磁铁吸引力先增大后减小B.绳子拉力先增大后减小C.桌面对铁架台的静摩擦力先增大后减小D.桌面对铁架台的支持力先增大后减小【答案】C【解析】AB．对小球受力分析，如图所示由题意可知，吸引力F与绳子拉力FT始终垂直，即始终为90°，在小球缓慢移动的过程中，增大，减小，则可知吸引力F一直增大，绳子拉力FT一直减小，故AB错误；CD．桌面对铁架台的静摩擦力桌面对铁架台支持力α由0逐渐增大到90°，根据数学知识可知，F1先增大后减小，F2一直减小，故C正确，D错误。故选C。5.如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，斜边AB上半段是光滑的，下半段是粗糙的。将一个小物体从斜面顶端A从静止释放，小物体下滑到斜面底端B时刚好静止，则小物体与斜面之间的动摩擦因数为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】设斜面长度为2L，小物体运动到斜面中点时的速度为v，小物体运动的上半段加速度为，对物体受力分析，结合牛顿第二定律可得解得方向沿斜面向下，由匀变速直线运动规律可知下半段的加速度为，对物体受力分析，结合牛顿第二定律可得解得方向沿斜面向上，物体做匀减速运动，由运动学规律可得联立解得故选B。6.如图所示，一条不可伸长的轻绳AB的两端系在水平天花板上，O是绳子上的一个点，在O点用另一根轻绳系上一个重物，平衡时，结点O到天花板的距离为AB绳长的，OA的长度为AB绳长的，则OA段绳拉力的竖直分量与OB段绳拉力的竖直分量之比为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】对结点O进行受力分析，设OA、OB与竖直方向的夹角分别为、，如图所示水平方向有竖直方向有解得，的竖直分量为的竖直分量为设绳长为L，根据几何关系求得解得故选A。7.一物体沿着直线运动途径A、B、C三点，其中B是AC的中点，物体在AB段以3m/s的速度匀速运动，在BC段运动过程中前一半时间的平均速度是4.5m/s，后一半时间的平均速度是7.5m/s，则物体全程的平均速度大小为（）A.4.0m/s B.4.8m/s C.5.0m/s D.5.5m/s【答案】A【解析】设全程位移为x，对于AB段有对于BC段有解得全程时间则物体全程的平均速度大小为故选A。8.如图所示，墙角处有两紧挨在一起的木块A和B，A是软木块，B是硬木块，A的长度是B长度的2倍。一颗子弹以初速度射向木块A后刚好射到木块B的中心时停止。如果A、B交换位置，子弹以初速度射向木块B后刚好射到木块A的中心时停止。设子弹在木块A、B中运动时的加速度大小、恒定，则与之间关系正确的是（）A. B.C D.【答案】B【解析】设木块A的长度为L，A、B未交换位置之前，子弹刚进入B时的速度为，对A有对B有消去，解得设A、B交换位置之后，子弹刚进入A时的速度为，对B有对A有消去，解得联立可得故选B。二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。9.如图所示，半径为R的圆弧竖直轨道ABC的圆心位于坐标系xOy的原点，一小球从C的正上方下落进入圆弧轨道后从A点抛出做平抛运动。不计空气阻力，下面说法正确的是（）A.小球不可能再落回轨道内B.小球可能从C点落回轨道内C.小球经过x轴时的坐标D.小球经过x轴时的坐标【答案】AD【解析】若小球以最小速度通过A点，满足可得最小速度为通过A点后做平抛运动，当下落高度为R时有解得可知小球一定不会落回轨道内，且小球经过x轴时的坐标故选AD。10.如图所示，两个完全相同的小滑块甲和乙放在水平转盘的同一条半径上，转盘的半径为R，甲到圆心O的距离为，乙到圆心O的距离为，小滑块甲、乙与转盘之间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力且两滑块始终在转盘内。当转盘以角速度ω转动时，下列说法正确的是（）A.相对转盘滑动前，甲、乙所受摩擦力大小与转盘角速度ω成正比B.相对转盘滑动前，同一时刻甲、乙所受静摩擦力大小之比为1:2C.转盘角速度ω时，滑块甲即将开始滑动D.转盘角速度ω为时，甲、乙所受摩擦力大小相等【答案】BD【解析】A．滑动前甲、乙所受摩擦力与转盘角速度平方成正比，故A错误；B．同一时刻甲、乙所受静摩擦力分别为故B正确；C．乙开始滑动时，有解得此时还没有达到甲开始滑动的临界角速度，故C错误；D．甲开始滑动时，有解得由于大于甲要滑动的临界角速度，此时甲、乙都开始滑动，所受的摩擦力都等于滑动摩擦力μmg，故D正确。故选BD。三、非选择题：本题共5小题，共58分。11.如图所示的实验装置可以用来研究平抛运动。水平桌面上放置一个斜槽，斜槽末端O悬挂一个重锤用来确定竖直方向，让一枚小钢球从斜槽上滚下，做平抛运动，落在一块水平放置铺有复写纸和白纸的木板上，小钢球落在木板上后在白纸上留下一个点痕P，以此记录小钢球做平抛运动的落点，当地重力加速度为g。（1）要测出平抛运动的初速度，只需要一种测量工具是______（填“直尺”或“秒表”）。（2）主要实验步骤有：①调整木板与槽口的竖直距离为h，小球从斜槽上的A点由静止释放，测得落点P1到重锤线的水平距离为L1；②调整木板与槽口的竖直距离为4h，让小球仍从斜槽上的A点由静止释放，测得落点P2到重锤线的水平距离为L2；（3）比较L2与L1之间的关系：若______，表明平抛运动在水平方向是匀速直线运动。（4）平抛运动的初速度v0=______（用L1、L2、h和g表示）。【答案】（1）直尺（3）（4）【解析】[1]因为只涉及长度的测量，所以只需要用直尺；[2]两次平抛运动竖直方向下落的距离为h和4h，根据可知，竖直位移之比为1:4，则平抛运动的时间之比为1:2，两次抛出的初速度相同，所以若水平方向做匀速直线运动，则水平方向位移之比为[3]小钢球在水平方向做匀速直线运动，因此水平方向经过和所用时间相等，对应竖直的高度分别为和，竖直方向做匀加速直线运动，连续相等时间的位移差为解得水平方向12.某实验小组用如图1所示装置探究小车的加速度与质量、合外力的关系。把带有遮光片的小车与力传感器固定在一起，放在带有滑轮的木板左端，长木板上固定两个光电门。（1）为了平衡摩擦阻力，需要把长木板的______（填“左”或“右”）端适当垫高，在小车不受拉力的情况下，轻推小车，当小车经过两个光电门时遮光片的遮光时间______时，表明补偿摩擦力恰到好处。（2）用游标卡尺测量遮光片宽度，读数如图2所示，则遮光片的宽度d=______mm。（3）跨过定滑轮的细线一端与力传感器相连，另一端与悬挂的重物相连，从静止释放小车，小车通过左、右两光电门时遮光片的遮光时间分别为t1和t2，小车通过两光电门的时间间隔为Δt，则小车运动的加速度a=______（用题中字母表示），记录下这一过程中力传感器的示数F。（4）改变重物的质量，重复（3），得到多组加速度a与对应的力传感器的示数F，用图像法处理数据，以a为纵坐标，F为横坐标，作出a-F图像，得到一条过原点的直线；在小车中加上一个砝码，再改变重物的质量，重复（3），在同一坐标系中得到另一条过原点的直线，则图3中______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）是小车内添加砝码后的图线。（5）根据图线Ⅰ、Ⅱ可得小车（连同力传感器、遮光片）的质量M=______kg，小车内所加的砝码质量m=______kg（均保留2位有效数字）。【答案】（1）左相等（2）5.2（3）（4）Ⅱ（5）0.200.15【解析】【小问1详解】[1][2]平衡摩擦力时，需要把长木板左端垫高，当小车经过两个光电门时遮光片的遮光时间相等时，表明小车做匀速运动。【小问2详解】游标为10分度，且第2个小格与主尺对齐，则遮光片的宽度为【小问3详解】小车通过左右两光电门的速度，加速度为【小问4详解】因为加速度与质量成反比，物体质量越大，a-F图线斜率越小，所以Ⅱ是小车内添加砝码后的图线。【小问5详解】[1][2]根据图像数据解得联立解得13.单踏板模式是新能源电动汽车特有的一种驾驶模式，将加速、减速控制集成在一个踏板上，简化了驾驶操作，使驾驶更为轻松便捷。踩下油门踏板，车辆加速行驶，松开油门踏板，能量回收系统开始工作，车辆逐渐减速。采用单踏板模式的新能源汽车仍然像传统汽车一样设有独立的刹车踏板，用于汽车的刹车。某新能源汽车在一段平直路面上进行性能测试过程中，汽车以90km/h的速度匀速行驶，当汽车车头经过路旁的减速标志牌时，驾驶员松开了油门踏板，车辆开始以大小为1m/s2的加速度匀减速，经过10s后，驾驶员再踩下独立刹车踏板，车辆停下来时发现车头与减速标志牌的距离为225m。求：（1）驾驶员踩下独立刹车踏板时，车辆的速度大小；（2）驾驶员踩下独立刹车踏板后，车辆的加速度大小。【答案】（1）15m/s（2）4.5m/s2【解析】【小问1详解】驾驶员踩下独立刹车踏板之前，根据速度公式其中，代入数据解得【小问2详解】驾驶员踩下独立刹车踏板之前，车辆减速运动的距离代入数据可得踩下独立刹车踏板后，车辆减速的距离从踩下独立刹车踏板到车辆停止代入数据14.如图所示，OAB是固定在竖直面内半径为R的粗糙圆弧轨道，O为圆心，OB竖直，OA水平，B到水平地面的距离为。倾角θ=53°的斜面固定在水平地面上，C到地面的距离为R，D是斜面的中点。将一质量为m的小滑块从圆弧轨道上某点由静止释放，滑块落在斜面C点时速度方向刚好沿斜面。滑块可看作质点，滑块与斜面之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，sin53°=0.8，空气阻力不计，求：（1）滑块经过B点时，轨道对它的支持力大小；（2）滑块沿斜面下滑至斜面底端时的速度大小；（3）若将滑块从A点由静止释放，滑块平抛运动落点为D，这种情况下滑块离开B点时的速度大小。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详解】设滑块经过B点速度为v0，滑块运动到C点时间竖直速度为vy，由平抛运动规律得解得，在B点，由牛顿第二定律得解得【小问2详解】滑块到C点的速度设滑块沿斜面下滑的加速度为a，根据牛顿第二定律得解得设滑块运动到斜面底端时的速度大小为v2，斜面长度根据运动学公式有解得【小问3详解】滑块从B点运动到C点所用时间B、C两点间的水平距离为B点到斜面中点D的水平距离为B点与斜面中点D的高度差为从B点运动到斜面中点D的时间因此滑块从B点飞出的速度大小为15.如图所示，在光滑水平面上有一质量为2m足够长的平板小车，小车上有一足够长的木块，木块质量为m，且被锁定在小车上，二者一起以速度v0匀速向右运动。某时刻一质量也为m的小铁块以3v0的速度滑到木块上表面，一段时间后铁块、木块、小车一起匀速前进。已知铁块、木块之间