2023-2024学年广东省六校高三上学期第二次联考 物理试题（含答案）

这是一份2023-2024学年广东省六校高三上学期第二次联考 物理试题（含答案），文件包含第19课《怀疑与学问》教师版docx、第19课《怀疑与学问》学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共16页， 欢迎下载使用。


一、单项选择题：(本大题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。每小题给出的四个选项中只有一项满足题目
要求，选对得 4 分；不选、错选或多选不得分。)
图甲是水上乐园里的“波浪滑梯”，图乙是它的简化模型. 它由四段长度相同的光滑斜面组合而成，其中 ab 平行于 cd，bc 平行于 de，设一物体从 a 点由静止开始下滑，到达 e 点，物体在经过各段连接处时速度大小不会突变. 下列选项正确的是（ ）
b
d
c
a
e
甲乙
物体在 cd 段的加速度大于在 bc 段的加速度
物体在 cd 段的速度增加量等于在 ab 段的速度增加量
物体的重力在 cd 段做的功等于在 ab 段做的功
物体在 c 点与 e 点的速度满足：
狗拉雪橇在水平的雪地上行驶，其中一段可看作是匀速圆周运动. F 表示狗对雪橇的拉力，f 表示地面对雪橇的滑动摩擦力. 下列对雪橇受力分析正确的是（）
F
F
f
f F
F
ff
ABCD
如图所示，两个长度相同的轻绳在中点处垂直交叉形成一个“绳兜”，重力为 G 的光滑球静置于“绳兜”中. 绳端挂于 O 点静止，A、B、C、D 为每根绳与球面相切的点，OA=OB=OC=OD=2R, R 为球的半径，则 OA
O
D
B
绳中的拉力大小为（）
AC
一架无人机某次飞行的轨迹如图所示，轨迹 abcde 是在竖直平面内一条光滑曲线，若此次飞行中飞机的速率近似保持不变，b 点和 d 点分别为轨迹的最低点和最高点，则下列说法正确的是（）
c
a
e
v
b
飞机在 b 点所受合外力沿水平向右d
飞机在 b 点受到的升力大于在 c 点受到的升力
从 b 点到 d 点的飞行中，飞机的水平速度大小不变
从 b 点到 d 点的飞行中，飞机一直处于超重状态
A
如图所示，某家用小汽车的车轮直径为 80cm，一个质量为103 kg 的小石块 A 卡在轮胎边缘的花纹中， 当该车以 72km/h 的速度在平直公路上正常行驶时，小石块因车轮转动而受到的向
心力大约是（）
A. 0.01NB. 0.05NC. 0.5ND. 1N
足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方 O 点. 两次射门，足球先后打在水平横梁上的 a、b 两点，a 为横梁中点，如图所示. 若足球两次击中横梁时的速度方向均沿水平方向，不计空气的作用
（）
若足球从 O 点运动到 a、b 的时间分别为 t1 和 t2，则 t1 < t2
若足球击中 a、b 点的速度分别为 v1 和 v2，则 v1 =v2
若先后两次足球被踢出时的速度分别为 v01 和 v02，则 v01 < v02
两次足球被踢出时的速度方向可能相同
如图所示，一块倾角为30  的光滑斜面体的上表面 abcd 为正方形. 现要使一质量为 m 的小滑块从斜面顶端 a 点由静止出发，沿对角线 ac 做匀加速直线运动，还需对小滑块施加一个平行于表面 abcd 的恒力 F 则所有可能的 F 中最小的是（ ）
二、多项选择题：(本大题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分。每小题给出的四个选项中至少有两项满足题
设要求，选对得 6 分；选对但不全的得 3 分；不选、错选或多选不得分。)
2023 年 8 月，华为公司推出全球首款支持卫星通话的商用智能手机，遥遥领先于其它厂商. 为该手机提供卫星数据中转服务的是我国自主研发的“天通一号”卫星系统. 它由 3 颗地球同步轨道卫星组成. 下列关于“天通一号”卫星和 “天宫号”中国空间站相关参数的比较，一定正确的是（ ）
“天通一号”卫星的轨道高度大于“天宫号”空间站
“天通一号”卫星的轨道速度大于“天宫号”空间站
“天通一号”卫星的角速度小于“天宫号”空间站
“天通一号”卫星的机械能大于“天宫号”空间站

v
F
磨 石

在建筑装修中，工人用质量为 m 的磨石对水平地面进行打磨，当对磨石施加压力 F 时（如图所示），磨石刚好能向右做匀速直线运动，已知磨石与地面间的动摩擦因数是μ，重力加速度为 g，在磨石向前运动s 的过程中，工人对磨石做功为（ ）
某玩具陀螺的形状为圆柱体和圆锥体的组合，如图所示，圆柱与圆锥的底面半径均为 R，高均为 . 该陀螺在光滑水平桌面上以角速度ω绕竖直轴旋转，同时以垂直于桌子边缘的速度 v0 滑出桌面. a、b、c、d 是陀螺表面上的四个点，a、b 位于圆柱的边缘，c 位于圆锥的侧面，d 位于圆锥的顶点. 若陀螺滑出桌面后做平抛运动的同时保持绕竖直轴转动，重力加速度为 g，不计空气阻力. 下列选项正确的是（ ）
ω
R
a
b
d
c
v0
陀螺在桌上运动时，a 与 b 两点相对桌面的速度大小均为
陀螺在桌上运动时，b 与 c 两点相对转轴的向心加速度有
陀螺滑出桌面后，d 点的运动轨迹为抛物线
陀螺滑出桌面后，若不与桌子边缘磕碰，则 v0 的最小值为
三、实验题（共 16 分）
小李同学设计了一个简单证明力的平行四边形定则的实验，他找来三根完全相同的橡皮筋（遵循胡克定律），刻度尺，三角板，白纸，木板，三枚图钉来完成该实验. 将三根橡皮筋的一端系在一起成为一个节点 O，分别用三枚图钉 A、B、C 将三根橡皮筋拉长后的另外一端钉在铺有白纸的木板上,如图所示.
图钉 A
图钉 B
1
O
3
2
白纸
图钉 C
下列选项中哪些是完成该实验需要进行的步骤（ ）
A．测量橡皮筋的劲度系数B．测量橡皮筋的自然长度
在白纸上记录节点 O 的位置，标记为 点
在白纸上记录三枚图钉 A、B、C 的位置，分别标记为 a、b、c 点
完成(1) 问中需要的步骤后取下图钉和橡皮筋， 用刻度尺在白纸上画出直线 a 、b 、c ， 并测量 ，算出三根橡皮筋的伸长量，并按照伸长量的比例在 点作出三个力的图示，任意选两个力为邻边做平行四边形，证明其对角线 ，从而可证明“力的平行四边形定则”.
小李同学设计了一个实验探究木块与木板间的滑动摩擦系数μ. 如图甲所示，在水平放置的带滑轮的长木板上静置一个带有砝码的木块，最初木块与砝码总质量为 M，木块的左端通过细绳连接一小托盘，木
木滑块
打点计时器
细绳
小托盘
带砝码的
3.05cm
10.80cm
23.78cm
42.10cm
图甲图乙
块右端连接纸带. 小李同学的实验方案如下：
将木块中放置的砝码取出一个并轻放在小托盘上，接通打点计时器电源，释放小车，小车开始加速运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点；
继续将木块中放置的砝码取出并放在小托盘中，再次测量木块运动的加速度；
重复以上操作，记录下每次托盘中砝码的重力 mg，通过纸带计算每次木块的加速度 a，数据表格如下；
第 5 次实验中得到的一条纸带如图乙所示，已知打点计时器工作频率为 50Hz，纸带上相邻两计数点间还有四个点未画出，由此可计算得出 a5= m/s2 ；
实验次数
1
2
3
4
5
托盘中砝码的总重力 mg
1.5N
2N
2.5N
3.0N
3.5N
木块的加速度（单位：m/s2）
0.00
1.95
2.97
4.06
a5
如果以 mg 为横轴，以加速度 a 为纵轴，将表格中的数据描点并画出 a－mg 图象.
若小托盘的质量忽略不计，且本实验中小托盘内的砝 码 m 取自于木滑块，故系统的总质量始终为 M 不变， 于是可得系统加速度 a 与木滑块与木板间的滑动摩擦系数μ应满足的方程为： = Ma.
若根据数据画出 a－mg 图像为直线，其斜率为 k，与纵轴的截距为-b，则μ可表示为 ，总质量 M 可表示为 ，（ 用 k 和 b 表示）， 并可得到测量值 μ= （g 取 9.8m/s2, 结果保留两位小数）.
四、计算题（共 38 分）
(8 分) 中国探月工程规划在2030 年前后实现航天员登月. 设想中国宇航员在月球表面完成这样一个实验：
将一小球以初速度 v0 从 O 点竖直向上抛出，测得小球落回 O 点的时间为 T，已知万有引力常量为 G，月球上无空气，月球半径为 R，不考虑月球的自转. 利用以上物理量求：
月球的质量 M；
月球表面的第一宇宙速度.
(12 分)一根L=1.5m 的滑轨AB 固定在竖直平面内，滑轨上表面光滑、下表面粗糙，且与竖直方向夹角θ=37°, 如图所示. t =0 时一个套在滑轨上 m=1.2kg 的小球在 F=16N 的水平向左的恒力作用下从滑轨顶端 A 点由静止开始下滑. t=0.4s 时，将恒力 F 改为水平向右，此后一直保持不变. 小球与滑轨下表面的动摩擦因数
μ=0.75，g 取10m/s2，不计空气阻力，sin 37° = 0.6，cs 37° = 0.8. (1)求 0~0.4s 内小球加速度的大小；
(2)求小球滑至 B 点时的速度，以及滑轨对小球的弹力大小； (3)小球从 B 点滑出后，在重力和 F 的共同作用下，又经过 0.3s 后掉落至水平地面，计算小球到达地面时的动能.
上表面光滑
B
A
F
θ
下表面粗糙
水平地面
(18 分)一个质量为 m 的羽毛球卡在球筒底部，球筒的质量为 M，筒长为 L，羽毛球的高度为 d（可将羽毛球看成质量集中在球头的质点），已知羽毛球和球筒间的最大静摩擦和滑动摩擦力大小近似相等，且恒为 f = kmg (k>1). 重力加速度为 g，不计一切空气阻力. 某同学使用以下三种方式将球从筒内取出：
方式一：“甩”，如图甲所示. 手握球筒底部，使羽毛球在竖直平面内绕 O 点做半径为 R 的圆周运动. 当球筒运动至竖直朝下时，羽毛球恰要相对球筒滑动，求此时球筒的角速度；
方式二：“敲”，如图乙所示. 手握球筒向下运动，使球筒以一定速度撞击桌面，球筒撞到桌面后不再运动，而羽毛球恰好能滑至球头碰到桌面. 若已知运动的初速度为 0，起始高度为 , 求此过程手对球筒所做的功；
方式三：“落”，如图丙所示. 让球筒从离地 h 高处由静止释放, 已知：k=4，M=8m，且球筒撞击地面
后反弹的速度大小始终为撞击前的 . 若要求在球筒第一次到达最高点以后，羽毛球从球筒中滑出，求 h
L
h
应满足怎样的取值范围？（不考虑球筒和地面的多次碰撞）
O
R
d
L
L/2
甲乙丙
物理参考答案与评分标准
一、选择题
a(m.s-2)
mg(N)
O
1.0
2.0
3.0
4.0
-1.0
2.0
3.0
5.0
4.0
-2.0
1.0
11. (1) BCD （2分，少选且正确的得1分）
(2)分别量出节点O与A、B、C点的距离（1分）；
与第三个力几乎等大反向（1分）
12. a5=5.13（2分）
作图，如图所示（2分, 未和坐标轴相交的扣1分）
mg-μ(Mg-mg)=Ma（2分）
表达式：， ；
测量值：=0.22 (0.17~0.27算对)
（每空2分）
13. (1)设月球表面的重力加速度为g月，由竖直上抛运动公式： （2分）
在月球表面质量为m的物体的重力： （2分）
联立可得： （1分）
（第一小问共5分）
(2)月表第一宇宙速度即为近月环绕速度，在月面附近万有引力提供向心力：
（2分）
可解得第一宇宙速度v： （1分）
（第二小问共3分）
F
N
mg
θ
14. (1)0~0.4s内对小球受力分析如图所示，根据，杆对小球的弹力N垂直于滑轨向下即小球和滑轨的下表面接触，故小球会受摩擦力. 于是有：
（1分）
（1分）
可解得： a=12.5m/s2 （1分）
（第一小问共3分）
(2) 解法一： t = 0.4s时，小球的速度大小为v1，且： v1 = at =5m/s （1分）
t = 0.4s以后，F改为水平向右，小球受力分析如图所示，滑轨对小球的弹力N垂直于滑轨向上，即小球和滑轨的下表面接触，故小球不受摩擦力.

可解得： （1分）
因为： ，故小球将在滑轨上做匀速直线运动 （1分）
小球滑至B点时的速度： v2 = v1 =5m/s （1分）
（第二小问共4分）
解法二：t = 0.4s时，小球的速度大小为v1，且： v1 = at =5m/s （1分）
F
N’
mg
θ
F’
将F与mg合成，合力F’方向恰好垂直于滑轨
故： 小球匀速下滑， （1分）
且 （1分）
小球滑至B点时的速度： v2 = v1 =5m/s （1分）
（第二小问共4分）
F’
v2
(3) 解法一：小球滑出轨道后，由于N’消失，F’的大小方向恒定不变，故小球做初速度为v2的类平抛运动，在垂直于v2的方向上：
（1分）
（1分）
由动能定理，可得：
（2分）
联立可解得： Ek=30J （1分）
（第三小问共5分）
解法二： 由运动的独立性可知，小球滑出轨道后竖直方向和水平方向分别做匀变速直线运动
竖直方向： v0y = v2 cs37°= 4 m/s
vy= v0y +gt =7m/s （1分）
水平方向： v0x = v2 sin37°= 3 m/s
（1分）
vx = v0x－axt3 = －1m/s （1分）
故落地时的动能： （1分）
解得： Ek=30J （1分）
（第三小问共5分）
15. (1)当球筒运动至竖直朝下时，以羽毛球为研究对象，受力分析有：
（2分）
将f=kmg代入可得： （1分）
（第一小问共3分）
(2) 以球筒和羽毛球整体为研究对象，设手对其做功为W，整体碰到桌面时的速度为v，在向下运动过程中由动能定理，有：
（2分）
以羽毛球为研究对象，它在球筒内减速下滑至桌面，由动能定理：
（2分）
联立可得： （1分）
（第二小问共5分）
(3)羽毛球和球筒从h处自由下落，触地瞬间的速度满足：
= 1 \* GB3 ①
此后m以初速度v0向下做匀减速运动，M以v0/4向上做匀减速运动，在二者达到共速之前的过程中，
对于m，由牛顿第二定律方程： kmg -mg=ma1 = 2 \* GB3 ②
可解得： a1=3g
对于M，由牛顿第二定律方程： kmg +Mg=Ma2 = 3 \* GB3 ③
可解得： a2=g
设M第一次运动至最高点的时间为t0满足： ，
即： = 4 \* GB3 ④
选向下为正方向，设二者在t1时刻达到共速, 则t1满足：
= 5 \* GB3 ⑤
可解得：
由t0若恰好在共速时刻m滑出, 二者的相对位移为L，即：
= 6 \* GB3 ⑥
（此处若直接由v-t图像面积得出位移关系，也给分）
联立 = 1 \* GB3 ①式可得h的最小值： = 7 \* GB3 ⑦
若m恰好在t0时刻滑出，即：
= 8 \* GB3 ⑧
联立 = 1 \* GB3 ①式可得h的最大值： = 9 \* GB3 ⑨
故h应满足: （或2.9L（第三小问共10分， = 1 \* GB3 ①~ = 10 \* GB3 ⑩式各1分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
A
A
B
D
C
B
AC
AC
BCD