安徽省部分地区2023-2024学年高三上学期11月联考物理试题

这是一份安徽省部分地区2023-2024学年高三上学期11月联考物理试题，共12页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围，5s等内容，欢迎下载使用。
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分 100分，考试时间75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：必修1、必修2。
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.甲、乙两车沿同一直线运动的位置一时间（x-t）图像，如图所示，由图像可知
A．乙车比甲车早出发3s
B．甲、乙两车的出发点相距30m
C．甲、乙两车相向运动，甲的速度为-2m/s，乙的速度为15m/s
D．乙车运动了 5s，甲、乙相遇
2.两个完全相同的物体a、b静止在斜面c上，现在两物体间放上一由中间用铰链O 相连的两等长轻杆，如图所示，现用垂直斜面的力 F 作用于O点，两物体及斜面仍处于静止状态，轻杆与斜面间光滑接触。下列说法正确的是
A．斜面c受到地面的摩擦力向右
B． a、b两物体的受力个数一定相同
C． a、b两物体受到的摩擦力大小一定相同
D．逐渐增大外力 F。物体b先滑动
3.如图所示，甲、乙两位同学进行篮球的传球训练，甲先将篮球抛给乙，乙接球后将球又抛给甲，球飞行的线路如图所示，A、B分别是两次轨迹的最高点，假设甲、乙两位同学的抛球点和接球点分别位于同一水平线上的同一点，球在飞行过程中空气对它的作用力忽略不计，则下列说法正确的是更多课件教案等优质滋元可 家 威杏 MXSJ663
A．篮球从甲飞向乙运动的时间比从乙飞向甲的时间长
B．乙接球的瞬时速度一定小于他抛球的瞬时速度
C．篮球经过 A 点时的速度一定大于经过 B 点时的速度
D．抛篮球时，甲对篮球做的功一定小于乙对篮球做的功
4.如图所示，轻质弹簧一端与静止在倾斜木板上的物体A 相连，另一端与细线相连，细线绕过光滑的定滑轮与物体B 相连，已知木板与水平面间的夹角为30°，轻质弹簧与倾斜木板保持平行。 若mA=2mB=m，弹簧的劲度系数为k，不计滑轮摩擦，物体始终保持静止。那么下列说法中正确的是
A．轻质弹簧的伸长量为 mgk
B．轻质弹簧的伸长量为 mg2k
C．若木板与水平面的夹角减小，物体A 受到的静摩擦力不变
D．若木板与水平面的夹角减小，物体A 受到的静摩擦力减小
5.我国探月工程计划2030年前后实现载人登陆月球。假设未来某天宇航员完成探月任务后返回地球。返回舱在控制系统的指令下，从月球表面的 A 点出发竖直向上做匀加速直线运动，经时间t到达B点。 AB=h（h≪R），已知返回舱的总质量为m，返回舱获得的动力大小为 F，月球半径为 R， 忽略月球的自转，则返回舱围绕月球表面运行时的线速度大小为
A. RFm-2hRt2 B. RFm+hRt2 C. 2hRt2-RFm D. RFm+2hRt2
6.如图所示为某型号新能源汽车在某次测试行驶时的加速度 a 和车速倒数1v的关系图像。若汽车质量为1 1.8×103kg，由静止开始沿平直公路行驶，假设汽车行驶过程中阻力恒定，最终汽车以最大速度匀速运行，由图像可知
A．汽车匀加速所需时间为7.5s
B．汽车所受阻力为 1.44×10³N
C．汽车的额定功率为 1.32×10³W
D．汽车的加速度为 2m/s²时，速度为 25m/s
7.2023年8月4日，辽宁省大连市一家游乐场发生了一起惊险的事故。一辆火箭蹦极两根弹性缆绳的其中一根在运行中突然断裂，导致两名游客悬挂在半空中。幸运的是，他们及时被救下，没有造成人员伤亡。假设两名游客及座椅的总质量为m，缆绳断裂时每根缆绳与竖直方向的夹角均为60°、张力均为3mg，简化为如图所示模型，已知重力加速度为g，则其中一根缆绳断裂瞬间，这两名游客的加速度大小为
A. 13g B. 7g C. g D. 0
8.一质量为 2kg的物体，初速度为8m/s，仅受到一大小F=4N、方向与初速度在一条直线上的作用力，以初速度方向为正方向，当它的位移为10m时，所经历的时间可能为
A. 104-82s B. 104+82s C. 8+6s D. 8-6s
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，光滑水平地面上停放着一辆质量为M=2kg的小车，小车的四分之一光滑圆弧轨道在最低点 B 与水平轨道相切，圆弧轨道半径 R=0.5m，水平轨道表面粗糙长度 L=3m。一个质量为 m=1kg的物块（可视为质点）从小车的最右端以水平向左的初速度v0=9m/s冲上小车。已知物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度为g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是
A．物块第一次到达B 点时对小车的压力 108N
B．物块第一次到达 B 点时对小车的压力 82N
C．从物块冲上小车至第一次到达B 的过程中因摩擦产生的热量为 15J
D．从物块冲上小车至第一次到达B 的过程中因摩擦产生的热量为30J
10.如图所示，质量为 m 的圆环套在足够长光滑竖直杆上，质量为 M=3m的木块放在倾角为 θ=30°的足够长光滑固定斜面上，圆环与木块用足够长的轻质细线通过光滑定滑轮连接，图中滑轮与木块间的细线与斜面平行，滑轮上端与a位置等高且水平距离为L，现让圆环从a位置由静止释放运动到b位置。已知a、b两位置的高度差也为L，不计空气阻力，重力加速度g。下列判断正确的是
A．圆环下降的过程中，圆环减少的重力势能等于木块增加的机械能
B．当圆环到达b位置时，其速度大小为
C．当圆环到达b位置时，圆环与木块瞬时速度比为 1：2
D．圆环能下降的最大距离为 125L
三、非选择题：本题共 5 小题，共58分。
11.（6分）
某同学进行“探究加速度与物体受力的关系”的实验。将实验器材按图甲所示安装好。已知M 为小车和滑轮的总质量，m 为砂和砂桶的总质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小，打点计时器的工作频率为 50Hz。
（1）实验时，以下进行的操作正确和必要的是 。
A．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源
B．用天平测出砂和砂桶的总质量m
C．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车和滑轮的总质量M
（2）正确的实验操作中，某次实验的纸带如图乙，其中每两个计数点之间有四个计时点未画出，则小车运动的加速度大小为 m/s²（结果保留2位有效数字）。
（3）该同学以加速度 a 为横坐标，力传感器的示数 F 为纵坐标，画出的 F-a图线是一条过原点的倾斜直线，如图丙所示。已知图线的斜率为k，则小车和砝码的总质量M= 。
12.（9分）
“研究平抛物体的运动”的实验装置如图甲所示。小球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使小球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点。通过多次实验，在竖直白纸上记录小球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到小球做平抛运动的轨迹，已知当地重力加速度为 g，计算结果用题给字母表示。
（1）以下是实验中的一些做法，合理的是 。
A．斜槽轨道必须光滑
B．安装斜槽轨道，使其末端保持水平
C．释放小球前需要调整轨道平衡摩擦力
D．选择密度较小的小球
（2）如图乙所示是遗漏记录平抛起始点的一段轨迹。可按下述方法处理数据：在轨迹上取A、B、C三点，AB 和 BC 的水平间距相等且均为x，测得 AB 和 BC 的竖直间距分别是 y₁ 和y2，则 （选填“大于”“等于”或者“小于”） 13。可求得小球平抛的初速度大小为 。
（3）一同学在实验中采用了如下方法：如图丙所示，斜槽末端的正下方为O1点。用一块平木板附上复写纸和白纸竖直放置于O₁处，使小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹 A'，将木板向后平移至 O₂处，再使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹 B'。O1O2间的距离为x'，A'，B'间的高度差为 y'，则小球抛出时的初速度大小为 。
13.（10 分）
2023 年5月，我国神舟十六号宇宙飞船成功发射，三位宇航员与神舟十五号的三位宇航员在中国空间站成功会师。空间站绕地球运行视为匀速圆周运动、运行周期为T。若不考虑地球自转，地球表面的重力加速度为 g，地球半径为 R，万有引力常量为G，求：
（1）地球的平均密度 ρ；
（2）空间站距离地面的高度h。
14.（15 分）
“旋转秋千”是游乐园里常见的游乐项目，如图甲所示，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边上，绳子下端连接座椅，游客坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将“旋转秋千”简化为如图乙所示的模型，人和座椅看作质点，总质量约为m=80kg，圆盘的半径为R=2.5m，绳长 L=2R，圆盘以恒定的角速度转动时，绳子与竖直方向的夹角为 θ=45°，若圆盘到达最高位置时离地面的高度为 h=22.5m，重力加速度 g 取 10m/s²。在游玩过程中，游客的手机不慎从手中自由滑落。忽略空气阻力的影响，求：
（1）手机滑落瞬间的速度大小；
（2）手机落地点距离中心转轴的距离。
15.（18 分）
如图所示，质量为 m=4kg的滑块（可视为质点）放在光滑平台上，向左缓慢推动滑块压缩轻弹簧至P 点，释放后滑块以一定速度从 A 点水平飞出后，恰好从 B 点无碰撞滑入竖直平面内的光滑圆弧轨道BC，然后从C点进入与圆弧轨道BC 相切于C 点的水平面CD，同一竖直平面内的光滑半圆轨道 DE 与水平面CD 相切于 D点。已知圆弧轨道 BC 的半径 R₁=3m，AB 两点的高度差 h=0.8m，光滑圆弧BC 对应的圆心角为 53°，滑块与 CD 部分的动摩擦因数 μ=0.1，LcD=2m，重力加速度 g=10m/s²，求：
（1）弹簧压缩至 P 点时的弹性势能；
（2）滑块到达圆弧末端C 时对轨道的压力；
（3）滑块冲上半圆轨道后中途不会脱离半圆轨道，轨道 DE 的半径 R，满足的条件。
物理参考答案
1. C
【解析】根据图像信息，甲车比乙车早出发3s，甲车运动5s，乙车运动2s，两车在距离乙车出发点30m处相遇，出发前两车相距 40m；根据 v=ΔxΔt，可以求得 v甲=-2m/s，v乙=15m/s，故选项 ABD错误，C 项正确。
2. D
【解析】垂直于斜面方向的力可以使整体有向右运动的趋势，故斜面受到地面的摩擦力向左，A错；a 物体受重力、支持力、轻杆给它的作用力，不一定有摩擦力，b物体受重力、支持力、轻杆给它的作用力、摩擦力，B、C错误；对a、b 分别受力分析，可得两物块与斜面间的正压力相等，所以最大静摩擦力相等，则b 先达到最大静摩擦力，先滑动，D正确。
3. C
【解析】篮球被抛出后做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，设篮球空中飞行的时间为t， h=12gt22，篮球从乙飞向甲运动的时间比从甲飞向乙的时间长，故 A 错误；乙同学投出的篮球竖直分速度大，空中运行时间较长，水平位移相等，所以水平速度较小，不能确定乙接球的瞬时速度和他抛球的瞬时速度大小关系；抛篮球时，对篮球做的功 W=12mv2，故 BD 错误；篮球经过最高点时的速度等于水平分速度，经过 A 点较大，故C 正确。
4. B
【解析】根据平衡条件和胡克定律得，mg2=kΔx，弹簧的伸长量△x 为 mg2k，故 B 正确；此时 A 受到的摩擦力为零，当木板与斜面的夹角减小时，物体 A 受到的静摩擦力增大，故 CD均错。
5. A
【解析】设火星表面的重力加速度为g，探测器围绕火星表面运行时的线速度大小为 v，根据牛顿第二定律得 F-mg=ma，mg=mv2R，根据运动学公式 h=12at2，以上几个公式联立可得 v= RFm-2hRt2，故 A 正确。
6. C
【解析】由图像可知，汽车以 4m/s2的加速度匀加速启动，匀加速运动的最大速度为 20m/s，最终以 30m/s做匀速运动。根据v=at得，汽车匀加速所需时间 t=va=204s=5s，选项 A 错；匀加速运动时，F-f=ma，匀加速运动到最大速度时 P=Fv，P=fvm，以上各式联立可得 f=1.44×10⁴N，P=4.32×10⁵W，B错C对；当汽车加速度为 2m/s²时，速度解得速度 v=24m/s，故 1v=112120+130，D项错误，答案为 C。
7. B
【解析】缆绳断裂瞬间两名游客及座椅受到重力和其中一根缆绳的作用力，且其夹角为 120°，根据牛顿第二定律得 F=3ma，F²=mg²+3mg²-mg⋅3mgcs120°解得 a=7g，B项正确。
8. A
【解析】根据牛顿第二定律得 F=ma，a=2m/s²，若力 F 方向与初速度同向， x=v0t+12at2，解得t1=104-82s；若力 F 方向与初速度反向， x=v0t-12at2，解得 t2=4+6s、t3=4-6s，故 A正确。位移为矢量，位移为 10m，不是位移大小为10m，因此不会出现位移为负值。
9. BC
【解析】设物块的加速度为 a1，小车的加速度为a2，根据牛顿第二定律得 μmg=ma₁，μmg=Ma₂，解得 a₁=5m/s²，a₂=2.5m/s²。设经时间 t 物块到达 B 点，根据运动学公式得 L=v0t-12a1t2-12a2t2，解得 t=25s（t=2s舍去）。 v₁=v₀-a₁t，v₂=a₂t，在 B 点根据牛顿第二定律得 FN-mg =v1-v22R，解得FN=82N；Q=μmgL=15J，故选项 BC 正确。
10. BD
【解析】圆环下降到 b位置的过程中，圆环与木块组成的系统机械能守恒，圆环减少的机械能等于木块增加的机械能，A 错误， mgL-Mg2L-Lsinθ=12mv12+12Mv22，v2=v1csα，csα=22，解得 v1=25-32gL5，选项 B正确，C 错误； mghm=Mghm2+L2-Lsinθ，hm=125L，选项 D正确，故本题选 BD。
11.（6 分）
（1）C（2分） （2）1.6（2分） （3）2k（2分）
【解析】（1）释放小车之前应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，A 项错误；绳中拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也不需要使砂和砂桶的总质量 m 远小于小车和滑轮的总质量M，故 BD错误；用力传感器测量绳子的拉力，则力传感器示数的 2 倍等于小车受到的合外力大小，需要平衡摩擦力，故 C 正确。
（2）a=22.33-7.96-7.96×10-24×0.12m/s2=1.6m/s2；
（3）以小车为研究对象，根据牛顿第二定律得 2F=Ma，F=M2a，k=M2，解得 M=2k。
12.（9 分）
（1）B（2分） （2）大于（2分） xgy2-y1（2分）
（3）x'g2y'（3 分）
【解析】（1）不需要轨道光滑，释放小球前不需要调整轨道平衡摩擦力，只需调整轨道，使其末端保持水平，保证小球做平抛运动即可；小球密度小，空气阻力影响较大，应选密度较大的小球。
（2）y1y2=vt+12gt2v0⋅2t+12g2t2-v0t+12gt2=vt+12gt2v0t+3×12gt2>13；v=xt，y2-y1=gt2，以上两式联立可得 v=xgy2-y1。
（3）v0=x't，y'=12gt2，解得 v0=x'g2y'。
13.（10分）
（1）3g4πGR； （2）3gR2T24π2-R
【解析】（1）在地球表面
GMmR2=mg（2 分）
根据密度公式 ρ=MV（1分）
V=43πR3（1分）
解得 ρ=3g4πGR（1分）
（2）空间站绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力
GMmR+h2=m2πT2R+h（2分）
在地球表面
GMmR2=mg（2分）
解得 h=3gR2T24π2-R（1分）
14.（15 分）
（1）5 2m/s；（2）15m
【解析】（1）设乘客和座椅的总质量为 m，绳子拉力为 FT，对乘客和座椅整体进行分析。
竖直方向上： FTcsθ=mg（2分）
水平方向上： FTsinθ=mω2R+Lsinθ（2 分）
联立解得圆盘转动的角速度大小 ω=2rad/s（1分）
手机滑落瞬间的速度 v=ω（R+Lsinθ）（1分）
解得 v=52m/s（（1分）
（2）手机滑落后做平抛运动，竖直方向有 h-Lcsθ=12gt2（2分）
解得手机滑落后做平抛运动的时间 t=2s（1分）
则平抛运动的水平位移为 x=vt=102m（2 分）
手机落地点距离中心转轴的距离： s=x2+R+Lsinθ2（2分）
解得 s=15m（1分）
15.（18分）
（1）18J；（2）大小为 3163N，方向竖直向下；（3）R2≤0.9m或 R2≥94m
【解析】（1）弹簧的弹性势能转化为滑块的动能
Eρ=12mv02（1分）
tan53∘=vyv0（1分）
vy2=2gh（1 分）
解得 Eₚ=18J（1分）
（2）滑块由 B 点到C 点由动能定理得
mgR11-cs53∘=12mvc2-12mvB2（2 分）
vB2=vy2+v02（1分）
FN-mg=mvc2R1（1分）
解得 FN=3163N（1分）
由牛顿第三定律可得，滑块到达圆弧末端C 时对轨道的压力大小为 3163N，方向竖直向下。（1分）
（3）滑块冲上半圆轨道后不会脱离轨道运动，分两种情况：一是到达与圆心等高处时速度恰好为零；二是到达半圆弧轨道最高点。
①到达与圆心等高处时速度恰好为零
由动能定理得： -μmgLCD-mgR2=0-12mvc2（2分）
解得 R2=94m（1分）
②滑块能够到达半圆弧轨道最高点
由动能定理得： -μmgLCD-mg⋅2R2=12mvE2-12mvc2（2分）
在最高点，重力恰好提供向心力
mg=mvE2R2（1分）
解得 R₂=0.9m（1分）
综上， R₂≤0.9m或 R2≥94m时，滑块冲上半圆轨道后不会脱离轨道运动。（1分）题号
1
2
3
4
5
6
4
8
9
10
答案
C
D
C
B
A
C
B
A
BC
BD