山东省潍坊市天一大联考2024-2025学年高三上学期10月月考物理试题（解析版）

这是一份山东省潍坊市天一大联考2024-2025学年高三上学期10月月考物理试题（解析版），共25页。试卷主要包含了5m/sD等内容，欢迎下载使用。
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3分，共24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. 2024年8月2日，在巴黎奥运会男子双人跳板决赛中，中国“龙王组合”龙道一、王宗源获得冠军。从离开跳板开始计时，跳水过程中龙道一重心的图像如图所示，不计空气阻力，重力加速度大小取，则该运动员（ ）
A. 入水前做自由落体运动B. 时已浮出水面
C. 入水时速度大小为7.5m/sD. 在水中的加速度逐渐增大
【答案】C
【解析】A．由图可知，入水前该运动员先向上运动，然后向下运动，做竖直上抛运动，故A错误；
B．由图可知，到运动员速度方向相同，一直向下运动，时是入水最深处，故B错误；
C．入水时速度大小为
故C正确；
D．根据图像斜率的绝对值表示加速度大小可知在水中的加速度逐渐减小，故D错误。
故选C。
2. 北京时间2024年8月1日21时14分，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将互联网高轨卫星02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。02星与某颗低轨卫星相比（ ）
A. 线速度更大B. 环绕周期更长
C. 受到地球的引力一定更小D. 向心加速度更大
【答案】B
【解析】A．根据万有引力提供向心力
可得
02星与某颗低轨卫星相比，线速度更小，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力
可得
02星与某颗低轨卫星相比，环绕周期更长，故B正确；
C．根据万有引力公式，两颗卫星的质量大小无法比较，故无法比较两颗卫星所受的地球引力的大小，故C错误；
D．根据牛顿第二定律
可得
02星与某颗低轨卫星相比，加速度更小，故D错误。
故选B。
3. 如图所示是我国S-300防空导弹防御系统的发射装置。一次演习中，某时刻雷达监测到一“入侵”飞行器在距地面50km高度处的P点水平匀速飞行，经过信息处理，30s后从地面上发射一枚导弹，导弹以的加速度竖直向上运动，在距离P点80km处成功将飞行器拦截。已知重力加速度大小取，导弹可以视为质点，则飞行器的速度大小为（ ）
A. 100m/sB. 800m/sC. 1000m/sD. 1600m/s
【答案】C
【解析】设飞行器飞行的高度为，导弹的加速度为，飞行器的速度为，根据题意
联立解得
故选C。
4. 2024年6月，内蒙古乌兰察布阿木古郎草原迎回了携带月背“土特产”的嫦娥六号返回器，这是人类历史上首次实现月球背面采样返回。返回器在返回地球前绕地球运行的某段可视为匀速圆周运动，在该段运动过程中，返回器转过圆心角所用时间为t、速度大小为v。已知引力常量为G，则地球质量可表示为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】返回器的角速度
则返回器的轨道半径
根据万有引力提供向心力
联立解得地球的质量
故选A。
5. 某同学在无人机下用细绳悬挂一质量为0.2kg的小球，时刻无人机提着小球由静止竖直上升，无人机加速度a随时间t变化图像如图所示，时细绳断开，此时小球位于空中P点。不计空气阻力，重力加速度大小取，下列说法正确的是（ ）
A. 时，小球处于失重状态
B. 小球上升过程中的最大速度为2.5m/s
C. 小球对绳的最大拉力为2.6N
D. P点为小球上升的最高点
【答案】B
【解析】A．时，小球加速度方向竖直向上，可知，小球处于超重状态，故A错误；
B．时细绳断开，小球速度开始减小，根据
可知，图像与时间轴所围几何图形的面积表示速度的变化量，可知，3s时速度最大，由于小球初速度为0，则面积能够间接表示速度，则小球上升过程中的最大速度为
故B正确；
C．3s时，小球向上的加速度最大值为2m/s2，则此时拉力最大，根据牛顿第二定律有
解得
故C错误；
D．时细绳断开，此时小球位于空中P点，结合上述可知，此时小球速度方向向上，加速度为重力加速度，小球做竖直上抛运动，可知，P点不是小球上升的最高点，故D错误。故选B。
6. 如图所示，压缩机通过活塞在汽缸内做往复运动来压缩和输送气体，活塞的中心A与圆盘在同一平面内，O为圆盘圆心，B为圆盘上一点，A、B处通过铰链连接在轻杆两端，圆盘绕过O点的轴做角速度为的匀速圆周运动。某时刻AB与OA间的夹角为，OB与BA垂直，已知O、B间距离为r，则此时活塞的速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】OB与BA垂直，则此时点的速度与杆的速度相等，设活塞速度为，满足
解得
故选A。
7. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，一可视为质点的小球从斜面底端斜向上抛出，速度方向与斜面夹角为，落到斜面上的位置距地面高度，重力加速度大小取，不计空气阻力，则小球的初速度大小为（ ）
A. 20m/sB. C. 10m/sD.
【答案】D
【解析】将初速度和重力加速度都沿着斜面方向和垂直斜面方向分解，设垂直斜面方向的初速度为，垂直斜面方向的加速度大小为，沿着斜面方向的初速度为，沿着斜面方向的加速度大小为，根据几何关系可得
，，，
设小球运动时间为，垂直斜面方向
沿着斜面方向
联立解得
故选D。
8. 《争分夺秒》是东方卫视推出的一档大型游戏节目.在一期节目中，节目组设置了用筷子夹玻璃球的挑战比赛——“筷”乐玻璃球。如图所示，用筷子夹住质量为m的玻璃球静止，两筷子在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角均为。已知玻璃球与筷子之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则（ ）
A. 增大筷子与玻璃球间的弹力，玻璃球一定会向上运动
B. 增大筷子与玻璃球间的弹力，玻璃球受到的摩擦力一定增大
C. 若，玻璃球一定不能静止
D. 若且玻璃球恰好不下滑，则每根筷子与玻璃球间的弹力大小为
【答案】D
【解析】A．筷子对小球的压力最大时，小球恰好不上滑，小球受到的最大静摩擦力方向沿筷子向下，如图所示
由平衡条件得
由以上两式解得
由于，动摩擦力因素未知大小，所以支持力可能取无穷大，即增大筷子与小球间的弹力，小球不一定会向上运动，故A错误；
B．筷子对小球的压力最小时，小球恰好不下滑，小球受到的最大静摩擦力方向沿筷子向上，如图所示
由平衡条件得
此时，增大筷子与小球间的弹力，则筷子与小球的摩擦力减小，故B错误；
C．若将两筷子与竖直方向夹角减为，两根筷子对小球的摩擦力之和等于小球的重力时，小球能平衡，故C错误；
D．若，玻璃球恰好不下滑，小球受到的最大静摩擦力方向沿筷子向上，如图所示
由平衡条件得
由以上两式解得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，一内壁光滑的圆锥筒固定在地面上，轴线竖直。两完全相同的小球a、b分别在不同高度的水平面沿圆锥筒内壁做匀速圆周运动，a离地面的高度为2h，b离地面的高度为h。则a、b两球（ ）
A. 角速度之比为B. 线速度之比为
C. 加速度之比为D. 对筒压力之比为
【答案】AC
【解析】D．两球均贴着圆筒的内壁，在水平面内做匀速圆周运动，由重力和筒壁的支持力的合力提供向心力，如图所示
由图可知，筒壁对两球的支持力均为，支持力大小之比为，根据牛顿第三定律知，对筒压力之比为故D错误；
ABC．根据受力分析图知
由合力充当向心力，则
解得
由于小球a离地面的高度为2h，b离地面的高度为h，故角速度之比为，线速度之比为，向心加速度之比为1：1，故A正确，C正确，B错误。
故选AC。
10. 如图所示，距地面足够高的A、B两点高度差为h，水平距离为l。从A、B两点同时水平抛出两小球，初速度大小均为，方向相反，两小球轨迹在同一竖直平面内。两小球经时间t相距最近，最近距离为x，不计空气阻力。则（ ）
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】两个小球竖直方向都是从静止开始做自由落体运动，竖直方向的距离始终不变，恒为，根据几何关系可知，两个小球距离最近时，即为水平方向距离为零时，此时距离最近为
水平方向做匀速直线运动，由几何关系
可得时间为
故选BC。
11. 乒乓球初学者为了提升“球感”，可以用球拍托住乒乓球一起在竖直平面内做匀速圆周运动，在运动过程中乒乓球和球拍相对静止且球拍始终保持水平。某次练习中，乒乓球运动轨迹如图所示，圆心为O，半径为R，a点与圆心等高，b点为轨迹最高点，已知乒乓球的质量为m，角速度大小为，与球拍之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。则乒乓球（ ）
A. 在a点受到球拍的作用力大小为B. 在b点对球拍的压力不可能为0
C. 的最大值为D. 的最大值为
【答案】BD
【解析】A．对乒乓球在a点受力分析，受重力、支持力和静摩擦力作用，在竖直方向有
水平方向，静摩擦力提供向心力，则有
故在a点受到球拍的作用力大小为
故A错误；
B．设当乒乓球在b点时对轨道的压力刚好为零，则由重力提供向心力，得
解得
因乒乓球做匀速圆周运动，故乒乓球在a点时的角速度也为，此时根据牛顿第二定律有
而此时在a点的最大静摩擦力为
故乒乓球在b点对球拍的压力不可能为0，故B正确；
CD．乒乓球做匀速圆周运动的过程中，对其受力分析如图所示
当角速度最大时，静摩擦力达到最大，此时地板对乒乓球的作用力为F，F与竖直方向的夹角为，此时有
，
由几何关系有
解得
乒乓球在匀速圆周运动过程中，向心力的大小总保持不变，画出矢量三角形如图所示
图中虚线圆周的半径大小为向心力的大小，F和mg的矢量和等于向心力，当F与mg的夹角为时，此时向心力达到最大。故最大的向心力为
根据几何关系得
联立解得最大角速度为
故C错误，D正确。
故选BD。
12. 如图所示，倾角为的斜面体置于水平地面上，轻弹簧的一端固定在斜面下端的挡板上，另一端与质量为m的物体a相连；轻绳一端与a相连，另一端跨过定滑轮与质量也为m的小球b相连.开始时用手托住b，使轻绳刚好伸直但不绷紧，a、b、斜面体均处于静止状态；现释放b，斜面体始终处于静止状态，a离滑轮足够远且b未落地，已知a下表面光滑，重力加速度大小为g，下面说法正确的是（ ）
A. 释放b瞬间，轻绳的弹力大小为
B. 释放b瞬间，斜面体与地面间的摩擦力大小为
C. 弹簧恢复原长瞬间，轻绳的弹力大小为mg
D. 弹簧恢复原长瞬间，斜面体与地面间的摩擦力大小为
【答案】AD
【解析】A．在释放b前，a、b处于静止，对a受力分析，可得
释放b瞬间，设轻绳的拉力为，弹簧的弹力不变， a、b整体的加速度为，对a分析，根据牛顿第二定律有
对b分析，根据牛顿第二定律有
解得
故A正确；
B．释放b瞬间，对斜面受力分析，如图所示
其中N为a对斜面的正压力，则有
将N分解到水平方向右的一个分力，则有
将和分解到水平方向向左的一个分力，则有
可得
说明此时地面对斜面有静摩擦力作用，方向向右，大小为
故B错误；
C．弹簧恢复原长瞬间，弹簧的弹力为，a、b整体的加速度为，对a分析，根据牛顿第二定律有
对b分析，根据牛顿第二定律有
解得
故C错误；
D．弹簧恢复原长瞬间，对斜面受力分析，如图所示
其中N为a对斜面的正压力，则有
将N分解到水平方向右的一个分力，则有
将分解到水平方向向左的一个分力，则有
可得
说明此时地面对斜面有静摩擦力作用，方向向右，大小为
故D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某同学用如图所示的装置进行实验，操作过程如下：

①一竖直木板上固定有白纸，白纸上附有角度刻度线，弹簧测力计a和b连接细线系于O点，其下端用细线挂一重物Q，使结点O静止在角度刻度线的圆心位置；
②分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在白纸上记录细线的方向；
③弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动，且保持两弹簧测力计间的夹角及结点O位置不变，直到弹簧测力计a方向水平为止。
请回答下列问题：
（1）图中弹簧测力计a的示数为________N；
（2）弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动过程中，弹簧测力计a的示数会________，弹簧测力计b的示数会________（后两空选填“变大”“不变”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”）。
【答案】（1）5.80 （2）变小 变大
【解析】【小问1详解】
弹簧测力计a的分度值为0.1N，需要估读到0.01N，所以示数为5.80N。
【小问2详解】
[1][2]由题意，根据几何关系可知，弹簧测力计a、b对O点的拉力、以及重物Q对O点的拉力G组成的矢量三角形内接于圆内，如图所示

可知在弹簧测力计a、b均绕O点顺时针缓慢转动直到弹簧测力计a方向水平的过程中，弹簧测力计a的示数变小，弹簧测力计b的示数会变大。
14. 某小组用如图1所示的实验装置测量木块与长木板之间的动摩擦因数，其操作过程如下：
①将左端带有滑轮的长木板放置在水平桌面上；
②装有力传感器的木块放在长木板上，轻绳右端与力传感器连接，左端跨过滑轮后与重物连接；
③木块右端连接穿过打点计时器的纸带，释放木块，木块沿长木板滑动，处理得到的纸带，求出木块加速度a；
④改变重物的质量，进行多次实验。
请回答下列问题：
（1）下列说法正确的是________；
A. 力传感器可以直接测出绳子的拉力大小F
B. 释放木块前，应调节滑轮的高度使牵引木块的细绳与长木板保持平行
C. 实验时，先释放木块再接通打点计时器的电源
D. 实验时，重物质量必须满足远小于木块的质量
（2）已知交流电源的频率为50Hz，实验得到的一条纸带如图2所示，每两个相邻计数点之间都有4个计时点没有画出，则在该次实验中，木块运动的加速度大小为________（结果保留2位有效数字）；
（3）该小组利用测得的多组数据作图，得到的图像如图3所示，重力加速度大小取，则木块的质量为________kg，木块与长木板间的动摩擦因数为________。
【答案】（1）AB （2）0.34 （3）0.5 0.2
【解析】【小问1详解】
A．力传感器可以直接测出绳子的拉力大小F，选项A正确；
B．释放木块前，应调节滑轮的高度使牵引木块的细绳与长木板保持平行，选项B正确；
C．实验时，先接通打点计时器的电源再释放木块，选项C错误；
D．实验时，由于有力传感器测量绳子的拉力，则不需要满足重物的质量远小于木块的质量，选项D错误。
故选AB。
【小问2详解】
每两个相邻计数点之间都有4个计时点没有画出，可知
T=0.1s
木块运动加速度大小为
【小问3详解】
根据
可得
由图像可知
木块的质量为
m=0.5kg
木块与长木板间的动摩擦因数为
μ=0.2
15. 萝卜快跑是百度Apll带来的全新升级的无人驾驶汽车出行服务平台.无人驾驶汽车车头装有一个激光雷达，可以探测前方的车辆和行人，在距离车辆或行人比较近的时候，可以自发启动制动系统，测有效避免碰撞事故的发生。若无人驾驶汽车在某平直路段匀速行驶时速度大小为20m/s，刹车的最大加速度为，不计激光传播时间。
（1）为确保安全，求该情形下激光雷达的最小探测距离；
（2）若该无人驾驶汽车正前方有另一辆汽车沿同一方向以12m/s的速度匀速行驶，为避免相撞，求无人驾驶汽车至少离前面汽车多远自发启动制动系统。
【答案】（1）50m （2）12m
【解析】【小问1详解】
无人驾驶汽车的刹车距离为
【小问2详解】
设两车共速所用时间为，则
代入数据解得
此过程中，无人驾驶汽车运动的距离为
汽车运动的距离为
所以，无人驾驶汽车自发启动制动系统至少到前面汽车的距离为
16. 如图所示，挡板OM与竖直方向夹角为，一可视为质点的小球从O点正下方A点以速度水平抛出，小球轨迹所在平面与挡板垂直。不计空气阻力，重力加速度大小为g，若小球恰好不与挡板碰撞，求：
（1）小球从抛出到离挡板最近所用的时间；
（2）OA间的距离。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
小球的运动轨迹如图
由题意可知，小球运动到B点时，离挡板最近，速度方向与挡板平面恰好平行，有
解得
则所用时间为
【小问2详解】
小球从A运动到B，水平方向有
竖直方向有
解得水平分位移为
竖直分位移为
由几何关系得
联立解得
17. 如图所示，质量的木板P静置于水平地面上，质量的小物块Q置于长木板左端，时刻对Q施加水平向右的拉力F，2s末撤去拉力。已知木板与地面间的动摩擦因数、物块与木板间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块可视为质点，重力加速度大小取。
（1）若，求木板P的最大速度；
（2）若，物块恰好未从木板上滑出，求：
①撤去拉力时物块和木板的速度大小；
②木板的长度L。
【答案】（1）
（2）①，；②
【解析】【小问1详解】
假设物块与木板恰好发生相对滑动，则对木板根据牛顿第二定律
解得
此时，物块根据牛顿第二定律
解得
当时，物块与木板没有发生相对滑动，则对整体，根据牛顿第二定律
解得
当撤去拉力时，木板的速度最大，为
【小问2详解】
当时，物块与木板发生相对滑动，则对木板根据牛顿第二定律
解得
此时，物块根据牛顿第二定律
解得
①撤去拉力时物块的速度大小为
木板的速度大小为
②撤去拉力后，木板继续加速，物块由于摩擦力开始减速运动，对物块根据牛顿第二定律
解得
设撤去拉力后，到两者共速所用时间为，则
解得，
木板全过程的位移为
物块的位移为
木板的长度为
18. 如图所示，一水平圆盘可绕过圆心O的中心轴转动，沿着直径方向分别放置两个物块A和B，它们与圆心O的距离分别为，，两者之间通过轻绳连接，初始时轻绳刚好伸直但不绷紧，现让圆盘从静止开始缓慢加速转动，A、B始终与圆盘保持相对静止。已知，，A、B与圆盘间的动摩擦因数均为，重力加速度大小取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
（1）当圆盘转动角速度多大时，绳中开始出现张力；
（2）当圆盘转动角速度时，A所受的摩擦力大小和方向；
（3）圆盘转动角速度的最大值；
（4）取沿半径指向圆心方向为正方向，在给出的坐标系中画出物块A所受的摩擦力随角速度的平方变化的图像（不要求写出计算过程，但要标出关键点的横纵坐标）。
【答案】（1）
（2）1.5N，方向背离圆心
（3）
（4）
【解析】【小问1详解】
当绳上恰好出现拉力时，此时B与转盘之间的摩擦力达到最大静摩擦力，则
解得
【小问2详解】
当时，B一直受最大静摩擦力，对B有
解得
设A所受摩擦力指向圆心，对A有
解得
所以，A所受摩擦力大小为1.5N，方向背离圆心。
小问3详解】
当A、B摩擦力均为最大静摩擦力时，角速度达到最大值，则对B
对A
解得
小问4详解】
当时，无绳的拉力，则此时
当时，A的摩擦力减小，绳子拉力和摩擦力的合力提供向心力，设摩擦力为0时，角速度为，则对B
对A
解得
当时，A摩擦力指向圆心
对B
解得
当时，A的摩擦力背离圆心
对B
解得
所以，图像为