山东省中昇大联考2024-2025学年高三上学期10月月考联考物理试卷[解析版]

这是一份山东省中昇大联考2024-2025学年高三上学期10月月考联考物理试卷[解析版]，共26页。试卷主要包含了6s内两个质点的位移相同等内容，欢迎下载使用。

本试卷满分100分，考试用时90分钟。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 一位航天员飘浮在太空深处一个航天器旁边，他用个人力量推这个庞大航天器；在地面上，一个小孩用力推一张桌子。以下说法正确的是（ ）
A. 航天员一定能够“推动”航天器使航天器产生加速度
B. 因航天器质量太大，航天员不能推动航天器
C. 小孩一定能推动桌子
D. 小孩推不动桌子，是因为小孩对桌子的作用力小于地面对桌子的摩擦力
【答案】A
【解析】AB．根据牛顿第二定律
可知航天员给飘浮在太空深处的航天器一个外力作用，则这个力即可产生加速度，从而推动航天器，故A正确，B错误；
C．小孩要想推动在地球表面上的桌子，他对桌子的作用一定要大于地面给桌子的最大静摩擦力，故小孩不一定能推动桌子，故C错误；
D．小孩推不动桌子，是因为他对桌子的作用力小于地面给桌子的最大静摩擦力，此时桌子处于静止状态，故他对桌子的作用力等于地面对桌子的摩擦力，故D错误。
故选A。
2. 如图所示，物块a、b的质量均为m，各接触面均光滑，在水平推力F作用下，两物块始终保持静止状态，则水平推力F从零逐渐增大的过程中（ ）
A. a所受合力逐渐增大
B. a对地面的压力保持不变
C. a对地面的压力逐渐增大
D. b对地面的压力逐渐增大
【答案】D
【解析】A．两物块始终保持静止状态，所以a所受合力为0，保持不变，故A错误；
BC．对ab整体受力分析可知，墙对a的水平向左的弹力与力F大小相等，方向相反，当F从零逐渐增大的过程中，墙对a的弹力也在增大。对a受力分析，有向下的重力，向上的地面支持力，水平向左的墙对a的弹力和b对a斜向右上方的支持力四个力，合力为0。则b对a斜向右上方的支持力也在增大，那么地面对a的支持力将减小，即a对地面的压力逐渐减小，故BC错误；
D．由BC选项分析可知，b对a斜向右上方的支持力在增大，根据牛顿第三定律，可知a对b的斜向左下方的支持力也在增大。对b受力分析，有向下的重力，向上的地面支持力，水平向右的水平推力F和a对b的斜向左下方的支持力四个力，合力为0。则地面对b向上的支持力将增大，根据牛顿第三定律，可知b对地面的压力逐渐增大，故D正确。
故选D 。
3. 2024年8月16日北京首条无入机配送航线在八达岭长城景区正式开通，为游客配送防暑降温，应急救援等物资（如左图）。右图为配送无人机某次过程中在竖直方向运动的v—t图像。若配送物资质量为1.5kg，以竖直向上为正方向，设水平方向速度始终为0，取。关于无人机的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A. 无人机在第3s内只在重力作用下处于无动力运动状态
B. 在此过程中无人机上升的最大高度为8m
C. 在1s末和6s末配送物资所受无人机的拉力均为18N
D. 无人机在第4s内和第5s内的加速度大小相等，方向相反
【答案】C
【解析】A．根据图像可知，第3s内无人机向上做匀速直线运动，无人机受到重力与向上的动力，故A错误；
B．v—t图像的面积表示位移，根据图像可知，4s时无人机运动至最高点，则
故B错误；
C．v—t图像的斜率表示加速度，根据图像可知，在1s末和6s末的加速度均为
根据牛顿第二定律有
解得F=18N
故C正确；
D．v—t图像的斜率表示加速度，根据图像可知，无人机在第4s内和第5s内的加速度大小相等，方向相同，故D错误。
故选C。
4. 2024年8月6日全红婵以425.60的总分成功蝉联女子10米跳台跳水冠军，为中国奥运队再添一金。假设全红婵（视为质点）起跳离开跳台后在一条直线上运动，其离开跳台至入水后竖直向下速度减为零的过程中，最大速度大小为v，竖直向上离开跳台时速度大小为不计空气阻力，在水中受到的阻力恒定，在水中竖直向下运动的时间是其在空中运动时间的一半，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 全红婵在上升过程处于超重状态
B. 全红婵在下降过程处于失重状态
C. 全红婵在空中上升高度与跳板离水面的高度之比为1∶16
D. 全红婵离水面最远距离与入水的深度之比为8∶5
【答案】D
【解析】A．全红婵在上升过程中做减速运动，加速度向下，处于失重状态，故A错误；
B．全红婵在空中下降过程中做加速运动，加速度向下，处于失重状态，在水中下降过程中做减速运动，加速度向上，处于超重状态，故B错误；
C．全红婵在空中上升的高度为
全红婵入水前在空中下降的高度为
则跳板离水面的高度为
全红婵在空中上升高度与跳板离水面的高度之比为
故C错误；
D．全红婵在空中运动的时间为
根据题意，全红婵在水中竖直向下运动的时间为
全红婵入水的深度为
全红婵离水面最远距离与入水的深度之比为
故D正确。
故选D。
5. 如图所示，上、下两个质点均从左向右做直线运动，用频闪相机记录下了第0.1s末，第0.2s末，…，第0.7s末每个质点的位置（对应1，2，3，…，7标记点），下列选项正确的是（ ）
A. 0~0.6s内两个质点的位移相同
B. 0.35s时两个质点的速度大小相等
C. 0.3s时，上、下两个质点的速度大小之比为1∶1
D. 0.3s时，上、下两个质点的速度大小之比为3∶4
【答案】B
【解析】A．由图可知，0~0.6s内上面质点的位移大小比下面质点的位移大小更小，故两个质点的位移不相同，故A错误；
B．由图可知，上面质点两相邻的位移差是一个常数，说明上面质点做匀加速直线运动，则0.35s时的速度大小等于0.3s末到0.4s的平均速度大小，设每小格的长度为l，由图可知3到4的位移为4l，则0.35s时的速度大小为
下面质点两相邻的位移都相同，说明下面质点做匀速直线运动，由图可知3到4的位移为4l，则0.35s时的速度大小为
综上可得
故B正确；
CD．上面质点做匀加速直线运动，则0.3s时的速度等于0.2末到0.4末的平均速度，由图可知2到4的位移为7l, 则0.3s时的速度大小为
下面质点做匀速直线运动，由图可知2到4的位移为8l, 则0.3s时的速度大小为
故0.3s时，上、下两个质点的速度大小之比为
故CD错误。
故选B。
6. 据国家航天局消息，5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射，之后准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。假设嫦娥六号绕月正常运行的轨道为月球近地圆轨道，把月球和地球都视为质量分布均匀的球体，已知月球和地球半径之比，月球和地球的平均密之比为，已知环绕地球表面飞行的宇宙飞船的线速度为，则嫦娥六号探测器环绕月球表面飞行的线速度应为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】环绕地球表面飞行的宇宙飞船的线速度为，则有
令嫦娥六号探测器环绕月球表面飞行的线速度，则有
由于
，
解得
故选A。
7. 如图所示，一根质量分布均匀的柔软缆绳，在其末端系一个重球，挂在直升机下面，当直升机匀速水平飞行时，考虑空气阻力作用，缆绳呈现的形状是下图中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意可知，重球处于平衡状态，所受合力为零。对重球受力分析，受到向下的重力，绳子的拉力和向左的阻力，由于重球的质量较大，重球所受空气阻力造成的影响小于绳所受空气阻力造成的影响，所以绳将向左弯曲（开口向右）。
故选B。
8. 如图所示，现有一质量为m的“L”形木板A，在水平推力F作用下沿水平地面向右做匀加速直线运动。这时紧靠在木板A左侧的一质量也为m的小木块B与A保持相对静止而不下滑。改变推力F，经过一段时间木块B滑落至A的底部且不反弹，撤去推力F，此时B仍在A的最左侧。已知木块B与木板A之间的动摩擦因数，木板A与地面间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则以下说法正确的是（ ）
A. 增加水平推力F的大小，木块B受向上摩擦力增大
B. 若，则A先停止运动，B在A上继续向右滑动
C. 若，则A先停止运动，B在A上继续向右滑动
D. 若，则A先停止运动，B在A上继续向右滑动
【答案】D
【解析】A．在水平推力F作用下沿水平地面向右做匀加速直线运动时，小木块B与A保持相对静止，可知竖直方向受力平衡，木板B向上的摩擦力等于其重力mg，增加水平推力F的大小，整体的加速度变大，A对B的压力变大，B与A之间的最大静摩擦力变大，但是由于竖直方向B仍受力平衡，可知木块B受向上摩擦力仍等于重力mg不变，选项A错误；
B．若，则AB整体以相同的加速度运动，B与A之间的摩擦力恰好是最大静摩擦力，则AB将一起停止运动，选项B错误；
C．若，假设整体一起相对静止做减速运动，则加速度为
此时B受摩擦力为
可知假设成立，即AB一起向右滑动，一起停止运动，选项C错误；
D．若，假设整体一起相对静止做减速运动，则加速度为
此时B受摩擦力为
可知AB不能相对静止，则B在A上继续向右滑动，B的加速度为
A的加速度
则A先停止运动，选项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。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图，光滑水平面上的物体受五个沿水平面的恒力、、、、作用，以速率沿水平面做匀速直线运动，速度方向与恒力的方向相反，与的方向垂直，速度方向与恒力的方向夹角为（）。若撤去其中某个力（其他力不变），则在以后的运动中，下列说法正确的是（ ）
A. 若撤去的是，则经过一段时间后物体的速率可能再次变为
B. 若撤去的是，则经过一段时间后物体的速率可能再次变为
C. 若撤去的是，则经过一段时间后物体的速率可能再次变为
D. 若撤去的是，则经过一段时间后物体的最小速率是
【答案】BD
【解析】A．若撤去的时，则其余四个力的合力与大小相等，方向相反。即合力与方向垂直，所以可知经过一段时间后物体的速率都比大，故A错误；
B．若撤去的时，则其余四个力的合力与大小相等，方向相反。即合力与方向成钝角，所以物体的速率先减小后增大，经过一段时间后物体的速率可能再次变为，故B正确；
C．若撤去的时，则其余四个力的合力与大小相等，方向相反。即合力与方向成锐角，所以可知经过一段时间后物体的速率都比大，故C错误；
D．若撤去的时，则其余四个力的合力与大小相等，方向相反。即合力与方向成钝角，所以物体的速率先减小后增大。当速度方向与合力方向垂直时，速率最小，为沿垂直于合力方向的分速度，则最小速率为，故D正确。故选BD。
10. 在商场购物时，购物者食指、中指和无名指各挂一个购物袋站立，如图所示。若袋内所装物品重量相等，在物品之间的相互支撑下，各个手指所受购物袋的拉力都沿着每个手指的指向，中指所提购物袋中线恰好沿竖直向下的方向。三个手指跟手掌在同一竖直面内，三个购物袋的重心也都处于该竖直平面内，忽略购物袋之间的摩擦力。则下列说法正确的是（ ）
A. 中指承受的拉力最小
B. 三个手指承受的拉力一样大
C. 如果向三个袋内增加相同的物品，则三个手指所受拉力不变
D. 如果向三个袋内增加相同的物品，则三个购物袋所受合力不变
【答案】AD
【解析】AB．由题知，食指拉力与竖直方向的夹角等于无名指拉力与竖直方向的夹角，设为，整个物品和购物袋的质量都为m，对食指、中指、无名指所拉购物袋进行受力分析有
根据平衡条件可得
，，
可知
根据牛顿第三定律，可知中指承受的拉力最小，故A正确，B错误；
C．如果向三个袋内增加相同的物品，根据
，，
可知三个拉力会增大，根据牛顿第三定律，则三个手指所受拉力会增大，故C错误；
D．增加相同物品前，三购物袋处于静止状态，故三个购物袋所受合力为零；如果向三个袋内增加相同的物品，三个购物袋仍处于静止状态，故三个购物袋所受合力不变，仍然为零，故D正确。
故选AD。
11. 如图所示，自A点水平向右抛出小球甲，自B点水平向左抛出小球乙，两小球先后经过C点时速度大小相等。甲经过C点时，速度与竖直方向夹角为，乙经过C点时，速度与竖直方向夹角为。AC两点的高度差为h，不计阻力。由以上条件可知（ ）
A. A、B两点的高度差为3h
B. A、B两点高度差为2h
C. A、B两点的水平距离为
D. A、B两点的水平距离为
【答案】BD
【解析】AB．设经过C点时的速度大小为，速度的分解可知
，
，
根据竖直方向的运动规律有
解得
故A错误，B正确；
CD．根据水平方向运动规律可知
其中
，
则
解得
故C错误，D正确；
故选BD。
12. 如图所示（俯视图），“雪地转转”游戏中，游客乘坐雪圈，在拉力作用下随轴匀速转动，其中水平杆长（从转轴中心到水平杆端点），离地高度，绳长，取，则以下说法正确的是（ ）
A. 雪圈转动的角速度越大，绳与竖直方向夹角越大
B. 雪圈转动的角速度越大，绳与竖直方向夹角越小
C. 雪圈转动的角速度越大，绳子拉力的水平分力与摩擦力的夹角越小
D. 雪圈在雪地上转动的最大角速度是
【答案】CD
【解析】AB．受力分析如图所示：
由于h和绳长L2一定，且h与l垂直，所以在雪圈未离地前，绳与竖直方向夹角θ=53°恒定不变，故AB错误；
C．设雪圈与雪地动摩擦因数为μ，雪圈做匀速圆周运动，合力指向圆心提供向心力。竖直方向上
因此
将拉力T水平分力T1分解为切向分力T1 x和径向分力T1y，如图所示，则
因此
可得
由于雪圈转动的角速度越大，绳子拉力T越大，可知a角越小，又因为
故可知β越小，即雪圈转动的角速度越大，绳子拉力的水平分力与摩擦力的夹角越小，C正确；
D．当N=0时，雪圈在雪地上转动的角速度最大，由
可得:
且当N=0时，可知
可得
求解得
故D正确。故选CD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某实验小组用如图所示的装置来探究圆锥摆运动的规律，轻质细线穿过竖直固定的细圆管（内壁以及管口均光滑）并跨越光滑的定滑轮，一端连接物块（质量为M），另一端连接小球，让小球在水平面内做匀速圆周运动并通过光电计数器计数，物块静止不动，用秒表来记录小球做圆周运动的时间，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。
（1）若测得连续n次（n从0开始计数）通过光电计数器的时间间隔为t，则小球做圆周运动的周期：__________（用n、t表示），若测得细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差为H，圆弧轨迹的半径为r，则小球受到的向心力__________（用H、r、M、g表示）。
（2）用上述测量的量表示重力加速度为__________（选用H、r、n、t表示）
【答案】（1） （2）
【解析】【小问1详解】
[1]从小球某次通过光电门开始计时，若测得连续n次（n从0开始计数）通过光电门的时间间隔为t，则小球做圆周运动的周期
[2]物块静止不动，根据平衡条件，细线拉力
若测得细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差为H，圆弧轨迹的半径为r，根据几何关系有
解得小球受到的向心力
【小问2详解】
[1]设小球质量为m，根据牛顿第二定律
又小球在运动过程中受到重力和绳子的拉力，重力和绳子的拉力的合力提供小球做圆周运动的向心力，故
又
且
联立解得
14. 物理实验兴趣小组的同学在探究加速度与力、质量的关系的实验中，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M、重物质量用m表示。
（1）为便于测量合力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合力成正比的结论。下列说法正确的是______。（填选项字母）
A. 四组实验中只有甲需要平衡摩擦力
B. 四组实验都需要平衡摩擦力
C. 为了减小系统误差，四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件
D. 四组实验中绳子拉力等于所悬挂重物重力的有甲、丙
（2）按丁同学设计装置完成实验，并根据实验得到的数据，画出小车的图像如图所示，图线在纵轴上的截距为，直线斜率为k，则小车的质量______；不考虑偶然误差，该值与小车的实际质量相比是______（选填“偏大”，“偏小”或“相等”）的。
（3）若乙、丙、丁三位同学发现某次测量中力传感器和弹簧测力计读数相同，通过计算得到小车加速度大小相等，则乙、丙、丁实验时所用小车总质量之比为______。
【答案】（1）BC （2） 相等 （3）
【解析】【小问1详解】
AB．实验中需要使连接小车的细绳的拉力等于小车所受外力的合力，四组实验均需要平衡摩擦力，故A错误，B正确；
C．甲实验中认为悬挂重物的重力近似等于细绳的拉力，为了减小系统误差，需要使所挂重物质量m远小于小车的总质量M，而乙、丙、丁实验能够利用弹簧测力计与力传感器将细绳的拉力直接测量出来，可知，乙、丙、丁不需要使所挂重物质量m远小于小车的总质量M，即为了减小系统误差，四组实验中只有甲需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件，故C正确。
故选BC。
【小问2详解】
[1]丁同学设计装置完成实验，弹簧测力计的拉力为F，画出小车的图像纵轴截距为正值，即细线没有拉力作用时，小车已经存在一定的加速度，表明平衡摩擦力过多，令小车重力沿长木板的分力与摩擦力的合力大小为，根据牛顿第二定律有
则有
结合图像有
解得
[2]根据上述数据处理方法可知，利用图像的斜率求解小车的质量与平衡摩擦力过多没有关系，即该值与小车的实际质量相比是相等。
小问3详解】
平衡摩擦力后，根据牛顿第二定律有
，，
解得
15. 一质点由静止开始，分段做匀加速直线运动，运动的总时间为nT，第一段时间T内的加速度为a，而后每经相等时间T，加速度增加，即第一段时间T内加速度为a，第二段时间T内加速度为，第三段时间T内加速度为，依次类推。求：
（1）时，质点的末速度大小；
（2）第n段时间T内，质点的位移大小。
【答案】（1）4aT （2）
【解析】【小问1详解】
当时，总时间为3T，质点由静止开始运动，初速度为0，根据匀变速直线运动规律可知
第一段时间T内，则有
第二段时间T内，则有
第三段时间T内，则有
【小问2详解】
质点由静止开始运动，初速度，根据匀变速直线运动规律有
在第一段时间T内有
在第二段时间T内有
在第三段时间T内有
在第四段时间T内有
在第n段时间T内有
联立以上各式可得
解得
同理，可得第(n-1)段时间T的末速度为
根据匀变速直线运动的规律，可得第n段时间T内质点的位移大小为
联立可得
16. 如果车轮各部分的质量分布不均匀，当车轮高速旋转起来后，就会造成车轮抖动。为了避免这种现象，通常在要在汽车轮毂上安置一个配重块来调整车轮的质量分布，使其尽可能转动时更稳定。已知某型号轮胎半径为30cm，轮毂上安置一个质量为10g可视为质点的配重块，配重块距离车轮中心距离为22cm，汽车以108km/h的速度在平直公路上匀速行驶。车轮与地面之间不打滑，重力加速度大小为。试求
（1）车轮的转速多大？
（2）车轮对配重块的最大作用力是其重力的多少倍？
【答案】（1） （2）
【解析】【小问1详解】
车轮转动的角速度
车轮转速
【小问2详解】
配重块运动到最低点时，车轮对配重块的作用力最大，设为F，由牛顿第二定律得
解得
所以，车轮对配重块的最大作用力与其重力之比为
17. 如图所示，工程队向峡谷对岸平台抛射重物，抛出点P和落点Q的连线与水平方向夹角为53°，两点的高度差为20 m。重力加速度大小取10 m/s2，忽略空气阻力。求：
（1）在点P以水平方向的初速度抛出的重物，离PQ连线的距离最远时的速度大小；
（2）在点P以垂直于PQ连线方向的初速度抛出的重物，刚要落到Q点的速度大小。
【答案】（1）12.5 m/s； （2）
【解析】【小问1详解】
由题意可知，此时重物做平抛运动，根据平抛运动水平方向和竖直方向的规律
其中
可得
将初速度和重力加速度沿着PQ方向和垂直于PQ方向分解，得
当垂直于PQ方向的分速度减为0时，重物离PQ连线最远，则
即离PQ连线的距离最远时的速度大小为12.5 m/s。
【小问2详解】
由题意可知，此时重物做斜上抛运动，将初速度沿着水平方向和竖直方向分解为和。水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动。则
其中
解得
则Q点的速度为
其中
解得
18. 如图所示为货场使用的传送带的模型，足够长的传送带倾斜放置，与水平面夹角为。货物与传送带之间的动摩擦因数，可视为质点的货物质量。
（1）传送带静止，货物以的初速度从A端滑上传送带，货物刚滑上传送带时的加速度为多大？
（2）在（1）中，从货物滑上传送带开始计时，货物再次滑回A端共用了多少时间？
（3）传送带以大小为的恒定速率顺时针转动，货物以的初速度从A端滑上传送带，货物再次滑回A端，此过程，货物在传送带上留下的划痕总长度为多少？
（4）为保证货物在传送带上不下滑，在其他条件不变情况下，可调节传送带与水平方向的夹角θ。应满足怎么的条件？
【答案】（1）
（2）
（3）
（4）
【解析】【小问1详解】
设货物刚滑上传送带时加速度为，货物受力如图所示
根据牛顿第二定律得，沿传送带方向
又
联立解得
【小问2详解】
在（1）中，从货物滑上传送带开始计时，到最高点所时间
位移为
再返回到A点过程，根据牛顿第二定律
解得
根据匀变速直线运动规律
解得
故从货物滑上传送带开始计时，货物再次滑回A端共用了
【小问3详解】
货物速度与传送带速度相等前，货物都会做加速度为
匀减速直线运动，所用时间为
位移为
传送带向上运动的位移为
故货物向上超前传送带5m，之后再以加速度
做匀减速直线运动到最高点，所用时间为
沿传送带向上滑的位移
传送带向上运动的位移为
故货物向上落后传送带1m，故向上运动时货物在传送带上留下的划痕长度为5m，之后货物以加速度
做匀加速直线运动到出发点，位移为
根据运动学规律
解得
传送带向上运动的位移为
货物向下运动时向下超前传送带，故货物在传送带上留下的划痕总长度为。
【小问4详解】
为保证货物在传送带上不下滑，当货物向上运动至速度与传送带速度相等时，必须满足
解得