四川省成都市2024_2025学年高三物理上学期10月考试卷含解析

这是一份四川省成都市2024_2025学年高三物理上学期10月考试卷含解析，共20页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
（时间：75分钟 分值：100分）
第Ⅰ卷（共46分）
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分。第8~10题有多项符合题目要求。每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
1. 全球首个商业化的第四代核电——甘肃武威液态燃料钍基熔盐实验堆于2022年9月获批进入调试，反应堆的关键核反应方程是，其中X为（ ）
A. 质子B. 中子C. 电子D. 氦核
【答案】C
【解析】
【详解】根据核反应方程的电荷数守恒，可得X的电荷数为；根据核反应方程的质量数守恒，可知X的质量数为0，故X为电子。
故选C。
2. 如图，瓢虫沿弧形树枝由A点缓慢爬到B点的过程中，树枝对瓢虫的摩擦力为Ff ，则（ ）
A. Ff 大小不变，方向与瓢虫爬行方向始终相反
B. Ff 大小不变，方向与瓢虫爬行方向先相同后相反
C. Ff 先减小后增大，方向与瓢虫爬行方向先相同后相反
D. Ff 先减小后增大，方向与瓢虫爬行方向始终相反
【答案】C
【解析】
【详解】瓢虫沿弧形树枝由A点缓慢爬到B点的过程中，相当于先上坡后下坡，上坡过程坡度 越来越小，瓢虫的静摩擦力为Ff由平衡条件得
则静摩擦力为Ff的方向沿曲面切线向上与运动方向相同，大小越来越小
下坡过程坡度 越来越大，瓢虫的静摩擦力为Ff由平衡条件得
则静摩擦力为Ff的方向沿曲面切线向上与运动方向相反，大小越来越大
所以ABD错误；C正确；
故选C。
3. 如图甲为海门区中学生排球联赛的某个场景，排球飞行过程可简化为乙图，运动员某次将飞来的排球从a点水平击出，球击中b点；另一次将飞来的排球从a点的正下方且与b点等高的c点斜向上击出，也击中b点，排球运动的最高点d，与a点的高度相同，不计空气阻力，下列关于这两个过程中说法正确的是（ ）
A. 排球在空中飞行的时间可能相等
B. 排球击中b点时的速度可能相等
C 排球被击出时速度大小可能相等
D. 排球击中b时速度与水平方向夹角可能相同
【答案】C
【解析】
【详解】AC．由于从c处击出的球能竖直到达d点，从d到地面竖直方向做自由落体运动，根据竖直方向的运动可知
vya=vyb，tc=2ta
由于水平方向的位移相同，根据v水＝ 可知
va水＞vc水
根据速度的合成可知，从a击出的排球速度
va0=va水
从c击出的排球的初速度
故两过程中，小球的初速度大小可能相等；故A错误，C正确；
B．排球击中b点时，根据运动的对称性可知，c处击出时的速度大小与击中b点时速度大小相等，a球击中b点时的速度
由于va水＞vc水，故从a点击出的排球击中b点时的速度较大，故B错误；
D．设排球击中b时速度与水平方向夹角为θ
两种情况排球击中b时vy相同，而v水不同，故速度与水平方向夹角不同。故D错误。
故选C。
4. 一水平放置的木板上放有砝码，砝码与木板间的动摩擦因数为，如果让木板在竖直平面内做半径为的匀速圆周运动，假如运动中木板始终保持水平，砝码始终没有离开木板，且砝码与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（ ）
A. 在通过轨道最高点时，木板给砝码的支持力大于砝码的重力
B. 在经过轨道最低点时，砝码对木板的压力最大，所以砝码所受摩擦力最大
C. 匀速圆周运动的速率不能超过
D. 在通过轨道最低点时，木板给砝码的支持力小于砝码的重力
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．在通过轨道最高点时，向心加速度竖直向下，砝码处于失重状态，木板对砝码的支持力小于砝码的重力，故A错误；
B．在最低点，向心加速度竖直向上，砝码对木板的压力最大，此时水平方向上没有力，所以摩擦力为零，故B错误；
C．木板和砝码在竖直平面内做匀速圆周运动，则所受合外力提供向心力，砝码受到重力mg、木板支持力FN和静摩擦力Ff作用，重力mg和支持力FN在竖直方向上，因此只有当砝码所需向心力在水平方向上时静摩擦力才可能有最大值，此时木板和砝码运动到与圆心在同一水平面上，最大静摩擦力必须大于或等于砝码所需的向心力，即
解得
故C正确；
D．在通过轨道最低点时，向心加速度向上，砝码处于超重状态，所以木板给砝码的支持力大于砝码的重力，故D错误。
故选C。
5. 如图为一定质量的理想气体的压强与体积的关系图像，气体状态经历完成一次循环，状态的温度为300K，下列说法正确的是（ ）
A. 过程中，气体向外界放热
B. 的过程中，外界对气体做功
C. 过程中，气体分子的平均动能减小
D. 状态时，气体温度为100K
【答案】C
【解析】
【详解】AD．由图像可知，过程中气体体积不变，根据查理定律可得
代入数据解得
即温度升高，气体内能增大，根据热力学第一定律可得
其中
，
解得
即气体从外界吸热，AD错误；
B．有图像可知，的过程中，气体体积增加，气体对外界做功，B错误；
C．由图象可知，的过程中，气体的压强不变，根据盖-吕萨克定律可得
解得
可知，该过程气体温度降低，分子平均动能减小，C正确。
故选C。
6. 如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量分别为m、6m、2m，B和C分别固定在轻质弹簧的两端，B和C在吊篮的水平底板上处于静止状态，将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间（ ）
A. 吊篮A加速度大小为g
B. 物体B的加速度大小为g
C. 物体C的加速度大小为2g
D. A和C的加速度大小都为3g
【答案】D
【解析】
【详解】ACD．弹簧开始的弹力
剪断细线的瞬间，弹力不变，将C和A看成一个整体，根据牛顿第二定律得
故AC错误，D正确；
B．剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，B的合力仍然为零，则B的加速度为0，故B错误。
故选D。
7. 一质量为的物块恰好能沿倾角为的足够长斜面匀速下滑。物块在沿斜面匀速下滑的过程中，在竖直平面内给物块一外力，与水平方向的夹角为，斜面始终处于静止状态，如图所示。已知重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 若，物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面的摩擦力水平向左
B. 若，物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面的摩擦力为零
C. 若，物块将不能沿斜面匀速下滑
D. 若推着物块沿斜面匀速上滑，则的最小值大于
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．未加F时，物块匀速下滑，其受力分析，如图所示
由平衡条件得
，
又根据
可得
解得
设斜面的质量为M，对斜面受力分析，如图所示
根据牛顿第三定律有
，
斜面始终处于静止状态，将、分解，且在水平方向有
，
可得
故地面对斜面的摩擦力为零；
若，对物块施加一个水平方向的力F，对m受力分析，如图所示
将F分解，可得
又根据
可得
对斜面同上进行受力分析，根据牛顿第三定律有
，
斜面始终处于静止状态，将、分解，且在水平方向有
，
可得
故地面对斜面的摩擦力为零；若，对物体施加一个垂直于斜面方向的力F，物块下滑过程中，对m受力分析，如图所示
则有
又根据
可得
对斜面同上进行受力分析，根据牛顿第三定律有
，
斜面始终处于静止状态，将、分解，且在水平方向有
，
可得
故地面对斜面的摩擦力为零，故A错误，B正确；
C．若，对物块施加竖直向下的力F，对m受力分析，如图所示
则有
又根据
可得
又
则有
所以物体仍可以沿斜面匀速下滑，故C错误；
D．若推着物块沿斜面匀速上滑，设F与斜面夹角，根据平衡条件得
解得
所以
故D错误。
故选B。
8. 在2023年女篮亚洲杯决赛中，中国队以73∶71险胜日本队，时隔12年再次捧起该项赛事冠军奖杯。某次训练中，一名球员将篮球竖直向下拍出，篮球触地并弹回手中，手的位置不变，以竖直向下为正方向，不计篮球触地时间和空气阻力。则从篮球竖直向下拍出到弹回手中的过程中，篮球的速度v、位移s分别随时间t变化的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．整个过程中加速度为重力加速度，向下运动过程中，做匀加速直线运动，速度随时间均匀增大，篮球触地前后速度大小不变，向上运动过程中，做匀减速直线运动，速度随时间均匀减小，故A正确；B错误；
CD．向下运动过程中，根据
s-t图像为开口向上的抛物线的一部分，
设物体初始离地高度为s0，下落过程用时间为t0，向上运动过程中，根据
s-t图像为开口向上的抛物线的一部分，并且篮球触地前后速度大小不变，方向相反，即s-t图像斜率大小相等，向下运动时，斜率为正，向上运动时，斜率为负，故C错误，D正确。
故选AD。
9. 北京冬奥会开幕式24节气倒计时惊艳全球，如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，下列说法正确的是（ ）
A. 从冬至到春分的运行时间小于地球公转周期的
B. 夏至时地球的运行速度最大
C. 太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上
D. 若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，，则地球和火星对应的k值不同
【答案】AC
【解析】
【详解】A B．由开普勒第二定律可知地球在近日点运行速度最大在远日点速度最小，夏至时地球在远日点运行速度最小，根据对称性可知，从冬至到夏至的运行时间为周期的一半，由开普勒第二定律可知从冬至到春分的运行速度大于春分到夏至的运行速度，故从冬至到春分的运行时间小于地球公转周期的，故A正确，B错误；
C．地球和火星都是绕太阳运行的行星，由开普勒第一定律可知太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上，故C错误；
D．若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，由开普勒第三定律可知，所有绕太阳运行的行星轨道半长轴的三次方与公转周期的平方的比值都相等，即
地球和火星都是绕太阳运行的行星对应的k值相同，故D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示，对静止在光滑水平面上的木箱施加一水平向左的拉力F，木箱加速度a随时间t变化的图像如图乙所示，2.5s后加速度保持不变；箱内有一光滑斜面，斜面倾角，可视为质点的滑块刚开始在斜面底部。已知木箱质量，滑块的质量，斜面高。下列说法正确的是（ ）（、，）
A. 1s末，水平拉力F的大小为4NB. 2s末，木箱的速度为6m/s
C. 2.5s后滑块开始相对于斜面向上运动D. 2.8s末滑块到达斜面顶部
【答案】BC
【解析】
【详解】A．以木箱作为参考系，当滑块相对于斜面刚要发生相对滑动时受到重力和支持力作用，此时滑块的加速度
1s末由图可知，滑块相对于木箱没有发生相对运动，滑块木箱可视为整体，由牛顿第二定律
解得
A错误；
B．根据图像可知，2s内速度增加量
2s末速度为6m/s，B正确；
C．2.5s末滑块的加速度为，滑块相对于斜面开始滑动，C正确；
D．2.5s后开始发生相对滑动，设相对加速度为，根据
，
解得
则滑块到达斜面顶部时刻为2.9s末，D错误。
故选BC。
二、非选择题：（本题共5小题，共54分。）
11. 皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量。有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值，实验小组成员利用mm刻度尺测量橡皮筋的长度L=20.00cm，用游标卡尺测得橡皮筋未受到拉力时的直径，D=4.000mm。

（1）在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是（ ）
A.N B.m C.N/m D.Pa
（2）下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录：
某同学通过描点在坐标系中绘出了F-x图像，由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=________N/m；
（3）这种橡皮筋的Y值等于________。
【答案】 ①. D ②. 3.1×102 ③. 5.0×106Pa
【解析】
【详解】（1）[1]在弹性限度内，弹力F与伸长量x成正比，由题意可知
解得杨氏模量
各物理量取国际单位得杨氏模量的单位是
故ABC错误，D正确。
故选D。
（2）[2] 根据表格数据，图线斜率的物理意义表示劲度系数
（3）[3]由题可得
12. 学习小组进行“探究加速度a与物体质量M、物体受力F的关系”的实验，实验装置如图甲所示：
（1）关于平衡摩擦力的观点，下列说法正确的是 ；
A. 车放在倾斜长木板上，在不挂砝码和砝码盘的情况下，轻推小车使其能在纸带上打出均匀点迹，说明小车平衡摩擦力了
B. 在每次改变小车质量之后需要重新平衡摩擦力
C. 平衡摩擦力的目的是使小车所受合外力的大小等于细绳拉力的大小
D. 平衡摩擦力的目的是使细绳拉力的大小等于砝码盘和砝码总重力的大小
（2）若用图像法验证小车加速度a与质量M的反比关系，则应作出a随______的变化图像（选填“”或“”）；
（3）图乙是按正确的实验步骤得到一条纸带，实验中打点计时器连接的电源周期为0.02s，每两个相邻计数点之间都有4个点没有画出，小车运动的加速度为_______m/s2。（结果保留三位有效数字）；
（4）某同学在做保持小车质量不变，验证小车的加速度与其合外力成正比的实验时，根据测得的数据作出如图丙所示的a-F图线，所得的图线既不过原点，又不是直线，原因可能是 ；
A. 木板右端所垫物体较低，使得木板的倾角偏小
B. 木板右端所垫物体较高，使得木板的倾角偏大
C. 小车质量远大于砝码和砝码盘的总质量
D. 砝码和砝码盘的总质量不满足远小于小车质量
（5）该小组又对实验方案进行了改进，来研究小车加速度a与F的关系，装置如图丁所示。将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，用小桶替换砝码盘，并缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚开始运动为止，记下传感器的最大示数F0 。再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数F1。释放小车，实时记录小车运动时传感器的示数F2。
改变小桶中砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系如图戊所示。不计纸带与计时器间的摩擦。图像中F是实验中测得的 ；
A. F1B. F2C. F1-F2D. F2-F0
（6）关于该改进的实验，下列说法中正确的是 。
A. 小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量
B. 实验中需要将长木板右端垫高
C. 随着F的增大，戊图中所画的a与F图线仍会弯曲
D. 用加砂的方法改变拉力的大小与砝码盘的方法相比，可更方便地获取多组实验数据
【答案】（1）AC （2）
（3）6.22 （4）AD
（5）D （6）D
【解析】
【小问1详解】
A．车放在倾斜长木板上，在不挂砝码和砝码盘的情况下，轻推小车使其能在纸带上打出均匀点迹，说明小车平衡摩擦力了，故A正确；
B．平衡摩擦力后满足
可得
故在每次改变小车质量之后不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
CD．平衡摩擦力的目的是使小车所受合外力的大小等于细绳拉力的大小，故C正确，D错误。
故选AC。
【小问2详解】
根据牛顿第二定律
可得
可知与成正比，若用图像法验证小车加速度a与质量M的反比关系，则应作出a随的变化图像。
【小问3详解】
相邻两计数点的时间间隔为
根据逐差法求出小车运动的加速度为
【小问4详解】
AB．由图可知，当合外力较小时，小车的加速度为零，说明平衡摩擦力不足，木板右端所垫物体较低，使得木板的倾角偏小，故A正确，B错误；
CD．图线不是直线，是由于随着砝码和砝码盘的总质量的增大，不满足远小于小车质量，绳子拉力不能近似等于砝码和砝码盘的重力，故C错误，D正确。
故选AD。
【小问5详解】
图像是过原点的一条直线，已经平衡摩擦力，则为小车受到的合外力，即
故选D。
【小问6详解】
A．该实验中力传感器可以直接测出绳子拉力的大小，小车和传感器的总质量不需要远大于小桶和砂的总质量，故A错误；
B．实验中不需要将长木板右端垫高，因为已经测量了小车所受的摩擦力，故B错误；
C．为小车受到的合外力，随着F的增大，戊图中所画的a与F图线不会弯曲，故C错误；
D．用加砂方法改变拉力的大小与砝码盘的方法相比，可更方便地获取多组实验数据，故D正确。
故选D。
13. “斑马线前车让人”已逐渐成为一种普遍现象。某司机以的速度在平直的城市道路上沿直线匀速行驶。看到斑马线上有行人后立即以大小的加速度刹车，停住时车头刚好碰到斑马线。等待行人走过所耗时间，又用了匀加速至原来的速度。求：
（1）从刹车开始计时，内汽车的位移大小；
（2）从开始制动到恢复原速这段时间内汽车的平均速度大小。

【答案】（1）37.5m；（2）3.9m/s
【解析】
【详解】（1）由题意知汽车在刹车过程中做匀减速直线运动，设刹车时间为，取初速度方向为正，有
又
解得
由于
解得
（2）设汽车做匀加速直线运动的位移大小为，有
解得
则
解得
14. 北京2022年冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，18岁的中国选手谷爱凌获得了中国女子雪上项目第一个冬奥会冠军。滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳台、着陆坡、停止区组成，如图所示。在某次训练中，运动员经助滑道加速后自起跳点以大小为、与水平方向成的速度飞起，完成空中动作后，落在着陆坡上，后沿半径为的圆弧轨道自由滑行通过最低点，进入水平停止区后调整姿势做匀减速滑行直到静止。已知运动员着陆时的速度方向与竖直方向夹角也为，在点地面对运动员的支持力为体重（含装备）的2倍，运动员与水平停止区的动摩擦因数，取，，忽略运动过程中的空气阻力。求：
（1）水平停止区的最小长度；
（2）运动员完成空中动作的时间。
【答案】（1）60m；（2）2.5s
【解析】
【详解】（1）将运动员与装备看成一个质点，总质量为m，在点支持力与总重力的合力为圆周运动提供向心力，则有
运动员到达点后，做匀减速直线运动，设水平停止区的最小长度L，则
µmg=ma

解得
L=60m
（2）对运动员由点到落地瞬间的速度进行正交分解，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀减速直线运动，水平方向速度
竖直方向速度上抛
着陆时竖直方向分速度与点的竖直方向分速度方向相反，由于运动员着陆时的速度方向与竖直方向的夹角为也为，则有
代入数值得
t=2.5s
15. 某工厂用传送带将木炭从高处传送到低处，传送过程示意图可简化为下图，倾斜放置传送带装置与水平地面夹角θ=37°，传送带以v0=5m/s的恒定速率顺时针转动，某时刻，工人将质量为m=50kg的木炭轻放在传送带的顶端A，经过一段时间后，木炭从传送带底端B平滑滑上质量为M=25kg的木板左端（物体经过B点前后速度大小不变），再经过一段时间，木炭停止运动且未脱离木板。已知木炭与传送带间的动摩擦因数μ1=0.5，木炭与木板间的动摩擦因数μ2=0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ3=0.1，AB的距离为s=15.25m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2（已知sin37°=0.6，cs37°=0.8）。求：
（1）木炭刚放上传送带时的加速度a的大小和从A运动到B的时间；
（2）木炭运动到B的速度和在传送带上留下的划痕；
（3）木炭停止运动时的位置到传送带底端B的距离L。
【答案】（1），
（2），
（3）
【解析】
【小问1详解】
木炭刚放上传送带时，由牛顿第二定律得
解得加速度大小为
设木炭经过时间与传送带共速，则有
该过程木炭运动的位移大小为
由于，可知共速后木炭继续向下做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得
解得加速度大小为
设木炭到达B端时的速度大小为，根据运动学公式可得
解得
木炭从共速后到B端所用时间为
则木炭从传送带顶端A滑到传送带底端B的时间
【小问2详解】
由（1）问可知，木炭运动到B的速度为；木炭与传送带共速前，木炭相对于传送带向上运动的距离为
木炭与传送带共速后，木炭相对于传送带向下运动的距离为
由于，则木炭在传送带上留下的划痕长度为
【小问3详解】
木炭滑上木板左端时，分别对木炭和木板由牛顿第二定律得
，
解得
，
设经过时间木炭与木板达到共速，根据运动学公式可得
，
解得
，
此过程中木炭运动的位移大小为
由于，可知木炭与木板共速后，保持相对静止一起做匀减速直线运动；以木炭和木板为整体，由牛顿第二定律得
解得
设木炭与木板共速后运动的距离为，根据运动学公式可得
解得
则木炭停止运动时的位置到传送带底端B的距离为
拉力F/N
5
10
15
20
25
伸长量x/cm
1.6
3.2
4.7
6.4
8.0