2023届江苏省常州市高级中学八校高三上学期10月联合调研物理试题（解析版）

这是一份2023届江苏省常州市高级中学八校高三上学期10月联合调研物理试题（解析版），共27页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
2023届江苏省常州市高级中学八校高三上学期10月联合调研物理试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。1. 今年9月15日晚，广汽埃安发布了国内首款纯电超跑Hyper昊铂，零百（0-100km/h）1.9s，其动力电池常州造！据悉汽车品牌中只有奥迪汽车在尾部标明车辆启动加速度，例如55TFSI，其启动加速度约为0.55g，即5.5m/s2，那么超跑Hyper如果对标奥迪，尾部该标写的数字约为（　　）A. 100 B. 120 C. 150 D. 1802. 在地面上以初速度v0竖直向上抛出一小球，经过2t0时间小球落回抛出点，其速率为v1，已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比，则小球在空中运动时速率随时间的变化规律可能是A.  B. C  D. 3. 如图所示，一小段钢管套在竖直固定直杆PQ上，一段铁棒焊接在钢管上，铁棒与竖直杆成一定的角度，一段轻绳一端连接在铁棒的A端，一端连接在竖直杆上的B点，光滑挂钩吊着重物悬挂在轻绳上，当将钢管缓慢向上移动时，则轻绳上的拉力大小（    ）A. 一直增大 B. 一直减小 C. 保持不变 D. 先减小后增大4. 将三个质量均为m的小球a、b、c用细线相连后（bc间无细线相连），再用细线悬挂于O点，如图所示，用力F拉小球c，使三个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持为θ=30°，则F的最小值为（　　）A. 1.5mg B. 1.8mgC. 2.1mg D. 2.4mg5. 如图所示，内壁光滑的半球形碗固定不动，其轴线垂直于水平面，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在如图所示的水平面内做匀速圆周运动，则（　　）A. 球A的线速度等于球B的线速度B. 球A的角速度大于球B的角速度C. 球A的向心加速度小于球B的向心加速度D. 球A对碗壁的压力小于球B对碗壁的压力6. 课外兴趣小组为了研究瞬时加速度问题，将两个相同的小球分别和相同长度的弹性绳和刚性绳相连，然后从某高度静止释放。如图，连接A、B的是一般细绳（刚性绳），连接C、D的是橡皮筋。那么在实验过程中，小球在释放后的短暂时间（橡皮筋还未第一次恢复原长）后，下列图中符合ABCD实际排列情况的是（　　）A.  B. C.  D. 7. 如图所示，细绳一端固定在天花板上的O点，另一端穿过一张CD光盘的中央小孔后拴着一个橡胶球，橡胶球静止时，竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿．现将CD光盘按在桌面上，并沿桌面边缘以速度v匀速移动，移动过程中，CD光盘中央小孔始终紧挨桌面边线，当悬线与竖直方向的夹角为θ时（　　）A. 橡胶球的竖直速度为B. 橡胶球处于失重状态C. 橡胶球的竖直速度为D. 橡胶球始终处于平衡状态8. 如图甲是研究小球在长为L的斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧形轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的射程x，最后作出了如图乙所示的x­tanθ图像，当0<tanθ<1时，图像为直线，当tanθ>1时图像为曲线，g=10 m/s2.则下列判断正确的是（　　）A. 小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0=2 m/sB. θ超过45°后，小球可能还会落在斜面上C. 斜面长度为L=mD. 斜面的长度为L=m9. 2022年7月29日，电影《独行月球》上映。电影中，维修工“独孤月”驾驶月球车从高h的悬崖一侧水平飞出，飞出时的速度为。已知地球半径是月球半径的P倍，地球质量是月球质量的Q倍，地球表面重力加速度大小为g。则“独孤月”从飞出到落到月面上的时间为（　　）A.  B.  C.  D. 10. 如图所示，足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量均为m的光滑小球A、B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度ω绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度为时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为，重力加速度为g，则（　　）A. 角速度时，小球A对弹簧的压力为mgB. 角速度C. 角速度从继续增大的过程中，小球A对弹簧的压力增大D. 当角速度变为时，AB与杆的夹角变为时的两倍二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。11. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，采用了如图甲所示的实验方案。操作如下：（1）要处理用该装置打出的纸带信息，必需使用的器材是________（选填“刻度尺”“秒表”或“天平”）（2）平衡摩擦力时，若所有操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应________（填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹________为止。（3）已知小车质量为m，盘和砝码的总质量为M，要使细线的拉力近似等于盘和砝码的总重力，应该满足的条件是m________M（填“远小于”“远大于”或“等于”）。（4）图丙为小车质量一定时，根据实验数据描绘的小车加速度a的倒数与盘和砝码的总质量M的倒数之间的实验关系图象。若牛顿第二定律成立，则小车的质量m＝________kg。（g取10m/s2）12. 四楼老张家楼下有一水塘，疫情期间，老张在家里就开始打窝钓鱼。情景模拟如下：可视为质点的小球在楼层上竖直上抛，上升后落入鱼塘并在速度正好减为0时沉底。整个过程中的速度-时间（v-t）图像如图所示，已知楼层到水面的高度为8m，t3=5.5t1，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2（答案可保留根式）。求：（1）t1；（2）小球入水时的速度大小为多少；（3）鱼塘水深为多少。13. 如图甲所示，物块的质量，初速度，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示，取。求：（1）两段运动的加速度大小之比；（2）反向前，F作用的第一段时间t；（3）恒力F和动摩擦因数。14. 如图所示，在竖直平面内，固定有半径为R的半圆弧轨道，其两端点M、N连线水平，将一轻质小环套在轨道上，一细线穿过轻环A，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，小球恰好静止在图示位置，θ=30°，不计所有摩擦，重力加速度大小为g。（1）求细线对M点的拉力；（2）求细线对环A的拉力；（3）若轻环A固定，且A到小球的距离为2R，转动小球，使之在水平面内做匀速圆周运动，形成圆锥摆（图中未画出），求细绳对A环最大的作用力Fm。15. 如图所示，在光滑水平面内有一个倾角θ=37°的传送带，长为L=3.2m，沿顺时针方向转动速度为v0=2m/s，质量为0.7kg的物块（可视为质点）与表面动摩擦因数=0.5，区域Ⅰ和Ⅱ分别存在竖直向下和水平向右的，大小等于重力的恒力。物块由顶端A静止释放，经由BC段，无摩擦地进入光滑圆弧轨道CDE内侧C点，且没有能量损失。经过CDE轨道后到达区域Ⅱ，然后到达传送带下侧F点（已大致画出）。已知O点在B点的正下方，圆弧轨道CDE半径。（1）求物块经过AB段时间t1和物块离开传送带时的速度vB；（2）求物块在D点时所受作用力FD；（3）求经过EF段的时间t2。（忽略传送带传动轮子大小）            2022-2023学年第一学期八校高三年级联合调研物理试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。1. 今年9月15日晚，广汽埃安发布了国内首款纯电超跑Hyper昊铂，零百（0-100km/h）1.9s，其动力电池常州造！据悉汽车品牌中只有奥迪汽车在尾部标明车辆启动加速度，例如55TFSI，其启动加速度约为0.55g，即5.5m/s2，那么超跑Hyper如果对标奥迪，尾部该标写的数字约为（　　）A. 100 B. 120 C. 150 D. 180【答案】C【解析】【详解】超跑Hyper的加速度为尾部该标写的数字约为150。故选C。2. 在地面上以初速度v0竖直向上抛出一小球，经过2t0时间小球落回抛出点，其速率为v1，已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比，则小球在空中运动时速率随时间的变化规律可能是A.  B. C.  D. 【答案】A【解析】【详解】小球上升过程中，由牛顿第二定律故随速度的减小，加速度逐渐减小，v-t线切线的斜率逐渐减小；当物体下降过程中，由牛顿第二定律则随速度逐渐增大，加速度逐渐减小，v-t线切线的斜率逐渐减小；由于有阻力作用，故回到地面的速度将小于初速度v0A.A项图与上述分析结论相符，故A正确；BB项图与上述分析结论不相符，故B错误；C.C项图与上述分析结论不相符，故C错误；DD项图与上述分析结论不相符，故D错误； 3. 如图所示，一小段钢管套在竖直固定的直杆PQ上，一段铁棒焊接在钢管上，铁棒与竖直杆成一定的角度，一段轻绳一端连接在铁棒的A端，一端连接在竖直杆上的B点，光滑挂钩吊着重物悬挂在轻绳上，当将钢管缓慢向上移动时，则轻绳上的拉力大小（    ）A. 一直增大 B. 一直减小 C. 保持不变 D. 先减小后增大【答案】C【解析】【详解】挂钩两边的绳上拉力大小相等，因此挂钩两边的绳与竖直方向的夹角相等，设为，设绳上拉力为F，则杆在移动过程中，A、B两点的水平距离不变，由几何关系可知，绳与竖直方向的夹角不变，则F不变。故选C。4. 将三个质量均为m的小球a、b、c用细线相连后（bc间无细线相连），再用细线悬挂于O点，如图所示，用力F拉小球c，使三个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持为θ=30°，则F的最小值为（　　）A. 1.5mg B. 1.8mgC. 2.1mg D. 2.4mg【答案】A【解析】【详解】取整体为研究对象，当F垂直于oa时最小故选A。5. 如图所示，内壁光滑的半球形碗固定不动，其轴线垂直于水平面，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在如图所示的水平面内做匀速圆周运动，则（　　）A. 球A的线速度等于球B的线速度B. 球A的角速度大于球B的角速度C. 球A的向心加速度小于球B的向心加速度D. 球A对碗壁的压力小于球B对碗壁的压力【答案】B【解析】【详解】A．对小球受力分析可知，小球受竖直向下的重力mg的作用，碗对它的支持力的作用，其方向垂直于碗指向球心，设该支持力与水平方向的夹角为θ，则向心力F=设碗的半径为R，则此时小球做圆周运动的半径为r=Rcosθ，由牛顿第二定律可知F=ma故=m×故v2=因为A点对应的θ角较小，故cosθ较大，tanθ较小，故球A的线速度较大，故A错误；B．因为=m×ω2Rcosθ故ω2=因为A点对应的θ角较小，故sinθ较小，故球A的角速度较大，故B正确；C．因向心加速度为a=而A球的θ角较小，故tanθ较小，故A球的向心加速度较大，故C错误；D．因为两球的质量相等，故A球的向心力较大，所以A球受到的支持力也较大，故D错误。故选B。【点睛】圆周运动模型，需根据受力情况，确定物体做圆周运动的向心力的来源，再根据相应的公式进行分析解答。6. 课外兴趣小组为了研究瞬时加速度问题，将两个相同的小球分别和相同长度的弹性绳和刚性绳相连，然后从某高度静止释放。如图，连接A、B的是一般细绳（刚性绳），连接C、D的是橡皮筋。那么在实验过程中，小球在释放后的短暂时间（橡皮筋还未第一次恢复原长）后，下列图中符合ABCD实际排列情况的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】C【解析】【详解】BD．连接A、B的是一般细绳（刚性绳），释放小球前，细绳的形变量十分微小，小球在释放后的短暂时间，细绳立即恢复原长，伸直而无拉力，两个小球的加速度均等于重力加速度g，一起做自由落体运动，所以细绳不能是弯曲的，BD错误；AC．连接C、D的是橡皮筋，释放小球前，橡皮筋的形变量很大，根据平衡条件，其弹力为小球在释放后的短暂时间，橡皮筋不能立即恢复原长，其弹力保持不变，根据牛顿第二定律得 解得 方向竖直向下 释放后很短的时间内，小球D向下运动的位移比C大得多，两个小球的距离减小，橡皮筋恢复原长前不弯曲，A错误，C正确。故选C。7. 如图所示，细绳一端固定在天花板上的O点，另一端穿过一张CD光盘的中央小孔后拴着一个橡胶球，橡胶球静止时，竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿．现将CD光盘按在桌面上，并沿桌面边缘以速度v匀速移动，移动过程中，CD光盘中央小孔始终紧挨桌面边线，当悬线与竖直方向的夹角为θ时（　　）A. 橡胶球的竖直速度为B. 橡胶球处于失重状态C. 橡胶球的竖直速度为D. 橡胶球始终处于平衡状态【答案】C【解析】【详解】AC．由题意可知，线与光盘交点参与两个运动，一是逆着线的方向运动，二是垂直线的方向运动，则合运动的速度大小为v，如图所示由数学三角函数关系，则有而线的速度的方向，即为小球上升的速度大小，故C正确，A错误；BD．根据可知，移动过程中，增大，则小球的速度变大，可知小球加速运动，加速度向上，处于超重状态，故BD错误。故选C。8. 如图甲是研究小球在长为L的斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧形轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ，获得不同的射程x，最后作出了如图乙所示的x­tanθ图像，当0<tanθ<1时，图像为直线，当tanθ>1时图像为曲线，g=10 m/s2.则下列判断正确的是（　　）A. 小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0=2 m/sB. θ超过45°后，小球可能还会落斜面上C. 斜面的长度为L=mD. 斜面长度为L=m【答案】C【解析】【详解】A．小球做平抛运动落在斜面上，有解得则水平位移由数学知识，图乙的斜率解得A错误；B．当0<tanθ<1时，图象为直线，当时，图像为曲线，可知超过45°后小球将不会掉落在斜面上，B错误；CD．设板长为L，当时，则有，水平方向有竖直方向有联立得解得C正确，D错误。故选C。9. 2022年7月29日，电影《独行月球》上映。电影中，维修工“独孤月”驾驶月球车从高h的悬崖一侧水平飞出，飞出时的速度为。已知地球半径是月球半径的P倍，地球质量是月球质量的Q倍，地球表面重力加速度大小为g。则“独孤月”从飞出到落到月面上的时间为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】在地球表面，质量为m的物体所受重力满足可得地球表面的重力加速度满足同理月球表面的重力加速度则解得由可得月球车从飞出到落到月面上的时间为故选D。10. 如图所示，足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量均为m的光滑小球A、B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度ω绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度为时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为，重力加速度为g，则（　　）A. 角速度时，小球A对弹簧的压力为mgB. 角速度C. 角速度从继续增大的过程中，小球A对弹簧的压力增大D. 当角速度变为时，AB与杆的夹角变为时的两倍【答案】B【解析】【详解】AB．当转动的角速度为时，小球B刚好离开台面，即，设杆与转盘的夹角为，由牛顿第二定律可知而对A球依然处于平衡，有而由几何关系联立四式解得则弹簧对A球的弹力为2mg，由牛顿第三定律可知A球对弹簧的压力为2mg，故B正确，A错误；C．当角速度从继续增大，B球将飘起来，杆与水平方向的夹角变小，对A与B的系统，在竖直方向始终处于平衡，有则弹簧对A球的弹力是2mg，由牛顿第三定律可知A球对弹簧的压力依然为2mg，故C错误；D．设AB与杆的夹角变为，根据牛顿第二定律可得可知当角速度变为时，AB与杆的夹角的余弦值减小为原来的，但AB与杆的夹角不一定变为时的两倍，故D错误。故选B。二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。11. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，采用了如图甲所示的实验方案。操作如下：（1）要处理用该装置打出的纸带信息，必需使用的器材是________（选填“刻度尺”“秒表”或“天平”）（2）平衡摩擦力时，若所有的操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应________（填“减小”或“增大”）木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹________为止。（3）已知小车质量为m，盘和砝码的总质量为M，要使细线的拉力近似等于盘和砝码的总重力，应该满足的条件是m________M（填“远小于”“远大于”或“等于”）。（4）图丙为小车质量一定时，根据实验数据描绘的小车加速度a的倒数与盘和砝码的总质量M的倒数之间的实验关系图象。若牛顿第二定律成立，则小车的质量m＝________kg。（g取10m/s2）【答案】    ①. 刻度尺    ②. 增大    ③. 点迹均匀    ④. 远大于    ⑤. 0.08【解析】【详解】（1）[1]要处理用该装置打出的纸带信息，必需使用的刻度尺测量纸带的长度；（2）[2][3]由打出的纸带乙可知，小车做减速运动，则平衡摩擦力不够，则应增大木板的倾角，反复调节，直到小车做匀速运动，即直到纸带上打出的点迹均匀为止。（2）[4]设绳子上拉力为F，以整体为研究对象有解得以M为研究对象有绳子的拉力显然要有需要即小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，即m远大于M；（4）[5]根据变式为由题意知所以由图象可知所以12. 四楼老张家楼下有一水塘，疫情期间，老张在家里就开始打窝钓鱼。情景模拟如下：可视为质点的小球在楼层上竖直上抛，上升后落入鱼塘并在速度正好减为0时沉底。整个过程中的速度-时间（v-t）图像如图所示，已知楼层到水面的高度为8m，t3=5.5t1，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2（答案可保留根式）。求：（1）t1；（2）小球入水时的速度大小为多少；（3）鱼塘水深为多少。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小球做上抛运动上升过程的高度x所对应图像的面积为小球做上抛运动下降过程的高度x所对应图像的面积为楼房的高度所对应的面积为根据题意得解得 所求时间为 解得 （2）小球自由落体的高度为9x 解得 （3）根据题意得，小球在水中的运动时间为1.5t1，鱼塘水深h对应的面积为13. 如图甲所示，物块的质量，初速度，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示，取。求：（1）两段运动的加速度大小之比；（2）反向前，F作用的第一段时间t；（3）恒力F和动摩擦因数。【答案】（1）；（2）1s；（3）0.3【解析】【详解】（1）由可得故（2）反向前，F作用的第一段时间（3）根据牛顿你第二定律解方程组可得14. 如图所示，在竖直平面内，固定有半径为R的半圆弧轨道，其两端点M、N连线水平，将一轻质小环套在轨道上，一细线穿过轻环A，一端系在M点，另一端系一质量为m的小球，小球恰好静止在图示位置，θ=30°，不计所有摩擦，重力加速度大小为g。（1）求细线对M点的拉力；（2）求细线对环A的拉力；（3）若轻环A固定，且A到小球的距离为2R，转动小球，使之在水平面内做匀速圆周运动，形成圆锥摆（图中未画出），求细绳对A环最大的作用力Fm。【答案】（1）mg；（2）；（3）【解析】【详解】（1）对环A分析受力如图所示由于环处于平衡状态，所以细线对M点的拉力为（2）由（1）分析可知，细线对轻环的作用力大小等于两个拉力的合力，且由几何可得，细线对环A的拉力为（3）小球做圆周运动轨迹如下图所示当细绳刚好经过N点时，小球的运动半径最大，有几何关系可知，此时圆锥摆的半径为R，AN与竖直方向夹角为θ，故绳上拉力为对环A分析受力，且由几何关系可得【点睛】当小球做圆锥摆运动时，小球在竖直方向上所受合力始终为零。15. 如图所示，在光滑水平面内有一个倾角θ=37°的传送带，长为L=3.2m，沿顺时针方向转动速度为v0=2m/s，质量为0.7kg的物块（可视为质点）与表面动摩擦因数=0.5，区域Ⅰ和Ⅱ分别存在竖直向下和水平向右的，大小等于重力的恒力。物块由顶端A静止释放，经由BC段，无摩擦地进入光滑圆弧轨道CDE内侧C点，且没有能量损失。经过CDE轨道后到达区域Ⅱ，然后到达传送带下侧F点（已大致画出）。已知O点在B点的正下方，圆弧轨道CDE半径。（1）求物块经过AB段的时间t1和物块离开传送带时的速度vB；（2）求物块在D点时所受作用力FD；（3）求经过EF段的时间t2。（忽略传送带传动轮子大小）【答案】（1）1.2s，4m/s；（2）12.8N；（3）s【解析】【详解】（1）由于该模型位于水平面内，对物体分析可知，在达到与传送带共速之前，由牛顿第二定律可得物体加速到共速所需时间为此过程物体移动的距离为分析可知，物体达到共速后，物体继续做匀加速直线运动，此时由牛顿第二定律可得物体从共速运动到B点所需时间为可得物体从A到B所需总时间为到B点速度为带入可得（2）物体从B到D点的过程中，由于重力和圆轨支持力不做功，且不受摩擦力作用，故物体的速度不变，在D点由牛顿第二定律可得可得（3）物体离开E点后，在水平恒力的作用下做平抛运动，向上方向位移为水平向右方向位移为由下图几何关系可得可得【点睛】注意分析物体的运动模型，继而确定物体的受力情况。当物体在Ⅱ区域运动时，做类平抛运动。