辽宁省沈阳市小三校2023-2024学年高三上学期联考物理试题（月考）

绝密★启用前

沈阳市小三校高三2023年10月联考

物理

本试卷满分100分，考试时间75分钟。

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，

2.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。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、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，有选错的得0分。

1.我国女于短道速滑队在世锦赛上实现3000m 接力三连冠，观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在 “交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出，在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则（              ）

A. 甲对乙的冲量与乙对甲的冲量相同

B. 甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反

C. 甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量

D. 甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功

2.如图所示，质量为m 的手机静置在斜面支架上，斜面与水平面的夹角为,手机与接触面的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。 下列说法正确的是（                            ）

A. 手持支架向上匀加速直线运动且手机与支架间无相对滑动，手机受到的支持力与静止时受到的支持力相等

B. 支架斜面对手机的摩擦力大小为 μmgcos,方向沿斜面向上

C. 支架对手机的作用力方向垂直于斜面向上，大小为mgcos

D. 手持支架向右做匀加速直线运动且手机与支架间无相对滑动，手机可能不受摩擦力

3. “神舟十五号”在“长征二号”F 遥十五运载火箭的推动下顺利进入太空。关于运载火箭在竖直方向加速起飞的过程，下列说法正确的是（                            ）

A. 火箭加速上升时，航天员对座椅的压力大小与自身受到的重力大小相等

B. 保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后做自由落体运动

C. 火箭加速升空过程中处于失重状态

D. 火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力大小相等

4. 如图甲所示的陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，这被称为“魔力 陀螺”。它可简化为一质量为m的质点在固定竖直圆轨道外侧运动的模型，如图乙所示。在竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径为R。A、B两点分别为轨道的最高点和最低点，C、D 两点与圆O 等高，质点受到圆轨道的强磁性引力始终指向圆心O且大小恒为7mg, 不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g, 若质点能始终沿圆弧轨道外侧做完整的圆周运动，则（                            ）

A. 质点经过B 点时，向心力最大为 7mg

B. 质点经过A 点的最大速度为

C. 质点由A 到B 的过程中，轨道对质点的支持力做正功

D. 质点经过 C、D两点时，轨道对质点的支持力可能为0

甲                            乙

5.海洋馆中一潜水员把一小球以初建度v0 从手中竖直向上抛出。从抛出开始计时，4时刻小球返回手中。小球始终在水中且在水中所受阻力大小不变，抛出后小球的速度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（                            ）

A. 上升过程与下降过程中阻力的冲量大小之比为1：4

B. 小球返回手中时速度的大小为

C. 小球在0～4时间内动量变化量的大小为

D. 小球在0～4过程中阻力所做的功

6. 如图所示，空间有一底面处于水平地面上的长方体框架, 已知AB:AD:AA1=1:1:, 从顶点A 沿不同方向平抛质量相同的小球(可 视为质点),不计空气阻力。关于小球的运动，下列说法正确的是（                            ）

A. 所有小球单位时间内的速率变化量均相同

B. 落在平面上的小球，末动能都相等

C. 在所有击中线段CC1的小球中，击中CC1 中点处的小球末动能最小

D. 当运动轨迹与线段AC1相交时，在交点处的速度偏转角均为60°

7.如图所示，在倾角=30°的固定的斜面上有物块A 和B, 物块A通过劲度系数为k 的轻弹簧栓接在斜面底端的挡板上，物块 B 通过一根跨过定滑轮的细线与物块C 相连，三个物块的质量均为m,弹簧和细线与斜面平行。初始时，用手托住物块C,使细线恰好伸直。现撤去外力，让物块C由静止释放。已知重力加速度为g, 物块C下落过程没有触地，物块B 没有接触定滑轮，不计一切阻力，下列说法正确的是（                            ）

A. 释放物块C 的瞬间，物块A、B整体的加速度为

B. 从释放到物块A、B分离的过程中，A、B两物块沿斜面运动的位移为

C. 从释放到物块A、B分离的过程中，物块A 的机械能保持不变

D. 从释放到物块A、B 分离的过程中，物体C 减小的机械能等于物块A、B 增加的机械能

8.如图所示，学生练习用头颠球。某一次足球从静止开始下落20 cm,被竖直顶起，离开头部后上升的最大高度为45cm。 已知足球与头部的作用时间为0.1s,足球的质量为0.4 kg,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。下列说法正确的是（                            ）

A. 足球与头部作用过程中，足球的动量变化量大小为0.4 kg·m/s

B. 头部对足球的平均作用力为足球重力的5倍

C. 足球刚接触头到刚离开头时，头对足球做的功为1J

D. 从静止下落到上升到最大高度的过程中重力对足球的冲量大小等于人对足球的冲量大小

9.美国国家航空航天局(NASA) “苔丝”(TESS)  任务发现了两个可能含有岩石矿物的“新世界”,它们围绕着靠近我们的宇宙邻居恒星一红矮星HD260655 运行，距离地球只有33光年， 是迄今为止发现的最接近我们的多行星系统之一。科学家可借助此次发现了解系外行星的  组成，并评估它们的大气层，为人们寻找外星生命提供重要线索。假如宇航员乘坐字宙飞船  到达了其中的一颗行星上，并进行科学观测；该行星自转周期为T, 宇航员在该行星“北极”距  该行星地面附近h处自由释放一个小球(引力视为恒力),不计阻力，落地时间为t。已知该行星半径为R,引力常量为G, 则（                            ）

A. 该行星的第一宇宙速度可能小于

B.宇宙飞船绕该行星做圆周运动的周期不小于

C.该行星的平均密度为

D. 如果该行星存在一颗同步卫星，其轨道半径为

10.如图所示， 一个斜面与水平地面平滑连接，斜面与水平地面均光滑。小物块 P放在水平地面上，小物块Q 自斜面上某位置处由静止释放，P、Q之同的磁撞为弹性正碰，斜面与水平面足够长，则

下列说法正确的是（  ）

A.,若，则P、Q 只能发生一次碰撞

B.若,则P、Q只能发生一次碰撞

C.若,则P 、Q 只能发生两次碰撞

D.若, 则P 、Q 能发生两次以上的碰撞

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. (6分)某兴趣小组用如图装置进行“验证动量守恒定律”的实验，步骤如下：

①选取两个体积相同、质量不同的小球，用天平测出它们质量分别为m1、m2 ;

②将斜槽固定在桌边，末端A的切线水平，并在A与地面之间连接倾角为的斜面AB;

③先不放m2, 让 m1从斜槽的顶端O 处由静止释放，记下m1在斜面上的落点位置；

④将m2放在A 处，让m1仍从O处由静止释放，与m2 碰撞后记下m1、m2在斜面上的落点位置；

⑤斜面上从上到下的三个落点位置分别记为C、D、E,测出这三点到A 端的距离分别为LC、LD、LE。

回答以下问题：

(1)根据实验要求，选择的小球质量应满足m1          m2(填“>”“=”或"<");

(2)步骤③中，m1将落到斜面AB 上的       点(填"C""D" 或"E");

(3)用测得的物理量来表示，只要满足关系式        ,便可验证m1与mm2碰撞过程中动量守恒。 (表达式用LC、LD、LE、m1和m2表示)          

12. (8分)在探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”实验中，某同学做了如图甲所示的实验改进， 在调节桌面至水平后，添加了力传感器来测量细线拉力。

(1)实验时，下列说法正确的是            ;

A. 需要用天平测出砂和砂桶的总质量

B. 小车靠近打点计时器，先接通电源再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数

C. 若实验过程中交变电流的频率低于正常频率，会导致加速度测量值偏大

D. 为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量

(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz. 相邻西计数点  之间还有四个点未画出，已知A、B、C、D各点到O 点的距离分别是3.60cm、9.61cm、18.01cm和28.81cm，由以上数据可知，小车运动的加速度大小是        m/s2(计算结果保留3位有效数字)；

(3) 由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示，则小车运动过程中所受的阻力    N,小车的质量M=           kg。（两个结果都保留2位有效数字）

13. (10分)“斑马线前车让人”已逐渐成为一种普遍现象。某司机以v=54km/h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a=3m/s2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 t1=12 s,又用了 t2=8s匀加速至原来的速度。求：

(1)从刹车开始计时，8s 内汽车的位移大小

(2)从开始制动到恢复原速度这段时间内汽车的平均速度大小。

14. (12分)如图所示，竖直平面内有一圆形轨道，其半径R=2m,质量m=1kg的小球从平台边缘A 处以 v0 =6 m/s 的速度水平射出，恰能沿圆弧轨道上 P 点的切线方向进入轨道内，轨道半径OP 与竖直线的夹角为53°,不计空气阻力，已知 sin 53°=0.8,cos53°=0.6,重力加速度g 取10 m/s2。

(1)求小球从A 点 到P 点所用的时间；

(2)小球从A 点水平抛出后，当水平位移是竖直位移的二倍时，求小球动能的改变量；

(3)若小球恰好能够通过最高点C, 求小球在轨道内克服阻力做的功。

15. (18分)如图所示，轨道 ABCD由半径R1=1.2m的光滑圆弧轨道AB、 长度LBC=0.6m的粗糙水平轨道 BC 以及足够长的光滑水平轨道CD组成。质量 m1=2kg的 物 块 P 和质量m2=1kg 的物块Q压缩着一轻质弹簧并锁定(物块与弹簧不连接),三者静置于CD 段中间，物块 P、Q可视为质点。紧靠 D 的右侧水平地面上停放着质量m3=3kg的小车，其上表面 EF 段粗糙，与CD 等高，长度 LEF=1.2m;FG段为半径R2=1.8m的光滑圆弧轨道；小车与地面间的阻力忽略不计。 P、Q 与 BC、EF  间的动摩擦因数均为μ=0.5,重力加速度g 取 1 0m/s2, 现解除弹簧锁定，物块 P、Q 由静止被弹出(P、Q 脱离弹簧后立即撤走弹簧),其中物块P 进 入CBA  轨道，而物块Q 滑上小车。不计物块经过各连接点时的机械能损失。

(1)若物块 P 经 过CB  后恰好能到达A 点，求物块 P 通 过B 点时，圆弧轨道对物块 P的弹力大小；

(2)若物块P 经 过CB 后恰好能到达A 点，求物块Q 冲出小车后离开G 点的最大高度；

(3)若弹簧解除锁定后，物块Q 向右滑上小车后能通过F 点，并且后续运动过程始终不滑离小车， 求被锁定弹簧的弹性势能取值范围。

参考答案与解析

一、选择题

1.B【解析】根据牛顿第三定律可知，在乙推甲的过程中，甲对乙的作用力大小等于乙对甲的作用力大小，作用时间相等，根据I=Ft可知，甲对乙的冲量一定与乙对甲的冲量等大反向，由动量定理可知，甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反，A项错误，B项正确；甲、乙间的作用力大小相等，但不知道甲、乙的质量关系，不能求出甲、乙的动能变化关系，无法判断做功多少，也不能判断出二者动能的变化量，C、D项错误。

2.D【解析】手持支架向上做匀加速直线运动且手机与支架间无相对滑动，手机有向上的加速度，处于超重状态，手机受到的支持力比静止时受到的支持力大，A项错误；支架斜面对手机的摩擦力为静摩擦力，大小为f=mgsinθ,B项错误；支架对手机的作用力与手机的重力平衡，即方向竖直向上，大小为mg,C项错误；手持支架向右做匀加速直线运动且手机与支架间无相对滑动，加速度向右，当支持力的水平分力恰好提供加速度所需的力，则没有摩擦力，D项正确。

3.D【解析】火箭加速上升时，航天员处于超重状态，对座椅的压力大于自身受到的重力，A项错误；保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落时，因为惯性，有向上的速度，所以做竖直上抛运动，B项错误；火箭加速升空的过程中，加速度向上，处于超重状态，C项错误；火箭喷出的热气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力是作用力与反作用力的关系，大小相等，D项正确。

4.B【解析】在B点，对质点进行分析，当质点所受轨道弹力为0时，向心力最大，该最大值为7mg-mg=6mg,A项错误；在A点，对质点进行分析，当质点所受轨道弹力为0时，向心力最大，该最大值为7mg+mg=8mg,结合上述可知，若质点能始终沿圆弧轨道外侧做完整的圆周运动，则质点必须能够顺利通过B点，当在B点，当质点所受轨道弹力为0时，质点在B点的速度达到最大值，结合上述有6mg=m，解得,当质点在B点由该速度运动到A点时的速度即为质点在A点的最大速度，则有,解得

,B项正确；质点由A到B的过程中，轨道对质点的支持力方向始终与速度方向垂直，可知质点由A到B过程中，轨道对质点的支持力不做功，C项错误；根据上述，当质点在B点由最大速度运动到C点或者D点时有,解得,即该速度即为质点在C点或者D点的最大速度，此速度对应的向心力大小为，表明质点经过C、D两点时，轨道对质点的支持力不可能为0,D项错误。

5.C【解析】根据图像可知，上升过程历时为t0,下降过程历时为4t0-t0=3t0,小球在水中所受阻力大小不变，根据冲量定义I=Ft可知，上升过程与下降过程中阻力的冲量大小之比为1:3,A项错误；小球上升过程的位移大小等于小球下降过程的位移大小，由于v-t图像中图线与时间轴所围几何图形的面积表示位移，根据图像有,解得,B项错误；根据上述可知，小球在0～4t0时间内动量变化量为△p=,即小球在0～4t0时间内动量变化量的大小为,C项正确；小球运动的全过程，根据动能定理有,解得,D项错误。

6.C【解析】所有小球都是做平抛运动，只受重力，加速度为重力加速度g,所有小球单位时间内的速度变化量相同，A项错误；所有落在平面上的小球，下落高度相同，由可知下落时间相同，而落到C1点的小球水平位移最大，所以落到C1点的小球的抛出初速度v0最大，所以落到C1点的小球的末速度最大，即落到C1点的小球的末动能最大，B项错误；所有击中线段CC1的小球水平位移相同，设为x,击中线段CC1某点的小球的位移偏转角为θ,那么下落到该点的高度为h=xtanθ,又由平抛规律和动能定理有,,联立上式得Ek=,可知当时，Ek有最小值，再结合题目的几何关系知该点应为线段CC1的中点，C项正确；当运动轨迹与线段AC1相交时，所有小球的位移偏转角相同，其正切值为tanθ=1,再根据平抛推论可知，所有小球速度偏转角相同，其正切值为tan=2tanθ=2,由此可知在交点处的速度偏转角均不为60°,D项错误。

7.B【解析】释放物块C的瞬间，A、B、C三者加速度大小相等，对整体由牛顿第二定律有,,A项错误；释放物块C之前，对A、B整体有k·x1=2mgsin=mg,所以,A、B分离时，FAB=0,此时三者的加速度大小仍然相等，对B、C有mg-mgsin=2ma2,得g，单独对A有mgsin=ma2,得,所以从释放到物块A、B分离的过程中，A、B两物块沿斜面运动的位移为△x=,B项正确；由于从释放到物块A、B分离的过程中，物块A一直做加速运动，所以物块A的机械能一直增加，C项错误；从释放到物块A、B分离的过程中，物块C减小的机械能与弹簧减小的弹性势能之和等于物块A、B增加的机械能，D项错误。

8.CD【解析】由位移速度公式可得，下落到与头部刚接触时的速度大小为=2m/s,反弹刚离开头部的速度大小为,以向上为正方向，足球与头部作用过程中，足球的动量变化量为△p=,A项错误；足球与头部作用过程，据动量定理可得,解得F=24 N=6mg,B项错误；足球刚接触头到刚离开头时，足球的位移可忽略，故重力不做功，据动能定理可得，头对足球做功为,C项正确；从静止下落到上升到最大高度过程中，足球的动量变化为零，由动量定理可知，合力的冲量为零，故足球重力的冲量大小等于人对足球的冲量大小，D项正确。

9.BD【解析】物体在行星表面做自由落体运动，有h=,解得该行星表面的重力加速度为,该行星的第一宇宙速度为,所以该行星的第一宇宙速度大于,A项错误：由万有引力提供向心力,解得,可知轨道半径越小，周期越小，宇宙飞船绕该行星做圆周运动的最小半径为R.则周期的最小值为，B项正确：在行星表面mg,其中,可得该行星的质量为,因为行星的体积为,所以行星的密度为，C项错误；如果该行星存在一颗同步卫星，则由万有引力提供向心力,其中,，联立解得其轨道半径为,D项正确。

10.AC【解析】设Q滑到水平面上时速度大小为v,P、Q相碰。动量守恒及动能不变，有,

,联立解得第一次碰后 ,之后Q滑上斜面并返回，速度等大反向，若不能追上P,则有,解得A项正确，B项错误；若，第一次碰后，可得,之后Q滑上斜面并返回，与P发生第二次碰撞后有，,解得,因,故P、Q只能发生两次碰撞，C项正确；若,第一次碰后,可得,之后Q滑上斜面并返后，与P发生第二次碰撞后同理可得,因,故P、Q只能发生两次碰撞，D项错误。

二、非选择题

11.(1)>(2分)

(2)D(2分)

(3)(2分)

【解析】(1)为了避免碰撞后入射小球反弹，入射小球的质量应大于被碰小球的质量，即。

(2)由于入射小球的质量应大于被碰小球的质量，则入射小球与被碰小球碰撞后，入射小球速度减小，被碰小球速度增大，设入射小球碰前速度为,碰撞后入射小球与被碰小球速度分别为v1、v2,可知则在步骤③中，m1将落到斜面AB上的D点。

(3)根据动量守恒定律有,小球做平抛运动，根据平抛运动规律有；,解得。

12.(1)BC(2分，漏选给1分，错选不给分)

(2)2.40(2分)

(3)2.0(2分) 3.0(2分)

【解析】(1)力传感器测量绳的拉力F,则小车受到的拉力为2F,即力可以直接得到，不用测砂桶和砂的质量，也不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，A、D项错误；打点计时器的使用，应先接通电源后释放小车，B项正确；交变电流正常频率为50 Hz,由于频率偏低，导致实际周期偏大，加速度测量值偏大，C项正确。

(2)打点计时器打点周期为0.02 s,则相邻计数点间的时间间隔为T=5×0.02 s=0.1s,由逐差法可得，小车的加速度为代入数据可得a=2.40m/s2。

(3)由题图丙可知，开始运动拉力最小值为1.0N,所以小车运动过程中所受阻力为2.0 N,根据牛顿第二定律化简可得,由题图丙可知斜率,可得小车质量为M=3.0 kg。

13.(1)37.5 m

(2)3.9 m/s

【解析】(1)设刹车时间为t,取初速度方向为正，有

v=at

解得t=5 s

由于t<8s可知，8秒时汽车已经停止

由

解得s=37.5 m

(2)设汽车做匀加速直线运动的位移大小为x,有

解得x=60 m

则

解得=3.9 m/s

(用其他运动学公式算出正确结果的也给分)

14.(1)0.8 s

(2)18 J

(3)8 J

【解析】(1)从A到P的过程中，小球做平抛运动，有

解得t=0.8 s

(2)在水平方向上，有

在竖直方向上，有

解得t'=0.6,y=1.8 m

由动能定理

(直接计算动能改变量也给分)

(3)若小球恰好能够通过最高点C,有

小球在P点的速度大小为

小球从P到C,根据动能定理可得

解得

15.(1)60 N

(2)2.1 m

(3)12 J<Ep≤24 J

【解析】(1)物块P从B到A由动能定理得

解得

在B点由牛顿第二定律得

(1分)解得60 N(1分)

(2)物块P从C到B由动能定理得

解得

弹簧释放时由动量守恒定律得

解得

设物块Q滑上小车后与车共速时上滑的高度为h,共同速度为v,由动量守恒定律得

解得

由动能定理得

解得h=3.9 m

物块Q离开G点的最大高度为h=3.9m-1.8m=2.1 m

(3)①Q滑上小车，且能向右通过F点，有

解得>4 m/s)

②Q滑上小车，且刚好不从小车最高点冲出，则有

解得≤8m/s

③Q滑上小车，且刚好不从小车左端滑出，有

解得 m/s

综合①②③可得

由得

根据机械能守恒定律，弹簧解除锁定前具有的弹性势能

得出弹性势能取值范围是12 J<≤24 J(1分)

(只判断①③情况得出正确答案，扣过程分3分；所有计算结果中开、闭区间不对只扣1分)