2023-2024学年山西省高三上学期11月联合考试模拟预测 物理（解析版）

这是一份2023-2024学年山西省高三上学期11月联合考试模拟预测 物理（解析版），共19页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容，5 天B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.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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。
4.本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册，必修第三册第九章。
第Ⅰ卷（选择题共48分）
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题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。
1. AI驾驶系统在无人机竞速领域击败了3位人类世界冠军，开启自动驾驶新纪元。关于无人机，下列说法正确的是（）
A. 无人机加速时只受空气对它的升力作用B. 无人机转弯时受到向心力和重力作用
C. 无人机在飞行过程中惯性不断增大D. 无人机减速下降时处于超重状态
【答案】D
【解析】
【详解】A．无人机加速时受到重力和空气的升力作用，故A错误；
B．无人机转弯时受到空气的力和重力的作用，故B错误；
C．惯性只与质量有关，质量不变，惯性也不变，故C错误；
D．无人机减速下降时，加速度向上，处于超重状态，故D正确。
故选D。
2. 如图所示，这是一种古老的春米机。舂米时，稻谷放在石臼A中，横梁可以绕O点转动，在横梁前端B点固定一舂米锤，脚踏在横梁另一端C点往下压时，舂米锤便向上抬起，提起脚，春米锤就向下运动，击打A中的稻谷，使稻谷的壳脱落，稻谷变为大米。已知，则在横梁绕O点转动的过程中（）
A. 在横梁绕O点转动过程中， B、C两点的加速度大小相等
B. 在横梁绕O点转动过程中，B点的速度小于C点的速度
C. 脚踏在横梁另一端C点往下压的过程中，舂米锤的重力势能减小
D. 舂米锤击打稻谷时对稻谷的作用力大于稻谷对舂米锤的作用力
【答案】B
【解析】
【详解】A．由题图可知，B与C属于同轴转动，则它们的角速度是相等的，即
ωC＝ωB
向心加速度
a＝ω2r
因OC>OB，可知C的向心加速度较大，故A错误；
B．线速度
因OC>OB，可知C的速度较大，故B正确；
C．脚踏在横梁另一端C点往下压的过程中，舂米锤上升，克服重力做功，舂米锤的重力势能增大，故C错误；
D．舂米锤对稻谷的作用力和稻谷对舂米锤的作用力是一对作用力与反作用力，二者大小相等，故D错误。
故选B。
3. 某同学探究接触带电现象，所用实验装置如图所示。两个完全相同、有绝缘底座的带电金属小球A、B（均可看成点电荷），分别带有和的电荷量，两球间静电力大小为。现用一个不带电的同样的金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开C，接着再使A、B间距离增大为原来的2倍，则此时A、B间的静电力大小为（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据库仑定律知
用不带电的小球C与A接触，则A、C的电荷量为
C与B再接触，则B的电荷量为
根据库仑定律知此时静电力大小
故选A。
4. 如图所示，在一粗糙水平面上，有三个通过不计质量的卡扣依次连接在一起的货箱A、B、C，质量分别为、、，每个货箱与水平面间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g。现用一大小为F、方向水平向右的拉力拉C货箱，使货箱A、B、C一起向右做匀加速直线运动。下列说法正确的是（）
A. A、B间卡扣的作用力大小为
B. B、C间卡扣的作用力大小为
C. 拉力与整体受到的摩擦力大小相等
D. A、B、C整体的加速度大小为
【答案】A
【解析】
【详解】D．将货箱A、B、C看作整体，由牛顿第二定律得
解得
故D错误；
B．对A、B整体研究，取水平向右为正方向，设B、C间卡扣的作用力大小为，则
解得
故B错误；
A．对A研究，设A、B间卡扣的作用力大小为，则
解得
故A正确；
C．货箱A、B、C一起向右做匀加速直线运动，拉力的大小
故C错误。
故选A。
5. 如图所示，固定的光滑四分之一圆弧轨道与水平地面相切于B点。现将小球1从轨道最高点A水平向左抛出，经时间落到地面，落地时速度大小为；小球2从A点由静止开始沿圆弧轨道下滑，经时间到达B点，速度大小为。两小球均可视为质点，不计空气阻力。则（）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB．小球1在竖直方向做自由落体运动
设小球2支持力与竖直方向夹角为，小球2在竖直方向根据牛顿第二定律可知
小球2做加速度减小的加速运动，且，高度相等均为R，可知，故AB错误；
CD．对小球1使用动能定理可得
解得
对小球2使用动能定理可得
解得
可知，故D正确。
故选D。
6. 已知地球半径为R，同步卫星到地心的距离约为6.6R，某人造卫星在离地球表面的距离为1.2R的轨道上做匀速圆周运动，则该卫星运动的周期约为（）
A. 0.5 天B. 0.2天C. 5.2 天D. 9天
【答案】B
【解析】
【详解】根据开普勒第三定律，人造卫星的周期
代入数据解得
故选B。
7. 某次军事演习中，在P、Q两处的炮兵向正前方同一目标O发射炮弹，要求同时击中目标，忽略空气阻力，炮弹轨迹如图所示，若炮弹运动轨迹的最高点均在同一高度，则（）
A. Q处射出的炮弹的初速度大
B. P、Q两处射出的炮弹的初速度大小相等
C. P、Q两处的炮弹同时射出
D. P处的炮弹先射出
【答案】C
【解析】
【详解】CD．斜向上抛运动可以分解为竖直方向的竖直上抛运动，由图可知炮弹运动轨迹的最高点均在同一高度，根据可知两炮弹运动时间相等，所以P、Q两处的炮弹同时射出，故C正确，D错误；
AB．设初速度为，与水平面的夹角为，则竖直分速度为
上升时间为
可知t相等，在P处射出的角度比Q处射出的角度小，则可得P处射出的炮弹初速度大小更大，故AB错误；
故选C。
8. 如图所示，半径分别为R和2R的两个转盘A、B处于水平面内，两者边缘紧密接触，靠静摩擦传动，均可以绕竖直方向的转轴O1及O2转动，两个转盘A、B始终不打滑。一个滑块（视为质点，图中未画出）放在转盘A上，离O1的距离为，已知滑块与转盘间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。现使转盘B的转速逐渐增大，要使滑块不滑动，转盘B的角速度的最大值为（）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】两转盘边缘线速度相等，根据
两转盘角速度之比为
滑块恰好不滑动时
转盘B的角速度的最大值
得
故选B。
9. 一汽车在平直公路上运动时熄火停下，如图所示，两人用水平方向上的力推汽车，每人的推力大小均为 300 N，方向均与车的运动方向成30°角，当汽车前进 20 m时，汽车发动机点火启动，该过程用时 20 s，则在该过程中（）
A. 两人合力做的功为
B. 两人合力做的功为
C. 两人合力做功的平均功率为 300 W
D. 两人合力做功的平均功率为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．两人合力为
两人合力做的功为
故A错误，B正确；
CD．两人合力做功的平均功率为
故C错误，D正确。
故选BD。
10. 甲、乙两个质点在同一条直线上运动，它们相对同一参考点的位移x随时间t变化的图像如图所示，其中乙的图线是顶点坐标为（0，-3m）且关于纵轴对称的抛物线的一部分，则在0~3s内，下列说法正确的是（）
A. 甲质点做匀速直线运动，速度大小为2m/s
B. 乙质点运动过程中速度方向发生了变化，且t=3s时与甲质点相遇
C. 乙质点的加速度大小为2m/s2
D. 从开始运动到第一次相遇的过程中，甲、乙相距的最远距离为3.5m
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由图可知，甲做匀速直线运动，且速度大小为
故A正确；
B．由题可知，乙质点沿正向做匀加速直线运动，其速度方向不变，且t=3s时与甲质点相遇，故B错误；
C．由图可知，乙在0~3s内的位移大小为9m，设乙的加速度大小为a，有
解得
故C正确；
D．开始时，甲质点的速度大于乙质点的速度，可知二者速度相等时，甲、乙两质点相距最远，有
解得
最远距离为
故D错误。
故选AC。
11. 空间站出舱作业十分危险，稍有不慎就有可能“飘”走，成为“地球卫星”。已知地球的质量为M，半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（）
A. 空间站绕地球运动的速度大于第一宇宙速度
B. 若空间站距离地面的高度为h，则空间站运动的速度大小为
C. 若要使“神舟”飞船与空间站对接，则“神舟”飞船应从低轨道加速
D. 若空间站绕地球运动的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径之比为k：1，则空间站绕地球运动的周期为年
【答案】BC
【解析】
【详解】A．绕地球运动的空间站速度小于第一宇宙速度，故A错误；
B．由万有引力提供向心力有
又
则空间站运动的速度大小
故 B正确；
C．“神舟”飞船与空间站对接，应从低轨道加速，故C正确；
D．由开普勒定律有
解得空间站绕地球运动的周期
年
故D错误。
故选BC。
12. 如图所示，两个半圆柱A、B和一个光滑圆柱C紧靠着静置于水平地面上，C刚好与地面接触但与地面无作用力，三者半径均为R，C的质量为m，A、B的质量都为，A与地面间的动摩擦因数。现用水平向左的力推A，使A缓慢移动从而抬高C，直至A的左边缘和B的右边缘刚好接触，整个过程中B始终静止不动，重力加速度大小为g，则（）
A. 向左推半圆柱A的过程中，地面对A的支持力不变
B. 向左推半圆柱A过程中，地面对A的摩擦力大小为
C. 全过程光滑圆柱C增加的重力势能为
D. 全过程推力对A做的功为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.设A对C的支持力与水平方向的夹角为，对C受力分析，有
对A受力分析，有
解得
因此地面对A的支持力大小始终为mg，故A正确；
B.地面对A摩擦力大小
故B错误；
C.由几何关系可知，A向左移动的距离
C沿竖直方向上升的距离
增加的重力势能
故C正确；
D.对由动能定理有
解得
故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题共52分）
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
13. 某同学用如图甲所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律，正确操作后获得如图乙所示的一条纸带。他用刻度尺测得纸带上自0点到连续点1、2、3、4、5、6的距离分别为d1=2.15cm，d2=4.35cm，d3=6.60cm，d4=8.89cm，d5=11.24cm，d6=13.63cm。电火花计时器所接电源的频率f=50Hz。
（1）打点3时小车的速度大小为_________m/s，小车运动过程中的加速度大小为_________m/s2。（结果均保留三位有效数字）
（2）如果当时电源的频率f'=55Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_________（填“大”或“小”）。
【答案】 ①. 1.14 ②. 1.19 ③. 小
【解析】
详解】（1）[1]打点周期
打点3时小车的速度大小为
[2]小车运动过程中的加速度大小为
（2）[3]如果实验中交流电的频率f'=55Hz，则实际打点周期变小，根据运动学公式
分析可知真实的加速度会偏大，所以测量得到的加速度与真实的加速度相比偏小。
14. 某同学用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律，让重物从高处由静止开始下落，打点计时器在重物拖着的纸带上打出一系列的点；实验结束后，选择一条点迹清晰的纸带进行数据测量，用刻度尺只测出如图乙所示的几段距离就可以达到实验目的，打点计时器所接电源的频率为f，O点是重物做自由落体运动的起点，当地的重力加速度大小为g。
（1）重物在下落过程中，会对实验验证带来误差的力为__________。（写出一个即可）
（2）打B点时重物的速度大小为__________。（用题中给出的和图中测量出的物理量的符号表示）
（3）测得O、B两点之间的距离为h，若在误差允许范围内，gh=__________，则重物下落过程中机械能守恒。（用题中给出的和图中测量出的物理量的符号表示）
【答案】 ①. 空气对重物的阻力、打点计时器对纸带的阻力 ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]重物在下落过程中，会对实验的验证带来误差的力为空气对重物的阻力、打点计时器对纸带的阻力等；
（2）[2]打点周期为
打B点时重物的速度大小为
（3）[3]测得O、B两点之间的距离为h，减小的重力势能为
增加的动能为
若在误差允许范围内，有
即
则可验证重物下落过程中机械能守恒。
15. 在某公路口，装有按倒计时显示的时间显示灯。有一汽车在平直路面上正以的速度朝该路口停车线匀速行驶，在车头前端离停车线处，司机看到前方绿灯刚好显示“6”。交通规则规定：绿灯结束时车头前端已越过停车线的汽车允许通过。
（1）若不考虑该路段的限速，司机的反应时间，司机想在剩余时间内使汽车做匀加速直线运动以通过停车线，求汽车的最小加速度；
（2）为了防止超速，司机在反应时间后，立即以大小的加速度做匀减速直线运动，求汽车停下时车头前端到停车线的距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）在司机反应时间内汽车做匀速直线运动的位移大小
解得
汽车加速过程所用时间
由运动学公式
解得
（2）由速度—位移关系有
解得
汽车停下时车头前端到停车线的距离
解得
16. 如图所示，匀强电场方向沿与水平方向夹角斜向右上方，电场强度大小为，一质量为的带负电的小球以某初速度开始运动，初速度方向与电场方向一致。小球所带电荷量为（为重力加速度大小）。不计空气阻力，现添加一新的匀强电场满足小球做不同运动的需求。
（1）要使小球做匀速直线运动，求新加电场的电场强度的大小和方向；
（2）原电场的方向不变，大小可以改变，要使小球做直线运动，求新加电场的电场强度最小值及其方向。
【答案】（1），斜向左下方与水平方向成；（2），斜向右下方水平方向成
【解析】
【详解】（1）如图甲所示，欲使小球做匀速直线运动，应使其所受的合力为零，有
其中
解得
又小球带负电，电场强度方向与电场力方向相反，则电场强度的方向与水平方向的夹角为，斜向左下方。
（2）如图乙所示，小球要做直线运动，则小球受到的合力应与运动方向共线，当新的电场强度取最小值时，有
解得
同理电场强度的方向与电场力的方向相反，则电场强度的方向与水平方向的夹角为，斜向右下方。
17. 某水上乐园管道滑水装置可简化为如图所示的运动模型，模型由固定安装在竖直平面内的半圆管道AB和抛物线管道BC组成，以半圆管道的最低点B为原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向建立平面直角坐标系（两坐标的单位均为m），抛物线管道BC形状满足。A是半圆管道的最高点，抛物线管道BC与半圆管道AB在B点平滑对接，半圆管道在B点的切线水平，抛物线管道在C点的切线与水平方向的夹角，所有管道的内壁均光滑。现使小球（视为质点）从A点由静止释放，小球刚到达B点时受到半圆管道大小的弹力，小球继续向下运动到达C点的过程中与抛物线管道始终无相互作用，小球的直径略小于两种管道的内径，取重力加速度大小，，，求：
（1）小球的质量m和半圆管道的半径r；
（2）小球运动到C点时所受重力的功率P；
（3）B、C两点间的高度差h。
【答案】（1）；；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设小球从A点运动到B点时的速度大小为，由机械能守恒定律有
在B点由牛顿第二定律结合向心力公式有
解得
由题意可知，小球在管道BC内做平抛运动，有
可得
结合，可解得
（2）由（1）可得
由运动的合成与分解有
解得
小球运动到C点时所受重力的功率
解得
（3）由机械能守恒定律有
解得