2024~2025学年江苏省江阴市某校高三(上)10月学情调研物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年江苏省江阴市某校高三(上)10月学情调研物理试卷(解析版)，共18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。
一、单项选择题：共10小题，每小题4分，计40分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. phyphx软件是一款非常实用的物理运动图像软件。如图，小明探究从一楼坐电梯回到家（五楼）的电梯运动情况的v—t图像，小明处于失重阶段的是（ ）
A. 从20.0s到30.0sB. 从30.0s到40.0s
C. 从40.0s到50.0sD. 从50.0s到60.0s
【答案】C
【解析】A．从20.0s到30.0s，由v-t图像可知，速度随时间在增大，因此小明随电梯在加速上升，加速度向上，支持力大于重力，处于超重阶段，A错误；
B．从30.0s到40.0s，速度基本保持不变，电梯仍在上升，因此小明随电梯匀速上升处于平衡阶段，B错误；
C．从40.0s到50.0s，速度随时间在减小，电梯仍在上升，因此小明随电梯在减速上升，加速度向下，处于失重阶段，C正确；
D．从50.0s到60.0s，速度为零，即此时电梯到达目的楼层，小明处于静止平衡阶段，D错误。故选C。
2. 现代家居常用吊篮美化室内环境。如图所示，三根等长的轻质铁链对称地悬挂在吊篮架上，另一端接在一起，悬挂在支架上。已知吊篮、花和花盆的总质量为3m，铁链与竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是（ ）
A. 每根铁链的拉力均为
B. 每根铁链的拉力均为
C. 每根铁链的拉力均为
D. 每根铁链的拉力均为
【答案】D
【解析】铁链与竖直方向的夹角为θ，则有
解得
故每根铁链的拉力均为。
故选D。
3. 利用如图所示的实验器材，不能完成的实验是（ ）
A. 验证牛顿第二定律B. 研究自由落体运动规律
C. 验证机械能守恒定律D. 测量重力加速度的大小
【答案】A
【解析】A．由知验证牛顿第二定律需要改变加速度，以上图片提供的实验装置加速度始终为重力加速度，无法满足实验要求，A符合题意；
B．在研究自由落体运动规律实验中，必须满足物体只受到重力，需要打点计时器且测量物体的位移，运动的时间，以上实验器材满足该实验，B不符合题意；
C．在验证机械能守恒定律实验中，关系式不需要测质量，但需要打点计时器且测量物体的位移，运动的时间，求速度，以上实验器材满足该实验，C不符合题意；
D．在测量重力加速度的大小实验中，必须满足物体只受到重力，需要打点计时器且测量物体的位移，运动的时间，以上实验器材满足该实验，D不符合题意；
故选A。
4. 如图所示，小球A、B分别从2l和l的高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和2l。忽略空气阻力，则（ ）
A. A的运动时间是B的2倍B. A的位移大小为
C. A的初速度是B的D. A的末速度比B的大
【答案】D
【解析】A．平抛的时间由高度决定，即
A的运动时间是B的倍，故A错误；
B．A的位移大小为
故B错误；
C．平抛运动在水平方向上做匀速直线运动
则A初速度是B的，故C错误；
D．根据动能定理得
化简消去m，则
代入相关数据可得
可知A的末速度比B的大，故D正确。
故选D。
5. 如图甲所示，质量为的玩具飞箭以初速度竖直向上射出，运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比，速度随时间的变化关系如图乙所示。时刻落回发射点，且此前已做匀速运动，则下列关于飞箭运动的描述中正确的是（ ）
A. 飞箭的加速度先减小后增大
B. 飞箭的加速度先增大后减小
C 相比于下降过程，上升过程中飞箭克服阻力做功多
D. 上升和下落过程中平均速度大小相等
【答案】C
【解析】AB．图像的斜率等于加速度，可知飞箭的加速度一直减小，选项AB错误；
D．上升阶段
下降阶段
则上升阶段平均加速度较大，根据
则上升阶段时间较短，根据
飞箭上升平均速度大于下落过程中的平均速度，选项D错误；
C．上升阶段平均阻力较大，则飞箭上升过程中飞箭克服阻力做功多，选项C正确；
故选C。
6. 如图所示，圆盘在水平面内以角速度ω绕中心轴匀速转动，圆盘上距轴r处的P点有一质量为m的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动，小物体由P点滑至圆盘上的某点停止。则（ ）
A. 圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向
B. 圆盘停止转动前，小物体运动一圈所受摩擦力做的功为
C. 圆盘停止转动后，小物体整个滑动过程所受摩擦力做的功为
D. 圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径方向运动
【答案】C
【解析】AB．圆盘停止转动前，小物体随圆盘一起转动，小物体所受摩擦力提供向心力，方向沿半径方向，始终与速度方向垂直，摩擦力对小物体不做功，故AB错误；
C．根据动能定理可得
又
联立可得
故C正确；
D．圆盘停止转动后，小物体沿切线方向运动，故D错误
故选C。
7. 如图所示，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此科学家设想在拉格朗日点L1建立一空间站，使其与月球同周期绕地球运动。a1、a2分别表示该空间站和月球的向心加速度大小，S1、S2分别表示该空间站和月球相等时间内绕地球球心扫过的面积。则（ ）
A. a1 > a2B. a2 > a1
C. S1 > S2D. S1 = S2
【答案】B
【解析】AB．依题意，空间站和月球周期相同，空间站的轨道半径较小，根据
可得
a2 > a1
故A错误；B正确；
CD．根据
，
空间站和月球相等时间内绕地球球心扫过的面积
联立，解得
二者周期相同，相等时间内转过的圆心角度相同，可知
S1 < S2
故CD错误。
故选B。
8. 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】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。
9. 如图所示，一轻弹簧竖直固定在水平地面上，弹簧正上方有一个小球自由下落。从小球接触弹簧上端到将弹簧压缩到最短的过程中，下列图线中关于小球的加速度a与时间t、弹簧形变量x关系正确的是（不计空气阻力，以向下为正方向）（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】小球刚接触弹簧的一段时间内，重力大于弹力，则
加速度向下，即小球加速向下运动，随向下位移的增加，弹力变大，当弹力等于重力时，加速度为零，此时速度最大；以后弹力大于重力，加速度向上，则
即小球向下做减速运动，随弹力的增加，加速度逐渐变大，到达最低点时加速度向上最大，则小球的速度先增加后减小，加速度先减小后增加，且加速度a随位移x呈线性关系，但是随时间t不是线性关系。
故选D。
10. 如图所示，水平面上一滑块压在一张纸上，将纸匀速抽出，滑块向前移动一段距离后停止。若换一质量更大的滑块，压在纸上的同一位置，将纸以相同的速度抽出，已知两滑块与纸、水平面之间的动摩擦因数相同，则（ ）

A. 纸抽出的时间变长B. 纸抽出的时间变短
C. 抽纸过程拉力做功变多D. 抽纸过程拉力做功不变
【答案】C
【解析】AB．设滑块的质量为m，则滑块与纸之间的摩擦力大小为，纸抽出过程中，根据牛顿第二定律可知
解得滑块的加速度大小为
纸抽出过程中，物块相对纸的位移
两次将纸以相同的速度抽出，滑块压在纸上的同一位置，即x、相同，加速度相同，所以两次的纸抽出的时间相同，AB错误；
CD．纸抽出时，滑块的速度
加速度a与时间t相同，所以滑块的速度相同，而第二次滑块与纸之间的摩擦力增大，两者的相对位移不变，所以因摩擦产生的热量增大，根据能量守恒可得抽纸过程拉力做功变多，故C正确，D错误。
故选C。
二、非选择题：共5小题，计60分。其中第12题~第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. 下图是一款能显示转速的多功能转动平台。某兴趣小组的同学利用该平台测量正六边形螺母与转盘间的动摩擦因数。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取）
（1）用游标卡尺测量螺母宽度_______，再将螺母置于转盘上，进而测量出螺母做圆周运动半径R。
（2）缓慢调节转动平台转速至螺母恰好滑动，读出此时平台转速n。则μ=_____。（用题中所给字母表达）改变螺母位置多次测量求出μ的平均值。
（3）有同学认为很难准确判断螺母恰好运动时的状态。于是他们提出了另一个探究方案。在螺母上固定一个无线力传感器（螺母和传感器总质量）并用轻绳连接传感器与转轴。调节平台转速，测出五组数据如表所示：
他们在坐标纸中已经描出四个实验点，请将剩余一个点在坐标纸中描出，并画出图像________。
①根据绘制图像可测定六角螺母与转盘间的动摩擦因数μ=________。（保留两位有效数字）
②小明认为若在平台加速转动时，就进行测量读数，则对μ的测量值无影响，你是否同意他的观点？请简述理由：______。
【答案】（1）3.060
（2）
（3） 0.20 不同意；见解析
【解析】【小问1详解】
20分度游标卡尺的精确值为0.05mm，由图可知螺母宽度为
【小问2详解】
缓慢调节转动平台转速至螺母恰好滑动，则有
又
联立，可得
【小问3详解】
[1]将剩余一个点在坐标纸中描出，并画出图像，如图所示
①[2]根据牛顿第二定律。可知
整理，可得
结合图像可知图线的纵轴截距为
解得六角螺母与转盘间的动摩擦因数
μ=0.20
②[3]不同意他的观点。理由：转台加速转动时静摩擦力会有沿切线方向的分力用以增加螺母速度大小，则测量值只是沿径向方向的摩擦力，使得摩擦力测量值偏小，μ的测量值偏小。
12. 中国空间站是我国自主建成的太空实验室。已知“空间站”绕地球做匀速圆周运动，经过时间t，运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为θ（弧度），引力常量为G，求：
（1）“空间站”的环绕周期T；
（2）地球的质量M。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）“空间站”做匀速圆周运动的角速度
“空间站”的环绕周期
所以
（2）“空间站”的轨道半径
“空间站”做匀速圆周运动万有引力提供向心力
所以地球质量
13. 如图（a），将物块A于P点处由静止释放，B落地后不反弹，最终A停在Q点。物块A的v t图像如图（b）所示。已知B的质量为0.3kg，重力加速度大小g取10 m/s2。求：
（1）以地面为参考平面，释放瞬间物块B的重力势能；
（2）物块A与桌面间的动摩擦因数；
（3）物块A的质量。
【答案】（1）3J （2）0.1
（3）0.8kg
【解析】【小问1详解】
由v-t图像得B下落的高度
hB==1m
物块B的重力势能
【小问2详解】
v-t图斜率等于加速度可知，物块A在1~3s其加速度大小
a2=1m/s2
1~3s内，对A物块
【小问3详解】
物块A和B在 0~1s其加速度大小
a1=2m/s2
对A物块
对B
解得
mA=0.8kg
14. 如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半径为R的固定光滑圆弧轨道在同一竖直平面内，过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60°。质量为m的小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，小物块可视为质点。则：
（1）求小物块到达C点时重力的瞬时功率大小；
（2）证明：BD两点等高；
（3）求小物块在A点的初速度大小。
【答案】（1）
（2）见解析 （3）
【解析】（1）物块恰好到达D点时，由牛顿第二定律可知

C→D动能定理
解得
物块在C点时，其竖直方向速度
故物块在C时重力的瞬时功率大小
（2）B→C平抛运动，竖直方向自由落体
解得
由图可得
所以BD两点等高;
（3）因为BD等高，由能量守恒可知
A→B过程，根据动能定理
解得
15. 如图所示，某货场需将质量为m的货物（可视为质点）从高处运送至地面，现利用固定于地面的倾斜轨道传送货物，使货物由轨道顶端无初速滑下，轨道与水平面成θ=37°角．地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同木板A、B，长度均为L=2m，厚度不计，质量均为m，木板上表面与轨道末端平滑连接．货物与倾斜轨道间动摩擦因数为μ0=0.125，货物与木板间动摩擦因数为μ1，木板与地面间动摩擦因数μ2=0.2．回答下列问题：（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10m/s2）
（1）若货物从离地面高h0=1.5m处由静止滑下，求货物到达轨道末端时的速度v0
（2）若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求μ1应满足条件
（3）若μ1=0.5，为使货物恰能到达B的最右端，货物由静止下滑的高度h应为多少？
【答案】（1）5m/s（2）（3）2.64m
【解析】（1）货物在倾斜轨道上的受力如图，由牛顿第二定律：
代入数据解得
由运动学公式：
代入数据解得：
（2）若滑上木板A时，木板不动，由受力分析得
若滑上木板B时，木板B开始滑动，由受力分析得
联立④⑤式代入数据得:
（3）由（2）知货物滑上A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动．货物下滑高度记为，到达斜道末端时速度记为
货物滑上A时做匀减速运动，加速度大小
a1=gμ1=5m/s2
货物离开A时速度记为
货物滑上B时，自身加速度大小
，
B的加速度大小
由题意，货物到达B最右端时两者恰好具有共同速度，记为，货物做匀减速运动：
，
B做匀加速运动：
，
位移关系满足：
代入数据解得：
组数
物理量
1
2
3
4
5
绳子拉力F（N）
0.40
0.45
100
1.71
2.58
转速n（r/min）
60
90
120
150
180
转速平方n2（r2/s2）
1.0
2.3
4.0
6.3
90