2023-2024学年河北省高三年级上册9月联考物理试题（解析版）

河北省2023-2024学年高三上学期9月联考物理试题

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有

一项是符合题目要求的。

I.中国古代的先哲们在认识自然的过程中提出了很多物理学观点，闪烁着智慧的光芒。下列观点中与你所

学的物理学知识吻合的是（）

A.《淮南子•齐俗训》中指出：“趋舍礼俗，犹室宅之居也，东家谓之西家，西家谓之东家，虽皋陶为之

理，不能定其处。”就是说，如果不选定参考点，就不能确定是位于东，还是位于西，这体现了位置描述

的相对性

B.《墨经》中指出：“力，形之所以奋也。”意思是力可以使物体由动到静，说明力是维持物体运动的

原因

C.《论衡•效力篇》中指出：“机不能动发，鲁编不能穿。”意思是说静止的物体没有惯性

D.《韩非子•观行》中指出：“有乌获之劲，而不得人助，不能自举、”意思是力气很大的人也不能把自

己举起来，说明一对相互作用力的效果可以相互抵消

【答案】A

【解析】

【详解】A.位置具有相对性，“东家谓之西家，西家谓之东家”如果不选定参考点，就不能确定是位于

东，还是位于西，这体现了位置描述的相对性，故A正确；

B.“力，形之所以奋也。”意思是力可以使物体由动到静，说明力是改变物体运动状态的原因，而不能

说明力是维持物体运动的原因，故B错误；

C.惯性是物体的固有属性，只与质量有关，与运动状态无关，故C错误；

D.“有乌获之劲，而不得人助，不能自举、”意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明相互作用

力不是作用在同一个物体上的，作用效果不会抵消，故D错误。

故选A,

2•一七彩圆盘做匀速圆周运动，半径,=0.15m,在Is时间内转动了10圈，取n2=10,则圆盘边缘质点的

向心加速度大小为（）

A.400m/s2B.500m/s2C.600m/s2D.550m/s2

【答案】C

【解析】

【详解】圆盘在1s内转了10圈，则周期为

圆盘的角速度为

2n2%

co=--=-_-rad/s=20^rad/s

T0.1

圆盘边缘质点的向心加速度的大小为

a-rco2=0.15x（20%1m/s2=600m/s2

故选C。

3.下列关于重力的说法正确的是（）

A.重力等于地球对物体的吸引力

B.运动的物体不受重力作用

C.同一物体在地球上不同位置受到的重力可能不同

D.重力方向垂直向下

【答案】C

【解析】

【详解】A.重力是因为地球的吸引而产生的，但重力只是地球对物体的吸引力的一部分，故A错误；

B.运动的物体仍受重力作用，故B错误；

C.同一物体在地球上不同位置，重力加速度大小可能不同，受到的重力可能不同，故C正确；

D.重力方向竖直向下，故D错误。

故选Co

4.特种兵部队进行匍匐前进训练，从某时刻开始计时，特种兵A、B速度随时间的变化规律如图所示.

A.在0~"时间内，他们均做匀加速直线运动

B.4时刻两人相遇

C.八72时间内特种兵A处于静止状态

D.f2~/3时间内A的加速度大于B的加速度

【答案】D

【解析】

【详解】A.速度时间图像的斜率表示加速度，加速度恒定不变的直线运动才是匀变速直线运动，所以在

073时间内，B做匀加速直线运动，A做变加速直线运动，故A错误；

B.△时刻两人速度相等，故B错误；

C.A~f2时间内特种兵A处于匀速直线运动，故C错误；

D.速度时间图像的斜率表示加速度，可知/2"3时间内A的加速度大于B的加速度，故D错误。

故选D。

5.刘老师给小朋友演示飞机模型AS-6的起飞过程，小朋友们都集中精力认真观看。已知飞机模型AS-6在

跑道上滑行的过程中获得的升力尸跟速度的三次方3成正比，跟模型的总质量，〃成反比。其表达式可写为

尸=左匕。那么左的单位是（）

m

A.s•驾B.N•湾C.s-£D.kg-

m"m-mm

【答案】A

【解析】

【详解】因为v的单位是m/s,，"的单位是kg,尸的单位是N,则根据题意％的单位应该是

s3

k=lN-kg--

m

其中又因为

lN=lkg-m/s2

所以火的单位可转化为

nr

故A正确，BCD错误。

故选Ao

6.2016年10月19日凌晨，神舟十一号飞船与天宫二号对接成功，如图两者对接后一起绕地球运行的轨道

可视为圆轨道，运行周期为T,已知地球半径为R,对接体距地面的高度为状，地球表面的重力加速度为

g，引力常量为G,下列说法正确的是（）

A.对接后，飞船的线速度大小为

T

p

B.对接后，飞船的加速度大小为八，、,

（1+Q-

C.地球的密度为主””

GT2

D.对接前，飞船通过自身减速使轨道半径变大靠近天宫二号实现对接

【答案】B

【解析】

【详解】A.对接后，轨道半径

r=R+kR=（l+k）R

飞船的线速度

2zrr2万(1+Z)H_27rR(l+k)

v=-----=

TT~T

选项A错误；

B.在地球表面附近，根据重力等于万有引力

-Mm

mg=G/~

得

GM=gR2

对接后，根据万有引力提供向心力有

—Mm

G——=ma

得

GMgR2__g

,2(1+/:)2R2(1+工

选项B正确；

C.根据万有引力提供向心力有

得地球质量

4-2/_4-2（一+版）3

"GT2乔

密度

4/（I+»R33

_M_GT,_34（1+%）-

P

~~V~4%R3一-GT2

3

选项C错误；

D.对接前，飞船如果减速，在原轨道上万有引力大于所需要的向心力，做近心运动，轨道半径变小，不

能实现对接，选项D错误。

故选Bo

7.如图所示，一根绳的两端分别固定在两座山的A、8处，A、B两点间的水平距离为16m,竖直距离为2m,

A、8间绳长为20m。质量为8kg的猴子抓住套在绳上的光滑轻质滑环从A处滑到8处。以A点所在水平面

为参考平面，猴子（看成质点）在滑行过程中的重力势能最小值约为（绳处于拉直状态）（）

A.-1.2x103jB.-5.6x102JC.-8.0x102JD.-2.0x102J

【答案】B

【解析】

【详解】重力势能最小的点为最低点，在最低点两侧，绳子与水平方向的夹角相同，设为。，右边绳长为

两侧绳的拉力大小相同，由几何关系得

2()cos6=16

A/?=asin8—(20—a)sind

解得

猴子在滑行过程中的重力势能最小值约为

Ep=-mgasin0=-560J

故选Bo

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多

项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.一辆汽车在豫州大道以5m/s初速度做匀加速直线运动，2s内的位移为20m,则下列关于汽车的说法

正确的是（）

A.汽车行驶的加速度为5m/s2B.汽车在2s内的平均速度为6m/s

C.汽车在2s末的瞬时速度为15m/sD.汽车第2s内的位移为10m

【答案】AC

【解析】

【详解】A.己知初速度为5m/s,且2s内的位移为20m,

由位移公式

12

x=vQt+-ar

得

a=5m/s2

故A正确；

B.汽车在2s内的平均速度

-x20.,,

v=—=—m/s=10m/s

t2

故B错误；

C.汽车在2s末的瞬时速度

v-v0+at-5m/s+5x2m/s—15m/s

故C正确；

D.汽车在第一秒的位移

12

玉=5xlm+—x5xrm=7.5m

汽车第2s内的位移为

x2=20m-X1=12.5m

故D错误。

故选ACo

9.小孩特别喜欢的一种玩具电陀螺如图甲所示，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，被称为“魔力陀螺”。它可等效为一质点在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七A、B两点分别为轨道的最高点与最低点，陀螺沿轨道外侧做完整的

圆周运动，受到圆轨道的强磁性引力始终指向圆心，且大小恒为陀螺所受重力的8倍，已知陀螺质量为

m,重力加速度大小为g,不计摩擦阻力，则下列关于陀螺运动的说法正确的是（）

陀螺

A.小孩玩陀螺过程中陀螺做匀速圆周运动

B.要使陀螺做完整圆周运动，则陀螺在A点的速度不能超过J砺

C.若陀螺能做完整的圆周运动，则陀螺对4、B两点的压力差恒为6/ng

D.若陀螺恰好做完整的圆周运动，则其运动到A点时对轨道的压力为零

【答案】CD

【解析】

【详解】A.对陀螺进行受力分析可知，陀螺在做圆周运动过程中，受重力和磁性引力作用，合力不始终与

速度垂直，所以陀螺不做匀速圆周运动，故A错误；

BD.质点恰好能完成圆周运动，则在A点时正好与轨道之间不产生压力，根据牛顿第二定律得

mV

mg+8。mg=iA

解得

则陀螺在A点的速度不超过J荻时，陀螺可以做完整的圆周运动，故B错误，D正确;

C.质点要能完成圆周运动，在A点时根据牛顿第二定律得

2

mg+Smg-FM^—^

其中根据牛顿第三定律可知

外A=4A

在8点，根据牛顿第二定律有

9

-mg+SCmg-FL6以

NBK

其中根据牛顿第三定律可知

FNB=F(B

从A点到B点过程，根据机械能守恒定律可知

1212

mg-2R=---mvA

联立解得

心一娟8=6叫

故c正确；

故选CDo

10.燃油汽车过多不仅污染环境，还严重影响到我国的能源安全，大力发展新能源汽车是国家突破能源困

局的重要举措。一辆电动汽车测试时的内图像如图所示，为图像上尸点的切线，该车加速至的时刻后

功率达到最大值Po,加速至3fo时刻后速度达到最大。已知该款车的质量约为驾驶员质量的31倍，关于该

电动汽车，下列说法正确的是（）

A.该款车在加速过程中牵引力的最大值为“

%

B.该款车在0~3fo时间内运动的位移为4vo/o

31名

C.该车的质量为不律

32%

D.该款车在O~fo时间内克服阻力做的功为;4

【答案】AD

【解析】

【详解】A.根据图像可知，车先做匀加速运动，再做加速度减小的变加速运动，最后匀速，则匀加速时

的牵引力最大，由于加速至P点速度后功率达到最大值Po,则

4=小0

解得牵引力最大值

4=4

%

A正确；

C.P”为图像上P处的切线，根据图像可知，车的最大速度

上.=组

%，0

解得

%=2%

当速度最大时牵引力最小，且牵引力与阻力平衡，则有

f=F.=温-

minc

J2%

在匀加速过程中，由牛顿第二定律有

F0_f=（M+rri）a

又由于

%

M=31m，ci=—

解得整备质量

6记

C错误;

B.根据图乙可知，匀加速的位移

1

王=5也）

令变加速过程位移4,由动能定理有

1_1

（+w）（2v）---（M+根）片

F^x2t0-fx2=-M0

解得

x=X|+%=3v0/0

B错误;

D.该款车在O~/o时间内克服阻力做的功为

卬=笈=；80

D正确。

故选AD。

三、非选择题：共54分。

11.在“探究平抛运动的特点”实验中：

(1)如图甲所示，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的

A.球的左端B.球的右端C.球心

(2)在此实验中，下列操作不必要的是。

A.斜槽轨道必须光滑

B.记录的点应适当多一些

C.y轴的方向根据重垂线确定

D.用平滑曲线把记录点连接起来

(3)图乙是利用图甲装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断造成该图像的原因是

O

乙

A.斜槽末端切线不水平

B.释放小球时初速度不为0

C.释放小球的初始位置不同

【答案】①.C②.A③.A

【解析】

【详解】（1）口]坐标原点应选在抛出点。的位置，0点为小球在斜槽轨道末端时的球心位置。

故选C。

（2）[2]

A.实验过程中，斜槽不一定光滑，只要能够保证从同一位置由静止释放，即使轨道粗糙，摩擦力做功是

相同的，离开斜槽末端的速度就是一样的，故A符合题意要求；

BD.记录点应适当多一些，把偏离较远的点舍去，用平滑曲线把记录点连接起来，故BD不符合题意要

求；

C.y轴的方向需要根据重垂线确定，故C不符合题意要求。

故选Ao

（3）[3]由图可知小球做斜抛运动，是因为斜槽末端切线不水平，才会造成斜抛运动。

故选A。

12.“张衡”学习小组探究“互成角度的二力合成规律”，同学操作如下：

①将橡皮条的一端连接轻质小圆环，另一端固定，橡皮条的自然长度为E尸（如图甲所示）；

②用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力Q、B的共同作用，处于0点静止，橡皮

条伸长的长度为F0（如图乙所示）；

③撤去八、改用一个弹簧测力计单独拉住小圆环，仍使它处于。点静止，拉力为Fo（如图丙所示）；

④力后单独作用与力人、B共同作用的效果相同，即力R）是力为、凡的合力。同学以八、B为邻边画

平行四边形，画出对角线尸3,与后比较，如图丁所示。

⑤多次重复操作①②③④，同学总结出结论。

请回答：

（1）经过多次实验，该学习小组的同学总结出的结论应该是。

（2）图丁中，（填“F3”或“Fo"）一定与E0共线。

（3）小组同学又进行了这样的操作：如图戊所示，保持小圆环的位置。点不变，拉力B的方向不变，且

原来尸I和尸2的夹角小于90。，现使B的方向逆时针旋转至水平位置（OK方向），此过程中尸1、尸2的大

小变化情况是。

A.尸1、A都增大

B.FH乃都减小

C.Q先增大后减小，B增大

D.Q增大，后先减小后增大

【答案】①.在误差允许的范围内，互成角度的二力合成遵循平行四边形定则②.时③.D

【解析】

【详解】（1）[1]在误差允许的范围内，互成角度的二力合成遵循平行四边形定则；

（2）[2]尸3是通过作图法得到的理论值，尸。是用一根弹簧测力计测出的实际合力，所以用一定与EO共

线.

（3）[3]合力与分力遵循平行四边形定则（或三角形定则），根据图解法可得如图所示的受力分析图

可知Q增大，入先减小后增大。

故选D。

13.两平行河岸相距d=20m,水流速度v水=3m/s,有一小船船头从A点垂直河岸航行，结果在下游B点

靠岸，已知船在静水中航行的速度丫的=4m/s,船可看成质点，求：

（1）船渡河的时间t；

（2）A、8两点间的距离以

B

A

【答案】（1）r=5s；（2）L=25m

【解析】

【详解】（1）船在垂直河岸方向做匀速直线运动

d=u静/

解得

Z=5s

（2）依据运动的合成可得

222

U=丫水+丫静

L—vt

解得

L=25m

14.放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力尸的作用，尸的大小与时间，的关系、物块的速度

丫与时间，的关系分别如图甲、乙所示。取重力加速度大小g=10m/s2。求：

（1）物块的质量m；

（2）物块与地面之间的动摩擦因数"。

甲

【答案】（1）0.5kg；（2）0.4

【解析】

【详解】（1）46s物体做匀速直线运动，可知摩擦力大小为

/=2N

24s物体做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有

F—f-=ina

24s物体的加速度为

a--=—m/s2=2m/s2

△t2

解得物块的质量为

m=0.5kg

（2）物块与地面之间的动摩擦因数

〃=工=2=0.4

mg5

15.如图所示，一顶端带有轻质滑轮的光滑斜劈固定在水平面上，斜面倾角为37。，一转轴固定在天花板上

的。点，。点与斜劈等高，长为L的轻杆一端可绕转轴在竖直平面内自由转动，另一端固定一小球P,-

根不可伸长的轻绳绕过定滑轮A（大小不计），一端与小球P相连，另一端与斜面底端的滑块Q相连，已

4/

知OA=§,P、Q两物体质量相等，滑块Q与水平面间的动摩擦因数〃=0.5,小球、滑块均可看作质

点，不计转轴及滑轮摩擦力的影响，取重力加速度大小g=10m/s2,sin37*0.6。

（1）当小球P、滑块Q速度大小相等时，求杆与水平面的夹角的余弦值；

（2）若乙=4.1m,求小球P到最低点时的速度大小；

（3）在（2）中若。点离水平面的高度为6.1m,当小球P摆到最低点时突然与绳子、杆脱离接触，假设

小球P落地即静止，连接处平滑，求小球P、滑块Q最终的水平距离。

【解析】

【详解】（1）小球P绕。点做圆周运动，当小球P、滑块Q速度大小相等时，表明小球P的线速度方向恰

好沿绳，令此时杆与水平面的夹角为根据结合关系有

cL3