江苏省苏州市2023-2024学年高三物理上学期10月模拟试题含解析

Page9一．单选题：(44分)1．我们经常接触到的一些民谚、俗语，都蕴含着丰富的物理知识，以下理解错误的是A．“泥鳅黄鳝交朋友，滑头对滑头”——泥鳅和黄鳝的表面都比较光滑，摩擦力小B．“一只巴掌拍不响”——力是物体对物体的作用，一只巴掌要么拍另一只巴掌，要么拍在其他物体上，才能产生力的作用，才能拍响C．“鸡蛋碰石头，不自量力”——鸡蛋和石头相碰时石头撞击鸡蛋的力大于鸡蛋撞击石头的力D．“人心齐，泰山移”——如果各个分力的方向一致，则合力的大小等于各个分力的大小之和【答案】C解析：“鸡蛋碰石头，不自量力”——鸡蛋和石头相碰时，根据牛顿第三定律可知，石头撞击鸡蛋的力等于鸡蛋撞击石头的力，故C错误。2．质量为M、倾角为的斜面A与质量为m的圆球B在水平向右的外力F作用下静止在墙角处，它们的截面图如图所示，已知B球光滑，重力加速度为g。下列说法正确的是A．若水平面光滑，则有B．若水平面粗糙，则一定有C．增大外力F（A、B始终静止），侧壁对B的弹力增加D．增大外力F（A、B始终静止），地面对A的支持力增加【答案】A【详解】C．对B球受力分析如图所示侧壁给B的弹力故C错误；A．若水平面光滑，对整体分析有故A正确；B．水平面对A的静摩擦力方向可能水平向右，此时故B错误；D．增加外力F，根据系统在竖直方向平衡，地面对A的支持力不变，故D错误。故选A。3．重力均为60N的木块A、B由轻弹簧连接，并静置于倾角为30°的斜面，B与斜面下方挡板接触。已知A、B与斜面间的动摩擦因数均为，劲度系数为400N/m的轻弹簧被压缩4cm。现用大小为15N，方向沿斜面向上的拉力F作用于A，如图所示，则力F作用后A所受摩擦力为A．大小1N，方向沿斜面向上 B．大小1N，方向沿斜面向下C．大小15N，方向沿斜面向上 D．大小15N，方向沿斜面向下【答案】B【详解】由劲度系数为400N/m的轻弹簧被压缩4cm，可知弹簧对A有沿斜面向上的弹力木块A沿斜面向下重力的分力为木块A与斜面间的滑动摩擦力为则力F作用后A所受摩擦力为所以力F作用后A所受摩擦力大小1N，方向沿斜面向下。故选B。4．某同学研究甲、乙两辆汽车相遇问题的规律，如图是他根据运动规律绘制的在同一平直道路上相邻车道行驶的甲、乙两车（视为质点）的运动位置-时间图线。已知甲的运动图线为一条顶点为的抛物线，乙的运动图线为一过原点的直线，两条图线中其中一个交点坐标为。则下列说法正确的是A．时刻甲物块速度为B．甲物块在做匀加速直线运动的加速度为C．图中甲、乙两个物块再次相遇时刻为D．如果两个物块只相遇一次，则必有【答案】C【详解】A．根据动力学公式解得时刻甲物块速度为为故A错误；B．甲物块在做匀加速直线运动的加速度为故B错误；C．图中甲、乙两个物块再次相遇有乙的速度为故图中甲、乙两个物块再次相遇时刻为故C正确；D．如果两个物块能相遇有两个物块只相遇一次有解得故D错误。故选C。5．2023年8月25日12时59分，谷神星一号遥八运载火箭在我国酒泉卫星发射中心成功发射升空，搭载的吉林一号宽幅02A星顺利送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。发射过程可简化为如图所示的模型，运载火箭托举卫星沿轨道PA加速运动至A点“箭卫分离”，卫星先沿椭圆轨道2运行，然后进入与椭圆轨道2相切的圆轨道1运行，切点为B，下列相关说法中正确的是

A．卫星沿PA加速的过程，卫星处于失重状态B．卫星沿椭圆轨道2运动的周期大于沿圆轨道1运动的周期C．卫星在B点加速，才能由2轨道变轨到1轨道D．卫星在B点沿1轨道的加速度小于2轨道的加速度【答案】C【详解】A．卫星沿加速的过程，有向上的加速度分量，处于超重状态，选项A错误；B．根据开普勒第三定律，椭圆轨道2的半长轴小于轨道1的半径，可知卫星沿椭圆轨道2运动的周期小于沿圆轨道1运动的周期，选项B错误；C．卫星沿椭圆轨道在B点时，故卫星在B点加速，才能由2轨道变轨到1轨道，选项C正确；D．根据卫星只要在同一点，万有引力相同，加速度相同，选项D错误。故选C。6．2023年4月8日，奥运会冠军朱雪莹在青岛夺得全国蹦床锦标赛女子蹦床项目冠军，假设朱雪莹某次训练中从空中最高点无动力下落的加速度与下落高度的变化如图所示，g为重力加速度，则下列说法正确的是A．朱雪莹下落距离为时，速度最大B．朱雪莹下落距离为时速度大小为C．朱雪莹下落距离为时，蹦床对朱雪莹的作用力一定大于D．朱雪莹下落距离为时重力势能和弹性势能之和最小【答案】C【详解】A．阶段朱雪莹的加速度方向仍然竖直向下，仍然加速，下落距离为时，速度不是最大，故A错误；B．根据可知图像和坐标轴所围面积的2倍表示速度平方的变化量，故朱雪莹下落距离为时速度大小为故B错误；C．根据图像和坐标轴上方和下方的面积大小相等，可得，在最低点有解得故C正确；D．由于系统机械能守恒，朱雪莹下落距离为时，动能最大，故朱雪莹下落距离为时重力势能和弹性势能之和最小，故D错误。故选C。7．如图为斜式滚筒洗衣机的滚筒简化图，在脱水过程中滚筒绕固定轴以恒定的角速度转动，滚筒的半径为r，简壁内有一可视为质点的衣物，衣物与滚筒间的动摩擦因数为μ（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），转动轴与水平面间的夹角为θ，重力加速度为g。在脱水过程中，要保持衣物始终与圆筒相对静止，滚筒转动角速度的最小值为A． B．C．D．【答案】A【详解】重力沿垂直筒壁的分力和筒壁对衣物的支持力的合力充当向心力，在最低点有在最高点有可知衣物在最高点与圆筒间的弹力小于衣物在最低点与圆筒间的弹力，故衣物在最高点最容易发生相对滑动，在最高点有，解得，所以在脱水过程中，要保持衣物始终与圆筒相对静止，滚筒转动角速度的最小值为。故选A。8．我国比亚迪集团采用减小厚度、增加长度的结构创新方案推出了“刀片电池”，可以在同样的空间内装入更多电池。如图所示，一款车型装配了120块“刀片电池”。每块“刀片电池”的容量是200A·h，平均工作电压是3.2V。该车型采用充电电压为600V的快充充电桩时，充电效率为80%，充满电需要的时间为1h。该车型每行驶100km平均能耗是13kW·h。则该车型的汽车充电桩A．充满电后续航里程是640kmB．充满电后储存的电能是640W·hC．单块电池充满电后储存的电荷量是200CD．快充充电桩的平均充电电流是160A【答案】D【详解】C．单块电池充满电后储存的电荷量是q1=200A•h=200×3600C=7.2×105C故C错误；B．单块电池充满电后储存的电能是E1=U1q1=3.2×200W•h=640W•h充满电后储存的电能是E=120×640W·h=76800W·h=76.8kW·h故B错误；A．该车充满电后续航里程是故A错误；D．由题意可知解得I=160A故D正确。故选D。9．如图所示，a，b，c三点在固定点电荷Q1、Q2连线的延长线上，Q1带正电．一带正电粒子从a点由静止释放，仅在静电力作用下运动，经b点时速度最大，到c点时速度为零，下列说法正确的是A．Q2带正电B．Q2的电荷量小于Q1的电荷量C．a、c两点电势相等D．b点的电场强度比a点大【答案】C【解析】带电粒子经过b点时速度最大，此时合力为零，可知b点的合场强为零，因此Q2带负电，故A错误；b点的合场强为零，说明Q1、Q2在b点产生的场强大小相等，由点电荷场强公式E＝keq\f(Q,r2)知，Q2的电荷量大于Q1的电荷量，故B错误；从a运动到c的过程，带电粒子动能的变化量为零，由动能定理知电场力做功为零，则a、c两点电势相等，故C正确；b点的电场强度为零，a点的场强不为零，故D错误．10．运动员在球场上某一位置投篮，篮球直接落入篮筐中心，出手时篮球的速度方向与水平方向之间的夹角为，篮球入筐瞬间速度方向与水平方向之间的夹角为，如图所示。已知运动员出手点与篮筐中心的高度差为1.4m，取重力加速度，，空气阻力可忽略不计，则运动员出手点到篮筐中心的水平距离为A．8.0m B．8.4m C．9.0m D．9.6m【答案】B【详解】设向上为正方向，篮球进入篮筐的瞬间其速度大小为v，初速度大小为，由于篮球做斜抛运动，其抛出时与落入篮筐时水平方向速度大小相等，有篮球竖直方向做匀减速直线运动，有设篮球从抛出到落入篮筐的时间为t，由运动学公式有投球点到篮筐的水平距离为解得故选B。11．某地区常年有风，风速基本保持在4m/s，该地区有一风力发电机，其叶片转动可形成半径为10m的圆面，若保持风垂直吹向叶片，空气密度为1.3kg/m3，风的动能转化为电能的效率为20%.现用这台风力发电机给一水泵供电，使水泵从地下10m深处抽水，水泵能将水抽到地面并以2m/s的速度射出，出水口的横截面积为0.1m2，水的密度为1×103kg/m3，水泵及电机组成的抽水系统效率为80%，则下列说法正确的是A．该风力发电机的发电功率约为12.8kWB．每秒钟水流机械能增加400JC．风力发电机一天的发电量可供该水泵正常工作约3hD．若风速变为8m/s，则该风力发电机的发电功率变为原来的4倍【答案】C【详解】AD．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为依题意，此风力发电机发电的功率为若风速变为8m/s，则该风力发电机的发电功率变为原来的8倍；故AD错误；B．每秒钟水流机械能增加约为其中解得故B错误；C．水泵正常工作每秒钟耗电为风力发电机一天的发电量为解得故C正确；故选C。二．实验题：(15分)12．如图甲所示，某兴趣小组利用力传感器、加速度传感器、动滑轮和定滑轮等实验仪器测量物块的质量M和物块与台面间的动摩擦因数。调节定滑轮高度，使细线与台面平行，不计滑轮与细线、轮轴间摩擦。已知当地的重力加速度g=10m/s2。（1）为了达到实验目的，实验前，（填“需要”或“不需要”）将台面调整到水平。实验中，动滑轮质量（填“会”或“不会”）影响实验结果。（2）物块质量M不变，将钩码放入托盘中，将托盘静止释放并记录加速度传感器数值a与力传感器数值F，改变钩码个数多次实验，作出a－F图像，如图乙所示，则动摩擦因数=，物块的质量M=kg。（结果均保留2位有效数字）（3）现将物块换成小车，用该装置测量一个不规则的小物体的质量m0实验步骤如下：①小车空载时进行实验并采集数据；②m0放入小车中进行实验并采集数据；③作出两次实验的a－F图像如图丙所示，则小物体的质量m0=（结果用b、c、d表示）。【答案】需要不会0.200.60【详解】（1）[1]为了达到实验目的，实验前需要将台面调整到水平，因为水平时对物块有，得物体受到的摩擦力大小，所以将台面调整到水平，从而方便研究及；[2]由于物块受到的拉力可由力传感器直接测出，故实验结果不受滑轮质量的影响；（2）[3][4]由于动滑轮省力但费距离，且加速度传感器测量的是m的加速度a，则对滑块，其加速度为，根据牛顿第二定律有整理得，结合图乙可得，可得，（3）[5]空载时，对小车有即放入后，有，即结合图丙可得联立可得三．计算题：13．(8分)2023年8月，上海发布自动驾驶5G标准，推动自动驾驶技术快速发展。甲、乙两辆5G自动驾驶测试车，在不同车道上沿同一方向做匀速直线运动，甲车在乙车前，甲车的速度大小，乙车的速度大小，如图所示。当甲、乙两车相距时，甲车因前方突发情况紧急刹车，已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动，加速度大小，从刹车时开始计时，两车均可看作质点。求：（1）两车并排行驶之前，两者在运动方向上的最远距离；（2）从甲车开始减速到两车并排行驶所用时间t。

【答案】（1）45m；（2）12s【详解】（1）当两车速度相等时，两者的距离最大，设经过时间t1两者速度相等，由，则解得在t1时间内甲车位移为乙车位移为两车并排行驶之前，两者在运动方向上的最远距离（2）设经过时间t2甲车停下来，根据运动学公式可得在t2时间内，甲车的位移乙车的位移为说明甲车速度减小到零时，甲、乙两车还相距20m，到两车并排乙车再运动的时间为所以从甲车开始减速到两车并排行驶所用时间14．(8分)在如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3是一滑动变阻器，当其滑片P从最左端滑至最右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流的变化图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到的．求：(1)电源的电动势和内阻；(2)定值电阻R2的阻值和滑动变阻器的最大阻值．答案(1)20V20Ω(2)5Ω300Ω解析(1)电源的路端电压随电流的变化图线斜率的绝对值等于电源的内阻，则内阻r＝eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,ΔI)))＝eq\f(16－4,0.8－0.2)Ω＝20Ω电源的电动势为E＝U＋Ir取电压U1＝16V，电流I1＝0.2A，代入解得E＝20V(2)当滑片P滑到最右端时，R1被短路，外电路的电阻最小，电流最大．此时电压U2＝4V，电流I2＝0.8A，则定值电阻R2＝eq\f(U2,I2)＝5Ω当滑片P滑到最左端时，滑动变阻器阻值最大，外电阻最大，电流最小，此时路端电压U1＝16V，电流I1＝0.2A，外电路总电阻为R＝eq\f(U1,I1)＝80Ω又R＝R2＋eq\f(R1R3,R1＋R3)，代入解得R3＝300Ω.15．(12分)如图所示，在光滑绝缘水平面上B点的正上方O处固定一个点电荷M，在水平面上的A点放另一个点电荷N，两个点电荷的质量均为m，带电荷量均为＋q.C为AB直线上的另一点(O、A、B、C位于同一竖直平面上)，A、O间的距离为L，A、B和B、C间的距离均为eq\f(L,2)，在空间加一个水平方向的匀强电场后A处的点电荷处于静止状态，求：(1)该匀强电场的电场强度；(2)若N以某初速度从A向右运动，N到达C点时的加速度多大；(3)若N以初速度v0从A向右运动到达B点时速度大小为vB，该过程中M对N做了多少功．【答案】(1)eq\f(kq,2L2)，方向由A指向C(2)eq\f(kq2,mL2)(3)eq\f(1,2)mvB2－eq\f(1,2)mv02－eq\f(kq2,4L)【解析】(1)设AO连线与水平方向的夹角为θ，根据几何关系有cosθ＝eq\f(AB,AO)＝eq\f(1,2)由于M对N的库仑力存在水平向左的分量，则根据平衡条件可知N在匀强电场中所受静电力方向为水平向右，即电场强度方向为由A指向C.设该匀强电场的电场强度大小为E，则eq\f(kq2,L2)cosθ＝Eq解得E＝eq\f(kq,2L2)(2)设N到达C点时的加速度大小为a，由牛顿第二定律得eq\f(kq2,L2)cosθ＋Eq＝ma解得a＝eq\f(kq2,mL2)(3)从A到B过程中，设M对N做功为W，由动能定理得Eqeq\f(