江苏省南京市六校联合体2023-2024学年高三上学期10月联合调研 物理答案

2023-2024学年第一学期10月六校联合调研试题高三物理一、单项选择题：共10题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项最符合题意。1.运动轨迹既不是抛物线也不是圆周的曲线运动，称为一般的曲线运动，研究一般的曲线运动，可以把曲线分隔成许多小段，分析质点在每一小段的运动时，下列方法错误的是（）A.每一小段的运动可以看成直线运动B.每一小段运动中物体受到的合力为零C.每一小段运动中物体受到恒力的作用D.每一小段运动可以看成圆周运动的一部分【答案】B【解析】【分析】【详解】A．把曲线分隔成许多小段，每一小段的运动可以看成直线运动，故A正确，不符合题意；BC．把曲线分隔成许多小段，每一小段运动中物体受到的力可视为不变但不为零，故B错误，符合题意；C正确，不符合题意；D．把曲线分隔成许多小段，每一小段运动可以看成曲率半径不同的圆周运动的一部分，故D正确，不符合题意；故选B。2.某小组利用单摆测定当地重力加速度，最合理的装置是（ ）A.B.C.D.【答案】D【解析】【分析】【详解】根据单摆理想模型可知，为减少空气阻力的影响，摆球应采用密度较大，体积较小的铁球，为使摆球摆动时摆长不变化，摆线应用不易形变的细丝线，悬点应用铁夹来固定，故D正确，ABC错误。故选D。3.如图所示，水平台面上放置一个带有底座的倒三脚支架，每根支架与水平面均成45°角且任意两支架之间夹角相等。一个质量为m的均匀光滑球体放在三脚架里，重力加速度为g，则每根支架受球体的压力大小是（ ）12321A.mgB.mgC.mgD.mg6323【答案】B【解析】【详解】光滑球体受重力和三个支持力，三个支持力与竖直方向的夹角均为45°，根据平衡条件可得3Ncos45mg解得mg2Nmg3cos453故B正确ACD错误。4.一带电粒子仅在电场力作用下沿x轴做直线运动，其动能Ek随位置x变化的关系如题图所示，则其电势能Ep、加速度大小a、电场的电场强度大小E、电势分别与位置x的关系图，正确的是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】ABC．根据功能关系有EkqEx由图像可知EkkqEx图像的斜率逐渐增大，则E逐渐增大。根据功能关系有EpqEx由Epx图像可知EkpqExE逐渐增大，Epx图像斜率应逐渐增大。根据牛顿第二定律qEam可知E逐渐增大，加速度a逐渐增大，故AB错误，C正确；D．根据电场强度与电势差关系式有0Ex由x图像可知kEE逐渐增大，x图像斜率也应逐渐增大，故D错误。故选C。5.质量为1kg的弹性小球以9m/s的速度垂直砸向地面，然后以同样大小的速度反弹回来，已知碰撞时间为0.1s，关于小球与地面的碰撞过程中，下列说法正确的是（  ）A.小球动量的变化量为0B.地面对小球的冲力大小为180NC.合外力的冲量大小为18N·sD.小球的加速度为0【答案】C【解析】【详解】A．取竖直向上为正方向，则小球动量的变化量为pp2p1mv2mv118kgm/s故A错误；BC．设地面对小球的冲力大小为F，根据动量定理可得I合Fmgtp解得I合18Ns，F190N故B错误；C正确；D．小球的加速度为vva21180m/s2t故D错误。故选C。6.2021年2月，“天问一号”火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。如图所示，阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线每秒扫过的面积，下列说法正确的是（  ）A.探测器在P点的加速度大于在N点的加速度B.从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变大C.从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器机械能变大D.图中两阴影部分的面积相等【答案】A【解析】【详解】A．根据牛顿第二定律GMmmar2可得GMar2可知探测器在P点的加速度大于在N点的加速度，故A正确；B．根据开普勒第三定律可知，从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变小，故B错误；C．探测器从“调相轨道”进入“停泊轨道”需在P点点火减速，则探测器机械能变小，故C错误；D．根据开普勒第二定律可知探测器绕火星运行时，在同一轨道上探测器与火星的连线每秒扫过的面积相等，但在不同轨道上探测器与火星的连线每秒扫过的面积不相等，故D错误。故选A。7.如图所示，在匀强电场中，将带电量为-610－6C的点电荷从电场中的A点移到B点，电场力做了-2.410-5J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.210－5J的功。已知电场的方向与ABC所在的平面平行。下列说法正确的是（  ）A.A、B两点的电势差UAB=－4VB.B、C两点的电势差UBC=2VC.A点的电势比C点的电势高D.场强的方向垂直于AC指向B【答案】C【解析】【详解】A．由题可知WUAB4VABq故A错误；B．同理可得WUBC2VBCq故B错误；C．可以解得AC的电势差UACAC(AB)(CB)UABUCB2V故A点的电势比C点的电势高，故C正确；D．由于该电场为匀强电场，所以等势面在所示平面内投影为直线且电势在任意直线上均匀变化。取A、B中点，此点电势为2V，连接C点，得到相同电势的一条直线，由于电场强度方向垂直等势面且指向电势减小的方向，所以过B点做该直线垂线即得到条电场线，方向如图所示场强方向并不是垂直于AC的，故D错误；故选C。8.如图所示，甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶，两车车顶O1、O2两位置都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备在5m以内时能够实现通信。t0时刻，甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为25m/s，乙车的速度为2m/s，O1、O2的距离为3m。从该时刻起甲车以1m/s的加速度做匀减速运动直至停下，乙车保持原有速度做匀速直线运动。忽略信号传递时间，从t0时刻起，甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为（ ）A.2.00sB.4.75sC.6.00sD.6.25s【答案】D【解析】【详解】根据几何知识可知，当甲车在乙车前方且O1O25m时，有x甲x乙4m根据运动学公式有1xvtat2甲甲2x乙v乙t解得t12s，t24s因为甲车做匀减速运动而乙车做匀速运动，所以两车之间的距离先增大后减小，当0t2s时，O1O25m；2st4s时，O1O25m。t=t2=4s时，甲车的速度为v甲1v甲at21m/sv乙t=4s之后，甲、乙两车的距离不断减小，且甲车能够继续行驶的距离为v2x=甲10.5m甲12a根据几何关系可知，从t=4s开始到乙车行驶至甲车前方4m的过程中，O1O25m，这段过程经历的时间为24m0.5mt4.25sv乙所以甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为t总2s4.25s6.25s故选D。9.如图所示，竖直平面内一绝缘细圆环的左、右半圆均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环竖直直径上两点，c、d为圆环水平直径上两点，它们与圆心O的距离相等，则（  ）A.a点的电势高于b点的电势B.c点的场强大于d点的场强C.点电荷+q在a点的电势能大于在b点的电势能D.点电荷q在d点的电势能大于在c点的电势能【答案】D【解析】【详解】A．如图所示，为等量异种点电荷周围空间的电场分布图，本题的带电圆环，可分解成无数对等量异种点电荷的电场，沿水平方向放置，它们有共同的对称轴PP＇，PP＇所在的平面与每一条电场线都垂直，即为等势面，因此a点的电势等于b点的电势，A错误；B．可知水平直径上下两侧的电场分布对称，竖直直径两侧的电场分布也对称，由电场的叠加原理可知，c点的场强等于d点的场强，B错误；C．因a点的电势等于b点的电势，因此点电荷+q在a点的电势能等于在b点的电势能，C错误；D．由圆环所带电荷的电场线分布可知，c点的电势高于d点的电势，由负点电荷在电势高的地方电势能小，在电势低的地方电势能大，可知点电荷q在d点的电势能大于在c点的电势能，D正确。故选D。10.下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力作用下，沿竖直方向做频率为1Hz的简谐运动，与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动，如图a所示。以木棒所受浮力F为纵轴，木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系，浮力F随水平位移x的变化如图b所示。已知河水密度为，木棒横截面积为S，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）A.木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波，波速为0.4m/sFFB.木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为12SgC.x从0.21m到0.25m的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐渐变小D.x0.35m和x0.45m时，木棒的速度大小相等，方向相反【答案】C【解析】【详解】A．木棒在竖直方向做简谐振动，x轴方向做匀速直线运动，故A错误；B．木棒在竖直方向的简谐运动可类比于竖直方向的弹簧振子，设木棒长度为L，回复力系数为k，平衡位置时木棒重心在水面下方x0，则有LgSx0Mg2木棒重心在平衡位置上方最大位移A处时LMgF2MggSx0AkA2木棒重心在平衡位置下方最大位移A处时LF1MggSx0AMgkA2可解得kgSFFA122Sg故B错误；C．x从0.21m到0.25m的过程中，木棒从平衡位置上方靠近最大位移处向下运动（未到平衡位置），加速度竖直向下，大小逐渐减小，故C正确；D．x0.35m和x0.45m时，由图像的对称性知浮力大小相等，说明木棒在同一位置，竖直方向速度大小相等，速度方向相反，而两时刻木棒水平方向速度相同，所以合速度大小相等，方向不是相反，故D错误。故选C。二、非选择题：共5题，共60分，其中第12~15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.某同学研究自由落体运动的规律时，将小球从一固定的毫米刻度尺旁边由静止释放，用手机拍摄小球自由下落的视频，然后用相应的软件处理得到分帧图片，利用图片中小球的位置就可以得出速度、加速度等信息，实验装置如图1所示。如图2所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，相邻两帧之间的时间间隔为0.02s。（1）小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中图片Ⅲ小球球心所在的位置为_________cm。（2）图片Ⅱ中小球的瞬时速度约为_________m/s。（结果保留两位小数）（3）关于实验装置和操作，下列说法正确的是_________。A．刻度尺应固定在竖直平面内B．选择材质密度小的小球C．铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落D．固定手机时，摄像镜头应正对刻度尺（4）该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h，绘制了v2h图像，如图3所示。其中P、Q分别为两个大小相同，质量不同的小球下落的图像（空气阻力不变），由图像可知两球质量大小关系是mP_________mQ（选填“大于”、“等于”、“小于”）。（5）如何利用v2h图像判断小球下落过程机械能是否守恒_________？【答案】①.11.05②.1.38③.AD##DA④.大于⑤.见解析【解析】【详解】（1）[1]图片Ⅲ中小球的上缘刻度10.60cm，下缘刻度为11.50cm，则直径为0.90cm，小球球心所在的位置为0.9010.60cmcm11.05cm2（2）[2]图片Ⅰ位置球心的位置为0.905.10cmcm5.55cm2则图片Ⅱ中小球的瞬时速度约为(11.055.55)102vm/s1.38m/s220.02（3）[3]A．由于自由落体运动的方向是竖直向下，所以刻度尺应固定在竖直平面内，故A正确；B．为了尽量减小空气阻力对实验的影响，应选择材质密度大的小球，故B错误；C．铅垂线的作用是检验刻度尺是否固定在竖直平面内，故C错误；D．实验时需要通过手机拍摄的照片来获取位置数据，为了能够精确读数，类似于用肉眼进行刻