卷子答案网-一个不只有答案的网站江苏省部分学校2023-2024学年高三上学期9月摸底物理试题
一、单选题
1．历史上有些科学家曾这样定义直线运动的加速度：，其中和分别表示某段位移x内的初速度和末速度．表示物体做加速运动，表示物体做减速运动．而现在物理学中加速度的定义式为，下列说法正确的是（ ）
A．对于加速直线运动，即初速度和加速度方向相同，若a不变，则A将变小
B．对于加速直线运动，即初速度和加速度方向相同，若A不变，则a将变小
C．若A不变，则物体在中间时刻的速度为
D．若A不变，物体在中间位置处的速度为
2．如图所示，质量为m的汽车保持恒定的速率运动，若通过凸形路面最高处时，路面对汽车的支持力为，通过凹形路面最低处时，路面对汽车的支持力为，重力加速度为g，则（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即。实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，P、Q、R同时在等势面a、b、c上，据此可知（ ）
A．三个等势面中，a的电势最高
B．该电荷在P点的电势能比在Q点的电势能小
C．电荷在Q、R间运动的动能变化等于在R、P间运动的动能变化
D．无论电荷运动方向如何，电场力对该电荷一定做负功
4．甲、乙两本完全相同的《新华字典》整齐地摞在一起，放在光滑水平桌面上，如图所示。水平向左的恒力F分别作用在乙和甲上，两种情况下两本《新华字典》均能一起向左做匀加速运动且甲、乙间无相对滑动。图1中甲、乙间的摩擦力大小为，图2中甲、乙间的摩擦力大小为，由此可知（ ）
图1 图2
A．图1中甲受三个力作用且 B．图1中乙受四个力作用且
C．图2中甲受三个力作用且 D．图2中乙受三个力作用且
5．现有甲、乙两滑块，质量分别为和m，以相同的速率v在光滑水平面上相向运动，发生了碰撞。己知碰撞后，甲滑块静止不动，乙以的速率反向弹回，那么这次碰撞是（ ）
A．弹性碰撞 B．非弹性碰撞 C．完全非弹性碰撞 D．条件不足，无法确定
6．A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离随时间变化的关系如图所示，已知地球的半径为R，卫星A的线速度大于卫星B的线速度，A、B之间的万有引力忽略不计，则（ ）
A．卫星A、B轨道半径分别为、 B．卫星A、B做圆周运动周期之比为
C．卫星A绕地球做圆周运动的周期为 D．地球的第一宇宙速度为
7．如图甲所示，在倾角为的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量为、，C为一固定挡板，整个系统处于平衡状态。现用一沿斜面向上的力F拉物块A，使之沿斜面向上做加速度为的匀加速直线运动。选定A的起始位置为坐标原点（），从力F刚作用在木块A的瞬间到B刚好要离开固定挡板C的瞬间这个过程中，乙图中能正确描绘力F与木块A的位移x之间关系的图象是（ ）
图甲
A． B． C． D．
图乙
8．如图所示．有一箱装得很满的土豆，以一定的初速度在动摩擦因数为的水平地面上做匀减速运动．不计其他外力及空气阻力，则其中一个质量为m的土豆A受其它土豆对它的总作用力大小应是（ ）
A． B． C． D．
9．如图甲所示，木块A和B用一个轻质弹簧连接，竖直放置在水平地面上，最初系统静止．现用力缓慢拉木块A直到木块B刚好离开地面，测得木块B对地面的压力N相对应两木块之间的距离L，作出图象如图乙，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．图象中的数值等于木块B的重力
B．图象中表示弹簧的自然长度
C．图线斜率的绝对值表示弹簧的劲度系数
D．图线与横轴间围成的三角形面积的数值等于地面对系统做的功
二、多选题
10．如图所示，a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出。己知半圆轨道的半径R与斜面竖直高度相等，斜面底边长是其竖直高度的2倍。若小球a能落到半圆轨道上，小球b能落到斜面上，a、b均可视为质点，重力加速度为g，则（ ）
A．如果a球落在半圆轨道最低点，则其速度方向竖直向下
B．b球落在斜面上时，其速度方向与水平面夹角的正切值为0.5
C．a、b两球如果同时落在半圆轨道和斜面上，则其初速度
D．无论a球初速度多大，a球均不可能垂直落在半圆轨道上
三、实验题
11．为了探究物体质量一定时，加速度与力的关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置．其中小车质量为M，钩码质量为m，弹簧测力计可测出轻绳中的拉力大小，重力加速度为g，实验时先平衡摩擦力。
甲 乙
（1）如图乙为某次实验得到的纸带，已知打点计时器采用的是频率为的交流电，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________（结果保留两位有效数字）；
（2）本实验中钩码的质量___________（填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量
（3）在探究加速度与力的关系时，弹簧测力计的示数记为F，改变钩码的质量m，依次记录弹簧测力计的示数F并求出所对应的小车加速度大小a，则下图的四个图象中能正确反映小车加速度a与弹簧测力计的示数F之间规律的是___________；
A． B． C． D．
（4）已知第（3）问中正确图象中的直线（或直线部分）的斜率大小为k，则该小车的质量为___________；
（5）若不断增大钩码的质量，则小车的加速度随之增大，但最大值将不会超过___________。
四、解答题
12．减速带是交叉路口上常见的一种交通设施，在某小区门口有一橡胶减速带（如图），有一警用巡逻车正以最大速度从小区门口经过，在离减速带时警察发现一逃犯正以的速度骑电动车匀速通过减速带（电动车始终匀速），而巡逻车要匀减速到通过减速带（减速带的宽度忽略不计），减速到后立即以的加速度加速到最大速度继续追赶，设在整个过程中，巡逻车与逃犯均在水平直道上运动，求从警察发现逃犯到追上逃犯需要的时间．
13．一艘飞船绕月球做匀速圆周运动，其圆周运动的轨道半径为r，周期为．飞船上释放一月球探测器，在月球探测器着陆的最后阶段，探测器先是降落到月球表面上，再经过多次弹跳才停下来．假设探测器第一次落到月球表面竖直弹起后，到达最高点时的高度为h，月球可视为半径为的均匀球体，计算时不计阻力及月球自转，求：
（1）月球表面的重力加速度g；
（2）探测器第二次落到月球表面时的速度大小．
14．两块水平放置的正对平行金属板，板长为1，相距为d。其右端有一块荧光屏MN，荧光屏与竖直方向夹角为，如图所示。一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子（不计粒子重力）以大小为的水平速度沿两板间中心轴线自左端射入两板间，要求粒子从两板间飞出后垂直打向荧光屏MN，现考虑以下两种方案：
（1）若在两板上加恒定偏转电压U（不考虑板的边缘效应），求U及电场力对粒子所做的功。
（2）若在两板问适当的区域加垂直于纸面向外的匀强磁场，求所加匀强磁场磁感应强度B的最小值。
15．如图所示，空间存在范围足够大的竖直向下的匀强电场，电场强度大小，在绝缘地板上固定有一带正电的小圆环A。初始时，带正电的绝缘小球B静止在圆环A的圆心正上方，B的电荷量为，且B电荷量始终保持不变。始终不带电的绝缘小球C从距离B为的正上方自由下落，它与B发生对心碰撞，碰后不粘连但立即与B一起竖直向下运动。它们到达最低点后（未接触绝缘地板及小圆环A）又向上运动，当C、B刚好分离时它们不再上升。已知初始时，B离A圆心的高度。绝缘小球B、C均可以视为质点，且质量相等，圆环A可看作电量集中在圆心处电荷量也为的点电荷，静电引力常量（g取）
求：
（1）试求B球质量m；
（2）从碰后到刚好分离过程中A对B的库仑力所做的功。
江苏省部分学校2023-2024学年高三上学期9月摸底物理试题
答案与解析
1．A
A．对于加速直线运动，若a不变，速度变大，相等时间内速度变化量相同，但通过位移变大，故变小，故A正确。
B．对于加速直线运动，即初速度和加速度方向相同，若A不变，速度变大，相同位移速度变化量相同，通过相同位移所用时间越来越小，故加速度a将变大，故B错误。
CD．若A不变，在这种情况下，相等位移内速度增加量相等，设中间位置处的速度为，则：
中间位置处的速度为：
若且保持不变，物体加速，则前一半时间的平均速度小于后一半时间的平均速度，后一半时间物体将经过更多的位移，所以物体在中间时刻时，物体还没有到达中间位置，所以它的速度比中间时刻的速度小，即中间时刻的速度大于，反之，若且保持不变，则中间时刻的速度小于，故CD错误。
2．C
AB．汽车过凸形路面的最高点时，设速度为v，半径为r，竖直方向上合力提供向心力，
由牛顿第二定律得：
得：
故AB项错误；
CD．汽车过凹形路面的最低点时，设速度为v，半径为r，竖直方向上合力提供向心力，
由牛顿第二定律得：
得：
故C项正确，D项错误．
3．C
A．带负电的质点在电场中的受力如图所示
根据沿电场方向电势降低可知，三个等势面中，a的电势最低，故A错误；
B．由于P点的电势小于Q点的电势，且质点带负电，则该电荷在P点的电势能比在Q点的电势能大，故B错误；
C．由于相邻等势面之间的电势差相等，可知电荷在Q、R间运动电场力做的功等于在R、P间运动电场力做的功，故电荷在Q、R间运动的动能变化等于在R、P间运动的动能变化，故C正确；
D．如果电荷是从P运动到Q，则电场力做正功；如果电荷是从Q运动到P，则电场力做负功；故D错误。
4．A对物体进行受力分析，图1中甲受三个力作用，乙受五个力作用，图2中甲、乙均受四个力作用。两本《新华字典》均能起向左做匀加速运动，在图1中，设加速度为a，整体应用牛顿第二定律知
甲受到水平向左的静摩擦力，由牛顿第二定律知
联立可解得
在图2中，整体应用牛顿第二定律知
乙受到水平向左的静摩擦力，由牛顿第二定律知
故A正确，BCD错误。
5．A
由于
则碰撞过程动量守恒，碰前的总动能
碰后的总动能
由于
碰撞前后总动能不变，因此为弹性碰撞。
6．D
A．由图可知，卫星A与卫星B的最大距离为，卫星A与卫星B的最小距离为，设卫星A的轨道半径为，卫星B的轨道半径为，则
解得 ，A错误；
B．由万有引力提供向心力可知
得
故卫星A、B做圆周运动周期之比为
C．由图可知每隔时间T两卫星相距最远一次，即
解得卫星A绕地球做圆周运动的周期为，C错误；
D．由万有引力提供向心力可知，对地球有
对卫星A有
联立解得，D正确。
7．C整个系统处于平衡状态对A有
0时刻对A，由牛顿第二定律有
对A，在弹簧恢复原长之前，
得
对A，弹簧恢复原长到B刚好离开C过程中有
得
B刚好要离开固定挡板C时有
对B有
解得
故C正确，ABD错误。
8．C
由牛顿第二定律得箱和土豆的加速度为。土豆A受到重力和其他土豆的总作用力后，如图所示，它们的合力为，则。
9．C
根据胡克定律求出弹簧处于压缩和拉伸状态的拉力表达式，结合图乙可得弹簧处于拉伸状态，图线斜率的绝对值表示弹簧的劲度系数，即可分析；
最初系统静止，弹簧处于压缩状态时，此时对地面的压力是A、B重力之和，故A错误；
两木块之间的距离时，对地面的压力为0，木块B刚好离开地面，此时弹簧处于拉伸状态，弹簧的长度大于弹簧的原长，故B错误；根据胡克定律，B物体处于平衡状态，则有，B物体对地面的压力；图线斜率的绝对值表示弹簧的劲度系数，故C正确对木块A、B和轻质弹簧组成系统而言，机械能守恒，地面对系统不做功，故D错误．故选C．
10．CD
A．a球做平抛运动，在落点处水平方向有分速度，故合速度不可能竖直向下，A错误；
B．b球落在斜面上时，水平位移和竖直位移分别为
同时根据斜面底边长是其竖直高度的2倍可得
联立解得
即可知此时竖直方向速度大小与水平方向速度大小相等，故速度方向与水平面夹角为，即正切值为1，B错误；
C．如图将两轨道重合在一起，可知同时落在半圆轨道和斜面上时的落点为A，根据前面分析落点处水平方向和竖直方向速度大小相等，根据圆中几何关系有
其中有
代入联立解得，C正确；
D．若a球垂直落在半圆轨道上，根据几何知识可知速度反向延长线必过圆心，根据平抛运动规律可知此时速度反向延长线也必过水平位移中点，故此时水平位移等于直径，而实际中小球的水平位移一定小于直径，故假设矛盾，所以a球不可能垂直落在半圆轨道上，D正确。故选CD。
11．3.2 不需要 B
（1）[1]两计数点间的时间间隔为，利用逐差法可求加速度则有
（2）[2]小车的合外力即绳子的拉力可以用弹簧测力计直接测量，所以钩码的质量不需要远小于小车的质量。
（3）[3]已经平衡摩擦力，所以弹簧测力计的示数记为F等于小车的合外力，故在小车的质量不变时，小车的加速度与合外力的关系应该是成正比的，所以图象中能正确反映小车加速度a与弹簧测力计的示数F之间规律的是B图，所以B正确；ACD错误；
（4）[4]由牛顿第二定律有
所以图象中的直线（或直线部分）的斜率大小为k时，小车的质量为
（5）[5]对车受力分析有
对钩码受力分析有
由上两式解得
所以不断增大钩码的质量，则小车的加速度随之增大，但最大值不会超过。
12．从警察发现逃犯到追上逃犯需要的时间．
设警察初速度为，到达减速带时速度为，开始时警察距离减速带距离为，则警察到达减速带时间为
在这段时间内逃犯前进的距离为
警察到达减速带之后在以加速度加速前进，当警察再次达到最大速度片时，所用时间为，根据速度公式，可以求出
在这内，警察前进的距离为
于此同时逃犯前进的距离为
此后警察以最大速度前进，设在经过时间警察追上逃犯，则
整体，得到：
即从警察发现逃犯到追上逃犯，所需要的时间为
13．（1） （2）
（1）飞船绕月球做匀速圆周运动，其圆周运动的轨道半径为r，周期为，有
在月球表面根据万有引力等于重力有
联立两式解得月球表面的重力加速度
（2）根据速度位移公式，解得
14．（1）；（2）
（1）由题意知
由以上得
由动能定理，有
解得
（2）取半径最大时，B最小
由几何关系有
根据牛顿第二定律
得
15．（1） （2）
（1）初始时B静止，设此时A、B间的距离为，则有
解得
（2）设C从B的正上方自由下落到它与B碰前速度为，由机械能守恒定律有
C与B碰撞并立即与B一起向下运动，设碰后速度为，则由动量守恒定律有
它们到达最低点后又向上运动，设C、B刚好分离时A、B间的距离为，此时对B有
设C与B从碰后到刚好分离过程中A对B的库仑力做的功为W，则由动能定理有
联立解得
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