河南省部分学校2023-2024学年高三上学期10月联考
物理
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：必修第一册，必修第二册，动量
一、选择题：本题共10小题，共46分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题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.
1.如图所示为我国著名运动员许昕比赛时的情景，比赛中，许昕用球拍将来球挡回去，若乒乓球被击打前后的速度方向相反，速度大小相等，球拍击打乒乓球过程，乒乓球的动量变化量大小为，则下列判断正确的是（ ）
A有可能
B.球拍击打乒乓球的过程，球的动能变化量
C.球拍对球的作用力与球对球拍的作用力一定相同
D.球拍对球作用力的冲量大于球对球拍作用力的冲量
2.复兴号亚运智能动车组列车（亚运涂装）于2023年9月16日正式投入运营.某动车进杭州站前刹车做匀变速直线运动，其位移与时间的关系是，则（ ）
A.动车的初速度大小为18m/s
B.动车的加速度大小为8m/s2
C.动车刹车至速度为零所需的时间为6s
D.动车在刹车后5s内的位移大小为40.5m
3.如图所示为某滑板运动员在滑板过程中遇到横杆时，运动员跃起越过横杆，滑板从杆下沿水平地面滑过横杆，运动员又恰好落在滑板上，不计一切摩擦和阻力，则此过程（ ）
A.运动员先超重后失重
B.运动员相对滑板做斜向上抛运动
C.运动员和滑板组成的系统水平方向的动量守恒
D.运动员跳离滑板的过程中，滑板对运动员的支持力做正功；运动员落到滑板的过程中，滑板对运动员的支持力做负功
4.质量不等的A、B两个小球，用长度不等的a、b两段轻绳连接悬吊在车厢顶部，静止时如图所示，当车厢以一定的加速度向左做匀加速运动，A、B两球相对于车厢静止时，b绳与竖直方向的夹角为θ，a绳与竖直方向的夹角为α，则下列判断正确的是（ ）
A.若轻绳a比b长，则α<θ
B.若小球A比B重，则α<θ
C.总是有α<θ
D.一定有α=θ
5.如图所示，光滑圆盘固定在水平面内，穿过圆盘中心光滑小孔的细线两端分别连接小球A和小球B，使小球A在圆盘上做半径为r的匀速圆周运动，同时使小球B做圆锥摆运动，细线长为3r，不计小球大小，则下列判断正确的是（ ）
A.两球做圆周运动的周期相同
B.两球受到的合力大小相等
C.若A、B两球质量相等，则A球做圆周运动角速度大小是B球的2倍
D.若A球质量为B球质量的2倍，则A、B两球做圆周运动角速度大小相等
6.如图甲所示，智能手机固定在滑块上，打开手机的“加速度传感器”小程序，给滑块施加一个水平向右的恒力，滑块沿粗糙水平面由静止开始做直线运动，一段时间后撤去拉力，手机显示滑块运动的加速度随时间变化的图像如图乙所示，手机和滑块的总质量为1kg，重力加速度取10m/s2，则下列判断正确的是（ ）
甲 乙
A.拉力F对滑块做功为640J B.10s内滑块克服摩擦力做功240J
C.拉力F的最大功率为240W D.10s内滑块克服摩擦力做功的平均功率为24W
7.如图所示，质量为3m的光滑曲面体A静止在光滑的水平面上，水平面和曲面最低点相切，质量为m的小球B从曲面的最高点由静止释放，小球沿曲面运动到底端的过程，合外力对小球的冲量大小为I；则小球沿曲面运动到底端的过程（ ）
A.小球对曲面体的冲量大小也为I B.曲面体对小球做功为
C.小球对曲面体做功为 D.曲面体的高为
8.一辆质量为m的汽车在平直的公路上从静止开始匀加速启动，经过一段时间速度为v时，发动机的功率刚好达到额定功率P，此时驾驶员看到前方有限速标志，立即将功率减为0.6P，汽车保持此功率不变继续向前运动，当汽车减速为0.8v时刚好匀速运动，设汽车运动过程中受到的阻力大小不变，则（ ）
A.汽车加速运动的加速度大小为
B.汽车加速运动的时间为
C.汽车受到的阻力大小为
D.当功率由P突然减少为0.6P时，汽车的速度由v突然减小为0.6v
9.如图所示，A、B两个小球静止在光滑的水平平台上，给小球A一个初速度，小球A向右运动并与小球B发生弹性正碰，A、B两球做平抛运动的水平位移大小之比为1：3，则A、B两球的质量之比可能为（ ）
A.3：1 B.3：2 C.3：4 D.3：5
10.如图所示，粗细均匀的光滑直杆竖直固定，质量为m=1kg的滑块套在杆上（可自由滑动），绕过定滑轮的轻绳一端连接在滑块上，另一端吊着小球，让滑块在A点由静止释放，此时连接滑块的轻绳与竖直方向夹角θ=30°，当滑块运动到B点时，滑块的速度大小为v=4m/s，此时连接滑块的轻绳与竖直方向夹角α=60°，A、B间的距离为d=0.5m，杆上C点与滑轮等高，重力加速度g取10m/s2，则下列判断正确的是（ ）
A.滑块在A点释放的一瞬间，小球的加速度为0
B.滑块从A点运动到B点过程，滑块动能的增量小于小球机械能的减少量
C.小球的质量为
D.滑块运动到C点时，速度刚好为零
二、非选择题：本题共5小题，共54分.
11.（6分）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律.将钢球A、B固定在长为L的轻杆两端，杆上中心处安装一个阻力非常小的固定转轴O.在O点正下方安装一个光电门，转动杆子，让小球A恰好能通过光电门，已知重力加速度为g，A球质量为B球质量的2倍，小球的直径远小于杆长.
甲 乙
（1）先用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球直径d= cm.
（2）将杆水平放置，由静止释放小球，记录小球通过光电门时小球的挡光时间t，则小球A通过光电门时的速度大小为v= ，则当表达式 成立时，机械能守恒定律得到验证.（选用g、L、d、t来表示）
12.（8分）某同学用如图甲所示的实验装置验证动量守恒定律，小车a的质量为m、小车b的质量为M.
甲 乙
（1）平衡摩擦力.取下小车b，小车a连接穿过打点计时器的纸带，小车a靠近打点计时器，接通打点计时器电源，轻推小车，观察打点计时器打出的纸带上点的间距，如果纸带上打出点的间隔越来越大，应将垫木适当向 （填“左”或“右”）移一些，直到纸带上打出的点间隔均匀.
（2）将小车a靠近打点计时器，小车b放在长木板上离小车a适当远的距离处，轻推小车a，小车a沿长木板向下运动，与小车b碰撞后粘在一起，打出的纸带如图乙所示.若打点计时器所接交流电的频率为f，纸带上每5个计时点取一个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点间的距离分别为x1、x2、x3、x4，则碰撞前小车a的速度v1= ，碰撞后小车a的速度v2= .（均用已知和测量的物理量符号表示）
（3）在误差允许的范围内，当表达式 （用m、M、x2、x4表示）成立时，a、b两车碰撞过程中动量守恒得到验证.
13.（10分）如图所示，风洞实验室中可以产生竖直向上、大小恒定的风力，一个质量为m的小球在O点以水平初速度v0抛出，恰好能沿水平方向运动到P点，O、P间的距离为L，将风力调大，小球仍由O点以水平初速度v0抛出，结果恰好经过P点正上方的Q点，P，Q间的距离为，重力加速度为g，求：
（1）调节后的风力大小；
（2）小球运动到Q点时的速度大小和方向.
14.（12分）如图甲所示，质量为1.5kg的足够长的长木板B静止在光滑的水平面上，质量为0.5kg的物块A静止在长木板上表面的左端，给物块施加一个水平向右的拉力F，F随时间变化的图像（F作用时间为4s）如图乙所示.物块与长木板间的动摩擦因数为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2.
（1）若长木板固定，求物块在长木板上运动的时间；
（2）若长木板不固定，求物块对长木板的摩擦力做的功.
甲 乙
15.（18分）如图所示，倾角为37°的斜面体固定在水平面上，斜面的MN段粗糙，其余部分光滑，轻弹簧放在斜面上，下端与斜面底端Q处的挡板连接，上端离N点有一段距离.半径为R的光滑圆弧轨道CD固定在竖直面内，圆弧轨道最低点D与斜面相切，最高点C的切线水平，水平面AB的左端B与圆弧C点对齐，AB长为R.质量为m的小物块从A点以一定的初速度向左滑去，进入圆弧轨道时对C点的压力恰好为零，物块与水平面AB间，与斜面MN段间的动摩擦因数均为0.5，物块不会离开斜面和圆弧轨道且未再到达水平面.重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，不计物块大小.求：
（1）物块经A点时的速度大小；
（2）物块运动到圆弧轨道D点时对轨道的压力多大；
（3）斜面上MN段的最小长度；
（4）若，，则物块在MN段运动的路程为多少？
高三物理参考答案、提示及评分细则
1.B 若球与球拍作用前后的速度大小为v，乒乓球的质量为m，则，选项A错误；作用前后动能相等，则，选项B正确；球拍对球的作用力与球对球拍的作用力一定大小相等，方向相反，两力不相同，选项C错误；球拍对球作用力的冲量大小等于球对球拍作用力的冲量大小，选项D错误.
2.D 根据得，动车的初速度，选项A错误；加速度，选项B错误；动车刹车至速度为零所需的时间，选项C错误；5s内的位移，选项D正确.
3.C 运动员跃起后一直处于失重状态，选项A错误；运动员相对滑板做竖直上抛运动，选项B错误；运动员和滑板组成的系统水平方向不受外力的作用，所以系统水平方向的动量守恒，选项C正确；无论运动员是跳离滑板的过程，还是落到滑板的过程，滑板对运动员的支持力均不做功，选项D错误.
4.D 设运动的加速度为a，对小球B研究，得到，对A、B小球整体研究，得到，选项D正确.
5.D 设细线拉力为F，对A球，对B球，设连接B球的细线与竖直方向夹角为，则，即A球受到的合力是B球的倍，选项B错误；由前分析可得，若A、B质量相等，则，选项A、C错误；若A球质量为B球质量的2倍，则，选项D正确.
6.C 由图乙可知，4s末物块的速度大小为v=24m/s，10s末物块的速度刚好为零，由减速运动可知，，解得；0~4s内，根据牛顿第二定律，，解得F=10N，滑块加速运动的位移，拉力F对滑块做功为，选项A错误；根据动能定理，10s内滑块克服摩擦力做功480J，选项B错误；拉力F的最大功率，选项C正确；10s内滑块克服摩擦力做功的平均功率为，选项D错误.
7.D 小球沿曲面运动到曲面底端的过程，合外力对小球的冲量大小为I，则合力对曲面体的冲量大小为I，选项A错误；曲面体的支持力和小球受到的重力对小球做功为，选项B错误；小球对曲面体做功等于小球动能增量，即为，选项C错误；根据能量守恒，解得，选项D正确.
8.BC 由题意知，汽车匀加速运动时的牵引力，汽车运动中受到的阻力，选项C正确；由牛顿第二定律，解得，选项A错误；加速运动的时间为，选项B正确；当功率由P突然减少为0.6P时，汽车的速度保持不变，选项D错误.
9.AD 设A球的初速度大小为v0，碰撞后A、B的速度大小分别为v1、v2，根据题意有，若碰撞后A、B同向，则，，解得，，解得；若碰撞后A、B反向，则，结合能量守恒，解得，选项A、D正确.
10.BC 滑块在A点释放的一瞬间，有向上的加速度，根据加速度分解可知，小球的加速度不为零，选项A错误；滑块从A点运动到B点过程，滑块动能的增量和重力势能增加量之和等于小球机械能的减少量，选项B正确；当滑块在B点的速度为v时，小球的速度大小为，根据机械能守恒，解得，选项C正确；设滑块运动到C点时速度大小为vC，根据机械能守恒有，由此得到，选项D错误.
11.（1）1.135（2分） （2）（2分） （2分）
解析：（1）小球的直径.
（2）小球通过光电门的速度；如果表达式成立，结合可得成立，则机械能守恒定律得到验证.
12.（1）右（2分） （2）（2分） （2分） （3）（2分）
解析：（1）如果纸带上打出点的间隔越来越大，说明小车a做加速运动，应将垫木适当向右移一些.
（2）碰撞前应取BC段计算速度，即，碰撞后应取DE段计算速度.
（3）在误差允许的范围内，当表达式成立，即表达式成立，则a、b两车碰撞过程中动量守恒得到验证.
13.解：（1）开始时小球从O点运动到P点所用时间
增大后的风力设为F，则
解得
（2）设小球到Q点时速度大小为v，沿竖直方向的分速度
因此，
方向斜向右上，与水平方向的夹角为45°（1分）
14.解：（1）若长木板固定，设物块在长木板上运动的时间为t，根据动量定理有
即
解得
（2）若长木板不固定，对整体研究，根据动量定理
解得
根据动能定理，摩擦力对长木板做的功
15.解：（1）设物块运动到C点时速度为v1，根据牛顿第二定律有
，解得
根据动能定理
解得
（2）设物块到D点时速度大小为v2，根据机械能守恒定律有
在D点，根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律，此时物块对圆弧轨道的压力大小为
（3）由（2）得
设MN段的长为L1时，物块经弹簧第一次反弹后恰好能运动到圆弧面上与O等高的位置，根据动能定理有
解得
（4）最终稳定时，物块运动到N点速度为0，根据动能定理有
解得
