湖南省長沙市第一中學(xué)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期月考卷物理（三） Word版含解析.docx

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長沙市一中2024屆高三月考試卷（三）物理試卷本試題卷分選擇題和非選擇題兩部分，共6頁。時量75分鐘，滿分100分。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共計24分。每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.平直公路旁有A、B、C、D、E五個石墩，一汽車在石墩A處由靜止開始勻加速行駛，途經(jīng)B、C、D、E四個石墩，如圖所示。已知B到C、C到D、D到E的時間相等（但時間未知），BC間距離為，DE間距離為，根據(jù)以上信息，以下說法正確的是（　?。〢.可以求出汽車的加速度大小B.可以求出經(jīng)過C處的速度大小C.可以求出AB之間的距離D.可以求出AE之間的運動時間【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律可知得因T未知，無法求a，A錯誤；B．因為所以有而勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，故有因T未知，無法求出，B錯誤； C．對A到C過程，有有C正確；D．根據(jù)以上分析，可知對于運動時間只能求出與T的比值，D錯誤。故選C。2.如圖所示，質(zhì)量相等的兩個物體A、B中間用一輕彈簧相連。A、B的質(zhì)量分別為m和2m，A、B與水平地面上的傾角為的斜面間的動摩擦因數(shù)分別為、，且滿足，穩(wěn)定時，A、B兩物體一起在斜面上勻速下滑，斜面靜止不動，則下列說法正確的是（　　）A.彈簧處于伸長狀態(tài)B.地面對斜面的摩擦力水平向右C.D.若增大，穩(wěn)定時A、B兩物體將一起加速下滑【答案】C【解析】【詳解】A．分析A物體，因彈簧對A必有壓力，彈簧應(yīng)處于壓縮狀態(tài)，A錯誤；B．由整體平衡知，地面對斜面無摩擦力作用，B錯誤；C．根據(jù)AB與彈簧整體受力得 C正確；D．由若增大，則故AB整體減速運動，D錯誤。故選C。3.如圖所示，質(zhì)量為M足夠長的斜面體始終靜止在粗糙水平地面上，有一個質(zhì)量為m的小物塊在受到方向如圖所示的斜向左下方的拉力F的作用下，沿斜面下滑，此過程中地面對斜面體的摩擦力方向向左。已知重力加速度為g，則下列說法正確的是（　?。〢.此過程中斜面體對地面的壓力等于B.若將力F撤去，小物塊將做勻速運動C.若將力F撤去，則地面對斜面體的摩擦力不變D.若將力F減小，則斜面體對地面的壓力將增大【答案】D【解析】【詳解】A．A．對斜面體進行受力分析，設(shè)斜面體的傾角為，斜面體與物塊和地面的摩擦力分別為f、f0，地面對斜面體的支持力為N，物塊對斜面體的壓力為N1，根據(jù)共點力平衡得對物塊進行受力分析，F(xiàn)與斜面的夾角為，根據(jù)共點力平衡得綜上可得即 又、為銳角故斜面體對地面的壓力小于，故A錯誤；B．撤去F后，m合力沿斜面向下，所以必沿斜面加速下滑，故B錯誤；C．撤去F后斜面受物塊的壓力增大，斜向右方向的作用也增大，故地面對斜面體摩擦增大，故C錯誤；D．減少F時，物塊對斜面壓力增大，斜面體對地面壓力也增大，故D正確。故選D。4.如圖所示，蜘蛛在地面與豎直墻壁之間結(jié)網(wǎng)，蛛絲AB與水平地面之間的夾角為，A點到地面的距離為3m，已知重力加速度g取，空氣阻力不計，若蜘蛛從豎直墻上距地面2.2m的C點以水平速度跳出，要到達蛛絲，水平速度至少為（　?。〢.2m/sB.3m/sC.4m/sD.5m/s【答案】C【解析】【詳解】要達到蛛絲在垂直蛛絲方向位移為根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有解得故選C。5.在地球上觀察，月球和太陽的角直徑（直徑對應(yīng)的張角）近似相等，如圖所示。地球繞太陽運動的周期約為月球繞地球運動的周期的13.5倍，地球體積是月球體積的49倍，則地球與太陽的平均密度之比約為（　?。?A.5.3B.3.7C.1.2D.0.3【答案】B【解析】【詳解】月球和太陽半徑分別為和，地月距離和日地距離分別為和，根據(jù)萬有引力提供向心力分別有，聯(lián)立得由密度公式有解得由題中幾何關(guān)系有故故選B6.如圖所示，子彈水平射入放在光滑水平地面上靜止的木塊后不再穿出，此時木塊動能增加了10J，已知木塊質(zhì)量大于子彈質(zhì)量，則此過程中產(chǎn)生的熱量不可能為（　?。〢.20JB.35JC.50JD.120J 【答案】A【解析】【詳解】設(shè)子彈初速度，打入木塊后速度v，根據(jù)動量守恒定律有解得打入深度故根據(jù)功能關(guān)系有，故故選A。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7.厄瓜多爾是唯一將首都建在赤道上的國家，首都基多常年氣候溫和。已知在赤道平面內(nèi)做圓周運動的某人造衛(wèi)星的繞行方向與同步衛(wèi)星相同，其軌道半徑為同步衛(wèi)星的四分之一。則關(guān)于該衛(wèi)星以下說法正確的是（　?。〢.運行速度是同步衛(wèi)星的4倍B.周期為3小時C.每天經(jīng)過基多上空7次D.每隔3小時經(jīng)過基多上空1次【答案】BC【解析】【詳解】A．由萬有引力提供向心力 可得，線速度大小為所以即該衛(wèi)星的速度為同步衛(wèi)星的2倍，A錯誤；B．由開普勒第三定律得該衛(wèi)星周期為B正確；CD．該衛(wèi)星每天繞地球運行8周比地球自轉(zhuǎn)多7周，故通過基多上空7次，經(jīng)過基多上空時間間隔為。故C正確，D錯誤。故選BC。8.一汽車在平直公路是以恒定的功率加速行駛，初速度為，經(jīng)過一段時間后速度增大到v，這一過程的平均速度為，中間時刻的速度為，以下關(guān)系正確的是（　?。〢.B.C.D.【答案】AC【解析】【詳解】C．汽車在平直公路以恒定的功率加速行駛，則根據(jù)可知隨著速度增大，牽引力不斷減小，汽車做加速度減小的加速運動，則根據(jù)題意做出圖像如下圖。內(nèi)位移滿足故C正確。 ABD．與圖中梯形面積相等，故故A正確，B、D錯誤。故選AC。9.如圖所示，在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球A和質(zhì)量為的小球B通過輕彈簧相連并靜止，此時彈簧處于原長狀態(tài)，在小球B的右側(cè)有一豎直擋板（圖中未畫出，擋板和B間距離可調(diào)）；現(xiàn)給A瞬時沖量，使A獲得速度，當(dāng)小球B與擋板發(fā)生正碰后立刻將擋板撤走，不計碰撞過程中機械能損失。則B與擋板碰后的運動過程中當(dāng)彈簧最短時的彈性勢能可能是（　?。〢.B.C.D.【答案】BC【解析】【詳解】當(dāng)B碰擋板時速度為0，則碰后AB總動量最大，彈簧最短時動能最大，彈性勢能最小。由動量守恒定律和能量守恒定律有若B碰擋板時速度最大，碰后AB總動量最小，當(dāng)兩者共速度動能最小，彈性勢能最大。由彈性碰撞知識可知，B碰前最大速度 碰后總動量最小為共速時速度為彈性勢能故選BC。10.如圖，一帶有定滑輪的長方體A放置于粗糙水平地面上，物塊C通過跨過光滑定滑輪的柔軟輕繩與小球B連接，O點為輕繩與定滑輪的接觸點。初始時，小球B在水平向右的拉力F作用下，使輕繩OB段與水平拉力F的夾角，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將小球向右上方緩慢拉起，并保持夾角不變，從初始位置到使輕繩OB段水平的過程中，長方體與物塊C均保持靜止不動，已知小球B的重力為30N，則在此過程中（　?。〢.拉力F逐漸減小B.物塊C受到的摩擦力逐漸減小C.地面對長方體的支持力逐漸增大D.地面對長方體的摩擦力先增大后減小，最大值為【答案】BD【解析】【詳解】A．先分析B受力，動態(tài)變化如圖，開始時F水平，最末狀態(tài)繩拉力T水平，這過程中，F(xiàn)一直拉大，T一直減小，F(xiàn)的水平分力先增大，后減小，最大值為 F的豎直分力一直增大，故A錯誤；B．C物塊受到的摩擦力與繩拉力T等大，故一直減小，故B正確；C．再分析ABC整體知地面支持力一直減小，故C錯誤；D．摩擦力與F水平分力等大，故D正確。故選BD。三、實驗題：本題共2小題，11題6分、12題8分，共14分。11.某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置，運用牛頓第二定律測量滑塊的質(zhì)量M，設(shè)計了如下實驗方案：A.懸掛一質(zhì)量為的鉤碼，調(diào)整長木板的傾角，直至輕推滑塊后，滑塊沿長木板向下做勻速直線運動；B.保持長木板的傾角不變，取下細(xì)繩和鉤碼，接通打點計時器的電源，然后讓滑塊沿長木板滑下，打點計時器打下的紙帶如圖乙所示，圖中相鄰兩點之間均有四個點未畫出，已知打點計時器接頻率為50Hz的交流電源。請回答下列問題：（計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）（1）打點計時器在打下C點時滑塊的速度________m/s；滑塊做勻加速直線運動的加速度________。 （2）根據(jù)牛頓第二定律，滑塊質(zhì)量應(yīng)為________g（當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣热。??！敬鸢浮竣?0.514②.0.625③.800【解析】【詳解】（1）[1][2]相鄰兩點之間均有四個點未畫出，即兩個計數(shù)點間的時間間隔為打點計時器在打下C點時滑塊的速度滑塊做勻加速直線運動的加速度（2）[3]滑塊受到的合外力等于F=mg則Ma=mg解得12.如圖1，用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。（1）先用天平測出半徑相同的兩個小球的質(zhì)量、，圖2中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時，應(yīng)將質(zhì)量較________（填“大”或“小”）的小球作為入射小球，先讓入射球多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點的位置P，測量O、P間距離x。然后，把被碰小球靜置于軌道的水平部分，再將入射球從斜軌上S位置靜止釋放，與小球相碰，并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是________。（填選項前的符號） A.測量小球開始釋放的高度hB.測量拋出點距地面的高度HC.確定、相碰后平均落地點的位置M、N，并分別測量M和N到O點的距離和（2）若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為________[用（1）中測量的量表示]。（3）經(jīng)測定，，若入射小球落地點的平均位置P距O點的距離為30.00cm，可計算出被碰小球平拋運動射程ON的最大值為________cm?！敬鸢浮竣?大②.C③.④.50【解析】【詳解】（1）[1]為保證入射小球不反彈，入射小球的質(zhì)量應(yīng)比被碰小球質(zhì)量大。[2]取向右為正方向，要驗證動量守恒定律，即驗證小球離開軌道后做平拋運動，它們拋出點的高度相等，在空中的運動時間相等，上式兩邊同時乘以t得可知，實驗需要驗證上述等式，則還需要完成的必要步驟為，確定m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N，并分別測量M和N到O點的距離，故C正確，A、B錯誤。故選C。（2）[3]根據(jù)[2]中分析可知，若兩球相碰前后的動量守恒，其表達式可表示為（3）[4]當(dāng)兩球發(fā)生彈性碰撞時，被碰小球獲得速度最大，取向右為正方向，動能守恒的表達式是等式兩邊同時乘以t2得與[3]中表達式聯(lián)立可得四、解答題：本題共3小題，13題10分、14題14分、15題18分，共42分。13.如圖所示，兩個半徑為R的四分之一圓弧構(gòu)成的細(xì)管道ABC豎直固定，下端與光滑水平面相切，其中AB部分粗糙，BC部分光滑，圓心連線水平。水平輕彈簧左端固定在豎直擋板上，右端與質(zhì)量為m的小球接觸（不拴接，小球的直徑略小于管的內(nèi)徑），開始時彈簧處于鎖定狀態(tài)，具有的彈性勢能為 ，其中g(shù)為重力加速度。解除鎖定，小球離開彈簧后進入管道，經(jīng)C點時恰好對軌道無擠壓，從C點拋出后落在水平面上。求（1）小球經(jīng)C點時的速度大?。唬?）小球經(jīng)過AB段時克服摩擦力所做的功；（3）小球經(jīng)過C點后平拋的水平位移。【答案】（1）；（2）；（3）2R【解析】【詳解】（1）小球離開彈簧后進入管道，經(jīng)C點時恰好對軌道無擠壓，則有解得（2）由功能關(guān)系可知解得（3）小球從C平拋，落在水平面D點上豎直方向有CD間水平距離為解得14.如圖所示，A為半徑等于R的圓柱體，B、C是用一個與A 完全相同的圓柱體切成的兩個相同半圓柱體，B、C靠在一起置于水平面上，圓柱體A放在半圓柱體B、C上，A與B和C間的接觸面光滑。已知B、C的質(zhì)量均為m，重力加速度為g。（1）若系統(tǒng)保持靜止?fàn)顟B(tài)，求水平面對B的支持力N和摩擦力f的大小；（2）若無論用多大的豎直向下的力作用于A，都能使系統(tǒng)保持靜止，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，求BC與水平面間的動摩擦因數(shù)應(yīng)滿足的條件；（3）若水平面光滑，將A從如圖所示的位置靜止釋放，求B的最大動能及B動能達到最大時AB圓心連線與豎直方向的夾角的余弦值?！敬鸢浮浚?），；（2）；（3），【解析】詳解】（1）先分析ABC整體，由對稱性知解得分析A受力如圖，由對稱性可知根據(jù)平衡條件得解得 再分析B，受力如圖，B受到重力mg、A對B的壓力、水平面對B的支持力N和摩擦力f由牛頓第三定律可知，則水平方向上，根據(jù)平衡條件可得解得（2）當(dāng)A受到豎直向下的力遠(yuǎn)大于它的重力時，也將遠(yuǎn)大于重力，B所受重力可忽略不計，B的受力如圖，要B靜止不動，則摩擦力f和支持力N的合力應(yīng)與方向相反，故，解得（3）設(shè)當(dāng)AB中心連線與豎直方向的夾角為時，A、B、C的速度大小分別為、、。由對稱知，由系統(tǒng)機械能守恒可得整理得在A與B、C分離前，由A、B中心距離不變，可得解得 A與B、C恰好分離時，B、C對A的彈力均為0，B和C的速度達到最大，即最大當(dāng)即時，A與B、C恰好分離時，此時動能15.如圖所示，傾角為的足夠長的粗糙斜面上放置一質(zhì)量為的帶擋板的木板B，木板上有一質(zhì)量與木板相同的小滑塊A，與擋板P的距離為，將小滑塊和木板同時自靜止釋放，小滑塊A與木板B上表面間的動摩擦因數(shù)為，木板下表面與斜面間的動摩擦因數(shù)為，已知滑塊與擋板P間的碰撞都是彈性碰撞且碰撞時間極短，各接觸面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，已知小滑塊碰撞擋板前木板保持靜止，重力加速度為，，。求（1）木板下表面與斜面間的動摩擦因數(shù)至少多大？（2）若木板下表面與斜面間的動摩擦因數(shù)為，在整個運動過程中，因AB間的摩擦力而產(chǎn)生的熱量Q等于多少？（3）若木板下表面與斜面間的動摩擦因數(shù)為，小滑塊與擋板發(fā)生第一次碰撞后經(jīng)多長時間不再發(fā)生碰撞？在這一段時間內(nèi)木板B的位移為多大？ 【答案】（1）；（2）；（3），【解析】【詳解】（1）要使小滑塊碰撞擋板前木板保持靜止，則得，木板下表面與斜面間的動摩擦因數(shù)為（2）小滑塊與擋板發(fā)生第一次碰撞前，由動能定理得得，小滑塊與擋板第一次碰撞前的速度為第一次碰撞后，AB的速度分別和，根據(jù)動量守恒定律有由機械能守恒定律解得，碰后B下滑，AB系統(tǒng)的外力矢量和故此后運動過程中AB系統(tǒng)的總動量保持不變。當(dāng)A與擋板不再發(fā)生碰撞時AB一起勻速下滑的速度v，由動量守恒定律得設(shè)當(dāng)A與擋板不再發(fā)生碰撞時B的位移為x，由功能關(guān)系，因AB間的摩擦力而產(chǎn)生的熱量代入數(shù)據(jù)得 （3）A與擋板發(fā)生碰撞后，A的加速度大小為，由牛頓第二定律得B的加速度大小為，有得經(jīng)后AB第一次達到相同速度，在時間內(nèi)AB間的相對運動為勻減速運動，相對初速度大小為相對加速度大小為相對運動時間相對位移大小達到相同速度后A加速下滑，B沿斜面減速下滑，直到發(fā)生第二次碰撞。這一過程A的加速度大小為，有解得B的加速度大小為，有解得 經(jīng)時間AB第二次碰撞，在時間內(nèi)AB間的相對運動為勻加速運動，相對初速度大小為0，相對加速度大小為相對運動末速度為，由運動學(xué)公式解得時間為第一次與第二次碰撞的時間間隔為考慮AB第二次碰撞后的運動，與第一次碰撞后相比，仍然是先做相對減速運動，再做相對加速運動，加速度和第一次碰撞后的情況相同，但相對初速度為原來的二分之一，根據(jù)以上時間與相對初速度的關(guān)系可知，第二次與第三碰撞的時間間隔為第一次與第二次碰撞的時間間隔的二分之一，同理以后相鄰兩次碰撞的時間間隔均為前一次碰撞間隔的二分之一。A與擋板第一次碰撞到一起勻速運動的時間為由于A、B動量守恒，任意時刻AB的速度都滿足即根據(jù)化簡得 即自第一次碰撞開始至兩者間不再發(fā)生碰撞的過程中，A、B位移相等，即解得，在這一段時間內(nèi)木板B的位移為