湖南省雅禮中學(xué)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期月考（二）物理答案Word版.docx

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雅禮中學(xué)2024屆高三月考試卷（二）物理試題本試題卷分選擇題和非選擇題兩部分，共8頁(yè)。時(shí)量75分鐘，滿分100分。一、單選題（本題共6小題，每小題4分，共24分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）1.將一小鋼球從某一高度水平拋出，其與水平地面碰撞后水平方向分速度保持不變，豎直方向分速度比碰撞前的要小，則關(guān)于小鋼球運(yùn)動(dòng)軌跡描繪可能正確的是（　?。〢B.C.D.【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，小球豎直方向上的速度減小，即小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間減小，上升的高度逐漸減小，水平速度不變，水平位移逐漸減小。故選D。2.如圖為小明玩橡皮筋球的瞬間，小球正在向上運(yùn)動(dòng)，手正在向下運(yùn)動(dòng)，橡皮筋處于拉伸狀態(tài)。在橡皮筋逐漸恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中，小球一直在上升，下列說(shuō)法正確的是（　　）A.小球動(dòng)能一直增加B.小球機(jī)械能一直增加C.小球一直處于超重狀態(tài)D.橡皮筋與小球構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒【答案】B【解析】【詳解】AC ．小球正在向上運(yùn)動(dòng)，此后橡皮筋在恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中，當(dāng)橡皮筋彈力大于小球重力時(shí)，小球向上做加速運(yùn)動(dòng)，小球處于超重狀態(tài)，小球動(dòng)能增加；當(dāng)橡皮筋彈力小于小球重力時(shí)，小球向上做減速運(yùn)動(dòng)，小球處于失重狀態(tài)，小球動(dòng)能減少；故AC錯(cuò)誤；B．橡皮筋在恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中，小球向上運(yùn)動(dòng)，橡皮筋彈力對(duì)小球一直做正功，則小球的機(jī)械能一直增加，故B正確；D．由于手在下降，因此手對(duì)橡皮筋的彈力做負(fù)功，系統(tǒng)的機(jī)械能減小，故D錯(cuò)誤。故選B?！军c(diǎn)睛】本題考查做功、機(jī)械能守恒條件、超重失重的概念。3.機(jī)動(dòng)車檢測(cè)站進(jìn)行車輛尾氣檢測(cè)原理如下：車的主動(dòng)輪壓在兩個(gè)相同粗細(xì)的有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的滾動(dòng)圓筒上，可在原地沿前進(jìn)方向加速，然后把檢測(cè)傳感器放入尾氣出口，操作員把車加速到一定程度，持續(xù)一定時(shí)間，在與傳感器相連的電腦上顯示出一系列相關(guān)參數(shù)?，F(xiàn)有如下檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)圖：車軸A的半徑為ra，車輪B的半徑為rb，滾動(dòng)圓筒C的半徑為rc，車輪與滾動(dòng)圓筒間不打滑，當(dāng)車輪以恒定轉(zhuǎn)速n（每秒鐘n轉(zhuǎn)）運(yùn)行時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（　?。〢.C的邊緣線速度為2πnrcB.A、B的角速度大小相等，均為2πn，且A、B沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，C沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)C.A、B、C的角速度大小相等，均為2πn，且均沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)D.B、C的角速度之比為【答案】B【解析】【詳解】A．根據(jù)可知，B的線速度為B、C線速度相同，即C線速度為故A錯(cuò)誤；BC．A、B為主動(dòng)輪，且同軸，角速度大小相等，即 C為從動(dòng)輪，A、B順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，C逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故B正確，C錯(cuò)誤；D．B、C線速度相同，B、C角速度比為半徑的反比，則故D錯(cuò)誤。故選B4.“世界上第一個(gè)想利用火箭飛行的人”是明朝的士大夫萬(wàn)戶。他把47個(gè)自制的火箭綁在椅子上，自己坐在椅子上，雙手舉著大風(fēng)箏，設(shè)想利用火箭的推力，飛上天空，然后利用風(fēng)箏平穩(wěn)著陸。假設(shè)萬(wàn)戶及所攜設(shè)備[火箭（含燃料）、椅子、風(fēng)箏等]總質(zhì)量為M，點(diǎn)燃火箭后在極短的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)量為m的熾熱燃?xì)庀鄬?duì)地面以的速度豎直向下噴出。忽略此過(guò)程中空氣阻力的影響，重力加速度為g，下列說(shuō)法中正確的是（　?。〢.火箭的推力來(lái)自燃?xì)鈱?duì)它的反作用力B.在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的速度大小為C.噴出燃?xì)夂笕f(wàn)戶及所攜設(shè)備能上升的最大高度為D.在燃?xì)鈬姵龊笊仙^(guò)程中，萬(wàn)戶及所攜設(shè)備動(dòng)量守恒【答案】A【解析】【詳解】A．火箭的推力是燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的向后噴出的高溫高壓氣體對(duì)火箭的反作用力，故A正確；B．在燃?xì)鈬姵龊蟮盟查g，萬(wàn)戶及所攜設(shè)備組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)火箭的速度大小為v，規(guī)定火箭運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，則有解得火箭的速度大小為 故B錯(cuò)誤；C．噴出燃?xì)夂?，萬(wàn)戶及所攜設(shè)備做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得，最大上升高度為故C錯(cuò)誤；D．在燃?xì)鈬姵龊笊仙^(guò)程中，萬(wàn)戶及所攜設(shè)備因?yàn)槭苤亓?，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，故D錯(cuò)誤。故選A。5.如圖是我國(guó)百丈漈瀑布的局部風(fēng)景圖。已知該級(jí)瀑布的落差約為，流量（單位時(shí)間內(nèi)流出水的體積），忽略水的初速度及空氣的影響，可認(rèn)為水落到瀑布底部的巖石上時(shí)豎直速度減為0（水撞擊巖石的過(guò)程中可以忽略重力的影響），則瀑布對(duì)底部巖石的沖擊力大小約為（　?。〢.B.C.D.【答案】C【解析】【詳解】水近似做自由落體運(yùn)動(dòng)，撞擊巖石前速度假設(shè)經(jīng)過(guò)一段極短的時(shí)間，該時(shí)間內(nèi)撞上巖石的水的質(zhì)量為由動(dòng)量定理，可得，根據(jù)牛頓第三定律，水對(duì)巖石的沖擊力大小約為。故選C。 6.小何用額定功率為1000W、最大拉力為200N的提升裝置，把靜置于地面的質(zhì)量為10kg的重物豎直提升到高為82.5m的平臺(tái)，先加速再勻速，最后做加速度大小不超過(guò)的勻減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)平臺(tái)速度剛好為零，不計(jì)空氣阻力，g取，則提升重物的最短時(shí)間為（　?。〢.10sB.10.5sC.11sD.11.5s【答案】A【解析】【詳解】提升重物的最大速度加速上升階段的最大加速度要時(shí)間最短，則先以勻加速，提升裝置的功率達(dá)到額定功率時(shí)解得因此勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為位移為接下來(lái)以恒定功率做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度后勻速運(yùn)動(dòng)，最終以的加速度勻減速運(yùn)動(dòng)至停止。最后的勻減速運(yùn)動(dòng)階段位移為 因此以恒定功率運(yùn)動(dòng)的位移為對(duì)此過(guò)程列動(dòng)能定理，有解得故總時(shí)間最短為故選A。二、多選題（本題共4小題，每小題5分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）7.在光滑水平面上，質(zhì)量為m、速度大小為v的A球與質(zhì)量為2m靜止的B球發(fā)生對(duì)心碰撞，則碰撞后B球的速度大小可能是（　?。〢.vB.C.D.【答案】CD【解析】【詳解】如果兩個(gè)小球發(fā)生的是完全非彈性碰撞，則有解得如果兩個(gè)小球發(fā)生的是彈性碰撞，則有解得則小球B碰撞后的速度取值范圍為 故選CD。8.如圖，水平圓盤上放置一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊，物塊通過(guò)長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩連接到豎直轉(zhuǎn)軸上的定點(diǎn)O，此時(shí)輕繩恰好伸直，與轉(zhuǎn)軸成角?，F(xiàn)使整個(gè)裝置繞轉(zhuǎn)軸緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)（輕繩不會(huì)繞到轉(zhuǎn)軸上），角速度從零開始緩慢增加，直到物塊剛好要脫離圓盤。已知物塊與圓盤間動(dòng)摩擦因數(shù)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g，，。則輕繩的彈力大小和物塊受到的摩擦力大小隨變化的圖像正確的是（　?。〢.B.C.D.【答案】AD【解析】【詳解】較小時(shí)，繩子無(wú)彈力，靜摩擦力提供向心力，有當(dāng)達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)解得此時(shí)繩子剛好開始產(chǎn)生彈力 繼續(xù)增大角速度，輕繩彈力增大，靜摩擦力減小，最終物塊剛好要脫離圓盤，此時(shí)摩擦力為0，有解得此時(shí)故選AD。9.質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心距離為r時(shí)，引力勢(shì)能可表示為，其中G為引力常量，M為地球質(zhì)量。如圖，該衛(wèi)星開始時(shí)在半徑為R的圓軌道Ⅰ上繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻經(jīng)過(guò)A點(diǎn)加速進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，軌道Ⅱ上遠(yuǎn)地點(diǎn)B到地心的距離為3R，忽略加速后衛(wèi)星的質(zhì)量變化，則（　?。〢.衛(wèi)星在Ⅰ軌道上運(yùn)行時(shí)線速度大小為B.衛(wèi)星在Ⅱ軌道上運(yùn)行的周期為C.衛(wèi)星在Ⅰ軌道上運(yùn)行時(shí)機(jī)械能為D.衛(wèi)星經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為【答案】BC【解析】 【詳解】A．萬(wàn)有引力提供向心力，有解得衛(wèi)星在Ⅰ軌道上運(yùn)行時(shí)線速度大小為故A錯(cuò)誤；B．衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的周期為由開普勒第三定律，在Ⅱ軌道上的運(yùn)行周期滿足可得故B正確；C．衛(wèi)星在Ⅰ軌道上運(yùn)行時(shí)機(jī)械能為故C正確；D．設(shè)衛(wèi)星在Ⅱ軌道上運(yùn)行經(jīng)過(guò)A、B的速度大小分別為、，由開普勒第二定律可知?jiǎng)t有由機(jī)械能守恒，有解得 故D錯(cuò)誤。故選BC。10.如圖，傾角為的斜面底部固定有擋板P，頂部固定光滑輕滑輪R。輕彈簧一端固定在P上，另一端連接物塊B，B與光滑輕滑輪Q相連。輕繩一端固定在斜面上的O點(diǎn)，繞過(guò)滑輪Q和R連接物塊A。已知A、B質(zhì)量均為，B與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，彈簧勁度系數(shù)為，彈簧的彈性勢(shì)能與勁度系數(shù)k和形變量x的關(guān)系為，重力加速度g取。開始時(shí)用手托著A使B保持靜止，且此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)。某時(shí)刻將手撤去，B開始沿斜面向上滑動(dòng)，直至向上運(yùn)動(dòng)到最大位移處（B未到O點(diǎn)，且A未著地），彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，斜面保持靜止，輕繩與斜面平行（，），下列說(shuō)法正確的是（　?。〢.將手撤去前手對(duì)A的彈力F范圍是B.將手撤去后瞬間B的加速度大小為C.B速度最大時(shí)彈簧的形變量為0.2mD.A下降的最大位移為0.8m【答案】ACD【解析】【詳解】A．設(shè)手托A的彈力為F，輕繩彈力為T，斜面對(duì)B的摩擦力為f；對(duì)A受力分析有對(duì)B受力分析有其中綜上解得故A正確； B．A的位移，瞬時(shí)速度和加速度都是B的2倍，設(shè)撤去手瞬間B的加速度大小為a，則此時(shí)A的加速度大小為2a，故且解得故B錯(cuò)誤；C．B的速度最大時(shí)A、B加速度都為零，故，解得故C正確；D．設(shè)A下降的最大位移為h，下降h時(shí)A、B速度都是零，由能量守恒定律，有解得故D正確。故選ACD。三、實(shí)驗(yàn)題（11題8分，12題8分）11.用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證、組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，從高處由靜止開始下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在拖著的紙帶上打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50Hz。已知、，重力加速度g取進(jìn)行計(jì)算，所有結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，則： （1）在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)、的速度大小______m/s；（2）在打點(diǎn)0~5過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增加量為______J，系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量為______J；（3）通過(guò)前面的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)動(dòng)能的增加量不等于系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量，造成上述實(shí)驗(yàn)誤差的原因可能是____________（寫出一種可能的原因即可）?！敬鸢浮竣?2.4②.0.58③.0.60④.紙帶受到摩擦力（空氣阻力、滑輪粗糙有質(zhì)量）【解析】【詳解】（1）[1]計(jì)數(shù)點(diǎn)5的瞬時(shí)速度為（2）[2]在打下第“0”點(diǎn)到打下第“5”點(diǎn)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能的增加量[3]系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量（3）[4]系統(tǒng)動(dòng)能的增加量不等于系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量，可能原因有很多，例如紙帶受到摩擦力、空氣阻力、滑輪粗糙有質(zhì)量等。12.圖甲是驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的裝置，氣墊導(dǎo)軌上安裝了1、2兩個(gè)光電門，兩滑塊上均固定一相同的豎直遮光條（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度如圖乙所示，其讀數(shù)為______cm； （2）實(shí)驗(yàn)前，接通氣源后，在導(dǎo)軌上輕放一個(gè)滑塊，給滑塊一初速度，使它從軌道左端向右運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)滑塊通過(guò)光電門1的時(shí)間小于通過(guò)光電門2的時(shí)間。為使導(dǎo)軌水平，可調(diào)節(jié)Q使軌道右端______（選填“升高”或“降低”）一些；（3）測(cè)出滑塊A和遮光條的總質(zhì)量為，滑塊B和遮光條的總質(zhì)量為。將滑塊A靜置于兩光電門之間，將滑塊B靜置于光電門2右側(cè)，推動(dòng)B，使其獲得水平向左的速度，經(jīng)過(guò)光電門2并與A發(fā)生碰撞且被彈回，再次經(jīng)過(guò)光電門2。光電門2先后記錄的擋光時(shí)間為、，光電門1記錄的擋光時(shí)間為。小明想用上述物理量驗(yàn)證該碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，則他要驗(yàn)證的關(guān)系式是____________；小徐猜想該碰撞是彈性碰撞，他用了一個(gè)只包含、和的關(guān)系式來(lái)驗(yàn)證自己的猜想，則他要驗(yàn)證的關(guān)系式是____________?！敬鸢浮竣?1.345②.降低③.④.【解析】【詳解】（1）[1]圖中游標(biāo)卡尺讀數(shù)為（2）[2]滑塊通過(guò)光電門1的時(shí)間小于通過(guò)光電門2的時(shí)間，說(shuō)明滑塊從光電門1到光電門2為減速運(yùn)動(dòng)，則右端較高，因此可調(diào)節(jié)Q使軌道右端降低。（3）[3]若碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，取水平向左為正方向，根據(jù)公式有整理得[4]若碰撞是彈性碰撞，則碰撞前后A、B的相對(duì)速度大小相等，即整理得 四、解答題（13題12分，14題14分，15題14分）13.如圖，豎直平面內(nèi)有足夠長(zhǎng)的傾角為的直軌道AB，圓心為的豎直半圓軌道BCD，圓心為的豎直半圓管道DEF，水平直軌道FG，各軌道間平滑連接。已知滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）質(zhì)量，軌道BCD的半徑，軌道DEF的半徑，滑塊與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)，其余軌道均光滑，重力加速度，將滑塊從軌道AB上某點(diǎn)靜止釋放。（1）若釋放點(diǎn)到B點(diǎn)的距離，求滑塊經(jīng)過(guò)的等高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力大?。唬?）若要使滑塊可以到達(dá)FG軌道，求滑塊釋放點(diǎn)到B點(diǎn)最小距離?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）研究滑塊從出發(fā)到C點(diǎn)的過(guò)程，由動(dòng)能定理在C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)滑塊的支持力提供滑塊的向心力，有由牛頓第三定律，滑塊對(duì)軌道的壓力大小綜上解得（2）要使滑塊可以到達(dá)FG軌道，最少要使滑塊能夠經(jīng)過(guò)D點(diǎn)，假設(shè)滑塊剛好能夠經(jīng)過(guò)D點(diǎn)，則有 設(shè)滑塊釋放點(diǎn)到B點(diǎn)距離為，由動(dòng)能定理有解得研究D到F的過(guò)程，有解得因此能經(jīng)過(guò)D點(diǎn)可以確保能到達(dá)FG軌道，故【點(diǎn)睛】本題考查動(dòng)能定理與圓周運(yùn)動(dòng)內(nèi)容，要注意研究哪一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程。14.如圖，粗糙水平地面上放著兩個(gè)相同的木板B和C，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A以初速度沖上木板B。已知A質(zhì)量為2m，與B、C間動(dòng)摩擦因數(shù)均為；B、C質(zhì)量均為m，與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)均為。當(dāng)A運(yùn)動(dòng)至B最右端時(shí)，A、B速度相同且B、C恰好相撞（碰撞時(shí)間極短），撞后B、C粘在一起，重力加速度為g。求：（1）開始時(shí)B、C間的距離；（2）A最終離C右端的距離；（3）從A沖上木板B到最終C靜止的整個(gè)過(guò)程系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）A在B上滑動(dòng)時(shí)，對(duì)A有故對(duì)B有 故設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間A、B速度相同，則有解得由于解得此即B、C的初始距離。（2）木板B的長(zhǎng)度等于A、B共速前的相對(duì)位移，有解得A滑到B最右端時(shí)，A、B共速的速度此時(shí)B與C發(fā)生完全非彈性碰撞，有故碰撞后瞬間B、C的速度為A以的速度滑上C，繼續(xù)以的加速度減速，而此時(shí)BC 整體合力為零，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間后A與BC共速，則有解得此過(guò)程中A相對(duì)C的位移大小為解得此后AC相對(duì)靜止，故A最終離C右端的距離為（3）B、C碰撞過(guò)程損失的機(jī)械能為整個(gè)過(guò)程系統(tǒng)的總機(jī)械能損失為因此整個(gè)過(guò)程系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量15.如圖，A、B兩小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿連接，在外力作用下豎直立于光滑水平地面上，以B球的初始位置為原點(diǎn)在豎直平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy。某時(shí)刻撤去外力，同時(shí)給小球A一個(gè)微小擾動(dòng)使其向右倒下（初速度看作0），研究小球A受微擾后至第一次著地的過(guò)程。已知A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為A的k倍（k為待定參數(shù)），重力加速度為g。（1）求A著地前瞬間速度的大小和方向；（2）若，求A運(yùn)動(dòng)的軌跡方程；（3）若A運(yùn)動(dòng)至離地0.75L時(shí)B的速度達(dá)到最大，求k。 【答案】（1），方向豎直向下；（2）（，）；（3）【解析】【詳解】（1）假設(shè)A著地瞬間速度水平分量不為零，則此時(shí)系統(tǒng)水平方向動(dòng)量不為零，這與系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒矛盾，所以A著地前瞬間速度豎直向下，B速度為零，結(jié)合機(jī)械能守恒定律，有解得A著地前瞬間速度的大小為方向豎直向下。（2）即B的質(zhì)量也為m，設(shè)某時(shí)刻A的位置為，B的位置為，由幾何關(guān)系由于系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，故綜上得A運(yùn)動(dòng)的軌跡方程為其中，（3）設(shè)某時(shí)刻桿與x軸的夾角為，此時(shí)B的速度大小為v，A的水平速度和豎直速度大小分別為、。由于系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，故有由于桿的長(zhǎng)度恒定，故有 由機(jī)械能守恒定律，有綜上可得令，有由于A運(yùn)動(dòng)至離地0.75L時(shí)B的速度v達(dá)到最大，故時(shí)，即將代入解得