黑龙江省双鸭山市第一中学2023-2024学年高三物理上学期10月月考试题（Word版附解析）

高三物理

本试卷满分100分，考试时间75分钟。

一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。）

1．生活中大部分的运动都是曲线运动，关于曲线运动，下列说法不正确的是（　　）

A．做曲线运动的物体，加速度方向与速度方向一定不在同一条直线上

B．做曲线运动的物体，加速度不可能为零

C．做曲线运动的物体，速度一定改变，加速度一定发生变化

D．做曲线运动的物体，速度大小可能不变

2．如图所示，某同学拿着一个质量为m的小球在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动、小球运动的轨迹如图中虚线所示，则（　　）

A．小球的机械能守恒

B．小球从N点运动到M点，重力做正功，重力势能增大

C．小球从M点运动到P点的过程重力的功率逐渐增大

D．小球从M点运动到N点，动能没变，人对小球做的功为零

3．如图所示，设地球半径为R，假设某地球卫星在距地球表面高度为h的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，运行周期为T，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近地点B时，再次点火进入近地轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动，引力常量为G，不考虑其他星球的影响，则下列说法正确的是（　　）

A．该卫星在轨道Ⅲ上B点的速率小于在轨道Ⅱ上A点的速率

B．卫星在圆轨道Ⅰ和圆轨道Ⅲ上做圆周运动时，轨道Ⅰ上动能小，势能大，机械能小

C．卫星从远地点A向近地点B运动的过程中，加速度变小

D．地球的质量可表示为

4．从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点，该物体的和随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取。由图中数据可知，下列说法不正确的是（　　）

A．该物体的质量为

B．当时，物体的速率为

C．物体上升至最高点过程中，合力所做的功为

D．物体所受空气阻力大小为

5．如图甲所示，在某星球上，一轻质弹簧下端固定在倾角为θ=30°的固定光滑斜面底部且弹簧处于原长。现将一质量为1.0kg的小物块放在弹簧的上端，由静止开始释放，小物块的加速度a与其位移x间的关系如图乙所示。则（　　）

A．小物块运动过程中机械能守恒

B．该星球重力加速度大小为5m/s2

C．弹簧劲度系数为25N/m

D．小物块的最大动能为1.0J

6．滑块以一定的初速度沿倾角为，动摩擦因数为的粗糙斜面从底端上滑，经时间到达最高点A后，再经时间返回到底端．利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示。对比甲、乙两图，下列说法正确的是（　　）

A．甲、乙图中，滑块运动时间之比为

B．甲、乙图中，滑块运动加速度之比为

C．由甲、乙两图可知，

D．甲、乙图中，滑块经过和时间内摩擦力做的功之比为

7．如图所示，在竖直平面内有一半径为的四分之一圆弧轨道BC，与竖直轨道AB和水平轨道CD相切，轨道均光滑。现有长也为的轻杆，两端固定质量为的小球、质量为的小球（均可视为质点），用某装置控制住小球，使轻杆竖直且小球与点等高，然后由静止释放，杆将沿轨道下滑。设小球始终与轨道接触，重力加速度为。则（　　）

A．下滑过程中a球机械能增大

B．下滑过程中b球机械能守恒

C．小球a滑过C点后，a球速度大于

D．从释放至a球滑过C点的过程中，轻杆对b球做正功为

二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。）

8．如图所示，A、B、C三个物体放在水平旋转的圆盘上，三个物体与转盘的最大静摩擦力均为重力的μ倍，A的质量是2m，B和C的质量均为m，A、B离轴距离为r，C离轴距离为2r，若三个物体均相对圆盘静止，则（　　）

A．每个物体均受重力、支持力、静摩擦力、向心力四个力作用

B．C的向心加速度最大

C．B的摩擦力最小

D．当圆盘转速增大时，B比C先滑动，A和B同时滑动

9．当前我国“高铁”事业发展迅猛，假设一辆质量为m高速列车在机车牵引力和恒定阻力f作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其图象如图所示，已知时间内为过原点的倾斜直线，时刻达到额定功率P，此后保持功率P不变，在时刻达到最大速度，以后匀速运动。下列判断正确的是（　　）

A．时间内，牵引力大小为

B．从至时间内，列车的通过的路程为

C．时刻，列车的加速度

D．该列车受到的阻力f为

10．逆时针转动的绷紧的传送带与水平方向夹角为37°，传送带的v-t图像如图所示。在时刻质量为1kg的楔形物体从B点以某一速度滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动，2s后开始减速，在时物体恰好到达最高点A点。重力加速度为。对物体从B点运动到A点的过程中，下列说法正确的是（，）（　　）

A．物体的重力势能增加36J

B．摩擦力对物体做功为12J

C．物体在传送带上运动过程中产生的热量为12J

D．传送带因为运送物体多消耗的电能为46J

三、实验题（14分）

11．图甲为某实验小组同时测量A、B两个箱子质量的装置图，其中D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略不计），F为光电门，C为固定在A上、宽度为d的细遮光条（质量不计），此外，该实验小组还准备了一套砝码（总质量为kg）和刻度尺等，请在以下实验步骤中按要求作答。

（1）在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门F之间的高度差h。

（2）取出质量为m的砝码放在A箱子中，剩余砝码都放在B箱子中，让A从位置O由静止开始下降，则A下落到F处的过程中，其机械能是       的（填增加、减少或守恒）。

（3）记录下遮光条通过光电门的时间t，根据所测数据可计算出A下落到F处的速度        ，下落过程中的加速度大小        （用d、t、h表示）。

（4）改变m重复（2）（3）步骤，得到多组m与a的数据，作出a-m图像如图乙所示。可得A的质量        kg，B的质量        kg（重力加速度大小g取）。

12．小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片使A球水平飞出，同时B球被松开。

(1)他观察到的现象是：小球A、B       （填“同时”或“先后”）落地；

(2)让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间       （填“变长”“不变”或“变短”）；

(3)上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是       运动。

(4)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），结合实验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为0.05m，g取10m/s2，则小球运动中水平分速度的大小为     m/s，小球经过B点时的速度大小为      m/s。

四、解答题（13题12分，14题12分，15题16分）

13．如图所示，质量m=10 kg的物体放在光滑的水平面上，现用大小为F=20N的水平恒力作用于物体，使物体由静止开始做匀加速直线运动，经t=8s后撤去F，取g=10 m/s2，求：

（1）8s内物体的位移

（2）8s末物体的动能

（3）8s内力F做功的平均功率

14．某人在地球表面做平抛运动的实验，如图所示﹐从B点正上方与斜面顶端A点等高处P点沿PA方向以速度v平抛一小球，经时间t，小球恰好落在斜面AB的中点Q。已知斜面倾角为，空气阻力不计，设地球为半径为R的球体，球体体积公式为，一卫星在地球表面某一高处做匀速圆周运动，其绕地球运行的周期为，引力常量为G，忽略地球自转影响。求：

（1）地球表面的重力加速度g；

（2）地球的密度；

（3）上述卫星距离地球表面的高度h。

15．如图所示，竖直固定的四分之一粗糙圆轨道下端B点水平，半径R1=1m，质量M=1kg的长薄板静置于倾角θ=37°的粗糙斜面CD上，其最上端刚好在斜面顶端C点。一质量为m=1.5kg的滑块（可看做质点）从圆轨道A点由静止滑下，运动至B点时对轨道的压力大小为FN=39N，接着从B点水平抛出，恰好以平行于斜面的速度落到薄板最上端，并在薄板上开始向下运动；当小物体落到薄板最上端时，薄板无初速度释放并开始沿斜面向下运动，其运动至斜面底端时与竖直固定的光滑半圆轨道DE底端粘接在一起。已知斜面CD长L2=7.875m，薄板长L1=2.5m，厚度忽略不计，其与斜面的动摩擦因数μ1=0.25，滑块与长薄板间的动摩擦因数为μ2=0.5，滑块在斜面底端的能量损失和运动过程中空气阻力均忽略不计，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，试求：

（1）滑块运动至B点时速度大小vB及滑块由A到B运动过程中克服摩擦力做的功Wf；

（2）滑块运动到D点时的速度大小；

（3）如果要使滑块不会中途脱离竖直半圆轨道DE，其半径R2需要满足什么条件？

参考答案：

1．C

【详解】A．做曲线运动的物体，合力方向与速度方向一定不在同一条直线上，而合力方向与加速度方向相同，则做曲线运动的物体，加速度方向与速度方向一定不在同一条直线上，故A正确，不符合题意；

B．做曲线运动的物体，速度发生变化，速度变化量不为零，根据

可知加速度不为零，即做曲线运动的物体，加速度不可能为零，故B正确，不符合题意；

C．做曲线运动的物体，速度一定改变，但加速度不一定发生变化，例如平抛运动是曲线运动，其加速度为重力加速度，加速度为一定值，故C错误，符合题意；

D．做曲线运动的物体，速度大小可能不变，例如匀速圆周运动，速度大小没有发生变化，故D正确，不符合题意。

故选C。

2．C

【详解】A．小球做匀速圆周运动，除重力外，人对小球做功，机械能不守恒，A错误；

B．从N点运动到M点，重力做负功，重力势能增大，B错误；

C．小球从M点运动到P点的过程，速度大小不变，方向与重力方向的夹角减小，重力的功率逐渐增大，C正确；

D．从M点运动到N点，动能没变，重力做正功，人对小球做负功，D错误。

故选C。

3．D

【详解】A．卫星在轨道Ⅰ上过A点做匀速圆周运动，满足

卫星在轨道Ⅱ上过A点做近心运动，即

所以卫星在轨道Ⅰ上A点速率大于在轨道Ⅱ上A点的速率，由可知，在轨道Ⅲ上B点的速率大于在轨道Ⅰ上A点的速率，因此该卫星在轨道Ⅲ上B点的速率大于在轨道Ⅱ上A点的速率，A错误；

B．卫星从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ需在A点减速，从轨道Ⅱ到轨道Ⅲ需在B点减速，故卫星机械能减小，卫星在轨道Ⅲ上的速率大于在轨道Ⅰ上的速率，故卫星在轨道Ⅲ上的动能大于在轨道Ⅰ上的动能，从轨道Ⅱ上A运动到B的过程，地球引力对卫星做正功，引力势能减小，可知卫星在轨道Ⅰ上运行时动能小，势能大，机械能大，B错误；

C．根据万有引力提供向心力有

可得

卫星从远地点A向近地点B运动的过程中，r变小，故加速度变大，C错误；

D．卫星在轨道Ⅰ上的运动过程中，万有引力充当向心力，故有

解得

D正确。

故选D。

4．C

【详解】A．由图可知，当时，，根据可得

故A正确；

B．当时，，根据可得

故B正确；

C．物体受到重力和阻力的作用，根据动能定理可知合力所做的功为

故C错误；

D．由图可知，物体上升到最高点的过程中机械能损失了，根据功能关系可知，空气阻力做功，即

解得

故D正确。

本题要求选择错误的，故选C。

5．C

【详解】A．小物块运动过程中机械能不守恒，小物块与弹簧组成的系统机械能守恒，A错误；

B．由静止开始释放时，根据牛顿第二定律，可得小物块的加速度为

由图像可知，开始时小物块的加速度为

联立解得

所以该星球重力加速度大小为10m/s2，B错误；

C．由图像可得弹簧压缩量为20cm时，小物块的加速度为0，则有

解得

C正确；

D．根据动能定理可得

根据加速度a与其位移x图像的面积与质量的乘积表示动能的变化量，则有

D错误。

故选C。

6．C

【详解】A．设频闪仪的照相周期为，由图可知

，

则甲、乙图中，滑块运动时间之比为

故A错误；

B．根据逆向思维，结合匀变速直线运动公式

可知甲、乙图中，滑块运动加速度之比为

故B错误；

C．甲图中，根据牛顿第二定律可得

乙图中，根据牛顿第二定律可得

又

联立解得

故C正确；

D．设最高点A到斜面底端的距离为，根据匀变速直线运动规律可得，甲图中滑块经过时间内通过的位移大小为

乙图中滑块经过时间内通过的位移大小为

则甲、乙图中，滑块经过和时间内摩擦力做的功之比为

故D错误。

故选C。

7．D

【详解】ABC．根据题意，对于两个小球组成的系统，下降过程中，只有重力做功，系统的机械能守恒，由机械能守恒定律有

解得

则小球的机械能变化量为

则小球的机械能变化量为

即下滑过程中a球机械能减小，b球机械能增加，故ABC错误；

D．根据题意，设从释放至a球滑过C点的过程中，轻杆对b球做功为，对小球，由动能定理有

解得

即从释放至a球滑过C点的过程中，轻杆对b球做正功为，故D正确。

故选D。

8．BC

【详解】A．物体随圆盘一起做圆周运动，受重力、支持力和静摩擦力三个力作用，故A错误；

B．A、B、C三个物体的角速度相等，根据

由于C的半径最大，则C的向心加速度最大，故B正确；

C．根据静摩擦力提供向心力知

，，

可知B的摩擦力最小，故C正确；

D．根据

可得

C离轴距离最大，则C的临界角速度最小，当转速增大时，C先滑动，A、B离轴距离相等，临界角速度相等，则A、B同时滑动，故D错误。

故选BC。

9．CD

【详解】A．时间内，根据牛顿第二定律

解得牵引力大小为

故A错误；

B．从至时间内，根据动能定理

解得列车的通过的路程为

故B错误；

C．时刻，根据牛顿第二定律

又

解得此时列车的加速度为

故C正确；

D．在时刻达到最大速度，则有

故该列车受到的阻力为

故D正确。

故选D。

10．ACD

【详解】A．根据速度时间图像的斜率表示加速度，可得传送带运动的加速度为

1m/s2

t=0时刻质量为1kg的楔形物体从B点滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动，说明物体受力平衡，由平衡条件可知

2s末，传送带的速度为2m/s，物体开始减速，分析可知，物体做匀速直线运动的速度为2m/s，且2s后物体与传送带一起做加速度为-1m/s2的匀减速运动，在时物体恰好到达最高点A点，则传送带的长度

其中

故A正确；

则物体的重力势能增加量为

B．对物体从B点运动到A点的过程，根据动能定理有

解得

故B错误；

C．物体在2s内传送带相对运动，二者间的相对位移为

该过程中的滑动摩擦力，则物体在传送带上运动过程中产生的热量为

故C正确；

D．由功能关系得，传送带因为运送物体多消耗的电能为

故D正确。

故ACD。

11．     减少                   

【详解】（1）[1] A下落到F处的过程中，受到绳子的拉力，拉力做负功，则其机械能减少

（2）[2] A下落到F处的速率为v

[3] 由速度位移公式得

解得

（3）[4][5] 把三个物体m0，A，B作为一个系统，根据牛顿第二定律

可得

可知图像的斜率

纵截距

解得

12．     同时     不变     自由落体     1.5m/s     2.5m/s

【详解】(1)[1]因A做平抛运动，B做自由落体运动，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，故AB同时落地。

(2)[2]用较大的力敲击弹性金属片，将使得A球的水平初速度变大，但平抛运动的高度仍然不变，由可知，A球在空中运动的时间不变。

(3)由上面的实验可知，A、B两球同时落地，可以平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。

(4)[4]小球竖直方向是匀变速直线运动，由可知，它们的时间间隔为

小球在水平方向是匀速直线运动，由题图可知，水平初速度为

[5]小球经过B点时竖直方向的速度为

故小球经过B点时的速度为

13．（1）64m；（2)1280J；（3）160w

14．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）设斜面高为h，底面BC长为l，则

小球从P点抛出到运动至Q点，小球做平抛运动，在竖直方向有

在水平方向有

联立解得

（2）根据万有引力等于重力有

根据密度公式

又

解得

（3）根据万有引力提供向心力有

解得

15．（1）4m/s；3J；（2）8m/s；（3）R2≥3.2m或1.28m≥R2>0

【详解】（1）滑块在B点由牛顿第二定律可得

代入数据解得

vB=4m/s

从A到B点的过程中，根据动能定理得

mgR1−Wf=mvB2

代入数据解得

Wf=3J

（2）从B到C滑块做平抛运动，在C点

代入数据解得

vC=5m/s

设小滑块在薄板上向下滑行的加速度为a1，根据牛顿第二定律有

代入数据解得

a1=2m/s2

设薄板在斜面上向下滑行的加速度为a2，根据牛顿第二定律有

代入数据解得

a2=7m/s2

设经过时间t1小滑块与薄板达到共同速度v1，小滑块位移为x1，薄板位移为x2，则有

解得

t1=1s

v1=a2t1=7m/s

小滑块相对薄板的相对位移

Δx=x1-x2=2.5m=L1

小滑块刚好到达薄板的最下端，由于μ2>μ1，之后二者一起以a共沿斜面加速下滑，由牛顿第二定律有

（M+m）gsin37°−μ1（M+m）gcos37°=（M+m）a共

代入数据解得

a共=4m/s2

设整体刚好到达斜面的最下端D点速度为vD，则由运动学公式可得

解得

vD=8m/s

（3）在E点，当竖直半圆轨道DE半径为时，滑块刚好到达半圆轨道顶点，在半圆轨道的顶点，根据牛顿第二定律有

从D到E的过程中，滑块机械能守恒，则有

联立解得

=1.28m

如果要使滑块不会中途脱离竖直半圆轨道DE，其半径R2需要满足

1.28m≥R2>0

当竖直半圆轨道DE半径为时，滑块刚好到达半圆轨道最左端，由机械能守恒得

代入数据解得

则有滑块在沿半径为竖直半圆轨道DE滑动中，最高滑到半圆轨道最左端，就不会脱离竖直半圆轨道，则有

R2≥3.2m

因此如果要使滑块不会中途脱离竖直半圆轨道DE，其半径R2需要满足

1.28m≥R2>0或R2≥3.2m