山东省德州市禹城市2024届高三上学期10月月考物理试卷(含答案)

这是一份山东省德州市禹城市2024届高三上学期10月月考物理试卷(含答案)，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1、我国首个大型巡天空间望远镜计划于2023年发射，开展广域巡天观测。该望远镜将会和离地高度、绕地球近似做匀速圆周运动的天宫空间站共轨长期独立飞行。下列说法正确的是( )
A.该望远镜处于完全失重状态，所以不受重力作用
B.该望远镜绕地球做匀速圆周运动的线速度大于地球的第一宇宙速度
C.该望远镜所在位置的重力加速度大于地球表面的重力加速度
D.该望远镜绕地球做匀速圆周运动的线速度大于月球绕地球做匀速圆周运动的线速度
2、空间站在地球外层的稀薄大气中绕行时，因受大气阻力的影响，轨道高度会发生变化，空间站安装有发动机，可对轨道进行修正。如图所示为某空间站在某年2月初到8月初期间离地高度随时间变化的曲线( )
A.2月份空间站的机械能逐渐增大
B.2月份空间站受地球的引力逐渐减小
C.对轨道进行修正的前后，空间站的加速度大小不变
D.对轨道进行修正时，空间站可能受到与原速度方向相同的作用力
3、如图所示，质量为1kg的物块静止在水平地面上A点，现加的水平拉力，当物块运动到B点撤去F，之后物块继续运动到C点停止，测得，重力加速度取，则物块与水平地面间的动摩擦因数为( )
B.0.2D.0.1
4、如图，从广州飞往上海的航班上午10点到达上海浦东机场，若飞机降落的水平分速度为60m/s，竖直分速度为6m/s，已知飞机在水平方向做加速度大小等于的匀减速直线运动，在竖直方向做加速度大小等于的匀减速直线运动，则飞机落地之前( )
A.飞机的运动轨迹为曲线
B.经20s飞机水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小相等
C.在第20s内，飞机在水平方向的分位移与竖直方向的分位移大小相等
D.飞机在第20s内，水平方向的平均速度为21m/s
5、如图所示，轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一个小球，小球随轻杆一起在竖直平面内在转轴的带动下绕O点以角速度ω做匀速圆周运动。已知杆长为L，小球的质量为m，重力加速度为g，A、B两点与O点在同一水平直线上，C、D分别为圆周的最高点和最低点，下列说法正确的是( )
A.小球在运动过程中向心加速度不变
B.小球运动到最高点C时，杆对小球的作用力为支持力
C.小球运动到A点时，杆对小球作用力为
D.小球在D点与C点相比，杆对小球作用力的大小差值一定为
6、如图所示，一长木板a在光滑水平地面上运动，某时刻将一个相对于地面静止的物块b轻放在木板上，此时a的速度为，同时对b施加一个水平向右的恒力F，已知物块与木板的质量相等，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上，则物块放到木板上后，下列图中关于a、b运动的速度时间图象可能正确的是( )
A.B.
C.D.
7、天问一号于2020年7月23日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，成功进入预定轨道，于2021年2月到达火星附近，成功被火星捕获，并于2021年5月成功在火星着陆，从而拉开了我国火星探测的大幕.将这一发射过程进行如下简化：天问一号先进入地球表面的停泊轨道，在该轨道上运行的周期为，被火星捕获后进入火星表面的停泊轨道，在该轨道上运行的周期为.已知地球半径为，火星半径为，下列说法中正确的是( )
A.地球质量和火星质量之比为
B.地球表面重力加速度和火星表面重力加速度之比为
C.地球的第一宇宙速度和火星第一宇宙速度之比为
D.地球平均密度和火星平均密度之比为
8、如图，质量分别为m、2m、3m的物块a、b、c，放置在水平圆盘上随圆盘一起以角速度ω匀速转动，其中物块a、b叠放在一起。图中各接触面间的动摩擦因数均为μ，a、b和c与转轴的距离分别为r和1.5r。下列说法正确的是( )
A.b对a的摩擦力为B.圆盘对b的摩擦力为
C.圆盘的角速度满足D.圆盘的角速度满足
二、多选题
9、如图所示的三幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是( )
A.如图甲，小球受到重力、绳子拉力和向心力
B.如图甲，A、B在同一水平面内，A的角速度比B大
C.如图乙，小球在光滑而固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，A的线速度比B大
D.如图丙，A、B绳长相同，B的周期比A小
10、水平地面上有一足够长且足够宽的固定斜面，倾角为37°，小明站在斜面底端向斜面上投掷可视作质点的小石块。若石块出手时的初速度方向与水平方向成45°，出手高度为站立点正上方1.8m，重力加速度。下列说法正确的是( )
A.若石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直，石块在斜面上的落点恰好与出手点等高，则石块出手时的初速度为
B.若石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直，石块在斜面上的落点恰好与出手点等高，则石块出手时的初速度为
C.若石块的初速度大小一定，当石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直时，石块飞行时间最短
D.若投出石块的最大初速度为8m/s，则石块在斜面上与出手点等高的所有落点所组成的线段长度不会超过12m
11、电影《火星救援》的热映，激起了人们对火星的关注。若宇航员在火星表面将小球竖直上抛，取抛出位置O点的位移，从小球抛出开始计时，以竖直向上为正方向，小球运动的图象如图所示（其中a、b均为已知量）。忽略火星的自转，且将其视为半径为R的匀质球体，引力常量为G。则下列分析正确的是( )
A.小球竖直上抛的初速度为2aB.小球从O点上升的最大高度为
C.火星的质量为D.火星的第一宇宙速度为
12、如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动，传送带的倾角为37°，一煤块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的图象如图乙所示，煤块到传送带顶端时速度恰好为零，，，，则( )
A.传送带的速度为4m/s
B.传送带底端到顶端的距离为14m
C.煤块与传送带间的动摩擦因数为
D.煤块在皮带上留下的划痕为4m
三、实验题
13、某实验兴趣小组利用如图甲所示装置做“探究加速度与力的关系”实验时，实验操作如下：
①挂上托盘和砝码，调整木板的倾角，使质量为M的小车沿木板匀速下滑；
②取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑。设小车受到的合外力为F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图象，并求出小车的加速度a；
③改变砝码质量和木板的倾角，重复步骤①②，可得到多组a、F的数据，并绘制图象。
（1）下列说法正确的是______。
A.实验开始前需要先补偿阻力
B.调整滑轮高度使细线与木板平行
C.本实验需要满足
D.本实验将托盘和砝码的总重力mg的大小作为小车受到的合外力F的大小
（2）若测量质量时未考虑托盘的质量，仅将砝码质量记为m，则绘制出的图象应该是图乙中的______（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”或“Ⅲ”）；
（3）某段时间内小车的图象如图丙所示，根据图象可得小车的加速度大小为______。（结果保留两位有效数字）
14、“频闪摄影”是摄像机每隔一定时间就对运动物体拍摄一次，因此拍摄到物体的图象是不连续的，但从这些不连续的图象中可发现物体运动的规律。小明利用如图甲所示的装置和频闪摄影探究平抛运动的特点。
（1）下列实验操作步骤，正确顺序是_________。
①敲击弹片，让A、B球同时开始运动
②调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置
③将A、B球放置实验装置甲上，调整两球的重心在同一水平线上
④小球落在实验台上时停止摄像
⑤打开摄像机，开始摄像
（2）实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，分析该照片，可得出的实验结论是_________。
A.仅可判断A球竖直方向做自由落体运动
B.仅可判断A球水平方向做匀速直线运动
C.可判断A球竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动
（3）测得乙图中A球连续3个位置的距离如图丙所示，已知物体的实际大小与照片上物体影像大小的比值为k，重力加速度为g，则A球平抛的初速度表达式____。
（4）若A球从距实验台高度为0.8m处水平飞出，摄像机每秒频闪25次，重力加速度g取，则最多可以得到A球在空中运动的_________个位置。
四、计算题
15、体育课上，甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在离地处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量，取重力加速度。不计空气阻力。求：
（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x；
（2）排球被垫起前瞬间的速度大小v及速度方向与水平方向夹角的正切值。
16、假定航天员在火星表面利用如图所示的装置研究小球的运动，竖直放置的光滑半圆形管道固定在水平面上，一直径略小于管道内径的小球（可视为质点）沿水平面从管道最低点A进入管道，从最高点B脱离管道后做平抛运动，1s后与倾角为37°的斜面垂直相碰于C点。已知火星的半径是地球半径的倍，质量为地球质量的倍，地球表面重力加速度，忽略星球自转影响。半圆形管道的半径为，小球的质量为，，.求：
（1）火星表面重力加速度的大小；
（2）C点与B点的水平距离；
（3）小球经过管道的A点时，对管壁压力的大小。
17、2022年第24届冬季奥林匹克运动会在北京和张家口举行，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，其场地可以简化为如图甲所示的模型。图乙为简化后的跳台滑雪雪道示意图，AO段为助滑道和起跳区，OB段为倾角的着陆坡。运动员从助滑道的起点A由静止开始下滑，到达起跳点O时，借助设备和技巧，以与水平方向成角（起跳角）的方向起跳，最后落在着陆坡面上的C点。已知运动员在O点以20m/s的速率起跳，轨迹如图，不计一切阻力，取。求：
（1）运动员在空中运动的最高点到起跳点O的距离；
（2）运动员离着陆坡面的距离最大时的速度大小；
（3）运动员到达C点与O点间的距离。
18、如图所示为某传送装置，由倾角为的倾斜传送带和放在水平面上的质量为1kg的长木板组成，传送带长，长木板长，长木板的左端靠近传送带的下端，传送带以的速度沿顺时针方向匀速运行，将质量为1kg的物块轻放在传送带的上端，物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，与长木板间的动摩擦因数，长木板与水平面间的动摩擦因数为0.1，不计物块从传送带滑上长木板时机械能损失，重力加速度取，，，求：
（1）物块滑离传送带时的速度大小；
（2）物块滑上长木板后，物块与长木板运动的位移分别为多少；
（3）若在长木板的右侧地面上立一个高度略小于板厚度的固定挡板，物块滑上长木板后，在运动过程中，长木板与挡板碰撞后速度立即减为零，此后物块恰好能滑离长木板，求开始时长木板的右端离挡板的距离。
参考答案
1、答案：D
解析：A.该望远镜处于完全失重状态，仍然受重力作用，重力完全提供向心力，A错误；
B.该望远镜绕地球做匀速圆周运动的线速度小于地球的第一宇宙速度，B错误；
C.根据万有引力提供重力则有
解得
该望远镜所在位置距离较远，故其重力加速度小于地球表面的重力加速度，C错误；
D.根据万有引力提供向心力则有
整理得
月球距离地球较远，则该望远镜绕地球做匀速圆周运动的线速度大于月球绕地球做匀速圆周运动的线速度，D正确。
故选D。
2、答案：D
解析：AB.由图象可知，2月份到3月份，空间站轨道高度逐渐减小，大气阻力对空间站做负功，空间站的机械能逐渐减小，由于空间站离地球越来越近，则空间站受地球的引力逐渐增大，故AB错误；
C.对轨道进行修正的前后，空间站离地球的距离发生变化，受到的引力发生变化，则空间站的加速度大小发生变化，故C错误；
D.对轨道进行修正时，空间站可能受到与原速度方向相同的作用力，使得空间站速度变大，万有引力不足以提供向心力，空间站做离心运动，到达更高的轨道，故D正确。
故选D。
3、答案：D
解析：设匀加速直线阶段加速度大小为，匀减速直线运动阶段加速度大小为，匀加速直线运动结束时的速度大小为v，则有
而由于，故可得
在匀加速直线运动阶段，有
在匀减速直线运动阶段，有
将代入上面两个方程，解得
故选D。
4、答案：D
解析：飞机的速度的方向，飞机的加速度的方向，可知飞机的速度的方向与加速度的方向共线反向，飞机做匀减速直线运动，故A错误；飞机做匀变速直线运动，经20s飞机在水平方向分速度，在竖直方向分速度，可见，故B错误；在第20s内，飞机水平方向分位移，竖直方向分位移，，故C错误；在水平方向上，飞机在第20s内水平方向的平均速度为，故D正确。
5、答案：C
解析：A.小球做匀速圆周运动，向心加速度大小不变，方向改变，选项A错误；
B.当小球在最高点，由牛顿第二定律
可知，当小球通过最高点时线速度大于时，为正值，杆对小球的作用力为向下的拉力；当小球通过最高点时线速度小于时，为负值，杆对小球的作用力为向上的支持力；当小球通过最高点时线速度等于时，为0。因为不知道小球在最高点时线速度与的大小关系，所以不能判断杆对小球是支持力还是拉力，选项B错误；
C.当小球在A点时，杆对小球作用力竖直方向分量应等于重力，水平方向分量提供向心力，故杆对小球的作用力
选项C正确；
D.若小球在最高点，杆对小球的作用力为支持力，则在C点
在D点
可得
若小球在最高点，杆对小球的作用力为拉力，则在C点
在D点
可得
选项D错误。
故选C。
6、答案：D
解析：长木板a和滑块b速度达到相对之前，b相对a向左运动，b受到a向右的摩擦力和恒力F，a受到b向左的摩擦力，a做减速运动，b做加速运动，由于不清楚a、b质量以及恒力的大小，无法比较a、b加速度的关系，a、b共速后，若在F作用下，a、b间的摩擦力没有达到最大静摩擦力，对a、b整体由牛顿第二定律可知，a、b一起做加速运动，若在F作用下，a、b间的摩擦力达到最大静摩擦力后，则a、b加速度大小不相等，均做加速运动。
故选D。
7、答案：B
解析：A.根据
可得
则地球质量和火星质量之比为
选项A错误；
B.根据
可得
则地球表面重力加速度和火星表面重力加速度之比为
选项B正确；
C.根据
地球的第一宇宙速度和火星第一宇宙速度之比为
选项C错误；
D.根据
可得地球平均密度和火星平均密度之比为
选项D错误。
故选B。
8、答案：D
解析：AB.对物体a、b整体分析，水平方向上，b与桌面的静摩擦力提供向心力，则
对a进行受力分析，水平方向上，b对a的摩擦力提供向心力，则
A，B错误；
CD.因为三个物体转动的角速度一样，且动摩擦因数也一样，但物体c的半径大，所以若角速度增大的话，c先达到滑动的临界点，故
整理得
C错误，D正确。
故选D。
9、答案：CD
解析：AB.由图甲可知，小球受到重力、绳子拉力，二者合力提供向心力，则
由几何关系有
h为悬点与圆心的距离，解得
由于AB二者高度相同，则二者角速度相等，故AB错误；
C.小球在两位置做匀速圆周运动，两球受力情况一致如图所示
由其合力提供向心力，则
则
A物体的半径大于B的半径，则A的线速度比B大，故C正确；
D.根据
其中
则
A的角度比B的角度小，A、B绳长相同，则B的周期比A小，故D正确。
故选CD。
10、答案：ACD
解析：AB.石块出手时的初速度方向与水平方向成45°，则
可得
石块落在1.8m高的斜面上，则
则石块的水平位移
由石块斜向上运动时
，
又
解得
所以石块出手时的初速度为
故A正确，B错误；
C.若石块的初速度大小一定，当石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直时，石块在斜面上的落点最高，石块下落时间最短，石块飞行时间最短，故C正确；
D.若投出石块的初速度为8m/s，则
石块在斜面上的落点恰好与出手点等高处，最大运动时间
最大水平位移为
石块在斜面上与出手点等高处与出手点最近点距离，则石块在斜面上与出手点等高的最远点与最近点的距离
则石块在斜面上与出手点等高的所有落点所组成的线段长度不会超过
故D正确。
故选ACD。
11、答案：BC
解析：A.根据
可得
由图象可知
即
选项A错误；
B.小球从O点上升的最大高度为
选项B正确；
C.根据
可得火星的质量为
选项C正确；
D.根据
火星的第一宇宙速度为
选项D错误。
故选BC。
12、答案：AD
解析：A.根据图乙可知，1s时刻，煤块的加速度发生突变，可知，此时煤块的速度与传送带的速度相等，即传送带的速度为4m/s，故A正确；
B.根据题意可知，煤块的总位移与传送带底端到顶端的距离相等，即等于图象中图象与时间轴所围几何图形的面积
故B错误；
C.0~1s时间内煤块加速度大小为
根据牛顿第二定律有
解得
故C错误；
D.0~1s时间内煤块相对传送带向上运动，相对位移为
1~2s时间内煤块相对传送带向下运动，相对位移为
则煤块在皮带上留下的划痕为4m，故D正确。
故选AD。
13、答案：（1）BD（2）Ⅰ（3）2.1
解析：（1）本实验的原理是有托盘和砝码时小车做匀速运动，受力平衡，撤去托盘和砝码，小车所受的合力就为托盘和砝码的重力，根据实验原理可知，本实验不需要平衡摩擦力，不需要满足，为保证小车所受的合力平行木板方向，需要调整滑轮高度使细线与木板平行。
故选BD。
（2）根据牛顿第二定律
整理可得
设托盘质量为，根据实验原理可得
可知仅将砝码质量记为m，则绘制出的图象应该是图乙中的Ⅰ；
（3）根据图象可知，给出的三个数据点中，相邻点之间的时间间隔均为
根据匀变速直线运动的规律有
其中
解得
14、答案：（1）③②⑤①④（2）C（3）（4）10
解析：（1）实验操作时，先将A、B球放置实验装置甲上，调整两球的重心在同一水平线上，调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置，打开摄像机，开始摄像，敲击弹片，让A、B球同时开始运动，球落在实验台上时停止摄像。
即实验操作步骤的正确顺序为：③②⑤①④。
（2）实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，图乙为某次实验的频闪照片，从照片可以看出两球在竖直方向的具有相同的运动情景，即A球竖直方向做自由落体运动；从照片可以看出A球在相同时间内通过的水平位移相等，则A球水平方向做匀速直线运动。
故选C。
（3）竖直方向有
可得
水平方向有
联立可得A球平抛的初速度表达式
（4）根据
可得
摄像机每秒频闪25次，则频闪周期为
则有
可知最多可以得到A球在空中运动的10个位置。
15、答案：（1）（2），0.75
解析：（1）根据题意，设排球在空中飞行的时间为t，则有
解得
则排球在空中飞行的水平距离
（2）根据题意可知，乙同学垫起排球前瞬间排球在竖直方向速度的大小
解得
则有
设速度方向与水平方向夹角为θ，则有
16、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）在地球表面上
在火星表面上
解得
（2）小球与斜面垂直相碰，由几何关系得
解得
C点与B点的水平距离
（3）小球从A到B，由动能定理得
在A点由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律得
17、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）从O点抛出时的水平速度
竖直速度
运动员到达空中最高点时竖直速度减为零，则用时间
水平位移
竖直位移
运动员在空中速度最小时的位置与起跳点O的距离
（2）沿垂直斜面方向的初速度
平行斜面的速度
垂直斜面的加速度
经时间离斜面最远
此时速度为
（3）设O、C间的距离为L，则沿斜面方向做匀加速运动，平行斜面的加速度
解得
18、答案：（1）3m/s（2）1.5m,0.75m（3）0.225m
解析：（1）设滑块开始的加速度大小为，则
解得
当物块速度和传送带速度相等时，物块运动的位移为
由于，此后物块继续做匀加速运动，设加速度大小为，则
解得
设物块滑到传送带末端时速度大小为，则有
解得
（2）物块滑上长木板后先做匀减速运动的加速度大小为
由于
所以物块滑上长木板后，长木板先做匀加速直线运动，加速度大小为
设物块滑上长木板t时间后物块与板共速，则有
解得
共速时的速度为
相对滑动这段时间内物块的位移
长木板运动的位移
共速后物块与长木板一起向右做匀减速运动，加速度大小为
物块和长木板一起向右运动的距离
因此，物块滑上长木板后，物块运动的位移为
长木板运动的位移为
（3）由于
可见，长木板与挡板的相撞是在物块与板共速前.设开始时板的右端到挡板距离为d，物块刚好能滑离挡板，由
解得