2023-2024学年甘肃省平凉市静宁县高三上学期11月月考 物理试题（含解析）

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全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1. 答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2. 请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3. 选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4. 考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
5. 本卷主要考查内容：必修第一、二册。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 2022年1月18日，中国十大科技进展新闻在京揭晓，我国首次火星探测任务取得圆满成功是其中之一。2021年2月10日，“天问一号”进行了精准的“刹车”制动，环绕器3000N轨控发动机点火工作约15分钟，探测器顺利进入近火点高度约400千米、周期约10个地球日的大椭圆火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星。下列说法正确的是（ ）
A. 环绕器3000N轨控发动机中的“N”是国际单位制中的基本单位
B. “天问一号”开始绕火星做大椭圆飞行的过程中，位移的大小和路程都在不断地增大
C. “天问一号”绕火星做大椭圆飞行的过程中，其内部仪器处于非平衡状态
D. “天问一号”被火星捕获的过程中，火星对它的作用力大于它对火星的作用力
2. 圆周运动是一种常见的曲线运动。例如电动机转子、车轮、皮带轮等都做圆周运动。关于圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 质点做匀速圆周运动受到的合力和向心加速度恒定不变
B. 质点做匀速圆周运动是变加速运动，其角速度、周期、转速均恒定不变
C. 向心加速度是描述做圆周运动的质点线速度大小变化快慢的物理量
D. 做圆周运动的质点受到合外力和加速度的方向均指向圆心
3. 马扎属于中国传统手工工艺制品，腿交叉，上面绷帆布或麻绳等，可以合拢，便于携带。如图所示，马扎放在水平地面上，书包放在两支撑腿A、B等长的马扎上，若A、B之间的夹角增大，则（ ）
A. 马扎对地面的压力增大，支撑腿受到的压力增大
B. 马扎对地面的压力增大，支撑腿受到的压力不变
C. 马扎对地面的压力不变，支撑腿受到的压力增大
D. 马扎对地面的压力不变，支撑腿受到的压力不变
4. 如图所示，用长度为l的轻杆拴着质量为m的小球（可视为质点），在竖直平面内做完整的圆周运动，圆周上A点与圆心O等高，CD为圆的竖直直径，B是圆周上A、C之间的某点。重力加速度大小为g，不考虑空气阻力和一切摩擦。则小球做圆周运动的过程中（ ）
A. 在圆周最高点时所受的向心力大小一定等于mg且处于完全失重状态
B. 经过A点时，杆对小球的弹力方向一定竖直向上
C. 经过B点时，杆对小球的弹力方向一定由B指向O
D. 经过最低点D时，小球对杆的弹力方向一定竖直向下，大小至少为5mg
5. 假设可视为质点的运动员恰好能沿粗糙且足够长的倾角的斜直轨道匀速下滑。如图所示，若让该运动员从斜直轨道底端以的初速度沿轨道向上运动，取。则（ ）
A. 运动员与轨道间的动摩擦因数为0.6
B. 运动员经沿轨道滑到最高点
C. 运动员在时速度大小为10m/s，方向沿轨道向下
D. 运动员滑到最高点后将静止不动
6. 如图所示，不计空气阻力，把运动员击出的网球运动看作平抛运动，则网球击出后在空中运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 网球运动的轨迹是曲线且一直处于超重状态
B. 网球受到重力的平均功率不变，瞬时功率与时间成正比
C. 网球做匀加速曲线运动，在相等的时间内速度的变化量相等
D. 网球在相等时间内动能的变化量相等
7. 如图所示，甲、乙两图分别是某自行车在相互垂直的x方向和y方向运动的图像。在内，下列判断正确的是（ ）
A. 自行车的加速度大小为，做匀变速直线运动
B. 自行车的加速度大小为，做匀变速曲线运动
C. 自行车的加速度大小为，做匀变速直线运动
D. 自行车的加速度大小为，做匀变速曲线运动
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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。
8. 一小船渡河，河宽300m，河水的流速与船离开船河岸的距离d变化的关系如图所示，船在静水中的速度，若要使船以最短的时间渡河，则（ ）
A. 船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直B. 船运动的轨迹是直线
C. 船渡河的最短时间是50sD. 船在河水中的最大速度是5m/s
9. 随着高层建筑的大量兴建，人们经常要与电梯打交道。如图所示，某电梯的轿厢高，正以的速度匀速上升，电梯轿厢内乘客将离底面处的小球竖直上抛，抛出时相对地面的速度大小为，重力加速度大小取，空气阻力忽略不计，从小球抛出到落回电梯轿厢底面的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小球可以触碰到电梯轿厢的天花板B. 小球离电梯轿厢的天花板的最小距离为0.15m
C. 小球上升到最高点时所用时间为0.8sD. 小球落回电梯轿厢底面时的速度大小为6m/s
10. 2022年5月5日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将吉林一号宽幅01C卫星送入预定轨道。已知该卫星发射后在圆轨道做圆周运动，稳定后再变轨为如图所示的椭圆轨道，两轨道相切于P点。P、Q分别为椭圆轨道的近地点和远地点，忽略空气阻力和卫星质量的变化，则（ ）
A. 宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动的周期大于在圆轨道上运动的周期
B. 宽幅01C卫星在椭圆轨道上运动时，在P点的线速度小于在Q点的线速度
C. 宽幅01C卫星在P点由圆轨道变为椭圆轨道时需要在P处点火加速
D. 宽幅01C卫星在椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，卫星的机械能增大
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（6分）某实验小组测量滑块与长木板之间的动摩擦因数时，实验装置放置在水平桌面上，如图甲所示。实验中采用了微型力传感器来测量细线拉力F的大小。
（1）图乙是实验中打下的一段纸带，测量得到的数据有、、、、x，已知打点计时器所用交流电源的频率为f，则打下B点时滑块的速度大小______，打下E点时滑块的速度大小______，滑块运动的加速度大小______（用字母、、、、x、f表示）。
（2）已知滑块质量为m，重力加速度为g，测得滑块加速度大小为a，力传感器的示数为F，则滑块与长木板间的摩擦因数表达式为______。（结果用m、g、a、F表示）
12.（9分）某学习小组的三个同学利用不同的实验装置，进行了探究平抛运动规律的实验：
（1）甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有______。
A. 两球的质量应相等B. 两球应同时落地
C. 应改变装置的高度，多次实验D. 实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
（2）乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q。其中N的末端与光滑的水平板相切（水平板足够长），两轨道上端分别装有电磁铁C、D。调节电磁铁C、D的高度使，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到的现象是______。仅仅改变弧形轨道M距离水平板的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象。
（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长均为5cm，如果重力加速度取，照相机的闪光频率是______Hz；小球经过B点时的速度大小是______m/s。
13.（12分）如图所示，一轻质弹簧套在固定的光滑细杆上，其底端与水平地面相连。一带有小孔、质量为的小球（可视为质点）穿在细杆上，小球与弹簧上端接触但并不连接。现用外力使小球缓慢向下压缩弹簧到O点并保持静止，此时弹簧弹力大小为。已知细杆足够长，弹簧的劲度系数为，取，弹簧未超过其弹性限度，不计空气阻力。突然撤去外力后，求：
（1）撤去外力瞬间，小球的加速度大小；
（2）小球与弹簧分离时的动能；
（3）小球运动到最高点时距O点的距离。
14.（13分）如图所示为杭州钱塘轮滑中心亚运滑板公园。ABC为固定在竖直平面内的光滑滑板轨道，BC为四分之一圆弧，与水平面AB相切于B点。可视为质点的运动员（连同滑板）总质量为，以初速度在A点向右运动，到C点时速度减为零。忽略空气阻力的影响，重力加速度大小取，求：
（1）圆弧赛道的半径R；
（2）运动员（连同滑板）滑过圆弧形轨道B点时对轨道压力的大小；
（3）若运动员（连同滑板）与A点左侧的地面间的动摩擦因数为，则滑回后运动员（连同滑板）停在距A点多远的位置。
15.（14分）如图所示，水平传送带AB长，右端B处与倾角为的足够长斜面平滑连接，斜面上的D点到斜面底端距离。传送带以速度顺时针匀速转动，质量为的可视为质点的物块a从传送带的左端A以初速度冲上水平传送带。已知物块a与传送带及斜面BD段间的动摩擦因数分别为、，斜面D点上方光滑，重力加速度g取。求：
（1）通过计算判断物块a能否经过D点；
（2）物块a第三次到达B点的速度大小。
静宁县2023-2024学年高三上学期11月月考
物理
参考答案
1. C “N”是力的单位，是国际单位制中的导出单位，A错误；“天问一号”绕火星飞行过程中，位移的大小先增大后减小，路程在不断地增大，B错误；“天问一号”绕火星匀速飞行的过程中，它做曲线运动，其内部仪器具有加速度，不是平衡状态，C正确；“天问一号”被火星捕获的过程中，火星对它的作用力与它对火星的作用力是一对相互作用力，大小始终相等，方向相反，D错误。
2. B 匀速圆周运动的合外力提供向心力，所以合外力一定指向圆心，是个变力，向心加速度是指向圆心的，选项A错误；匀速圆周运动加速度始终指向圆心，方向时刻在变化，加速度是变化的，故匀速圆周运动是变加速运动，其角速度、周期、转速均恒定不变，选项B正确；向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小，是描述线速度方向变化的快慢的物理量，选项C错误；变速圆周运动的合外力不指向圆心，则加速度不指向圆心，选项D错误。
3. C 当书包放在马扎上时，书包与马扎的总重力不变，故无论马扎两边支撑腿之间的角度如何变化，马扎对地面的压力始终等于总重力，马扎对地面的压力不变，选项A、B错误；由于书包对马扎的压力大小不随马扎两边支撑腿之间的角度变化，根据力的分解可知，两边支撑腿上产生的分力随着夹角的增大而增大，选项C正确，D错误。
4. D 在最高点，向心力的大小不一定等于重力，小球运动到最高点时若杆对小球无作用力，则只有重力提供向心力，即，得，此时小球才处于完全失重状态，选项A错误；小球经过A点时，杆对小球的弹力提供向心力，所以此时杆对小球的弹力一定指向O，选项B错误；小球经过B点时速度较小时，所需要的向心力较小，杆对小球提供支持力，即杆对小球的弹力可能由O指向B，故C错误；小球经过最低点时，杆对小球提供向上的拉力作用，使小球做圆周运动，当小球在最高点的速度为0时，对应小球运动到最低点时的速度最小，由机械能守恒可得，此时，得，所以小球经过最低点D时，小球对杆的弹力最小值为5mg，D正确。
5. D 运动员在轨道上恰好匀速下滑时，有，解得，A错误；运动员沿轨道上滑过程中，由牛顿第二定律可得，可得运动员上滑过程中匀减速的加速度大小为，故运动员上滑的时间，此时运动员速度为零，因有，故运动员将静止在最高点，D正确，B、C错误。
6. C 网球从击出在空中一直只受重力作用，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，选项A错误；平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，平均功率和瞬时功率都与时间成正比，瞬时功率的比例系数大，选项B错误；做平抛运动的物体只受重力的作用，所以其加速度为重力加速度，不发生变化，是匀加速运动，可知在相等的时间内速度的变化都相等，选项C正确；做平抛运动的物体在相等时间内竖直方向发生的位移大小不同，动能变化量不同，选项D错误。
7. A 在0~2s内，自行车在x方向初速度为，加速度为，自行车在y方向初速度为，加速度为，根据平行四边形定则合成可以得到合初速度为，合加速度为，而且二者方向在同一直线上，可知合运动为匀变速直线运动，只有选项A正确。
8. AD 船头始终与河岸垂直，渡河时间最短，选项A正确；由于水流速度变化，船头始终与河岸垂直，所以合速度方向变化，运动的轨迹不可能是直线，选项B错误；船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直时渡河时间最短，即，选项C错误；船在河水中的最大速度为，选项D正确。
9. BD 以电梯轿厢为参考系，则小球相对电梯轿厢的初速度，小球相对电梯轿厢上升到最大高度的过程中，有，解得，距离天花板，选项A错误、B正确；小球上升到最高点所用时间，选项C错误；小球从抛出到落回电梯轿厢底面的过程有，解得，则小球落到电梯轿厢底面时的速度，即速度大小为6m/s，选项D正确。
10. AC 根据开普勒第三定律，卫星的轨道半长轴越大，周期越大，选项A正确；由开普勒第二定律得，卫星在近地点的速度大于在远地点的速度，选项B错误；卫星在P点由圆轨道变为椭圆轨道是离心运动，需要加速，选项C正确；卫星从P点运动到Q点的过程中，只有万有引力做功，卫星的机械能守恒，选项D错误。
11.（1）（1分） （1分） （2分）
（2）（2分）
解析：（1）根据匀变速直线运动中，中间时刻瞬时速度等于全程平均速度可得、；根据速度位移关系有，联立解得。
（2）以滑块为研究对象，由牛顿第二定律知，，解得。
12.（1）BC（3分）
（2）P球击中Q球（2分）
（3）10（2分） 2.5（2分）
解析：（1）小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动。A球在竖直方向上的运动情况与B球相同，做自由落体运动，因此两球同时落地。实验时，需A、B两球从同一高度开始运动，对质量没有要求，但两球的初始高度及打击力度应该有变化，要进行3~5次实验得出结论。本实验不能说明A球在水平方向上的运动性质，故选项B、C正确，A、D错误。（2）两球在水平方向的运动是相同的，则在相同的时间内水平位移相同，则实验可观察到的现象是：P球击中Q球。（3）从图中看出，A、B、C三个点间的水平位移均相等，，因此这3个点是等时间间隔点。竖直方向两段相邻位移之差是个定值，即，解得，闪光频率；小球运动中水平分速度的大小，小球经过B点的竖直分速度，则经过B点的速度。
13. 解：（1）撤去外力瞬间，由牛顿第二定律可知（2分）
解得（2分）
（2）小球与弹簧分离时，弹簧处于原长状态，撤去外力时，弹簧的压缩量（1分）
恢复到原长的过程中，弹力随位移均匀减小到0，由动能定理可知（2分）
解得（2分）
（3）从撤去外力到小球上升到最高点的过程有（1分）
解得（2分）
14. 解：（1）以运动员和滑板为一个系统，若运动员与滑板恰好到C点，以AB水平面为零势面，由机械能守恒得：（2分）
解得圆弧赛道的半径为（2分）
（2）由牛顿第二定律得：（2分）
解得（2分）
由牛顿第三定律可知对轨道的压力大小也等于，方向向下（1分）
（3）因为ABC光滑，由机械能守恒知运动员滑回A点速度大小仍为（1分）
滑过A点后至停下过程由动能定理得（2分）
代入数据解得（1分）
15. 解：（1）a所受摩擦力向左，根据牛顿第二定律可得（1分）
减速到，运动的位移为（1分）
设物块a到达传送带右侧B处时速度减为，根据速度位移公式（1分）
解得（1分）
设物块a在斜面上上滑的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得
可得（1分）
假设速度减为0位移大小为，则（1分）
说明物块a能够经过D点（1分）
（2）物块a从斜面返回时，根据牛顿第二定律可得（1分）
物块a经过D点时的速度为，有（1分）
解得（1分）
设再次返回B处速度为，有（1分）
解得（1分）
物块再次滑上传送带向左做匀减速运动，加速度大小仍为
则物块向左减速到0的位移大小为（1分）
说明物块a不能到达A，在传送带上速度减为0而后向右加速达到与传送带速度相等后与传送带相对静止，所以物块a第三次到达B点的速度大小（1分）