2024-2025学年湖南省长沙市平高教育集团高三（上）月考物理试卷（8月份）（含答案）

这是一份2024-2025学年湖南省长沙市平高教育集团高三（上）月考物理试卷（8月份）（含答案），共9页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.在力学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了物理学的进步。对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，与事实不相符的是( )
A. 牛顿第一、第二、第三定律共同构成了经典力学的基本运动规律
B. 胡克提出如果行星的轨道是圆形，太阳与行星间的引力与距离的平方成反比
C. 卡文迪什是测量地球质量的第一人
D. 伽利略根据理想斜面实验，直接得出自由落体运动是匀变速直线运动
2.如图所示，始终静止在水平地面上倾角为θ的光滑斜面体上，有一斜劈A，A的上表面水平且放有一斜劈B，B的上表面上有一物块C，A、B、C一起沿斜面匀加速下滑。已知A、B、C的质量均为m，重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. A、B间摩擦力为零B. A加速度大小为gcs θ
C. C可能只受两个力作用D. 斜面体受到地面的摩擦力为零
3.甲、乙两个物体初始时刻在同一位置，运动图像分别为图中实线和虚线，两个图像均为14圆弧，圆弧的半径均为a，横纵坐标表示的物理意义未知，下列说法正确的是( )
A. 若实线和虚线分别为甲、乙的运动轨迹，则甲、乙的速率相同
B. y表示速度，x表示时间，则x=a时甲、乙间的距离为πa22
C. y表示加速度，x表示时间，则x=a时甲、乙间的距离为πa22
D. y表示位移，x表示时间，则甲、乙的平均速度相同
4.如图所示，在原来静止的木箱内，放有A物体，A被一伸长的弹簧拉住且恰好静止，现突然发现A被弹簧拉动，则木箱的运动情况不可能是( )
A. 加速下降B. 减速上升 C. 匀速向右运动D. 加速向左运动
5.如图，质量分别为4m、3m、2m、m的四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将O、A间的细线剪断，则剪断瞬间球A和球D的加速度大小分别为( )
A. 2.5g，g B. 0，g
C. 2.5g，0 D. 4g，0
6.如图所示，物块M静止在粗糙绝缘水平桌面上，轻质绝缘绳通过小滑轮把带电小球Q与物块M连接，在滑轮正下方一定距离的竖直绝缘墙上固定一带电小球P，初始时P，Q电荷量均为+q，细绳拉直与竖直方向夹角为θ，假设P电荷量保持不变，Q缓慢漏电，在Q电荷量自+q变为+18q过程中，两球均可看作点电荷，且M始终不动，下列说法正确的是( )
A. M受到的摩擦力变小B. M受到的摩擦力变大
C. PQ之间的距离变为原来的34D. PQ之间的距离变为原来的12
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.从地面竖直上抛物体A，同时在其正上方某高度有一物体B自由落下，两物体在空中相遇未相碰，相遇时的速率都是v，(不计空气阻力)则( )
A. 物体A上抛的初速度大小是两物体相遇时速率的2倍
B. 相遇时物体A已上升的高度和物体B已下落的高度相同
C. 物体A在空中运动的时间是物体B运动时间的2倍
D. 物体A和物体B落地速度相等
8.一斜劈静止于粗糙的水平地面上，在其斜面上放一滑块m，若给m一向下的初速度v0，则m正好保持匀速下滑。如图所示，现在m下滑的过程中再加一个作用力，则以下说法正确的是( )
A. 若在m上加一竖直向下的力F1，则m将保持匀速运动，M和地面间没有静摩擦力
B. 若在m上加一个沿斜面向下的力F2，则m将做加速运动，地面对M有向右的静摩擦力
C. 若在m上加一个水平向右的力F3，则m将做减速运动，在m静止前地面对M有向左的静摩擦力
D. 无论在m上加什么方向的力，在m沿斜面向下运动的过程中，M对地都没有静摩擦力的作用
9.如图所示，一足够长的、倾角为37°的传送带以恒定速率稳定运行，一质量m=1kg、底部有墨粉的小物体从传送带中间某位置平行滑上传送带，取物体沿传送带向上运动方向为正方向，则物体相对地面的速度随时间变化的关系如图所示，若取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。则下列说法正确的有( )
A. 0−8s内物体位移的大小为14m
B. 物体与传送带间动摩擦因数μ=0.625
C. 0−4s内物体上升的高度为4m
D. 0−8s内物体在传送带上留下的墨迹长度为18m
10.在光滑水平面上的O点有一物体，初速度为O，先以加速度a1向右做匀加速直线运动，一段时间后到达A点，这时加速度突然反向，且大小变为a2，经相同时间回到O点左侧的B点，已知2OA=OB，则物体在A点时速度大小为vA，在B点时的速度大小为vB，则( )
A. a2=5a1B. a2=3a1C. vB=4vAD. vB=3vA
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某实验小组设计了如图甲的实验装置来测量砂桶中砂的质量。

主要实验步骤如下：
(1)平衡好摩擦力后，在砂桶中加入质量为m0的砂；
(2)接通传感器电源，释放小车，利用位移传感器测出对应的位移与时间(x−t)图像；
(3)在砂桶和砂质量不变的情况下，改变小车的质量，测量出不同的加速度。
①图乙是当小车质量为M=0.2kg时，运动过程中位移传感器记录下的x−t图像，由图可知，小车的加速度a= ______m/s2。
②图丙为加速度a的倒数和小车质量M的(1a−M)图像，利用题中信息求出b= ______s2⋅m−1，砂的质量m0= ______kg(已知砂桶的质量m=0.01kg，重力加速度g=10m/s2)。
12.某同学用如图1所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。实验步骤如下：

a、安装好实验器材。
b、接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个点取一个计数点，如2图中0、1、2……6点所示。
c、测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：s1、s2、s3……s6。
d、通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动。
e、分别计算出s1、s2、s3……s6与对应时间的比值s1t1、s2t2、s3t3⋅⋅⋅⋅⋅⋅s6t6。
f、以st为纵坐标、t为横坐标，标出st与对应时间t的坐标点，画出st−t图线。结合上述实验步骤和测得的数据及st−t图线完成下面的内容：
(1)根据纸带上的数据，用逐差法求加速度的表达式为a= ______(用测得的物理量符号表示)；
(2)根据st−t图线判断计算，在打下0计数点时，小车的速度v0= ______m/s；小车在斜面上运动的加速度a= ______m/s2(保留两位小数)。
四、简答题：本大题共2小题，共28分。
13.某公路的十字路口，红灯拦停了很多汽车，拦停的汽车排成笔直一列，最前面的一辆汽车的前端刚好与路口停车线相齐，相邻两车的前端之间的距离均为l=6m；若汽车起动时都以a=2m/s2的加速度做匀加速直线运动，加速到v=10m/s后做匀速运动。该路口亮绿灯时间t=30s，而且有按倒计时显示时间显示灯。另外交通规则规定：原在绿灯时通行的汽车，黄灯亮起时，头已越过停车线的汽车允许通过。
(1)若绿灯亮起瞬时，所有司机同时起动汽车，有多少辆汽车能通过路口？
(2)第(1)问中，不能通过路口的第一辆汽车司机，在时间显示灯刚亮出“3”时(表示绿灯显示的时间还剩3秒)开始刹车做匀减速直线运动，结果汽车的前端与停车线相齐时刚好停下，求刹车后汽车的加速度大小。
(3)事实上由于人反应时间的存在，绿灯亮起时不可能所有司机同时起动汽车。现假设绿灯亮起时，第一个司机滞后，Δt=0.8s起动，且后面司机都比前一辆汽车滞后0.8s起动汽车，在该情况下，有多少辆车能通过路口？
14.如图所示，水平地面上有一两端开口的圆形管道，管道内部最上端有一活塞，已知管道质量为3m，活塞质量为m，两者间的最大静摩擦力为kmg(k>1)(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。不计空气阻力，重力加速度为g。
(1)若管道受到竖直向上的拉力作用，活塞与管道间没有相对滑动，求拉力的最大值F。
(2)若管道突然获得竖直向上的初速度v0，求管道第1次落地前活塞(还在管道中)相对于管道的位移L1。
(3)在(2)中，若k=3，管道每次与地面碰撞后以原速率返回。当管道与地面碰撞4次后的运动过程中活塞刚好能脱离管道，求管道的长度L。
五、计算题：本大题共1小题，共10分。
15.如图所示，质量M=3kg的木块套在水平杆上，并用轻绳将木块与质量m=1.6kg的小球相连。今用跟水平方向成α=37°角的拉力F=10N，拉着小球带动木块A一起向右匀速运动，运动中木块与小球相对位置保持不变，取g=10m/s2。求：
(1)木块所受水平杆的摩擦力f的大小；
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数为μ；
(3)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ的正切值。
参考答案
1.D
2.C
3.B
4.C
5.C
6.D
7.ACD
8.AD
9.AD
10.AC
11.2 0.1 0.04
12.s6−2s39T2 0.18 4.80
13.解：(1)汽车加速时间
t1=va=102s=5.0s
40.0s时间，汽车能行驶的位移
x=12at12+v(t−t1)=12×2×5.02m+10×(30−5)m=475m
n=xl=4756=79.2
根据题意，所以能有80辆汽车通过路口
(2)记t0=3.0s，当计时灯刚亮出“3”时，第81辆汽车行驶的位移
x1=12at12+v(t−t1−t0)=12×2×5.02m+10×(30−5−3)m=445m
此时汽车距停车线的距离
x2=80L−x1=80×6m−445m=35m
第81辆车刹车后加速度
a′=v22x2=1022×35m/s2=107m/s2
(3)设能通过k辆汽车，则
12at12+v(t−t1−kΔt)≥(k−1)l
数据代入后解得
k≤34.3
所以能通过34辆汽车
答：(1)若绿灯亮起瞬时，所有司机同时起动汽车，有80辆汽车能通过路口；
(2)第(1)问中，不能通过路口的第一辆汽车司机，在时间显示灯刚亮出“3”时(表示绿灯显示的时间还剩3秒)开始刹车做匀减速直线运动，结果汽车的前端与停车线相齐时刚好停下，求刹车后汽车的加速度大小107m/s2。
(3)事实上由于人反应时间的存在，绿灯亮起时不可能所有司机同时起动汽车。现假设绿灯亮起时，第一个司机滞后，Δt=0.8s起动，且后面司机都比前一辆汽车滞后0.8s起动汽车，在该情况下，有34辆车能通过路口。
14.解：(1)根据题意，设最大拉力时，整体的加速度为a，由牛顿第二定律，对整体有
F−(3m+m)g=(3m+m)a
对活塞有
kmg−mg=ma
联立解得
F=4kmg
(2)根据题意，设管道的加速度大小为加a1，活塞的加速度大小为a2，经时间t后两者达共同速度v1，向上的位移分别为x1和x2。
对管道，由牛顿第二定律得
kmg+3mg=3ma1
由运动学公式可得
v1=v0−a1t，x1=v0+v12t
对活塞，由牛顿第二定律得
kmg−mg=ma2
由运动学公式可得
v1=a2t，x2=v12t
则管道的最小长度为
L=x1−x2
联立解得
L=3v028kg
(3)管道向上运动位移x1后，与活塞一起以初速度v1做竖直上抛运动，与地面碰撞前瞬间速为v，有
v2−v12=2gx1
由以上各式得
v= 10vv0
管道与地面碰撞后，管道以初速度v，加速度a1向上减速，活塞以初速度v，加速度a2向下减速，因为k=3，则有
a1=a2=2g
两者均经过时间t1速度减为0，则有
t1=va1
此时管道上升的高度
ℎ1=v24g
从碰后到共速的过程中，两者的相对位移为
Δx1=v22g
管道与地面第2次碰撞前瞬间速度为
v2= 2gℎ1
同理，从第2次碰后到共速的过程中，两者的相对位移为
Δx2=v222g
解得Δx2=12g( 22v)2
从第3次碰后到共速的过程中，两者的相对位移为Δx3=12g( 22)4v2
从第4次碰后到共速的过程中，两者的相对位移为Δx4=12g( 22)6v2
管道的长度
L=L1+Δx1+Δx2+Δx3+Δx4
由以上各式可求得
L=91v02128g
答：(1)拉力的最大值为4kmg。
(2)管道第1次落地前活塞(还在管道中)相对于管道的位移为3v028kg。
(3)管道的长度为91v02128g。
15.解：(1)将木块和小球看场一个整体，因为匀速运动，所以整体受力平衡，水平方向有
f=Fcs37°
解得
f=8N
(2)对小球竖直方向有
Fsin37°+Tsinθ=mg
对木块竖直方向有
Tsinθ+Mg=FN
又因为
f=μFN
解得
μ=0.2
(3)对小球竖直方向有
Fsin37°+Tsinθ=mg
对小球水平方向有
Fcs37°=Tcsθ
又因为
tanθ=sinθcsθ
解得
tanθ=54
答：(1)木块所受水平杆的摩擦力f的大小为8N；
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数为为0.2；
(3)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ的正切值为54。