山东省泰安第二中学2024-2025学年高三上学期10月月考物理试题

这是一份山东省泰安第二中学2024-2025学年高三上学期10月月考物理试题，共13页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：90分钟 试题满分100分
一、选择题（18题，每题3分，只有一个选项符合要求。912题为多选，每题4分。对而不全得2分，有错选的得0分）
1．如图所示，电动打夯机由偏心轮（飞轮和配重物组成）、电动机和底座三部分组成。电动机、飞轮和底座总质量为M，配重物质量为m，配重物的重心到轮轴的距离为R，重力加速度为g。在电动机带动下，偏心轮在竖直平面内匀速转动，皮带不打滑。当偏心轮上的配重物转到顶端时，底座刚好对地面无压力。
下列说法正确的是（ ）
A．电动机轮轴与偏心轮转动角速度相同 B．配重物转到顶点时处于超重状态
C．偏心轮转动的角速度为 D．打夯机对地面压力的最大值大于
2．如图所示，物体由静止开始分别沿I和Ⅱ不同的斜面由顶端A至底端B，物体与两种斜面间的动摩擦因数相同，且不计路径Ⅱ中转折处的能量损失，以下说法正确的是（ ）
A．沿I斜面由顶端A至底端B时的动能大 B．沿Ⅱ斜面由顶端A至底端B时的动能大
C．沿I斜面由顶端A至底端B时重力的功率大 D．沿I、Ⅱ斜面由顶端A至底端B时重力的功率相等
3．2023年8月28日株洲清水塘大桥正式通车。如图甲所示，大桥全长2.85千米，主跨为408米双层钢桁架拱桥结构，位列同类桥梁中湖南第一、桥梁上层为机动车道，下层为行人和非机动车通行的景观通道。大桥一经开通就成为了株洲市民观光散步、娱乐休闲的“网红桥”。图乙中A、B、C、D、E、F为大桥上的六根竖直钢丝绳吊索，相邻两根吊索之间距离均相等，若一汽车在桥梁上层从吊索A处开始做匀减速直线运动，刚好在吊索E、F的中点N点停下，汽车通过吊索E时的瞬时速度为，从E点到N点的时间为t，则（ ）
甲 乙
A．汽车通过吊索A时的速度为
B．汽车通过AE段的时间等于
C．汽车通过AE段的平均速度是EN段平均速度的4倍
D．汽车通过全程AN的平均速度小于
4．如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时，对应的轨道半径为（重力加速度为g）（ ）
A． B． C． D．
5．有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河。小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直。去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为（ ）
A． B． C． D．
6．假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示，小滑块A、B的质量分别为、m，其中A套在固定的竖直杆上，B静置于水平地面上，A、B间通过铰链用长为L的刚性轻杆连接。一轻弹簧左端与B相连，右端固定在竖直杆上，弹簧水平。当时，弹簧处于原长状态，此时将A由静止释放，下降到最低点时变为，整个运动过程中，A、B始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g则A下降过程中（ ）
A．A、B组成的系统机械能守恒
B．弹簧弹性势能的最大值为
C．竖直杆对A的弹力一定大于弹簧弹力
D．A的速度达到最大值前，地面对B的支持力大于
8．如图，战机在斜坡上进行投弹演练。战机水平匀速飞行，每隔相等时间释放一颗炸弹，第一颗落在a点，第二颗落在b点。斜坡上c、d两点与a、b共线，且，不计空气阻力，第三颗炸弹将落在（ ）
A．bc之间 B．c点 C．cd之间 D．d点
9．某工地小型升降电梯的原理如图所示，轿厢A、对重B跨过轻质定滑轮通过足够长轻质缆绳连接，电机通过轻质缆绳拉动对重，使轿厢由静止开始向上运动，运动过程中A未接触滑轮、B未落地。已知A、B质量分别为，电机输出功率恒为，不考虑空气阻力与摩擦阻力，重力加速度g取。当对重以的加速度向下加速时，下列描述正确的是（ ）
A．此时A、B之间轻质缆绳的拉力大小为 B．此时A、B之间轻质缆绳的拉力大小为
C．此时轿厢的速率为 D．此时轿厢的速率为
10．如图所示，飞行器P绕半径为R的某行星做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为，其环绕周期为T，引力常量为G，行星可视为质量均匀分布的球体，不考虑行星的自转，下列说法正确的是（ ）
A．行量的质量为 B．行星的平均密度为
C．行星表面的重力加速度为 D．行星的第一宇宙速度为
11．如图所示，长为的水平传送带以恒定速率顺时针运动，一质量为的不计大小的小煤块从传送带左端轻放在传送带上，小煤块与传送带间的动摩擦因数，已知重力加速度，在小煤块整个运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小煤块在传送带上加速运动时加速度为
B．小煤块在传送带上运动时间为
C．小煤块在传送带上留下的划痕长度为
D．传送小煤块过程中，传送带对小煤块做功为
12．如图所示，一倾角为的光滑斜面固定在水平面上，斜面的底端固定一垂直斜面的挡板，上端固定一定滑轮O。劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与质量为的物块Q连接。一跨过定滑轮O的轻绳一端与物块Q连接，另一端与套在水平固定的光滑直杆上质量为m的物块P连接。初始时物块P在水平外力F作用下静止在直杆的A点，且恰好与直杆没有相互作用，轻绳与水平直杆的夹角也为。去掉水平外力F，物块P由静止运动到B点时轻绳与直杆间的夹角。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为d，重力加速度大小为g，弹簧轴线、物块Q与定滑轮之间的轻绳与斜面平行，不计滑轮大小及摩擦，。则下列说法正确的是（ ）
A．物块P在A点时外力F的大小为
B．物块P从A点运动到B点时，物块Q沿斜面下移的距离为
C．物块P在A点和B点，这两个状态弹簧弹性势能相等
D．物块P运动到B点时，物块P、Q的速度之比为
二、实验题
13．（6分）某实验小组用频闪照相的方法研究平抛运动。该组同学得到小球运动过程中O、a、b、c四个点，以O为原点，以水平方向为x轴，竖直方向为y轴，其他点的坐标位置如图所示，不计空气阻力。根据图像中的数据可知（）：
（1）小球做平抛运动的初速度为__________；
（2）小球过b点的速度为__________；
（3）小球抛出点的坐标为（__________，_________）。
14．（8分）用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。
甲 乙 丙
（1）关于本实验下列说法不正确的是__________（填字母代号）。
A．为降低空气阻力带来的影响，应选择密度大、体积小的重物
B．为在纸带上打下尽量多的点，应释放重物后迅速接通打点计时器电源
C．为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，释放重物前应如图甲所示手持纸带上方而不能手拖重物，然后由静止释放
D．为减小纸带与打点计时器之间的摩擦，应调整打点计时器使两限位孔位于同一竖直线上
（2）选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以频率为的交变电流。用分度值为的刻度尺测得，，，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为，g取。
根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了__________J；此时重锤的动能比开始下落时增加了__________J。（结果均保留三位有效数字）
（3）某同学用如图丙所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为F。已知小球质量为m，当地重力加速度为g。在误差允许范围内，当满足关系式__________时，可验证机械能守恒。
三、解答题（共4小题）
15．（10分）如图所示，倾角的足够长斜面固定于水平地面上，将一小球（可视为质点）从斜面底端O以速度斜向上方抛出，速度方向与斜面间的夹角为。经历一段时间，小球以垂直于斜面方向的速度打在斜面上的P点。已知重力加速度为g，不计空气阻力，求：
（l）小球抛出时的速度方向与斜面间的夹角的正切值。
（2）小球到斜面的最大距离。
（3）小球到水平地面的最大高度。
16．（8分）
如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速旋转，一质量为的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与之间的夹角为，重力加速度为。
（1）若，小物块受到的摩擦力恰好为0，求；
（2）当时，小物块仍与罐壁相对静止，求小物块受到摩擦力f的大小。
17．（12分）A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕某一星球做匀速圆周运动，测得它们之间的距离随时间t变化的关系如图所示。己知该星球的半径r，周期T，万有引力常量为G，卫星A的线速度大于卫星B的线速度，不考虑A、B之间的万有引力。
求：
（1）A、B两颗卫星绕该星球做匀速圆周运动的轨道半径；
（2）该星球的质量；
（3）该星球的第一宇宙速度。
18．（16分）如图所示，竖直放置的半径为的螺旋圆形轨道BGEF与水平直轨道MB和BC平滑连接，倾角为的斜面CD在C处与直轨道BC平滑连接。水平传送带MN以的速度沿顺时针方向运动，传送带与水平地面的高度差为，MN间的距离为，小滑块P与传送带和BC段轨道间的动摩擦因数均为（未知），轨道其他部分均光滑。直轨道BC长，小滑块P的质量为现将滑块P从斜面高处静止释放，则P第一次到达与圆轨道圆心等高的F点时，对轨道的压力刚好为0。重力加速度g取，求：
（1）动摩擦因数；
（2）若滑块P从斜面高处静止下滑，求滑块从N点平抛的水平位移x大小，以及滑块与传送带间产生的内能Q；
（3）若滑块P在运动过程中能两次经过圆轨道最高点E，求斜面高H的范围。
物理答案
1．D 2．C 3．C 4．B 5．B 6．A 7．B 8．A 9．AC 10．BC 11．AB 12．BC
13．（1）2.0 （2）3.2 （3）
14．（1）C （2）1.67，1.62 （3）。
15．【解答】解：（1）小球从O点至P点运动过程中，仅受到重力作用，由牛顿第二定律可知，小球运动的加速度，
将小球的运动分解到沿斜面及垂直于斜面向下的两个方向，两个方向上的初速度大小分别为、，加速度大小为、，
小球运动至P点时，沿斜面方向的速度大小变为0，垂直于斜面方向的速度大小为，方向由垂直于斜面向上变为垂直斜面向下，
假设从O点运动至P点的时间为t，则有，
联立以上各式，将代入，得.
（2）分析可知，当小球垂直斜面方向的分速度减小至0时，小球距斜面的距离最大，距离为h，
小球垂直于斜面方向的初速度大小为，末速度为0，加速度为，已知，由三角关系可知，
由运动学关系可知，联立上式可知。
（3）将沿水平、竖直两个方向，分解为、，竖直方向的加速度为g，由几何关系可知，
已知，由此可知，
分析可知，当竖直方向的分速度变为0时，小球距水平地面的距离最大，假设距离为
由运动学关系可知，
联立上式可知。
16．【解答】解：（1）小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，当物块受到的摩擦力恰好等于零时，物块受到的重力与罐壁的支持力的合力提供向心力，如图所示
则有
解得
（2）当时
小物块有向下运动的趋势，小物块受到的摩擦力方向沿圆弧切线向上，小物块受力情况如图所示，
建立如图所示的坐标系，将向心力沿坐标轴进行分解，沿x方向根据牛顿第二定律可得
其中
解得摩擦力大小为
答：（1）小物块受到的摩擦力恰好为0，为；
（2）小物块受到摩擦力f的大小。
17．【解答】解：（1）已知卫星A的线速度大于卫星B的线速度，可知的卫星A的轨道半径小于卫星B的，设A、B的轨道半径分别为、，由图像可知：
联立解得：
（2）由图像可知每隔时间T两卫星距离最近，设A、B的周期分别为、，则有：
根据开普勒第三定律得：
联立可得：
对卫星B，由万有引力提供向心力得：
解得该星球质量为：
（3）第一宇宙速度等于卫星轨道半径为r的圆周运动的线速度，由万有引力提供向心得：
解得该星球的第一宇宙速度为：
18．【解答】解：（1）已知滑块P在圆形轨道F点时对轨道的压力刚好为零，可知此时的向心加速度为零，则滑块P在圆形轨道F点时速度为零，即，滑块从释放到F点，根据动能定理可得：
已知：
解得：
（2）对滑块从开始到N点的过程应用动能定理可得：
已知：
解得：
滑块从N点开始做平抛运动，根据平抛运动的规律可得：
解得：
物块在传送带上做匀减速直线运动的加速度大小为：
将物块在传送带上的运动逆向看成匀加速直线运动，则有：
解得：
滑块与传送带间产生的内能为：
（3）设滑块P从斜面高处静止释放恰好能第一次经过E点，从开始到E点由动能定理得：
在E点时，根据牛顿第二定律得：
解得：
设滑块滑上传送带时的速度为，根据动能定理得：
解得：
滑块在传送带上做减速运动的位移大小为：
解得：
因此滑块返回M点时的速度大小为：
根据机械能守恒定律可知滑块恰好能第二次过E点。
设滑块第一次到M点速度大小为v时，到N点的受到恰好为零，由动能定理得：
，解得
因，故再返回到M点时的最大速度为，设此情况对应的释放高度为，从释放到M点，根据动能定理得：
解得：
当返回到M点时的最大速度为时，第二次经过E点后到达B点滑上斜面，设当滑块再次从B点向左滑上圆轨道时在B点的速度为，则有：
解得
所以滑块不会第三次过E点，则能两次经过E点的高度差H的范围是：。