[物理]辽宁省大联考2024-2025学年高三上学期10月月考试题(解析版)

这是一份[物理]辽宁省大联考2024-2025学年高三上学期10月月考试题(解析版)，共15页。

注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 无风的雨天，雨滴自高空由静止开始下落，由于空气阻力的影响，其速度—时间关系如图所示。则雨滴下落过程中加速度a随时间t变化的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据v-t图像中图线的各点切线斜率表示加速度，可知雨滴的加速度逐渐减小直至为零。
故选B。
2. 如图所示，完全相同的两小球a、b固定在一轻杆两端，轻杆可绕水平轴O在竖直面内转动，轴O距离a球较近。则在轻杆转动过程中，a、b两球具有相同大小的（ ）
A. 线速度B. 角速度C. 向心加速度D. 向心力
【答案】B
【解析】两小球随轻杆转动，属同轴转动，故角速度相等，根据
由于Ob的长度大于Oa的长度，则b球的线速度、向心加速度、向心力均大于a球的线速度、向心加速度、向心力。
故选B。
3. 如图所示，竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端连接质量为m的小球，小球由不可伸长的细线吊在天花板上。小球保持静止时细线中拉力大小为，为重力加速度。则剪断细线瞬间，小球的加速度（ ）
A. 大小为，方向竖直向下B. 大小为，方向竖直向上
C. 大小为g，方向竖直向上D. 大小为g，方向竖直向下
【答案】A
【解析】小球保持静止时细线中拉力大小为，以小球为对象，根据受力平衡可得
解得弹簧弹力大小为
方向竖直向上；剪断细线瞬间，弹簧弹力保持不变，根据牛顿第二定律可得
解得
方向竖直向下。
故选A。
4. 如图所示，一游泳爱好者在河边做好准备活动后，发现河对岸附近水中漂浮着一篮球顺水而下，失球者请求他帮忙捞取。当篮球与他的连线刚好与河岸垂直时，他跃入水中。如果河水流速处处相同，游泳爱好者的游泳速度大小保持静水中的游泳速度大小不变，要想尽快捡到篮球，他应该（ ）
A. 始终保持身体垂直河岸游B. 始终保持身体斜向河上游偏转某一角度
C. 始终保持身体斜向河下游偏转某一角度D. 先斜向河上游再斜向河下游，不断改变角度
【答案】A
【解析】依题意，游泳爱好者与篮球沿河水方向的速度相同，要想尽快捡到篮球，他应该始终保持身体垂直河岸游。
故选A。
5. 2024年6月4日，嫦娥六号的上升器携带月球样品自月球背面起飞，大约经过6分钟，进入近月点15km、远月点180km的上升目标轨道Ⅰ，再经过几次变轨，进入高度约210km的环月圆轨道Ⅱ。不考虑上升器的质量变化，下列说法正确的是（ ）
A. 上升器在轨道Ⅰ上由近月点向远月点运动过程中机械能增加
B. 上升器在环月圆轨道Ⅱ的机械能大于其在目标轨道Ⅰ的机械能
C. 上升器在环月圆轨道Ⅱ的动能大于其在目标轨道Ⅰ近月点的动能
D. 上升器在环月圆轨道Ⅱ的运行周期小于其在目标轨道Ⅰ的运行周期
【答案】B
【解析】A．上升器在轨道Ⅰ上由近月点向远月点运动过程中只有万有引力做功，机械能不变。故A错误；
B．上升器由目标轨道加速做离心运动变轨到环月圆轨道，所以在环月圆轨道Ⅱ的机械能大于其在目标轨道Ⅰ的机械能。故B正确；
C．根据
解得
又
可知上升器在环月圆轨道Ⅱ的动能小于其在与目标轨道Ⅰ近月点等距离圆轨道的动能。由变轨条件可知上升器在目标轨道Ⅰ近月点的动能大于其在与目标轨道Ⅰ近月点等距离圆轨道的动能。所以上升器在环月圆轨道Ⅱ的动能小于其在目标轨道Ⅰ近月点的动能。故C错误；
D．依题意，环月圆轨道Ⅱ的半径大于目标轨道Ⅰ的半长轴，根据开普勒第三定律
可知上升器在环月圆轨道Ⅱ的运行周期大于其在目标轨道Ⅰ的运行周期。故D错误。
故选B。
6. 如图所示，水平传送带匀速运行，一可视为质点的物块无初速度放到传送带的左端，到达右端前已经与传送带无相对运动，在传送带上留下一段划痕。重力加速度大小为g，物块与传送带间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。再利用下列哪组数据就可以计算物块与传送带间的动摩擦因数（ ）
A. 传送带的速度和传送带PQ间的长度
B. 传送带的速度和划痕的长度
C. 划痕的长度和物块从P到Q的运动时间
D. 传送带PQ间的长度和物块从P到Q的运动时间
【答案】B
【解析】依题意，物块在传送带上先做匀加速直线运动，与传送带共速后随传送带做匀速直线运动，可得
又
联立，解得
可知利用传送带的速度和划痕的长度就可以计算物块与传送带间的动摩擦因数。
故选B。
7. 如图所示，半球a固定在水平面上，光滑球b由不可伸长的轻质细线系着靠在半球上，细线的另一端拴在半球上的最高点P。开始时细线水平，保持固定点P不变，缓慢缩短细线长度，使球b在半球a上的位置逐渐升高。此过程中半球对小球的支持力N、细线的拉力F的变化情况是（ ）
A. N变大、F变大B. N变大、F变小
C. N不变、F变小D. N变小、F不变
【答案】C
【解析】对球b受力分析，逐渐升高过程，处于静态平衡状态，如图
设半球a的半径为R，光滑球b的半径为r，细线的长度为L，由相似三角形关系，可得
，
当细线长度逐渐减小时，半球对小球的支持力N保持不变，细线的拉力F的大小逐渐减小。
故选C。
8. 2024年巴黎奥运会上，中国跳水队的全红婵获得10米跳台金牌，其中一套动作是身体直立跳离跳台后身体重心位置升高了约0.2m，完成一系列动作后，身体沿竖直方向入水，不计空气阻力。则下列判断正确的是（ ）
A. 从离开跳台到手掌入水的过程经历的时间约为1.6s
B. 从离开跳台到手掌入水的过程经历的时间约为1.4s
C. 手掌入水时速度约为16m/s
D. 手掌入水时的速度约为14m/s
【答案】AD
【解析】设全红婵离开跳台的初速度为，根据题意有
解得
设从离开跳台到手掌入水的过程经历的时间为，以竖直向下为正方向，根据运动学公式可得
代入数据可得
解得
则手掌入水时的速度为
故选AD
9. 中国空间站的运动可以近似看成在距离地面高h处以周期T绕地球的匀速圆周运动，若地球看作半径为R质量分布均匀的球体，自转周期为引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A. 地球的质量可表示为
B. 地球的密度可表示为
C. 质量为m的航天员在空间站中受到的地球引力大小为
D. 质量为m的航天员在空间站中受到的地球引力大小为0
【答案】AC
【解析】A．根据
解得地球的质量可表示为
故A正确；
B．地球的密度可表示为
故B错误；
CD．质量为m的航天员在空间站中受到的地球引力大小为
故C正确；D错误。
故选AC。
10. 如图所示，倾角横截面为直角三角形的斜面体固定在地面上，斜面体的顶端有一轻质定滑轮，一竖直足够长的轻弹簧上端固定在斜面体的左侧面，不可伸长的轻质细线绕过定滑轮，穿过弹簧的中心轴线与物块a、b相连，定滑轮与物块a之间的细线与斜面平行，开始控制b静止在地面上，弹簧下端与b相距L，b与滑轮间的细线竖直，由静止释放b，b接触弹簧后开始压缩弹簧，之后的运动过程中a未触地。a的质量为3m，b的质量为m，重力加速度大小为g，弹簧的劲度系数为。不计一切摩擦。已知弹簧的压缩量为x时，其弹性势能为。弹簧一直处于弹性限度内，则（ ）
A. 物块b的最大速度为B. 物块b的最大速度为
C. 弹簧的最大弹力大小为mgD. 物块a沿斜面下滑的最大距离为2L
【答案】BD
【解析】AB．当物块b受力平衡时，速度达到最大，设此时弹簧的压缩量为，则有
解得
根据能量守恒可得
解得物块b的最大速度为
故A错误，B正确；
CD．设弹簧的最大压缩量为，根据能量守恒可得
解得
则弹簧的最大弹力大小为
物块a沿斜面下滑的最大距离为
故C错误，D正确。
故选BD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 一组同学用力传感器进行探究加速度与力的关系实验，装置如图甲所示。将一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，力传感器固定在小车上，不可伸长的轻绳绕过定滑轮分别连接力传感器和钩码，小车与通过打点计时器的纸带相连接。实验中，可以借助手机直接读出绳对力传感器的拉力F的大小，根据纸带打点情况可以计算出小车运动的加速度a。若小车和力传感器的总质量为M，钩码的质量用m表示，重力加速度大小为g。回答下列问题：
（1）若实验中小车所受的阻力恒为f，则小车运动过程中所受的合外力为______。（用F和f表示）
（2）实验中改变钩码的质量，得到多组a、F的值，绘制图像如图乙所示。所得图像是一条不经过坐标原点的直线，则说明物体的加速度与合外力______（填“成”或“不成”）正比。
（3）由图乙图像可知，小车与力传感器的总质量为______kg。
【答案】（1）F-f （2）成 （3）2
【解析】【小问1详解】
根据牛顿第二定律可得
【小问2详解】
若
可得
由此可知，物体的加速度与合外力成正比；
小问3详解】
结合图像可得
所以
12. 用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律，铁架台的上部固定限位板，下部装有光电门，质量为m、直径为d的小球紧贴限位板由静止下落，通过光电门的时间为T，限位板下沿到光电门的距离为h，重力加速度大小为g。
（1）小球从限位板到球心经过光电门的过程中，重力势能的减少量可表示为______。
（2）小球通过光电门时的速度大小可表示为______。
（3）用游标卡尺测量小球直径的示数如图（b），则读数为______cm。
（4）如果。则本次小球下落过程中，重力势能的减少量为______J；动能的增加量为______J。（结果均保留3位有效数字）
【答案】（1） （2）
（3）2.005 （4）0.196 0.195
【解析】【小问1详解】
小球从限位板到球心经过光电门的过程中，重力势能的减少量可表示为
【小问2详解】
小球通过光电门时的速度大小可表示为
【小问3详解】
用游标卡尺测量小球直径的示数如图（b），则读数为
【小问4详解】
[1]本次小球下落过程中，重力势能的减少量为
[2]动能的增加量为
13. 某高铁车站有一列8节编组的列车A正在进站，以的加速度做匀减速运动。另一条平行轨道上，另一列8节编组的列车B以234km/h的速度同向匀速通过。从B的车头与A的车尾齐平到B的车尾与A的车头齐平，经历的时间是8s，已知A、B车长均为200m，求：
（1）B的车头与A的车尾齐平时，A的速度大小；
（2）从B的车尾与A的车头齐平至A停稳，A运动的距离。（保留1位小数）
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
8s内A的位移
8s内B的位移
根据题意可知
解得
【小问2详解】
B车尾与A的车头齐平时，A的速度
之后A运动的距离为，则有
联立解得
14. 如图所示，质量为1kg的小物块A放在长木板B的左端，B放在水平地面上，B的质量为2kg。A、B间的动摩擦因数为0.5，B与地面间的动摩擦因数为0.1。某时刻给A施加一大小为10N的水平向右的恒力F，作用0.6s后撤去该力，A最终未滑离B。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。求：
（1）力F最大功率；
（2）力F做的功；
（3）撤去力F时B的动能。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
给A施加恒力F，设A、B发生相对滑动；以A为对象，根据牛顿第二定律可得
解得A的加速度大小为
以B为对象，根据牛顿第二定律可得
解得B的加速度大小为
假设成立；作用0.6s后撤去该力，此时A的速度为
力F的最大功率为
【小问2详解】
撤去力F前，A通过的位移大小为
力F做的功为
【小问3详解】
撤去力F时，B的速度大小为
B的动能为
15. 如图所示，固定在同一竖直面内倾角为的轨道AB和圆弧轨道BCD相切于B点，圆弧轨道的圆心为O，CD为竖直直径，BE连线过O点。一质量为m可视为质点的光滑小球从倾斜轨道上的P点由静止滑下，圆弧轨道的半径为r，PB间的距离为L，重力加速度大小为g。
（1）试论证小球从D点离开轨道后是否能直接落到BC间的轨道上；
（2）若倾角，则为何值时，小球从D点离开后会落到轨道AB上与O点等高处？
（3）若，为使小球能通过E点，应满足的条件（用三角函数表示）。
【答案】（1）不能 （2）
（3）
【解析】【小问1详解】
设小球平抛运动的初速度为，竖直位移为h，运动时间为t，则
，
水平位移
又
，
联立，解得
而BC间任意一点到CD竖直线的距离均小于r，所以小球不可能直接落在BC间的轨道上。
【小问2详解】
小球落到轨道AB上与O点等高处，则
，
联立，解得
小球从P到D，根据机械能守恒定律
整理，可得
【小问3详解】
若小球能通过E点，则
解得
小球从P到E，根据机械能守恒定律
整理，可得