2024-2025学年北京市通州区潞河中学高三上学期10月月考物理试题（含答案）

这是一份2024-2025学年北京市通州区潞河中学高三上学期10月月考物理试题（含答案），共12页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.科学家设想未来较为理想的可控核聚变反应方程为 11H+ 511B→3X，下列说法正确的是( )
A. X为 612CB. 该方程为α衰变方程
C. 该反应质量数守恒D. 大亚湾核电站采用核聚变反应发电
2.把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，用它观察灯焰。右图为肥皂膜在竖直平面内静置时的干涉条纹照片。下列说法正确的是( )
A. 拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于b附近
B. 拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于a附近
C. 肥皂膜在竖直平面内静置时，其厚度处处相同
D. 为了便于观察干涉图样，观察者和灯焰位于肥皂膜的两侧
3.水能够浸润玻璃。向正方形的玻璃鱼缸内注入一定体积的水(图中阴影区域)，然后盖上玻璃板，完全密封。如果把这个鱼缸放置在天宫空间站，即处于完全失重的环境中，则稳定后鱼缸内水的形状可能是( )
A. B. C. D.
4.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是( )
A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态
B. 如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变
C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A，B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A位置小球所受筒壁的支持力要大于在B位置时的支持力
D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，车轮会对内轨有挤压作用
5.如图甲所示为光滑水平面上的弹簧振子，以平衡位置O为原点，在A、B之间做简谐运动，某时刻开始计时，其偏离平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 该弹簧振子的振幅为10cmB. 该振动系统的振动周期为2.5s
C. t=0时，弹簧振子动能最大D. t=1.5s时，弹簧处于压缩状态
6.如图所示，小球在F作用下处于静止状态。现保持θ不变，缓慢转动F，下列说法中正确是( )
A. 细线拉力始终不变B. F可以竖直向下
C. F可以竖直向上D. 当F转到水平位置时最小
7.太空碎片会对航天器带来危害。设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图中实线所示。为了避开碎片，空间站在P点向图中箭头所指径向方向极短时间喷射气体，使空间站获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则( )
A. 空间站变轨前、后在P点的加速度相同
B. 空间站变轨后的运动周期比变轨前的小
C. 空间站变轨后在P点的速度比变轨前的小
D. 空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的大
8.铅球投掷比赛中，铅球离手时的初速度为v0，落地时的速度为v，忽略空气阻力。下列四个图中能够正确反映各时刻铅球速度矢量的示意图是( )
A. B.
C. D.
9.某研究小组在研究“估测甩手时指尖的最大向心加速度”课题研究时，利用摄像机记录甩手动作，A、B、C是甩手动作最后3帧(每秒25帧)照片指尖的位置。根据照片建构A、B之间运动模型：开始阶段，指尖A以肘关节M为圆心做圆周运动，到接近B的最后时刻，指尖以腕关节N为圆心做圆周运动。测得A、B之间的距离为26cm，B、N之间的距离为17cm。粗略认为A、B之间平均速度为甩手动作最后阶段指尖做圆周运动的线速度。重力加速度为g。请估测甩手时指尖的最大向心加速度( )
A. 5g B. 10g
C. 25g D. 50g
10.如图所示，一个理想变压器的原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈两端a、b接正弦式交流电源。在原线圈前串联一个规格为“熔断电流0.2A、电阻5Ω”的保险丝，与原线圈并联的电压表的示数稳定为220V，电压表为理想电表，若电路可以长时间正常工作，下列说法正确的是( )
A. 通过电阻R的最大瞬时电流为2AB. 变压器的输出功率最大值为442W
C. 保证保险丝不断的电阻R的最小值为11ΩD. 电阻R增大时，流经保险丝的电流也增大
11.北京冬奥会高台滑雪场地示意如图。一运动员(含装备)的质量为m，从助滑坡上A点由静止沿坡(曲线轨道)下滑，经最低点B从坡的末端C起跳，在空中飞行一段时间后着陆于着陆坡上D点。已知A、C的高度差为ℎ1，C、D的高度差为ℎ2，重力加速度大小为g，摩擦阻力和空气阻力不能忽略，运动员可视为质点。则下列判断正确的是( )
A. 运动员在B点处于失重状态
B. 运动员起跳时的速率vC> 2gℎ1
C. 运动员着陆前瞬间的动能EkD=mgℎ1+ℎ2
D. 运动员在空中飞行的时间t> 2ℎ2g
12.蹦极是体验者把一端固定的弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处自由落下的一项极限运动(可近似看作在竖直方向运动)。已知某体验者质量为50 kg，在一次下落过程中，所受弹性绳的拉力F与下落位移x的图像如图甲所示，下落位移x与运动时间t图像如图乙所示，其中t1为弹性绳恰好绷直的时刻，t2为体验者运动到最低点的时刻，不计空气阻力(g取10 m/s2)。下列说法正确的是( )
A. F0大小为1000 N
B. 体验者下落的最大速度为20 m/s
C. 下落过程中，体验者的最大加速度为30 m/s2
D. 下落过程中，弹性绳的最大弹性势能为2 × 103J
13.如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动(不计一切阻力)，小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其T−v2图像如图乙所示，则下列说法不正确的是( )
A. 轻质绳长为mba
B. 当地的重力加速度为am
C. 当v2=c时，轻质绳最高点拉力大小为acb−a
D. 若小球在最低点时的速度v12=b，小球运动到最低点时绳的拉力为mg
14.近10年来我国大力发展空军和海军，新增舰船是除美国外其他国家的总和。无论是飞机还是战舰设计，都需要复杂的流体力学知识。当流体流动时，根据流动特征可以分成湍流和层流：如果流体质点的轨迹(一般说随初始空间坐标x、y、z随时间t而变)是有规则的光滑曲线(最简单的情形是直线)，这种流动叫层流，此时流体分层流动，各层互不混合，没有这种性质的流动叫湍流。不同状态的流体动力学方程不一样。流体力学中用一个无量纲的数--雷诺数Re(Reynldsnumber)，来表征流体的这一特征，一般情况下，雷诺数小的时候是层流，雷诺数大的时候是湍流。已知雷诺数由四个变量决定，流体的流速v、流体的密度ρ、特征长度d，黏性系数μ。请根据所学知识对雷诺数的表达式做出判断，以下表达式中可能正确的是：(已知黏性系数μ为流体中相距dx的两平行液层，由于内摩擦，使垂直于流动方向的液层间存在速度梯度dvdx，当速度梯度为1个单位，相邻层“单位”接触面S上所产生的黏滞力F(亦称内摩擦力)即黏性系数，以μ表示：μ=FSdvdx/它的单位是Pa·s)( )
A. Re=ρ vdμB. Re=ρvdμC. Re=ρvd2μD. Re=ρvdμ3
二、实验题：本大题共2小题，共18分。
15.在“验证机械能守恒定律”的实验中
(1)下列操作正确的是 。
A. B． C．
(2)实验获得一条纸带，截取点迹清晰的一段并测得数据如图所示，已知打点的频率为50Hz，则打点“13”时，重锤下落的速度大小为________m/s(保留三位有效数字)。
(3)某同学用纸带的数据求出重力加速度g=9.77m/s²，并用此g值计算得出打点“1”到“13”过程重锤的重力势能减小值为5.09m，另计算得动能增加值为5.08m(m为重锤质量)则该结果____(选填“能”或“不能”)验证机械能守恒定律。
16.某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图(a)所示，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定一遮光片，细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上钩码。
(1)实验前调节轨道右端滑轮高度，使细线与轨道平行，再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力。
(2)小车的质量为M1=320g。利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a。钩码所受重力记为F，作出a−F图像，如图(b)中图线甲所示。
(3)由图线甲可知，F较小时，a与F成正比；F较大时，a与F不成正比。为了进一步探究，将小车的质量增加至M2=470g，重复步骤(2)的测量过程，作出a−F图像，如图(b)中图线乙所示。
(4)与图线甲相比，图线乙的线性区间___________，非线性区间___________。再将小车的质量增加至M3=720g，重复步骤(2)的测量过程，记录钩码所受重力F与小车加速度a，如表所示(表中第9∼14组数据未列出)。
(5)请在图(b)中补充描出第6至8三个数据点，并补充完成图线丙________。
(6)根据以上实验结果猜想和推断：小车的质量___________时，a与F成正比。结合所学知识对上述推断进行解释：_____________________。
三、计算题：本大题共4小题，共40分。
17.如图所示，一个质量m=10kg的物体放在水平地面上。对物体施加一个F=50N的拉力，使物体做初速为零的匀加速直线运动。已知拉力与水平方向的夹角θ=37°，物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.50，sin37°=0.60，cs37°=0.80，取重力加速度g=10m/s2。
(1)求物体运动的加速度大小；
(2)求物体在2.0s末的瞬时速率；
(3)若在2.0s末时撤去拉力F，求此后物体沿水平地面可滑行的最大距离。
18.中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。图甲是北斗导航系统卫星分布示意图，乙所示为其中一颗北斗卫星的轨道示意图。已知该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球半径为R，地球表面附近的重力加速度为g，引力常量为G。
(1)求地球的质量M；
(2)求该卫星的轨道距离地面的高度ℎ；
(3)请推导第一宇宙速度v1的表达式，并分析比较该卫星的运行速度v与第一宇宙速度v1的大小关系。
19.跑酷不仅可以强健体质，也可使得自身反应能力更加迅速。现有一运动员在图示位置起跳，运动过程姿势不变且不发生转动，到达墙面时鞋底与墙面接触并恰好不发生滑动，通过鞋底与墙面间相互作用可以获得向上的升力。已知运动员起跳时速度为v0，v0与水平方向夹角为θ，到达墙壁时速度方向恰好与墙面垂直，运动员鞋底与墙面的动摩擦因数为μ(4μ>tanθ)，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，全过程忽略空气阻力影响。
(1)求运动员起跳时的水平分速度vx与竖直分速度vy；
(2)运动员与墙发生相互作用的时间为t，蹬墙后速度竖直向上，不再与墙发生相互作用，求蹬墙后运动员上升的最大高度H；
(3)若运动员蹬墙后水平方向速度大小不变，方向相反，为了能够到达起跳位置的正上方，且距离地面高度不低于蹬墙结束时的高度，求运动员与墙发生相互作用的最长时间tm。
20.阿特伍德机是由英国物理学家乔治·阿特伍德在1784年发表的《关于物体的直线运动和转动》一文中提出的，用于测量加速度及验证运动定律的机械。如图所示，一定滑轮两端分别与质量为3m的物体A和质量为m的物体B相连。不计轮轴间的摩擦力和空气阻力，假设绳子与轮轴间不会打滑。
(1)若不计滑轮质量，两物体均由静止释放，试求物体A下落高度ℎ后，两物体的速度大小；
(2)类比是一种常见的解决物理问题的方式。若滑轮的质量不可忽略，由于其自身惯性的存在，其角速度增加的过程也会受到阻碍。因此我们可以用转动惯量I作为其转动过程中惯性大小的量度，用角加速度α描述其转动加快过程中角速度的变化率；
a.在把物体视为质点时，我们可以利用牛顿第二定律描述合力与加速度的关系。类比这种关系，在刚体(形变可忽略的物体)的转动过程中，我们同样可以用类似的关系描述刚体的合力矩M(力矩是矢量，大小等于物体某点所受的力与其力臂的乘积，以使物体逆时针旋转的力矩方向为正方向)与角加速度(角速度的变化率)的关系。请根据角加速度的定义，类比线速度与角速度的关系，直接写出角加速度与半径为r的圆盘边缘的线加速度a的关系，并类比质点的牛顿第二定律，直接写出刚体转动过程中合力矩、转动惯量和角加速度的关系；
b.在把系统内各物体都视为质点时，我们可以利用机械能守恒描述物体重力势能与动能的相互转化。若考虑到刚体的转动动能，我们在使用机械能守恒的过程中，动能除了我们熟知的质点的平动动能以外，还需要加上有质量的刚体的转动动能。试类比质点的平动动能，写出刚体转动角速度为ω时刚体的转动动能Ek转；
c.若滑轮的质量为m，半径为R，其转动惯量的表达式I=12mR2。请根据以上关系，求解考虑滑轮质量的前提下，与物体A相连的轻绳拉力大小T1，与物体B相连的轻绳拉力大小T2，以及物体A下落高度ℎ后的速度大小。
参考答案
1.C
2.A
3.A
4.B
5.D
6.C
7.A
8.A
9.C
10.C
11.D
12.C
13.D
14.B
15.(1)B
(2)3.34
(3)不能

16. 较大 较小 远大于钩码质量 见解析
17.(1)0.5m/s2；(2)1m/s；(3)0.1m
18.(1) M=gR2G ；(2) ℎ=3gR2T24π2−R ；(3) v