江西省南昌市第三中学2024-2025学年高三上学期10月月考物理试题（解析版）

这是一份江西省南昌市第三中学2024-2025学年高三上学期10月月考物理试题（解析版），共20页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（第1-7题为单选，每题4分；第8-10题为多选，每题6分，共计46分）
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 牛顿第一定律说明力是维持物体运动的原因
B. 若作用在运动物体上的力消失，则因为惯性，物体的加速度要隔一段时间才会消失
C. 火车内静坐的乘客看到车内桌上的一个苹果在没有任何人碰的情况下突然朝自己滚来，在他看来，苹果的突然运动不能用牛顿第二定律解释
D. 根据牛顿第三定律，一本静止于水平桌面上的书受到的重力和支持力一定大小相等，方向相反，作用在同一直线上
【答案】C
【解析】
A．牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，故A错误；
B．作用在运动物体上的力消失，物体的加速度随之消失，故B错误；
C．苹果的突然运动是因为要保持原来的运动状态，用惯性来解释，不能用牛顿第二定律解释，故C正确；
D．根据力的平衡可知，静止于水平桌面上的书受到的重力和支持力是一对平衡力，二者一定大小相等，方向相反，作用在同一直线上，故D错误。
故选C。
2. 要使小球A能击中离地面H高的小球P，设计了甲、乙、丙、丁四条内外侧均光滑轨道，如图所示。甲为高度小于H的倾斜平直轨道，乙丙丁均为圆轨道，圆心O如图所示。小球从地面出发，初速度大小都为，在甲轨道中初速度方向沿斜面，在乙、丙、丁轨道中初速度方向均沿轨道的切线方向，则小球A经过哪种轨道后有可能恰好击中P球（ ）
A. 轨道甲B. 轨道乙C. 轨道丙D. 轨道丁
【答案】D
【解析】
根据题意可知小球A上升过程中，重力做负功，P球高度为，所以至少重力做功
小球A的初动能为
所以只有动能全部转化为重力势能才能上升高度H，即小球A击中P球时速度恰好为。
A．甲轨道A球在轨道上沿斜面运动后斜抛，在最高点有动能，根据机械能守恒，小球不能到达H高度，甲不可能，故A错误；
B．乙轨道小球做竖直上抛运动，在最高点速度为零，能达到高度H，但不能击中P球，乙轨道不可能，故B错误；
C．丙轨道在小球通过圆周后，根据圆周运动规律若在P球处速度为0，则小球会做近心运动，所以在此之前小球就不再做圆周运动，故丙轨道不可能，故C错误；
D．丁轨道小球到达P点，小球的动能完全转化为重力势能，到达P点动能恰好为零，小球恰好击中P点，故丁轨道可以。故D正确。
故选D。
3. 如图所示，某杂技演员在做手指玩圆盘的表演。设该盘的质量为m，手指与盘之间的滑动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘底处于水平状态且不考虑盘的自转，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（ ）
A. 若手指支撑着盘，使盘保持静止状态，则手指对盘的作用力沿该手指方向
B. 若手指支撑着盘并一起水平向右匀速运动，则盘受到手水平向右的静摩擦力
C. 若盘随手指一起水平匀加速运动，则手对盘的作用力大小不可超过
D. 若手指支撑着盘并一起水平向右匀加速运动，则手对盘的摩擦力大小为μmg
【答案】C
【解析】
【分析】
A．若手指支撑着盘，使盘保持静止状态，则盘受到重力作用和手指的作用，二力平衡，即手指对盘的作用力竖直向上，故A错误；
B．若手指支撑着盘并一起水平向右匀速运动，盘相对手指静止，不受静摩擦力的作用，故B错误；
CD．若手指支撑着盘并一起水平向右匀加速运动，则盘受到向右的静摩擦力，但并没有发生相对滑动，所以受到的摩擦力
手对盘的作用力
故D错误，C正确。
故选C。
【点睛】此题是对物体的平衡及牛顿第二定律的考查；注意当盘子水平匀速运动时，受力平衡；盘子水平贾平加速运动时，靠静摩擦力产生水平加速度，竖直方向受力平衡；手对盘的作用力是摩擦力与支持力的合力。
4. 如图所示四幅图为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，物体在这段时间内的位移小于
B. 乙图中，物体的加速度为2m/s2
C. 丙图中，阴影面积表示t1 ~ t2时间内物体的加速度变化量
D. 丁图中，t = 3s时物体的速度为25m/s
【答案】D
【解析】
A．若物体做初速度为0、末速度为v0的匀加速直线运动，其位移为，根据图像与时间轴所围的面积表示位移，可知，该物体的位移大于匀加速直线运动的位移，故A错误；
B．由图得，根据公式
则得加速度大小
故B错误；
C．根据，可知丙图像中，阴影面积表示t1到t2时间内物体的速度变化量，故C错误；
D．根据
得
丁图图像可写成
对比可得
，
则时物体的速度为
故D正确。
故选D。
5. 为了备战2020年东京奥运会，我国羽毛球运动员进行了如图所示的原地纵跳摸高训练。已知质量m=60kg的运动员原地静止站立（不起跳）摸高为2.10m，比赛过程中，该运动员先下蹲，重心下降0.5m，经过充分调整后，发力跳起摸到了2.90m的高度。若运动员起跳过程视为匀加速运动，忽略空气阻力影响，g取10m/s2。则（ ）
A. 运动员起跳后到上升到最高点一直处于超重状态
B. 起跳过程平均速度比离地上升到最高点过程的平均速度小
C. 起跳过程中运动员对地面的压力为1560N
D. 从开始起跳到双脚落地需要0.8s
【答案】C
【解析】
A．从开始起跳到脚离开地面做匀加速运动，加速度向上，处于超重状态，离开地面到上升到最高点的过程中做竖直上抛运动，加速度向下，处于失重状态，故A错误；
C．从开始起跳到脚离开地面，重心上升
离开地面到上升到最高点的过程中，重心上升距离为
联立解得
，，
根据牛顿第三定律可得，起跳过程中运动员对地面的压力为1560N，故C正确；
B．根据平均速度公式可知，起跳过程的平均速度等于离地上升到最高点过程的平均速度，均为
故B错误；
D．加速上升时间为
减速上升与加速下降时间相等，均为
故总时间为
故D错误。
故选C。
6. 在进行滑雪赛道创新设计中，一位同学设计如图所示的模型，并用小球替代滑雪运动员进行研究，该模型滑道由弧形轨道ED、水平轨道DA、半径为R=0.4m的圆弧轨道AB（∠AOB=30°）、足够长的倾斜直轨道BC组成，所有轨道均光滑且平滑连接，并固定在竖直平面内，当小球从D的左侧弧形轨道上P点（图中未画出）静止释放后，不计空气阻力g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A. 在P点到A点的运动过程中，小球的机械能减小
B. 当PD间高度差小于0.2m时，小球会一直贴着滑道运动
C. 当PD间高度差大于0.2m时，小球会从A处飞出
D. 当PD间高度大于0.2m时，小球落到BC上的速度方向总是相同
【答案】C
【解析】
A．轨道光滑，小球贴着轨道运动过程中不会与轨道碰撞出现能量损失，整个过程中仅重力做功，因此小球的机械能守恒，故A错误；
C．若小球恰好不从A点飞出，根据机械能守恒定律有
根据牛顿第二定律有
可得
由此可知，当PD间高度差大于0.2m时，小球会从A处飞出，故C正确；
B．当PD间高度差小于0.2m时，小球到达A点时的速度较小，小球不会从A飞出去，会贴着圆弧轨道下滑，但在下滑的过程中，小球的速度增大，所需向心力增大，而重力沿半径方向的分量减小，根据牛顿第二定律可知，轨道对小球的支持力减小，当支持力减小到零时，小球将脱离圆轨道，故B错误；
D．当小球从A点飞出后落到斜面上时，由于位移方向不同，故速度方向不同，故D错误。
故选C。
7. 质量为M的凹槽静止在水平地面上，与竖直墙面接触，内壁为半圆柱面，截面如图所示。已知，B为半圆水平直径的端点，凹槽内有一质量为m的小滑块，现用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（ ）
A. 推力F先减小后增大，最大值为mgB. 凹槽对滑块的支持力先增大后减小
C. 墙面对凹槽的压力一直减小D. 水平地面对凹槽的支持力保持不变
【答案】C
【解析】
AB．如图所示，设F与竖直方向夹角为，根据受力平衡知
，
从A到B过程中，从逐渐减小到0，可知F逐渐增大，N逐渐减小。当滑块到达B点时，N恰好为零，F具有最大值为mg。
故AB错误；
C．将两物体看成整体，整体受水平向左的作用力为
因为从减小到0，根据函数单调性可知减小，则减小，可知墙面对凹槽的压力减小，故C正确；
D．对凹槽进行受力分析可知，水平地面对凹槽的支持力
根据牛顿第三定律，则地面对凹槽的作用力为
由以上分析知，逐渐减小，N逐渐减小，可知水平地面对凹槽的支持力逐渐减小，故D错误。
故选C。
8. 下列关于教材中的四幅插图说法正确的是（ ）
A. 图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹
B. 图乙是某材料制作的细管竖直插入水中的情景，证明水不浸润该材料
C. 图丙是是理想气体分子速率的分布规律，气体在状态下的分子平均动能大于状态下的分子平均动能
D. 图丁中一只水黾能停在水面上，是浮力作用的结果
【答案】BC
【解析】
A．每隔一段时间把观察到的炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线，所以布朗运动图像反映每隔一段时间固体微粒的位置，而不是运动轨迹，故A错误；
B．管内的页面低于管外液面，液体不浸润管壁，即水与该材料属于不浸润，故B正确；
C．由图丙可知气体在状态下速率大的分子占比较大，即气体在状态下温度较高，气体在状态下的分子平均动能大于状态下的分子平均动能，故C正确；
D．水有表面张力，所以水黾能停在水面上，故D错误。
故选BC。
9. 2024年6月2日，嫦娥六号“着上组合体”成功软着陆于月球背面南极-艾特肯盆地，落月过程大致分为主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段6个阶段，约需要900秒。当“着上组合体”缓慢下降并悬停在距离月球表面约2m高度时，“着上组合体”的主发动机关闭，“着上组合体”自由下落，完成软着陆。已知“着上组合体”的质量为3900kg，月球的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 月球表面的重力加速度大小约为2m/s2
B. 月球的第一宇宙速度大小约为1.5km/s
C. “着上组合体”最终着陆月球的速度大小约为6.4m/s
D. “着上组合体”着陆月球时，重力的瞬时功率约为22kW
【答案】AD
【解析】
A．根据万有引力与重力的关系有
月球表面的重力加速度为
故A正确；
B．根据万有引力与重力的关系有
所以
所以月球的第一宇宙速度为
故B错误；
C．“着上组合体”最终下落时初速度为0，根据
解得
故C错误；
D．“着上组合体”着陆月球时，重力的瞬时功率为
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，光滑斜面固定在桌面上，斜面倾角α=37°，在斜面底端固定一个与斜面垂直的挡板，在斜面顶端安装一个定滑轮，物块A和B用劲度系数为k的轻弹簧连接，将A放置在挡板上，物块B在斜面上处于静止状态。现将轻绳的一端固定在B上，绕过定滑轮后，在轻绳的另一端固定一个物块C，细绳恰好伸直且无拉力时，由静止释放物块C，已知物块A的质量为m，B的质量为m，C的质量为3m，斜面足够长，重力加速度为g，sin37°=0.6，下列说法正确的是（ ）
A. 释放物块C的瞬间，物块C的加速度大小为0.6g
B. 物块A刚离开挡板时，物块B的速度大小为
C. 若将物块C换为质量为0.2m的物体D，则物体D下落到最低点时的加速度大小为
D. 若将物块C换为质量为0.2m的物体D，则物块A对挡板压力的最小值为0.8mg
【答案】BD
【解析】
A．释放物块C瞬间，对物块C，根据牛顿第二定律可得
对物块B，根据牛顿第二定律可得
联立解得物块C的加速度大小为
故A错误；
B．释放物块C瞬间，弹簧的压缩量为
物块A刚离开挡板时，弹簧的伸长量为
可得
两状态弹簧的弹性势能相等，物块A刚离开挡板时，设物块B的速度为v，物块A、B、C和弹簧组成的系统机械能守恒，可得
联立可得
故B正确；
CD．将物块C换为质量为0.2m的物体D，设释放瞬间物体D的加速度大小为a2，以B和D为整体，根据牛顿第二定律可得
可得
方向竖直向下，则物块B的加速度大小也为，方向沿斜面向上，根据简谐运动的对称性，当物体D到达最低点时，物体D的加速度大小为，方向竖直向上，物块B的加速度大小也为，方向沿斜面向下；设弹簧的弹力为F，此时对物体D，根据牛顿第二定律可得
对物体B，根据牛顿第二定律可得
联立解得
可知此时弹簧对物块A作用力沿斜面向下，大小为
对物块A受力分析，可得挡板对物块A的支持力为
根据牛顿第三定律可知，物块A对挡板压力的最小值为0.8mg，故C错误，D正确。
故选BD。
二、实验题（每空2分，共计14分）
11. 某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，把弹簧放置在水平桌面上，测出其自然长度，然后如图所示竖直悬挂让弹簧自然下垂，在其下端挂上钩码。实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的增减钩码并记录与其对应弹簧的形变量x，作出F-x图线如图所示。
（1）图线不过原点的原因是__________。
（2）由图像可知弹簧的劲度系数为_________N/m。
（3）该同学又找来与弹簧性质相同的橡皮筋，在弹性限度内弹力F与伸长量x成正比，即F=kx，式中k值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关。理论与实验都表明，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称为杨氏模量。若某橡皮筋的k值与（1）中弹簧的劲度系数相同，该橡皮筋的原长为10.0cm，横截面积为1.0mm2，则可知该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是__________N/m（结果保留两位有效数字）。
【答案】 ①. 弹簧自身重力的影响 ②. 100 ③. 1.0107N/m2
【解析】
【分析】
(1)[1]该图线不过原点的原因是：弹簧自身有重力，弹簧水平放置其自然长度为L，竖直放置时由于自身的重力必然就会有一定的伸长。
(2)[2]弹簧劲度系数为
(3)[3]根据公式
和公式
F=kx
联立并代入数据解得
12. 某同学利用如图（a）所示的装置探究物体的加速度a与所受合力F的关系。
（1）他用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力。具体操作是：把木板垫高后，小车放在木板上，在________小桶（选填“挂”或“不挂”）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
（2）实验时保持小桶及砝码的总质量远小于小车的质量，其目的是（ ）
A. 小车所受的拉力近似等于小车所受的合力
B. 小车所受的拉力近似等于小桶及砝码的总重力
C. 保证小车运动加速度不超过当地重力加速度
D. 减小空气阻力对实验的影响
（3）图（b）是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。相邻的计数点之间的距离分别为：、、、、、。已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度a=______m/s2（结果保留位有效数字）。
（4）另一位同学也利用图（a）所示的装置做实验，他保持小桶和砝码的质量不变，改变放在小车中砝码的质量m，测出对应的加速度a。假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响。他没有量小车的质量，而是以为纵坐标，m为横坐标，画出图像。从理论上分析，下列图像正确的是（ ）
A. B.
C D.
【答案】（1）不挂 （2）B
（3）0.42 （4）A
【解析】
【小问1】
平衡摩擦力的具体操作是把木板垫高后，小车放在木板上，在不挂小桶的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
【小问2】
设小车的质量为M，小桶及砝码的质量为m0，根据牛顿第二定律有
所以
若小桶及砝码的总质量m0远小于小车的质量M，则
故选B。
【小问3】
根据题意，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，所以相邻两计数点间的时间间隔为
根据逐差法可得
【小问4】
根据牛顿第二定律有
联立可得
故选A。
三、计算题（第13题10分、第14题14分，第15题16分）
13. 10分）如图所示，玻璃砖的截面是半径为R的半圆，O为圆心，玻璃砖上表面水平，一束单色光斜射在O点，入射角为，折射光线出射后照射在水平面上的A点，保持入射方向不变，将入射点从O点向左移到D点（图中未标出），使折射光线刚好照射到圆弧的最低点B点，光线从B点出射后仍照射到A点，已知B点到水平面的距离，光在真空中传播速度为c，求：
（1）玻璃砖对光的折射率；
（2）光从D点运动到B点所用时间为多少。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1】
从点入射的光线折射后从点射出，则光从点射出时传播方向与点入射光线平行，由此可知，由于
根据几何关系可知
则三角形为等腰三角形，由此可知，光在点的折射角
则折射率
【小问2】
根据几何关系
光在玻璃砖中传播速度
传播时间
14. 如图所示，倾角为37°的斜面底端与水平传送带平滑对接，水平传送带足够长且在电机的带动下保持以v0=5m/s的恒定速度匀速向左运动．小滑块从斜面上A点静止释放，在斜面和水平传送带上多次往复运动后停在斜面底端，A点距离斜面底端的高h=2.4m．小滑块与斜面间动摩擦因数，与水平传送带之间动摩擦因数，小滑块可视为质点，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）小滑块第一次在传送带上运动的时间？
（2）小滑块在斜面上运动的总路程？
【答案】（1）（2）
【解析】
（1）小滑块第一次沿斜面下滑的位移大小为：

小滑块沿斜面下滑，由牛顿第二定律有：
沿斜面下滑的加速度大小为：
小滑块第一次滑到斜面底端的速度大小为：
小滑块滑上传送上后，向右做匀减速运动，减速的加速度大小为：
小滑块向右速度减为零后又向左做匀加速运动，离开传送带时的速度大小仍为v1，故小滑块第一次在传带上运动的时间为：
（2）分析知，滑块每次滑上传送带与离开传送带的速度大小相等，设滑块在斜面上运动的总路程为s，由功能关系有：
滑块在斜面上运动的总路程为
15. 如图所示，AB是倾角θ=45°的倾斜轨道，BC是一个水平轨道（物体经过B处时无机械能损失），AO是一竖直线，O、B、C在同一水平面上，竖直平面内的光滑圆形轨道最低点与水平面相切与C点，已知A、O两点间的距离h=1m，B、C两点间的距离d=2.0m，圆形轨道的半径R=1m。一质量m=2kg的小物体，从与O点水平距离x0=3.6m的P点水平抛出，恰好从A点以平行斜面的速度进入倾斜轨道，最后进入圆形轨道。小物体与倾斜轨道AB、水平轨道BC之间的动摩擦因数都是μ=0.5，g取10m/s2。
(1)求小物体从P点抛出时的速度v0和P点的高度H；
(2)求小物体运动到圆形轨道最高点D时，对圆形轨道的压力；
(3) 若小物体从Q点水平抛出，恰好从A点以平行斜面的速度进入倾斜轨道，最后进入圆形轨道，且小物体不能脱离轨道，求Q、O两点的水平距离x的取值范围。
【答案】(1)6m/s，2.8m；(2)N=24N；(3)0.5m＜x≤15m或x≥3m
【解析】
(1)小物体从P到A做平抛运动，由题知，物体经过A点时速度平行于斜面向下，设物体经过A点时竖直分速度大小为vy，如图所示
则有
vy＝v0tan45°＝v0，
又
可得
，
水平距离
联立解得
v0＝6m/s，H＝2.8m
(2)物体从P到D的过程，由动能定理得：
在D点，由牛顿第二定律得
联立解得
N＝24N
由牛顿第三定律知，物体对圆形轨道的压力大小为24N。
(3)要保证小物体不脱离轨道，可分两种情况进行讨论：第一种情况，能通过最高点D，第二种情况，所能到达最高点小于等于圆心的高度。
第一种情况，小球能通过最高点D时，设O、Q的水平距离为x1，恰好通过圆形轨道的最高点D。小物体从Q点水平抛出后，恰好从A点以平行于斜面的速度进入倾斜轨道时，根据第1问可得小物体到达A点的速度
恰好通过圆形轨道的最高点D时，只有重力充当向心力，得
由动能定理得
代入数据解得
x1＝3m
小物体能通过最高点D，所以O、Q的水平距离
x≥x1＝3m
第二种情况，所能到达的高度小于等于圆心的高度时，设O、Q的水平距离为x2，恰好到达圆心高度。小物体从Q点水平抛出后，恰好从A点以平行于斜面的速度进入倾斜轨道时，根据第1问可得小物体到达A点的速度
恰好到达圆心的高度时，末速度为0，由动能定理得
代入数据解得
x2＝1.5m
设O、Q水平距离为x3时，恰好到达圆形轨道处，小物体从Q点水平抛出后，恰好从A以平行于斜面的速度进入倾斜轨道时，根据第1问可得小物体到达A点的速度
恰好到达圆形轨道时，到C点的速度为0。由动能定理得
代入数据解得
x3＝0.5m
小物体能进入圆形轨道，不脱离，O、Q的水平距离应满足：
0.5m