2024-2025学年福建省厦门双十中学高三（上）月考物理试卷（10月）（含答案）

这是一份2024-2025学年福建省厦门双十中学高三（上）月考物理试卷（10月）（含答案），共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.2024年9月25日8时44分，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1枚携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，准确落入预定海域。全程飞行试验行程9070公里，落点靶区为2公里正方形区域，实际偏差仅为250米。如图是导弹的飞行轨迹，导弹的速度v与所受合外力F的关系可能正确的是( )
A. 图中A点B. 图中B点C. 图中C点D. 图中D点
2.如图是某广场庆祝国庆佳节的喷泉喷出水柱的场景。从远处看，喷泉喷出的水柱超过了40层楼(约125m)的高度；靠近看，喷管的直径约为10cm，g取10m/s2，水的密度是103kg/m3。请你据此估用于给喷管喷水的电动机输出功率至少约为( )
A. 5×102WB. 5×103WC. 5×104WD. 5×105W
3.烟花弹从竖直的炮筒被推出，升至最高点后爆炸。上升的过程由于空气阻力的影响，v−t图像如图所示，从推出到最高点所用的时间为t，上升的最大高度为H，图线上C点的切线与AB平行，t0、vC为已知量，且烟花弹t0时间内上升的高度为ℎ，则下列说法正确的是( )
A. 上升至最高点时，小球的加速度大小为零B. 上升过程中，小球的机械能守恒
C. v+vct02一定大于ℎD. vt2一定小于H
4.如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动，已知A、B的质量相等，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，当A的位移为ℎ时，B的速度有多大( )
A. gℎB. 2gℎC. 2gℎ5D. 2 2gℎ5
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
5.如图所示，甲、乙两颗质量相等的卫星分别沿椭圆轨道和圆轨道绕地球运动，甲的轨道的近地点和地面相切，则( )
A. 甲卫星在近地点的速度一定大于7.9km/s
B. 甲卫星在远地点的机械能一定小于其在近地点的机械能
C. 甲卫星在近地点的动能可能小于乙卫星的动能
D. 甲卫星的周期可能等于乙卫星的周期
6.如图所示，光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型，最低点B处的入、出口靠近但相互错开，C是半径为R的圆形轨道的最高点，BD部分水平，末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接，传送带以恒定速度v逆时针转动，现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放，滑块能通过C点后再经D点滑上传送带，则( )
A. 位置A到B点的竖直高度可能为2R
B. 若物块能再次经过C点，则传送带的速度v不可能小于 5gR
C. 滑块可能重新回到出发点A处
D. 滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关
7.如图(a)所示，可视为质点的a、b两球通过轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，a球在外力作用下静止在地面，b球悬空。取地面为重力势能的零势能面，从t=0时静止释放a球，到b球落地前的过程中，a、b两球的重力势能Ep随时间t的变化关系如图(b)，a始终没有与定滑轮相碰，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。则( )
A. a、b两球质量之比为1∶3
B. b球落地时的动能为3J
C. t=0.3s时，a球离地的高度为0.225m
D. 当b球的重力势能与动能相等时，b球距地面的高度为0.15m
8.如图a所示，在水平圆盘上用细绳连接两个物体A和B，它们分别置于圆心两侧且与圆心共线，A物体与圆心的距离为r，B物体与圆心的距离为2r，A物体的质量为m，两物体A、B与圆盘的摩擦因数相等，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，静止时绳子恰好伸直且无拉力，在圆盘转速由零缓慢增加的过程中，物体A受到摩擦力大小随角速度平方的变化图像如图b所示，ω1为已知，下列说法正确的是( )
A. 绳子刚产生拉力时，B物体受到的摩擦力大小为2mω12r
B. 物体B的质量为m2
C. 绳子不断，则两个物体不会与圆盘发生相对滑动
D. 绳子产生拉力前，B物体所受的摩擦力大于A物体所受到的摩擦力
三、填空题：本大题共2小题，共8分。
9.如图所示，同步卫星的运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，已知同步卫星的轨道半径为r，地球半径为R，则a1a2=_____；v1v2=_____(用r和R表示)。
10.大质量钢卷是公路运输中的危险物品，如图符合规范的装载支架是安全运输的保障，运输过程中要求“缓加速慢减速”是血的教训换来的。若已知支架斜面均与水平面成α=30∘，则运输车刹车时的加速度大小不能超过_____，运输车加速超车时的加速度大小不能超过_____。
四、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.如图甲、图乙所示的两种打点计时器是高中物理实验中常用的。某同学在“探究小车速度随时间变化规律”实验中，组装了一个U形遮光板如图丁所示，两个遮光片宽度均为L=5mm，将此U形遮光板装在小车上，让小车做加速度不变的直线运动通过静止的光电门，实验时测得两次遮光时间分别为Δt1=0.10s,Δt2=0.05s。则：
(1)图乙所示为_____(选填“电磁计时器”或“电火花计时器”)
(2)第一个遮光片通过光电门时小车的速度大小为_____m/s。(保留两位小数)
(3)关于图甲乙两种打点计时器，下列说法中正确的是______。
A.甲打点计时器使用直流电源，乙打点计时器使用交流电源
B.它们都是使用10V以下的交流电源
C.当电源频率为50Hz时，它们都是每隔0.02s打一个点
(4)在某次实验中，小车拖着纸带通过打点计时器记录下的运动情况如图丙所示，图中A、B、C、D、E为连续选定的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.10s，则在打C点时小车的速度是_____m/s。(保留3位有效数字)
12.某同学用如图1所示的装置验证轻弹簧和小物块(带有遮光条)组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的栓接点(A、B)在同一水平线上，且弹簧处于原长。滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油，以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计，细线始终伸直。小物块连同遮光条的总质量为m，弹簧的劲度系数为k，弹性势能Ep=12kx2(x为弹簧形变量)，重力加速度为g，遮光条的宽度为d，小物块释放点与光电门之间的距离为l(d远远小于l)。现将小球由静止释放，记录物块通过光电门的时间t：
(1)改变光电门的位置，重复实验，每次滑块均从B点静止释放，记录多组l和对应的时间t，做出1t2−l图像如图2所示，若在误差允许的范围内，1t2−l满足关系_____时，可验证轻弹簧和小物块组成的系统机械能守恒？
(2)在(1)中条件下，l取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为_____(m、g、k表示)，
(3)在(1)中条件下，l=l1和l=l3时，物块通过光电门时弹簧具有的两弹性势能分别为Ep1、Ep3，则Ep1−Ep3=_____(用l1、m、l3、g表示)
五、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.驾驶员驾驶汽车在平直的公路上以v1= 30 m/s做匀速直线运动，发动机功率为P= 2400 kW。某时刻，汽车进入泥泞路段(汽车所受阻力为定值)，驾驶员保持发动机功率不变，经过足够长时间，汽车以v2= 10 m/s做匀速直线运动，已知汽车质量m= 3.2 × 104kg，求：
(1)汽车在平直公路上行驶时受到的阻力大小为多少；
(2)在泥泞路段行驶时，某时刻车的速度大小为15 m/s，此时，汽车加速度大小为多少？
14.如图所示，倾角θ=30∘、高度ℎ=1.5m的斜面体固定在水平地面上，质量m=1kg、总长度L=2.0m的薄木板B置于斜面顶端，其下端连接一根原长l0=0.2m的轻弹簧。质量M=3kg的小物块A以水平初速度v0=2 3m/s抛出，恰好从斜面顶端沿平行于斜面方向落到木板上，木板下滑到斜面底端碰到挡板时立刻停下并被固定，物块A最后恰没能脱离弹簧。已知A、B之间的动摩擦因数μ1= 32，木板B与斜面的摩擦因数为μ2= 33，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求：
(1)物块A刚落到木板B上时，物块A的速度大小v；
(2)物块A与薄木板B共速时，物块A到薄木板B上端的距离。
(3)弹簧的最大压缩量。
15.如图甲是风洞实验室全景图，风洞实验室是可量度气流对实体作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。图乙为风洞实验室的侧视图，两水平面(虚线)之间的距离为H，其间为风洞区域，物体进入该区域会受到水平方向的恒力，自该区域下边界的O点将质量为m的小球以一定的初速度竖直上抛，从M点离开风洞区域，经过最高点Q后小球再次从N点返回风洞区域后做直线运动，落在风洞区域的下边界P处，小球在P点处的动能是在O点处的初动能的259倍。重力加速度大小为g。求：
(1)风洞区域小球受到水平方向恒力的大小；
(2)小球运动过程中离风洞下边界OP的最大高度；
(3)OP的距离。
参考答案
1.D
2.D
3.C
4.D
5.AD
6.BC
7.AC
8.BC
9. rR Rr
10. 33g 33g
11.(1)电火花计时器
(2)0.05
(3)C
(4)0.190

12. 1t2=−kmd2l2+2gd2l g mk mgl1−l3
13.(1)设汽车在平直公路上行驶时受到的阻力大小为f，牵引力为F，则
P=Fv1
F=f
解得
f=Pv1=80000N
(2)设汽车进入泥泞路段时受到的阻力大小为f1，当汽车以v2 = 10 m/s做匀速直线运动，则
P=F1v2
F1=f1
当汽车的速度大小为15 m/s时，由牛顿第二定律得
F2−f1=ma
P=F2v3
解得
a=−2.5m/s2
故汽车加速度大小为2.5 m/s2。

14.(1)由题知，物块A落到木板时的速度大小为
v=v0cs30∘=2 3 32m/s=4m/s
(2)物块A在木板B上滑行时，对物块A分析，根据牛顿第二定律有
μ1Mgcs30∘−Mgsin30∘=MaA
解得
aA=2.5m/s2
方向沿斜面向上，即物块A向下做匀减速直线运动；
对木板B分析，根据牛顿第二定律有
mgsin30∘+μ1Mgcs30∘−μ2m+Mgcs30∘=maB
解得
aB=7.5m/s2
方向沿斜面向下，即木板B向下做匀加速直线运动；
设经时间t两者共速，则有
v共=v−aAt=aBt
解得
v共=3m/s ， t=0.4s
物块A向下运动的位移为
xA=vt−12aAt2=1.4m
木板B向下运动的位移为
xB=12aBt2=0.6m<ℎsin30∘−L=1m
所以当物块A与木板B共速时，木板B还没有下到最底端，故物块A到木板B上端的距离
Δx=xA−xB=0.8m
(3)因 Δx=0.8mμ1Mgcs30∘>Mgsin30∘
故物块A相对木板B静止向下运动；
对整体分析，有
m+Mgsin30∘=μ2m+Mgcs30∘
故整体一起向下匀速，直到木板B下端与底端挡板碰撞，木板B立即停下，物块A以 v共=3m/s 向下运动，直到弹簧压缩量达到最大，设弹簧的最大压缩量为 xm ，对物块A运动分析，下滑的位移为
x′A=L−Δx−l0−xm=1+xm
根据动能定理有
mgsin30∘⋅x′A−μ1mgcs30∘⋅x′A−W弹=0−12mv共2
由题意知，物块A最后恰没能脱离弹簧，说明物块A刚好回到弹簧的原长点位置，速度零，则从压缩量最大位置到原长点，根据动能定理有
W弹−mgsin30∘⋅xm−μ1mgcs30∘⋅xm=0
联立可得
xm=215m

15.(1)作出小球运动的轨迹，如图所示
设小球在O点的速度大小为 v0 ，在P点的速度大小为 vP ，根据题意可得
12mvP2=259⋅12mv02
解得
vP=53v0
由题分析，可知从O点到P点重力做功为零，故小球在P点竖直方向的速度大小为 v0 ，方向竖直向下，则在水平方向的速度大小为
vx= vP2−v02
解得
vx=43v0
设小球在P点时 vx 与 vP 的夹角为 θ ，则有
csθ=vxvP=45
解得
θ=37∘
由题知，小球从N到P沿直线运动，对小球受力分析，如上图所示，则可得水平方向恒定的风力为
F=mgtan37∘=43mg
(2)由上分析，可知小球在P点竖直方向的速度大小为 v0 ，方向竖直向下，说明小球在竖直方向是做竖直上抛运动，根据对称性原理，可知小球从O点到Q点的时间与从Q点到P点的时间相等，且小球在最高点Q点只有水平方向的速度，设为 v ，根据平抛运动规律，可知小球在M、N点的水平方向速度都为v，竖直方向的速度大小都为 vy1 。设小球从O点到M点的时间为t，在水平方向有
v=axt=Fmt=43gt
根据对称性原理，可知小球从N点到P点的时间也为t，在水平方向有
vx=v+axt=v+43gt=2v
又
vx=43v0
联立可得
v=23v0
小球从N点到P点做直线运动，则有
vy1=vtan37∘=12v0
在竖直方向上有
H=vy2−vy122g=3v028g
又小球从O点到N点做平抛运动，在竖直方向有
ℎ=vy122g=v028g
联立可得
ℎ=13H
小球运动过程中离风洞下边界OP的最大高度
Hm=ℎ+H=43H
(3)小球从O点到M点，在水平方向有
x1=v2t
其中
t=v0−vy1g=v02g
由M点到 N点有
x2=2vt′
其中
t′=vy1g=v02g
由N点到P点有
x3=v+vx2t=3v2t
其中 v=23v0 ， H=3v028g ，则OP的距离为
x=x1+x2+x3=329H