2024~2025学年黑龙江省牡丹江市部分学校高三(上)9月月考物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年黑龙江省牡丹江市部分学校高三(上)9月月考物理试卷(解析版)，共15页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
考试时间∶75分钟 分值∶100分
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，有错选的得0分）
1. 夏天人们常用蚊香来驱除蚊虫。如图所示，蚊香点燃后缓慢燃烧，若某滑冰运动员（可视为质点）的运动轨迹与该蚊香燃点的轨迹类似，运动的速率保持不变，则该运动员（ ）

A. 线速度不变
B. 角速度变大
C. 向心加速度变小
D. 运动一圈（）所用时间保持不变
【答案】B
【解析】A．由题意可知线速度大小不变，方向时刻改变，故A错误；
B．动员运动半径在减小，由可知角速度变大，故B正确；
C．由可知，运动半径r减小，向心加速度a变大，故C错误；
D．一圈的长度逐渐变小，故运动一圈所用的时间变短，故D错误。
故选B。
2. 如图，一磁铁吸附在铁板AB的下方。现保持铁板与水平面间的夹角θ不变，缓慢推动B端，使AB与磁铁一起水平向左匀速移动，则 （ ）
A. 合外力对磁铁做正功
B. AB对磁铁的作用力不做功
C. AB对磁铁的弹力不做功
D. AB对磁铁的摩擦力不做功
【答案】B
【解析】A．由于磁铁做匀速运动，根据动能定理可知，合外力对磁铁不做正功，故A错误；
B．磁铁受重力和磁铁的作用力而做匀速运动，根据平衡条件可知，AB对磁铁的作用力大小等于重力，方向竖直向上，与磁铁的运动方向相互垂直，故AB对磁铁的作用力不做功，故B正确；
C．AB对磁铁的弹力垂直接触面，与磁铁的运动方向不垂直，故弹力一定做功，故C错误；
D．AB对磁铁摩擦力沿接触面，与磁铁运动方向不垂直，故摩擦力做功，故D错误。
故选B。
3. 一同学将排球自O点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到O点。设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。则该排球（ ）
A. 上升时间等于下落时间B. 被垫起后瞬间的速度最大
C. 达到最高点时加速度为零D. 下落过程中做匀加速运动
【答案】B
【解析】A．上升过程和下降过程的位移大小相同，上升过程的末状态和下降过程的初状态速度均为零。对排球受力分析，上升过程的重力和阻力方向相同，下降过程中重力和阻力方向相反，根据牛顿第二定律可知，上升过程中任意位置的加速度比下降过程中对应位置的加速度大，则上升过程的平均加速度较大。由位移与时间关系可知，上升时间比下落时间短，A错误；
B．上升过程排球做减速运动，下降过程排球做加速运动。在整个过程中空气阻力一直做负功，小球机械能一直在减小，下降过程中的最低点的速度小于上升过程的最低点的速度，故排球被垫起时的速度最大，B正确；
C．达到最高点速度为零，空气阻力为零，此刻排球重力提供加速度不为零，C错误；
D．下落过程中，排球速度在变，所受空气阻力在变，故排球所受的合外力在变化，排球在下落过程中做变加速运动，D错误。
故选B。
4. 某卫星绕地球运动的椭圆轨道如图所示，F1和F2为椭圆的焦点。卫星由A经B到C的过程中，卫星的速度逐渐增大，且路程AB与路程BC相等。已知卫星由A运动到B、由B运动到C的过程中，卫星与地心的连线扫过的面积分别为S1和S2。下列说法正确的是（ ）
A. 地球位于焦点F1处
B. S1一定大于S2
C. 卫星由A运动到C，加速度减小
D. 卫星由A运动到C，引力势能增加
【答案】B
【解析】A．卫星由A经B到C点的过程中，卫星的速度逐渐增大，卫星的动能逐渐增大，则引力做正功，可知地球位于焦点处，故A错误；
B．卫星由A经B到C的过程中，卫星的速度逐渐增大，且路程AB与路程BC相等，可知
根据开普勒第二定律可知
故B正确；
C．卫星由A运动到C，与地球距离减小，则卫星受到的引力增大，根据牛顿第二定律可知加速度增大，故C错误；
D．卫星由A运动到C，引力做正功，则引力势能减小，故D错误。故选B
5. 如图1所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x轴方向运动，拉力F的大小随物块所在位置坐标x的变化关系如图2所示，图线为半圆。则小物块运动到x0处时F所做的总功为（ ）
A. 0B. Fmx0C. Fmx0D.
【答案】C
【解析】在F-x图像中，图线与x轴所围面积的代数和就表示力F在这段位移内所做的功，面积
W=S===Fm·=Fmx0=
故选C。
6. “刀削面”是我国传统面食制作手法之一。操作手法是一手托面，一手拿刀，将面削到开水锅里，如图甲所示。某次削面的过程可简化为图乙，面片（可视为质点）以初速度水平飞出，正好沿锅边缘的切线方向掉入锅中，锅的截面可视为圆心在O点的圆弧，锅边缘与圆心的连线与竖直方向的夹角为45°，不计空气阻力，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A. 面片在空中运动的水平位移为
B. 面片运动到锅边缘时的速度大小为
C. 若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，则面片处于超重状态
D. 若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，则所受摩擦力大小保持不变
【答案】C
【解析】A．面片沿锅边缘的切线方向掉入锅中，则
且
解得
面片在空中运动的水平位移为
故A错误；
B．面片运动到锅边缘时的速度大小为
故B错误；
C．若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，有指向圆心的向心加速度，向心加速度有向上的分量，则面片处于超重状态，故C正确；
D．设面片、圆心的连线与竖直方向的夹角为，则面片所受摩擦力大小为
若面片落入锅中后可沿锅内表面匀速下滑，逐渐减小，所受摩擦力大小逐渐减小，故D错误。
故选C。
7. 质量为m的物块A和质量为2m的物块B用轻弹簧相连，置于带有挡板C的固定斜面上。斜面的倾角为θ，弹簧的劲度系数为k，摩擦不计。初始时A恰好静止。现用一沿斜面向上的力F拉A，直到B刚要离开挡板C，则此过程中物块A的位移为（弹簧始终处于弹性限度内）（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】初始时根据平衡条件，有：
mg•sinθ＝kx1（θ为斜面的坡角）
则伸长量
x1
B刚要离开挡板时，弹簧伸长x2，则
2mg•sinθ＝kx2
解得
x2
此过程中物块A的位移为
x＝x1+x2
故D正确，ABC错误。
故选D。
8. 一条河流某处存在高度差，小鱼从低处向上跃出水面，冲到高处．如图所示，以小鱼跃出水面处为坐标原点，x轴沿水平方向，建立坐标系，小鱼的初速度为，末速度v沿x轴正方向．在此过程中，小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度和竖直方向分速度与时间t的关系，下列图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】AC．小鱼在运动过程中只受重力作用，则小鱼在水平方向上做匀速直线运动，即为定值，则有水平位移
故A正确，C错误；
BD．小鱼在竖直方向上做竖直上抛运动，则，
且最高点时竖直方向的速度为0，故B错误，D正确。故选AD。
9. 如图甲所示，物体以一定初速度从倾角的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为。选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能随高度的变化如图乙所示。，。则下列说法中正确的是（ ）
A. 物体的质量
B. 物体与斜面间的动摩擦因数
C. 物体上升过程的加速度大小
D. 物体回到斜面底端时的动能
【答案】BD
【解析】A．根据题意，由图可知，物体上升到最大高度时，机械能为，则有
解得
故A错误；
B．根据题意，由功能关系可知，克服摩擦力做功等于机械能的减少，则有
解得
故B正确；
C．物体上升过程中，由牛顿第二定律有
解得
故C错误；
D．根据题意，物体回到斜面底端过程中，由动能定理有
其中
解得
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为d时（图中B处），下列说法正确的是（重力加速度为g）（ ）
A. 环与重物组成的系统机械能守恒
B. 小环到达B处时，重物上升的高度也为d
C. 小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比等于
D. 小环在B处的速度时，环的速度为
【答案】AD
【解析】A．由于小环和重物只有重力做功，则系统机械能守恒，故A项正确．
B．结合几何关系可知，重物上升的高度 ，故B项错误．
C．将小环在B处的速度分解为沿着绳子方向和垂直于绳子方向的两个分速度，其中沿着绳子方向的速度即为重物上升的速度，则
环在B处速度与重物上升的速度大小之比为 ，故C项错误．
D．小环和重物系统机械能守恒，则

且
解得
故D正确；
故选AD。
点睛：本题考查了绳子的关联速度问题，在分解速度时要注意两个分解方向，一是沿绳子方向，二是垂直于绳子方向，结合能量守恒解题即可．
二、填空题（共2小题，每空2分、共14分）
11. 在探究加速度a与所受合力F的关系时，某实验小组采用图甲所示的实验装置进行实验探究，控制小车质量M不变，寻找其加速度a与所受合力F的关系。
（1）该实验必须要补偿阻力。在补偿阻力的这步操作中，该同学______（选填“需要”或“不需要”）通过细绳把砂桶挂在小车上。
（2）在实验中，该同学得到的一条如图乙所示的纸带，他每隔4个点取一计数点，在纸带上做好1，2，3，4，5的标记，用毫米刻度尺测量出从起点1到各计数点的距离，在图中已经标出。已知电火花计时器的打点周期为0.02s，则该小车运动的加速度大小为______m/s2 （计算结果保留2位有效数字）。
（3）在数据处理环节，把砂和砂桶总重力当成小车的合力F，采用图像法处理数据，画出如图丙所示a－F图像，发现图线上端弯曲，并不是直线，出现这一问题的可能原因是______。
【答案】（1）不需要
（2）0.39
（3）小车质量没有远远大于砂和砂桶的总质量
【解析】【小问1详解】
该实验必须要补偿阻力。在补偿阻力的这步操作中，利用小车重力沿木板向下的分力补偿阻力，不需要通过细绳把砂桶挂在小车上。
【小问2详解】
每隔4个点取一计数点，则相邻计数点的时间间隔为
根据逐差法可得小车运动的加速度大小为
【小问3详解】
设小车的质量为，砂和砂桶的总质量为，根据牛顿第二定律可得
，
联立可得
在数据处理环节，把砂和砂桶的总重力当成小车的合力F，则有
当小车质量远远大于砂和砂桶的总质量时，图像的斜率近似等于，图线近似是直线；随着砂和砂桶的总质量逐渐增大，当小车质量没有远远大于砂和砂桶的总质量时，图像上点与原点连线的斜率逐渐减小，则图线开始变弯曲。
12. 在探究小球做匀速圆周运动所受向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系实验中：
（1）小明同学用如图甲所示装置进行实验，转动手柄，使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨道半径之比为，在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量相同的小球，分别放在C挡板处与___________（选填“A”或“B”）挡板处，同时选择半径___________（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮进行实验。
（2）小强同学用如图乙所示的装置进行实验。一滑块套在水平杆上，力传感器套于竖直杆上并通过一细绳连接滑块，用来测量细线拉力F的大小。滑块随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，滑块上固定一遮光片，其宽度为d，光电门可记录遮光片通过的时间。已知滑块做圆周运动的半径为r、水平杆光滑。根据以上表述，回答以下问题：
①某次转动过程中，遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度___________（用题中所给物理量符号表示）；
②以F为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸中描出数据点作出一条倾斜的直线，若图像的斜率为k，则滑块的质量为___________。（用k、r、d表示）
【答案】（1）B 相同
（2）
【解析】【小问1详解】
[1][2]在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应保持小球的质量和转动的角速度相等，即选择半径相同的两个塔轮进行实验，让小球做圆周运动的半径不同，即分别放在C挡板处与B挡板处。
【小问2详解】
[1]遮光片经过光电门时，滑块的速度为
由公式可得，角速度为
[2]由向心力公式有
则有
解得
三、计算题（共3题，第13题10分，第14题12分，第15题18分，共40分）
13. 某大型水陆两栖飞机具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演练中，该飞机在水面上由静止开始匀加速直线滑行并汲水，速度达到v₁=80m/s时离开水面，该过程滑行距离L=1600m、汲水质量m=1.0×10⁴kg。离开水面后，飞机攀升高度h=100m时速度达到v₂=100m/s，之后保持水平匀速飞行，待接近目标时开始空中投水。取重力加速度g=10m/s²。求：
（1）飞机在水面滑行阶段的加速度a的大小及滑行时间t；
（2）整个攀升阶段，飞机汲取的水的机械能增加量ΔE。
【答案】（1），；（2）
【解析】（1）飞机做从静止开始做匀加速直线运动，平均速度为，则
解得飞机滑行的时间为
飞机滑行的加速度为
（2）飞机从水面至处，水的机械能包含水的动能和重力势能，则机械能变化量为
14. 为了方便研究物体与地球间的万有引力问题，通常将地球视为质量分布均匀的球体。已知地球的质量为M，半径为R，引力常量为G，不考虑空气阻力的影响。
（1）求北极点的重力加速度的大小；
（2）若“天舟号”在赤道所在平面内运行，绕地球运动的轨道可视为圆周，其轨道距地面的高度为h，求“天舟号”绕地球运行的周期；
（3）若某时刻“天舟号”通过赤道上某建筑物的正上方，求它下次通过该建筑物正上方需要的时间，设“天舟号”绕行方向与地球自转方向相同，地球自转角速度为ω0。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）在北极点，质量为m0的物体受到的重力等于万有引力
解得北极点重力加速度大小为
（2）设“天舟号”的质量为，其绕地球做匀速圆周运动的周期为，根据万有引力定律和牛顿第二定律可得
解得“天舟号”绕地球运行的周期为
（3）“天舟号”绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动。天舟系列货运飞船主要用于对中国空间站在轨运行期间，提供补给支持，故其角速度大于同步卫星角速度，即天舟号角速度大于地球自转角速度。当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时，“天舟号”再次出现在建筑物上空，可得
ωΔt-ω0Δt=2π
其中“天舟号”运行的角速度为
联立解得需要的时间为
15. 如图所示，水平面右端放一质量m = 0.1kg小物块，使小物块以v0 = 4m/s的初速度向左运动，运动d = 1m后将弹簧压至最紧，反弹回出发点物块速度大小v1 = 2m/s。若水平面与一长L = 3m的水平传送带平滑连接，传送带以v2 = 10m/s的速度顺时针匀速转动。传送带右端又与一竖直平面内的光滑圆轨道的底端平滑连接，圆轨道半径R = 0.8m。当小物块进入圆轨道时会触发闭合装置将圆轨道封闭。（取g = 10 m/s2，sin53˚=0.8，cs53˚=0.6）求：
(1)小物块与水平面间的动摩擦因数μ1；
(2)弹簧具有的最大弹性势能Ep；
(3)要使小物块进入竖直圆轨道后不脱离圆轨道，传送带与物体间的动摩擦因数μ2应满足的条件。
【答案】(1)；(2)；(3)或
【解析】(1)小物块在水平面向左运动再返回的过程，根据能量守恒定律得
代入数据解得
(2)小物块从出发到运动到弹簧压缩至最短的过程，由能量守恒定律得，弹簧具有的最大弹性势能
代入数据解得
(3)本题分两种情况讨论：
①设物块在圆轨道最低点时速度为时，恰好到达圆心右侧等高点。根据机械能守恒得
解得
说明物块在传送带上一直做匀加速运动。由动能定理得
解得
②设物块在圆轨道最低点时速度为时，恰好到达圆轨道最高点。在圆轨道最高点有
从圆轨道最低点到最高点的过程，由机械能守恒定律得
解得
说明物块在传送带上一直做匀加速运动。由动能定理得
解得
所以要使物块进入竖直圆轨道后不脱离圆轨道，传送带与物体间的动摩擦因数应满足的条件或。