2024~2025学年湖南省娄底市名校联考高三(上)11月月考物理试卷(解析版)

这是一份2024~2025学年湖南省娄底市名校联考高三(上)11月月考物理试卷(解析版)，共25页。试卷主要包含了请将答案填在答题卷上等内容，欢迎下载使用。
（考试范围：直线运动、相互作用和牛顿运动定律）
考生注意：
1、本试卷共100分，考试时间75分钟。
2、请将答案填在答题卷上。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 热气球内的定位装置能把相同时间间隔内热气球的位置变化记录下来，下图记录的是在一定高度上正在竖直上升的热气球每隔2秒热气球的高度变化，记录单位是米。下列同学对热气球在记录时间内的运动判断正确的是（ ）
A. 记录竖直上升的高度变化，热气球不能被视为质点
B. 热气球正处在超重状态
C. 我们可以用来计算出热气球的上升加速度
D. 记录时间内热气球的平均速度大小为1.78
【答案】D
【解析】A．记录竖直上升高度变化，热气球能被视为质点，故A错误；
B．由图可见气球在上升过程，相等的时间间隔的位移越来越小，说明气球在向上减速运动，处于失重状态，故B错误；
C．由图可见在相邻的2s内的位移差不是一恒量，说明气球不是向上做匀减速直线运动，所以不能用
来计算出热气球的上升加速度，故C错误；
D．记录时间内热气球的平均速度大小为
故D正确。
故选D。
2. 一场别开生面的国际象棋比赛日前在英国首都伦敦举行：棋盘放在游泳池底，参赛选手每走一步棋之前，都要憋一口气沉入水下。水下国际象棋比赛没有计时钟，选手每走一步棋的用时限制取决于能在水下待多长时间，一旦浮出水面，就轮到对手潜入水中下棋。棋子以磁吸的方式吸附在棋盘上。假设有一质量为m的棋子，选手对其施加一个与水平面夹角为θ的推力F1将其向前推进一段距离。下列对棋子运动和受力分析正确的是（ ）
A. 棋子在运动过程中共受到了5个力的作用
B. 棋子在运动过程中，随着推力F1增大，受到的滑动摩擦力也增大
C. 开始施加这个推力F1并逐渐增大时，静止的棋子受到的静摩擦力大小等于F1sinθ
D. 棋子运动过程中，随着推力F1增大，棋子所受的浮力增大
【答案】B
【解析】A．棋子在运动过程中受到重力、推力、磁力、支持力、浮力和摩擦力作用，共受到了6个力的作用，故A错误；
B．棋子在运动过程中，随着推力F1增大，竖直方向根据受力平衡可知
可知，随着推力F1增大，棋子受到的支持力增大，根据
可知棋子受到的滑动摩擦力也增大，故B正确；
C．开始施加这个推力F1并逐渐增大时，静止的棋子受到的静摩擦力大小等于
故C错误；
D．棋子运动过程中，随着推力F1增大，棋子所受的浮力不变，故D错误。故选B。
3. 智能寻迹小车目前被应用于物流配送等多个领域，为测试不同寻迹小车的刹车性能，让它们在图甲中A点获得相同的速度，并沿直线AB刹车，最终得分为刹车停止时越过的最后一条分值线对应的分数，每相邻分值线间距离为0.5m。某小车M测试时恰好停止于100分分值线，该车的位移和时间的比值与t之间的关系图像如图乙所示，小车均可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A. 小车M刹车过程中加速度大小为
B. A点距100分分值线的距离为2m
C. 1s时小车M速度为
D. 若某小车恰好匀减速停止于96分分值线，则该车的加速度大小为
【答案】B
【解析】A．根据题意，由公式整理可得
结合图像可得
，
解得
即小车M刹车过程中加速度大小为，故A错误；
BC．A点距100分分值线的距离为
1s时小车M的速度为
故B正确，C错误；
D．若某小车恰好匀减速停止于96分分值线，则刹车距离为
则该车的加速度大小为
故D错误。
故选B。
4. 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，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，、为已知量，且烟花弹时间内上升的高度为h，则下列说法正确的是（ ）
A. 烟花弹上升至最高点时，加速度大小为零
B. 烟花弹上升至最高点过程中，空气阻力大小不变
C. 烟花弹刚从炮筒被推出的速度v满足
D. 烟花弹刚从炮筒被推出的速度v满足
【答案】D
【解析】A．烟花弹上升至最高点时，受重力作用，加速度为g，故A错误；
B．图像的斜率代表加速度，由图可知加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律有
可知空气阻力逐渐减小，故B错误；
C．若烟花弹做匀变速直线运动，设位移为H’，由图面积可知Ha
可知此情况下不论F多大，小球均能和斜劈保持相对静止，所以B正确；
C．若μ=0.8，假设板、球和斜劈相对静止，则球和斜劈构成的系统能够获得的最大加速的为
此时对板、球和斜劈构成的系统，有
F临界=(m+m+m)a=24N
当F=22.5N时，板、球和斜劈相对静止，有
可知此时球刚好要离开斜劈，所以C正确；
D．若μ=0.8，当F=26 N时，球离开斜劈，在重力和绳子拉力作用下与斜劈保持相对静止，此时球和斜劈加速度均为a=8m/s2，对球分析，有
所以D正确。
故选BCD。
10. 如图所示，倾角为30°、质量的斜面体C置于粗糙水平地面上，小物块B放在粗糙斜面上，质量，连接B的轻绳与斜面平行，轻绳跨过光滑轻质小滑轮O与质量为的物块A相连。开始时A静止在滑轮正下方，现对A施加一个拉力F使A缓慢移动，F与连接A的轻绳OA的夹角始终保持120°，直至轻绳OA水平。此过程中B、C始终保持静止状态。g取，则（ ）
A. 开始时，B所受摩擦力大小为5N
B. OA水平时，轻绳拉力为
C. OA水平时，地面对C的支持力为
D. A缓慢移动过程中，轻绳拉力的最大值为
【答案】AC
【解析】A．开始时，对B受力分析知，受重力、拉力、支持力、摩擦力合力为零，拉力为
B所受摩擦力大小为
联立解得
故A正确；
B．OA水平时，物块A的受力示意图如图
有
解得
故B错误；
C．OA水平时，以BC作整体，其受力示意图如图
有
解得
故C正确；
D． 物块A在重力、拉力F和细绳张力FT作用下始终处于平衡状态，所以三个力的合力等于零，根据三角形法则，这三个力通过平行移动可以构成一个闭合的矢量三角形，如图所示
在，其中MN对应重力，NP对应拉力F，PM对应细绳张力FT，拉力F与细绳张力FT之间的夹角保持不变，即保持不变，满足此关系的几何图形是的外接圆，P为动点，当P移动到P1点时经过圆直径，这时PM对应细绳张力FT最大，有
故D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11. 人们散步时并不觉得空气有阻力，但跑步时就会明显感觉迎面有风阻挡，说明物体所受空气阻力的大小与速率有关。当然，物体所受空气阻力的大小还跟运动物体的形状有关系．某物理小组想研究气球运动时所受空气阻力与其运动速率的关系。该实验小组找来一个气球，在气球的气嘴上绑定一根硬细铁丝，下面悬吊一个小重物，使气球下落时保持竖直方向。在无风环境下，从某高度处释放气球，当气球做匀速运动时，可认为气球所受空气阻力的大小等于气球、重物以及铁丝的总重力该实验小组用数码相机拍摄气球运动的视频，并得到如图1所示的分帧照片。已知相机闪光频率为，测量照片与实物尺寸的缩放比例为。
（1）本实验要研究气球所受空气阻力的大小与其运动速率之间的关系，必须保持______________不变。
（2）在气球做匀速运动时，在照片上测量出重物和其之后第帧重物之间的距离，则可以得到重物下落的平均速度为______________。
（3）同一个气球，改变重物质量，测量出气球所受空气阻力和对应的气球匀速运动速率，建立直角坐标系，纵轴为气球所受空气阻力，横轴为气球匀速运动时的速率，得到如图2所示的图片，从这些点的分布可以得到的结论为：______________。图像中的比例系数______________（保留2位有效数字）
【答案】（1）气球的形状（体积或半径） （2） （3）物体形状一定时，在误差允许的范围内，气球所受到的空气阻力的大小跟气球匀速运动的速率成正比 0.31##0.32##0.33
【解析】（1）[1]本实验研究对象是气球，要探究的是气球所受的空气阻力的大小与气球匀速运动速率之间的关系，必须对其他的条件作出限定，即同一气球的形状不变。
（2）[2]重物下落的实际位移为30l，所以
（3）[3][4]从图像中点的分布可以看出，图像基本是一条过坐标原点的直线，由此可以得出：气球在空气中运动时所受阻力的大小跟气球运动的速率成正比，由图像斜率可得
12. 利用打点计时器和小车探究加速度与力、质量的关系，实验装置如图甲所示。
（1）在探究加速度与物体质量关系时，应保持___________不变（选填“钩码质量”或“小车质量”），并且要求钩码质量___________小车质量（选填“远大于”或“远小于”）。
（2）下列关于实验操作，说法中正确的是 。
A. 打点计时器应与直流电源连接
B. 连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行
C. 平衡摩擦力时，不应将钩码挂在定滑轮左侧细线上
D. 平衡摩擦力后，若改变小车质量需要重新平衡摩擦力
（3）某同学在没有天平的情况下，利用图甲所示的装置测量小车的质量。实验步骤如下：
①将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。
②将一个钩码从小车内取出并挂在定滑轮左端细线上，其余钩码仍留在小车内，释放小车，计算小车的加速度a。
③每次都从小车内取出一个钩码，并挂在细线左端的钩码上，释放小车，计算小车的加速度a。将结果填入表格
④利用表中的数据在图乙中补齐数据点，并作出a-n图像______________。
⑤利用a–n图像求得小车（空载）的质量为___________kg。（每个槽码的质量均为0.050 kg，重力加速度取g取9.8 m/s2）。
【答案】（1）钩码总质量 远小于
（2）BC （3） 0.45
【解析】【小问1详解】
[1]因为要探究物体运动的加速度与物体质量关系，所以实验过程中应保持钩码质量不变；
[2]设小车质量为M，钩码质量为m，对整体，根据牛顿第二定律
设绳子拉力为T，对小车
只有当时，才可以认为，则实验中要使小车质量远大于钩码的质量，用钩码所受的重力作为小车所受的合外力。
【小问2详解】
A．打点计时器应与交流电源连接，故A错误；
B．为使钩码的重力等于细线沿木板向上的对小车的拉力，连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行，故B正确；
C．平衡摩擦力时，不应将钩码挂在定滑轮左侧细线上，只让小车拖着纸带在木板上匀速下滑，故C正确；
D．设木板的倾角为，平衡摩擦力时应满足满足
解得
可知，平衡摩擦力后，若改变小车质量不需要重新平衡摩擦力，故D错误。
故选BC。
【小问3详解】
[1]根据表中数据，可得图像为
[2]每个槽码的质量为
对所有槽码和小车，根据牛顿第二定律
整理得
则图像的斜率为
由[1]中图像可得，斜率为
联立，解得
13. 如图所示，放在水平地面上的半圆柱体的曲面光滑，可视为质点的小球质量为m，轻绳OA一端拴接小球置于半圆柱曲面上的A点，另一端与竖直轻绳系于O点，O点位于半圆柱体横截面圆心的正上方，OA与半圆柱体的曲面相切且与竖直方向夹角。倾角的斜面体固定在水平面上，轻绳OB一端拴接一个放在斜面体上的小物块，另一端也与竖直轻绳系于O点，OB与斜面体的上表面平行，小物块与斜面间的动摩擦因数为，整个装置始终处于静止状态。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）半圆柱体受到水平地面摩擦力的大小；
（2）小物块质量的取值范围。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）对小球受力分析如图
轻绳OA拉力大小
解得
以小球和半圆柱体整体为研究对象，可知半圆柱体所受的摩擦力方向水平向左，大小等于拉力T沿水平向右方向的分力，即
解得
（2）以结点O为研究对象，对其受力分析如图
由平衡关系得
代入数据解得
以B为研究对象，当静摩擦力沿斜面向上达到最大值时有
解得
当静摩擦力沿斜面向下达到最大值时有
解得
物块B质量的取值范围为
14. 2024年4月30日，神舟十七号载人飞船顺利着陆东风着陆场！飞船采用五圈快速返回方案，经历四个阶段，分别是：制动离轨、自由滑行、再入大气层、开伞着陆。整个返回着陆过程用时约50分钟。东风着陆场位于巴丹吉林沙漠和戈壁地带，四月冷空气频繁，正值风沙频发期。返回舱开伞时受高空风影响较大，载人飞船返回着陆时对着陆场高空风和地面风等天气条件要求较高。当神舟飞船距地面10km时，要抛开降落伞盖，并拉出引导伞，再带出减速伞，工作20s，返回舱的速度已经从180m/s降低到80m/s。匀速下落到距离地面5km的时候，飞船抛掉防热大底，露出缓冲发动机。这时候减速伞带出主伞，并且分离，主伞先收拢后展开，充分减速后，返回舱着陆。请回答下列问题：
（1）若将拉出引导伞再带出减速伞工作20s的过程视为匀变速直线下落，求加速度大小；
（2）匀速直线下落的时间；
（3）若将着陆前视为匀减速直线下落过程，且第一个2s下降52m，第四个2s下降4.5m，着陆瞬间速度恰好为零，求此过程中飞船的加速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）由
得，加速度的大小为
（2）20s内减速的位移为
匀速下落的时间为
（3）假设着陆前一直做匀减速直线运动，则第1s末的速度为
第7s末的速度为
由
得该段过程的加速度为
则从减速到速度减为零所用的时间为
故结合题意可知，第4个2s不是一直运动。当飞船落地时速度恰好为零时，设第4个2s飞船运动的时间为t，则设着陆前飞船的加速度大小为可得
解得
或
（舍）
解得着陆前飞船的加速度大小为
15. 某工厂打磨一批工件，为了检验这批工件的光滑程度，采用了如下方式：让一长为水平传送带，以恒定速率传动，每相隔时间在其左端A轻放上一个工件，最终形成如图所示的情景。若一个标准工件与传送带之间的动摩擦因数为，工件质量为。若工件动摩擦因数大于标准工件的即为瑕疵产品、若小于标准工件的动摩擦因数的即为完美产品。
（1）标准工件在传送带上运动的时间？
（2）传送带上一共能容纳的标准工件个数及此时（满载）与空载相比较，传送带的牵引力增大了多少？
（3）在传送带满载运行的情况下，一工件即将放上时，传送带上工件数少于第（2）问中的标准数，试判定刚滑离传送带的工件是哪类工件？
【答案】（1）；（2）10个，12N；（3）瑕疵工件
【解析】（1）设工件的加速时间为，加速时的加速度为，由牛顿第二定律
解得
加速阶段有
解得
加速行驶位移
匀速行驶位移为
匀速行驶时间
总时间
（2）设总个数为，则
在传送带上面的工件一共10个，加速的工件的个数
个
匀速的工件的个数
个
增加的牵引力
（3）法一：都为标准工件时设第一个工件在传送带上面运动时间为，则第二个工件在传送带上的运动时间为，第一个标准工件的位移
第二个标准工件的位移
设提前滑出的工件动摩擦因数为，加速时间为，加速度为，牛顿第二定律
解得
则该工件的位移为
该工件与前一工件的距离为
若
则上面个数为完美工件
若
则上面个数为瑕疵工件。
法二：下一工件即将放上时，传送带上工件数少于10说明本应在最右端的工件提前滑走了，即它在传送带上的滑行时间小于5秒，由（1）中方法分析知它加速时间小于，则加速度大于，即，判定为瑕疵工件（其他方法分析正确均可给分）轻绳左侧槽码数量
1
2
3
4
5
0.70
1.39
2.08
2.79
3.47