重庆市2023_2024学年高三物理上学期9月月考试题含解析

这是一份重庆市2023_2024学年高三物理上学期9月月考试题含解析，共19页。试卷主要包含了 如图，5m，由动能定理等内容，欢迎下载使用。
2. 每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3. 考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。
一、单项选择题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 一同学将篮球自A点竖直向上抛出，随后下落回到A点。设篮球在运动过程中所受空气阻力大小和其速度大小成正比，不考虑篮球的旋转。则该篮球（）
A. 上升位移和下落位移相同B. 被抛出后瞬间机械能最大
C. 上升过程中做匀减速运动D. 到达最高点时加速度为零
【答案】B
【解析】
【详解】A．上升位移和下落位移大小相同，但是方向相反，选项A错误；
B．因抛出后空气阻力做负功，机械能减小，可知被抛出后瞬间机械能最大，选项B正确；
C．上升过程中速度减小，则阻力减小，根据
则加速度减小，物体做非匀减速运动，选项C错误；
D．到达最高点时，只有重力作用，则加速度为g，选项D错误。
故选B。
2. 如图，一个倾角为的光滑斜面，用一光滑竖直挡板OA将重30N的小球挡在斜面上，小球处于静止状态。挡板绕O点沿逆时针缓慢转动到水平方向过程中，下列说法正确的是（）
A. 斜面对小球的作用力先减小后增大B. 挡板对小球的作用力一直增大
C. 挡板对小球的作用力一直减小D. 挡板与斜面对小球的合力保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．对球受力分析，如图所示，
根据平行四边形定则知，利用图示法，挡板以底端为轴缓慢转到水平位置的过程中，斜面对球的弹力FN2逐渐减小，挡板对球的弹力FN1先减小后增大，故ABC错误；
D．小球始终处于平衡状态，所以小球所受合力始终为0，挡板与斜面对小球的合力与重力等大反向，保持不变，选项D正确。
故选D。
3. 一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置位于坐标原点O，简谐运动的振幅为。时刻振子的位移为，时刻振子的位移为，则振子做简谐运动的周期可能为（）
AB. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知时刻振子位于负向最大位移处，时刻振子位于平衡位置处，设振子做简谐运动的周期为，则有
（，，）
可得
（，，）
当时，可得
当时，可得
当时，可得
当时，可得
当时，可得
当时，可得
当时，可得
故选B。
4. 如图，A、B、C分别是赤道表面的物体、近地卫星、地球同步卫星。已知A、B、C的运动为绕地球做匀速圆周运动且轨道位于同一平面，它们的运行速度分别为、、，角速度分别为、、，向心加速度分别为、、，机械能分别为、、，下列说法正确的是（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】ABD．因A和C周期相同，角速度相同
则由
可得
由
可得
对BC由于
可得
可知
可得
根据
可知
可得
根据
可知
可得
选项A正确，BD错误；
C．因三个卫星的质量关系不确定，可知不能确定机械能关系，选项C错误。
故选A。
5. 如图，内壁光滑的圆锥筒，顶角的一半为，筒内有一质量为1kg的小球沿图示虚线做线速度为2m/s的匀速圆周运动，重力加速度为，小球运动一周过程中，圆锥筒壁对小球的冲量大小为（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对小球
转动周期
小球运动一周过程中，重力的冲量
小球转动一周，则动量变化为零，合外力的冲量为零，可知圆锥筒壁对小球的冲量大小等于重力冲量大小，则
故选A。
6. 如图所示，底面倾角为的光滑棱柱固定在水平地面上，在其侧面上铺一块质量可忽略且足够长的轻质丝绸，并在外力作用下使质量分别为2m和m的滑块A、B静止在两侧丝绸之上。已知A、B与丝绸间的动摩擦因数均为0.8，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，，。现同时由静止释放A、B，则关于A、B之后的运动（A、B均未到达棱柱的顶端或底端），下列说法正确的是（）
A. 滑块A的加速度大小为B. 滑块A受到的摩擦力大小为
C. 摩擦力对B做的功大于重力对B做的功D. A、B以及轻质丝绸构成的系统机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】AB．因为A的最大静摩擦力大于B的最大静摩擦力，且丝绸轻质，所以滑块A与丝绸保持相对静止一起向下滑动，设滑块B与丝绸发生相对滑动；以滑块B对象，根据牛顿第二定律可得
解得
以滑块A和丝绸为对象，根据牛顿第二定律可得
解得
假设成立；
以A为对象，设滑块A受到摩擦力大小为，则有
解得
故AB错误；
C．由于滑块B向上加速运动，动能增加，根据动能定理可知摩擦力对B做的功大于重力对B做的功，故C正确；
D．由于滑块B与丝绸发生相对滑动，且之间存在滑动摩擦力，产生了内能，则A、B以及轻质丝绸构成的系统机械能不守恒，故D错误。
故选C。
7. 如图，固定在竖直平面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成，两段相切于B点，AB段与水平面夹角为，BC段圆心为O，最高点为C，A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初速度出发，恰好沿轨道到达C点。下列说法正确的是（）
A. 小球的初速度
B. 小球从A到B的过程中，小球的速度随路程均匀减小
C. 小球从B到C的过程中，小球与O点的连线与竖直方向的夹角为，小球对轨道的压力随线性增大
D. 若增大小球的初速度，小球有可能从BC圆弧中点处脱离轨道
【答案】CD
【解析】
【详解】A．小球恰好沿轨道到达C点，可知到达C点的速度为零，则由能量关系
解得
选项A错误；
B．小球从A到B的过程中，根据
可知，小球的速度平方随路程均匀减小，选项B错误；
C．当小球在圆弧轨道上与圆心的连线与竖直方向夹角为时，则
其中从该点到最高点
解得
即小球对轨道的压力随线性增大，选项C正确；
D．若小球能脱离圆轨道，则满足
其中
FN=0
则
若增大小球的初速度，小球到达BC圆弧中点处时速度变大，则可能从BC圆弧中点处脱离轨道，选项D正确。
故选CD。
二、多项选择题：本大题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. a、b两种单色光以相同的入射角从空气中射向水中，光路如图所示，则关于a、b两种单色光的频率f和在水中的传播速度v，下列说法正确的是（）
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】由光路可知，从空气射入水中时，a光的偏折程度较大，可知，a光的折射率较大，a光的频率较大，即
根据
可知，a光在水中的传播速度较小，即
故选BC。
9. 如图（a）所示，物块A放在水平面上的O点，用跨过轻质滑轮的轻绳与物块B连接，B离滑轮足够远。A、B质量均为1kg，A受到水平向左的恒定拉力，运动过程中A与O点的距离设为x，A与水平面间的动摩擦因数随x的变化关系如图（b）所示。不计轻绳与滑轮间摩擦和空气阻力，重力加速度。则下列说法正确的是（）
A. 物块B的最大速度为B. 物块B的最大速度为
C. 物块A的最大位移为1mD. 物块A的最大位移为2m
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．当AB速度最大时，加速度为零，则
解得
由图可知此时物块的位移为x=0.5m，由动能定理
其中的
解得
选项A正确，B错误；
CD．当达到最大位移时，由动能定理
其中
解得
xm=1m
选项C正确，D错误。
故选AC
10. 如图，质量为M的匀质凹槽放置在光滑的水平地面上，凹槽内有一个半圆形的光滑轨道，半径为R。质量为m的小球，初始时刻从半圆形轨道右端点由静止开始下滑。以初始时刻轨道圆心位置为坐标原点，在竖直平面内建立固定于地面的直角坐标系xOy，半圆直径位于x轴上，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）
A. 小球第一次运动到凹槽最低点时，凹槽的速度
B. 小球第一次运动到凹槽最低点时，小球受到的支持力
C. 小球运动过程中能到达与O点等高位置
D. 在直角坐标系xOy中，小球的运动轨迹为
【答案】ACD
【解析】
详解】A．小球和凹槽系统水平方向动量守恒，则由动量守恒定律和能量关系
解得小球第一次运动到凹槽最低点时，凹槽的速度
小球的速度
选项A正确；
B．小球第一次运动到凹槽最低点时
则的小球受到的支持力
选项B错误；
C．小球到达最高点时与凹槽共速，此时由动量守恒定律可知，共同速度为零，由能量关系可知，小球运动过程中能到达与O点等高位置，选项C正确；
D．设小球的坐标为（x,y），设此时凹槽向右运动的距离为x0，则
m（R-x）=Mx0
小球在凹槽所在的圆上，根据数学知识可分析出此时的圆方程为
整理可得
选项D正确。
故选ACD。
三、非选择题：本大题共5小题，共57分。
11. 某兴趣小组的同学设计了图（a）所示的装置，用来测量滑块质量（滑块可视为质点）和滑块与水平台面间的动摩擦因数。水平转台能绕竖直的轴匀速转动，装有遮光条的小滑块放置在转台上，不可伸长的细线一端连接小滑块，另一端连到固定在转轴上的力传感器上，连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力F，安装在铁架台上的光电门可以读出遮光条通过光电门的挡光时间t，兴趣小组采取了下列步骤：
①用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
②将滑块放置在转台上，使细线刚好绷直，量出滑块到转轴的距离L；
③控制转台以某一角速度匀速转动，记录力传感器和光电门的示数，分别为和；依次增大转台的角速度，并保证其每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数、…和光电门的示数、…。
回答下面的问题：
（1）滑块匀速转动的线速度可表示为______（用d、t中字母表示）。
（2）处理数据时，兴趣小组的同学以力传感器的示数F为纵轴，为横轴，建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图（b）所示（图中a、b已知），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则物块的质量______、______。（用a、b、L、d、t、g中字母表示）
【答案】 ①. ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]滑块匀速转动的线速度可表示为
（2）[2][3]由题意可知
由图像可知
解得
12. 某兴趣小组利用图示装置研究对心碰撞中的动量守恒。该装置由倾斜轨道AB、水平轨道CD连接而成，其中B、C之间通过光滑小圆弧（图中未画出）连接，小球通过B、C前后速率不变。质量为的小球1从A点由静止释放，最终停在水平面上P点（图中未画出），测得PC间水平距离为。把质量为的小球2放置在C点，质量为的小球1从A点静止释放，两小球发生碰撞后，分别测量出小球1、2停止处与C点间水平距离为、。
（1）本实验中，两小球质量关系应满足______（填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）两小球与轨道间动摩擦因数均为，重力加速度为g，碰撞前瞬间小球1的速度为______。
（3）碰撞前后，若满足表达式______，则可验证碰撞中两球组成的系统动量守恒。（用、、、、表示）
（4）碰撞前后，若满足____________，则可验证该碰撞为弹性碰撞。（用、、表示）
（5）多次实验计算得到，碰撞前后小球1动量变化量总是大于小球2动量变化量，则造成这种误差的原因可能是____________（写出一条原因即可）。
【答案】 ①. ＞ ②. ③. ④. ⑤. 小球2运动中受摩擦阻力较大
【解析】
【详解】（1）[1]本实验中，为保证入射球与被碰球碰后不反弹，则两小球质量关系应满足＞。
（2）[2]由动能定理可知
碰撞前瞬间小球1的速度为
（3）[3]同理可得碰后两球的速度分别为
若动量守恒，则满足
即
可得
（4）[4]若为弹性碰撞则满足
带入可得
（5）[5]多次实验计算得到，碰撞前后小球1动量变化量总是大于小球2动量变化量，则造成这种误差的原因可能是小球2与水平面的摩擦力较大，运动中受摩擦阻力较大。
13. 质量为m的小球从离地H高度处由静止下落，与地面发生一次碰撞后反弹至离地的最高处。已知小球与地面接触时间，不计空气阻力。重力加速度为g，求：
（1）小球与地面碰撞前后瞬间速率之比；
（2）在小球与地面接触时间内，小球所受平均合力F的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）小球落地的速度
反弹的速度
小球与地面碰撞前后瞬间速率之比
（2）设向上为正方向，由动量定理
则小球所受平均合力
14. 一根长度为l不可拉伸的轻绳，一端固定在天花板上的O点，另一端系一个质量为m的小球，现将小球拉至轻绳呈水平伸直状态后静止释放，当轻绳达到最大拉力0.6mg时小球自动脱落。小球继续运动后落在O点正下方的地面上（未标出），已知重力加速度为g。求：
（1）释放小球瞬间，小球的加速度；
（2）小球与轻绳脱落时的速度大小；
（3）地面与天花板间的竖直高度。
【答案】（1）g；（2）（3）35L
【解析】
【详解】（1）释放小球瞬间，小球只受重力作用，则此时的加速度为g；
（2）设小球脱离时绳子与竖直方向夹角为θ，则
其中
T=0.6mg
可得
（3）小球脱落后做斜下抛运动，则
地面与天花板间的竖直高度
解得
h=35L
15. 如图，光滑的水平面上有静止的A、B两个弹性小球，其质量关系为、，当时刻，AB间相距为l，之后A受到恒定向右的拉力，小球间发生的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。不计空气阻力，求：
（1）A、B小球第一次碰撞前瞬间A球速度大小；
（2）A、B小球第一次碰撞到第二次碰撞之间，A、B小球间最远距离；
（3）A小球从时刻开始到位移为36l时所用时间t。
【答案】（1）；（2）l；（3）
【解析】
【详解】（1）由动能定理可知
解得第一次碰撞前瞬间A球速度大小
（2）A、B小球第一次碰撞时
，
解得
，
碰后B向右匀速运动，A向左做减速运动，速度减到零后向右加速，当两者速度相等时距离最大，经过的时间其中
由对称可知物体A恰好回到原碰撞点，则AB的最大距离为
（3）从开始运动到第一次碰撞时A的位移x1=l时间
第一次到第二次碰撞满足
，
小球A的位移
A、B小球第二次碰撞时A的速度
碰撞过程满足
，
解得
，
第二次到第三次碰撞满足
，
小球A的位移
A、B小球第三次碰撞时A的速度
碰撞过程满足
，
解得
，
第三次到第四次碰撞满足
，
小球A的位移
同理得
，，，
……
A小球从时刻开始到位移为36l时，满足
解得
所用时间