山东省德州市禹城市综合高中2023-2024学年高三上学期9月月考物理试题（含答案）

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伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图甲、乙分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是（ ）
图甲通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
图甲中先在倾角较大的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
图乙中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验能直接观察到小球达到等高
图乙的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持
铯原子钟是精确的计时仪器，将图1 中铯原子从O点以初速度在真空中水平抛出；同时将图2 中铯原子在真空中从P点以初速度竖直向上抛出，当它到达最高点Q再返回P
点时，图 1 中铯原子恰好到达竖直平面 MN。已知 O 点到竖直平面 MN 的距离等于 P 点到 Q
点的距离。则为（）
A. 1:2B. 1:4
C. 2:1D. 4:1
一兴趣小组用两个相同的遥控小车沿直线进行追逐比赛，两小车分别安装不同的传感器并连接到计算机中， A小车安装加速度传感器，B小车安装速度传感器，两车初始时刻速度大小均为v030m/s， A车在前、B车在后，两车相距100m，其传感器读数与时间的函数关系图像如图所示，规定初始运动方向为正方向，则下列说法正确的是（）
t3s时两车间距离为55m
3~9s内， A 车的加速度大于 B 车的加速度
两车最近距离为20m
0~9s内两车相遇一次
在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体 A，A与竖直墙之间放一光滑圆球 B，整个装置处于静止状态．现对 B加一竖直向下的力 F，F的作用线通过球心，设墙对 B的作用力为 F1，B对 A的作用力为 F2，地面对 A 的作用力为 F3．若 F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中( )
F1保持不变，F3缓慢增大
F1 缓慢增大，F3保持不变
F2 缓慢增大，F3缓慢增大
F2缓慢增大，F3保持不变
如图所示，倾角为 30°的斜面体放在水平面上，质量为 m＝1kg的滑块用质量不计的细绳拴接，细绳跨过固定在斜面体顶端的光滑滑轮后被水平向右、大小为 F＝5N的拉力拉着， 整个装置处于静止状态，重力加速度 g＝10m/s2。则下列说法正确的是（ ）
滑块与斜面体之间的摩擦力的大小为 5N
斜面体对滑块的支持力大小为 5N
地面对斜面体没有摩擦力的作用
滑块与斜面体之间没有摩擦力的作用
如图所示，图 1、2、3中的小球a、b和c的质量相同、轻弹簧S1和 S2完全相同、连接的轻绳l1和l2也完全相同，通过轻弹簧或轻绳悬挂于固定点O，整个系统处于静止状态。现将每个图中的轻绳l1剪断，将图 1中的小球a的加速度大小记为a1，将图 2中的小球a的加速度大小记为a2，将图 3中的小球a的加速度大小记为a3，重力加速度大小为 g。则在剪断l1瞬间 （ ）

放在水平地面上的物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t 的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。取重力加速度g10m/s2由两图像可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数分别为（）
一弹簧秤的秤盘质量为m1，盘内放一质量为m2 的物体，弹簧质量不计，其劲度系数为k， 系统处于静止状态，如图所示。t0时刻给物体施加一个竖直向上的力F，使物体从静止开始向上做加速度为a的匀加速直线运动，经2s物体与秤盘脱离，用FN表示物体与秤盘间的相互作用力的大小，已知重力加速度大小为g，则下列F和FN随时间变化的关系图像正确的是（）
B.
C.D.
二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有多个选项符合题目要求。
全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
汽车以20m/s的速度匀速运动，突遇紧急情况，以4m/s2的加速度刹车，则（）
刹车后 6 秒内的位移为 50m。
刹车后 4 秒内的平均速度为10m/s
刹车后第 2 秒与第 4 秒的位移之比为 7：3
vt图线与坐标轴围成的“面积”为50m2
10.耙在中国已有 1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为O1，夹角AO1B60，拉力大小均为 F，平面 AO1B与水平面的夹角为30（O2为 AB的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是（）
A．两根耙索的合力大小为FB．两根耙索的合力大小为C．地对耙的水平阻力大小为D．地对耙的水平阻力大小为
11.如图所示，粗细均匀的直杆一端固定在天花板上，杆与竖直方向的夹角30，质量均为 m的小球 A、B用细线连接，小球 A套在杆上，用水平向左的拉力 F拉小球 B，A、B球均处于静止状态，此时细线与杆间的夹角60，重力加速度为 g，则（）
A.拉力 F的大小等于
B.拉力 F的大小等于
C.杆对小球的摩擦力大小等于
D.杆对小球的摩擦力大小等于
12.如图甲所示，斜面体固定在水平地面上，t0时刻一物块由斜面底端开始向上运动，其运动的vt图像如图乙所示。已知重力加速度g10m/s2，则（）
A.斜面的倾角为45
B. t2s时，物块距离出发点 5m
C.物块与斜面间的动摩擦因数为
D.物块返回斜面底端时的速度大小为4m/s 三、非选择题：本题共 6小题，共 60分。
13.(6分)在“验证力的平行四边形定则”实验中，用到的实验器材有：带钉子的木板、白纸、图钉、弹簧测力计 2 个、带 2 个细绳套的橡皮条，刻度尺等，实验情形如图甲所示。
如图甲中弹簧测力计的读数是N。
下列说法正确的是。
实验采取的研究方法是控制变量法
同一次实验中每次拉橡皮条时都应该把橡皮条与细绳的结点拉至同一位置 O点
在绳下的纸上用笔画出两个点确定力的方向，两个点的距高尽量远些
在图乙中，以 F1和 F2为邻边构建平行四边形，对角线 F 的方向一定是 AO连线的方向
若保持弹簧测力计 B的拉力 F1方向不变，并适当减小 F1的大小，为保证结点的位置不变且两细绳的夹角始终小于90，弹簧测力计 C 的拉力 F2应（填“增大”“减小”或“不变”）。
14．(8分)某同学利用如图所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带（宽度用 d 表示）。实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度，令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光
带、透光带通过光电传感器的时间间隔Δt。
除图中所用的实验器材外，该实验还需要（填“天平”
或“刻度尺”）；
该同学测得遮光带（透光带）的宽度为 4.50cm，记录时间间隔
的数据如下表所示，根据表中实验数据，可得编号为3 的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为v3＝m/s（结果保留两位有效数字）；
某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为Δt1、Δt2，则重力加速度 g＝
（用 d、Δt1、Δt2表示）；
该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的原因：。
(10分)强行超车是道路交通安全的极大隐患之一、如图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车均以 36 km/h 的速度在平直路面上匀速行驶，其中甲车车身长 L1=4m、货车车身长L2=4 m，货车在甲车前 s=4 m。若甲车司机发现附近无其他车辆后开始加速从货车左侧超车， 加速度大小为 2 m/s2。假定货车速度保持不变，汽车车尾超过货车车头 4 m 后完成超车，不计车辆变道的时间及车辆的宽度。求：
甲车完成超车至少需要多长时间；
若甲车开始超车时，看到道路正前方的乙车迎面驶来，此时二者相距 110m，乙车速
度为 54 km/h。甲车超车的整个过程中，乙车速度始终保持不变，请通过计算分析，甲车能否安全超车。
(12分)如图所示，倾角为37的斜面体固定在水平面上，质量为m的物块 A放在斜面上，一根细绳绕过固定在斜面顶端的定滑轮和悬挂重物 B 的动滑轮，连接在竖直杆 EF上的D点，此时整个装置静止，连接物块 A的细绳段与斜面平行。连接竖直杆的细绳段与竖直方向的夹角30，物块 A与斜面间的动摩擦因数为0.5，定滑轮 C与 D点之间的细绳段的长度为 L1m，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮摩擦，重力加速度为 g， sin370.6， cs370.8。
求重物 B 的质量mB的大小范围；
若重物 B的质量为m，将竖直杆向右平移一小段距离，使物块 A刚好不上滑，则竖直杆向右平移的距离为多少？
(12分)某粮库使用如图所示的装置运粮，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡， 装满粮食的小车从坡底沿斜坡匀加速上行，此时电动机提供 F8070N的恒定拉力，配重落 地的瞬间，关闭电动机，小车又沿斜坡匀减速上行，到达卸粮点时速度恰好为零。已知斜坡 倾角30，坡底到卸粮点的距离 L=39m，小车质量m1100kg，车上粮食质量m21200kg，配重质量m040kg，取重力加速度g10m/s2，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮 食总重力成正比，比例系数k0.1，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求：
配重落地前小车的加速度大小；
配重落地后经多长时间小车到达卸粮点。

18．（12 分）北京冬奥会后，冰雪运动越来越受人们关注，滑雪机也逐渐走进大众生活。滑雪机是利用电机带动雪毯向上运动，雪毯的质感完全仿真滑雪场的平坦硬雪，滑雪者相对雪毯向下滑行，以达到学习和锻炼的目的，并且通过调整雪毯的速度或坡度，还可以模拟在滑雪场以各种速度在各种坡度的雪道滑行。已知坡道长L7m，倾角37，在某次训练中。雪毯静止未开启，一质量m70kg（含装备）的滑雪者没有做任何助力动作，恰能够沿雪毯匀速下滑，重力加速度 g10m/s2， sin370.6， cs370.8，不计空气阻力。求：（结果可用分数表示）
滑雪板与滑雪毯间的动摩擦因数；
开启雪毯，使雪毯始终以速度v12m/s向下运动，求滑雪者没有做任何助力动作，从坡道顶端由静止滑到底端所用的时间。
现将坡道角度调整为 53°，开启雪毯，使雪毯始终以速度v2 2m/s向上运动，其他条件不变，求滑雪者在依然没有任何助力的情况下，从坡道顶端由静止滑到底端时在雪毯上留下的划痕长度。
编号
1 遮光带
2 遮光带
3 遮光带
…
Δt/(×10-3 s)
73.04
38.67
30.00
…