2023-2024学年黑龙江省双鸭山市第一中学高三上学期10月月考试题 物理（解析版）

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高三物理本试卷满分100分，考试时间75分钟。一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。）1．生活中大部分的运动都是曲线运动，关于曲线运动，下列说法不正确的是（　　）A．做曲线运动的物体，加速度方向与速度方向一定不在同一条直线上B．做曲线运动的物体，加速度不可能为零C．做曲线运动的物体，速度一定改变，加速度一定发生变化D．做曲线运动的物体，速度大小可能不变2．如图所示，某同学拿着一个质量为m的小球在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动、小球运动的轨迹如图中虚线所示，则（　　）A．小球的机械能守恒B．小球从N点运动到M点，重力做正功，重力势能增大C．小球从M点运动到P点的过程重力的功率逐渐增大D．小球从M点运动到N点，动能没变，人对小球做的功为零3．如图所示，设地球半径为R，假设某地球卫星在距地球表面高度为h的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，运行周期为T，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近地点B时，再次点火进入近地轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动，引力常量为G，不考虑其他星球的影响，则下列说法正确的是（　　）A．该卫星在轨道Ⅲ上B点的速率小于在轨道Ⅱ上A点的速率B．卫星在圆轨道Ⅰ和圆轨道Ⅲ上做圆周运动时，轨道Ⅰ上动能小，势能大，机械能小C．卫星从远地点A向近地点B运动的过程中，加速度变小D．地球的质量可表示为4．从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点，该物体的和随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取。由图中数据可知，下列说法不正确的是（　　）A．该物体的质量为B．当时，物体的速率为C．物体上升至最高点过程中，合力所做的功为D．物体所受空气阻力大小为5．如图甲所示，在某星球上，一轻质弹簧下端固定在倾角为θ=30°的固定光滑斜面底部且弹簧处于原长。现将一质量为1.0kg的小物块放在弹簧的上端，由静止开始释放，小物块的加速度a与其位移x间的关系如图乙所示。则（　　）A．小物块运动过程中机械能守恒B．该星球重力加速度大小为5m/s2C．弹簧劲度系数为25N/mD．小物块的最大动能为1.0J6．滑块以一定的初速度沿倾角为，动摩擦因数为的粗糙斜面从底端上滑，经时间到达最高点A后，再经时间返回到底端．利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示。对比甲、乙两图，下列说法正确的是（　　）A．甲、乙图中，滑块运动时间之比为B．甲、乙图中，滑块运动加速度之比为C．由甲、乙两图可知，D．甲、乙图中，滑块经过和时间内摩擦力做的功之比为7．如图所示，在竖直平面内有一半径为的四分之一圆弧轨道BC，与竖直轨道AB和水平轨道CD相切，轨道均光滑。现有长也为的轻杆，两端固定质量为的小球、质量为的小球（均可视为质点），用某装置控制住小球，使轻杆竖直且小球与点等高，然后由静止释放，杆将沿轨道下滑。设小球始终与轨道接触，重力加速度为。则（　　）A．下滑过程中a球机械能增大B．下滑过程中b球机械能守恒C．小球a滑过C点后，a球速度大于D．从释放至a球滑过C点的过程中，轻杆对b球做正功为二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。）8．如图所示，A、B、C三个物体放在水平旋转的圆盘上，三个物体与转盘的最大静摩擦力均为重力的μ倍，A的质量是2m，B和C的质量均为m，A、B离轴距离为r，C离轴距离为2r，若三个物体均相对圆盘静止，则（　　）A．每个物体均受重力、支持力、静摩擦力、向心力四个力作用B．C的向心加速度最大C．B的摩擦力最小D．当圆盘转速增大时，B比C先滑动，A和B同时滑动9．当前我国“高铁”事业发展迅猛，假设一辆质量为m高速列车在机车牵引力和恒定阻力f作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其图象如图所示，已知时间内为过原点的倾斜直线，时刻达到额定功率P，此后保持功率P不变，在时刻达到最大速度，以后匀速运动。下列判断正确的是（　　）A．时间内，牵引力大小为B．从至时间内，列车的通过的路程为C．时刻，列车的加速度D．该列车受到的阻力f为10．逆时针转动的绷紧的传送带与水平方向夹角为37°，传送带的v-t图像如图所示。在时刻质量为1kg的楔形物体从B点以某一速度滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动，2s后开始减速，在时物体恰好到达最高点A点。重力加速度为。对物体从B点运动到A点的过程中，下列说法正确的是（，）（　　）A．物体的重力势能增加36JB．摩擦力对物体做功为12JC．物体在传送带上运动过程中产生的热量为12JD．传送带因为运送物体多消耗的电能为46J 三、实验题（14分）11．图甲为某实验小组同时测量A、B两个箱子质量的装置图，其中D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略不计），F为光电门，C为固定在A上、宽度为d的细遮光条（质量不计），此外，该实验小组还准备了一套砝码（总质量为kg）和刻度尺等，请在以下实验步骤中按要求作答。（1）在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门F之间的高度差h。（2）取出质量为m的砝码放在A箱子中，剩余砝码都放在B箱子中，让A从位置O由静止开始下降，则A下落到F处的过程中，其机械能是       的（填增加、减少或守恒）。（3）记录下遮光条通过光电门的时间t，根据所测数据可计算出A下落到F处的速度        ，下落过程中的加速度大小        （用d、t、h表示）。（4）改变m重复（2）（3）步骤，得到多组m与a的数据，作出a-m图像如图乙所示。可得A的质量        kg，B的质量        kg（重力加速度大小g取）。12．小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片使A球水平飞出，同时B球被松开。   (1)他观察到的现象是：小球A、B       （填“同时”或“先后”）落地；(2)让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间       （填“变长”“不变”或“变短”）；(3)上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是       运动。(4)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），结合实验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为0.05m，g取10m/s2，则小球运动中水平分速度的大小为     m/s，小球经过B点时的速度大小为      m/s。四、解答题（13题12分，14题12分，15题16分）13．如图所示，质量m=10 kg的物体放在光滑的水平面上，现用大小为F=20N的水平恒力作用于物体，使物体由静止开始做匀加速直线运动，经t=8s后撤去F，取g=10 m/s2，求：（1）8s内物体的位移（2）8s末物体的动能（3）8s内力F做功的平均功率     14．某人在地球表面做平抛运动的实验，如图所示﹐从B点正上方与斜面顶端A点等高处P点沿PA方向以速度v平抛一小球，经时间t，小球恰好落在斜面AB的中点Q。已知斜面倾角为，空气阻力不计，设地球为半径为R的球体，球体体积公式为，一卫星在地球表面某一高处做匀速圆周运动，其绕地球运行的周期为，引力常量为G，忽略地球自转影响。求：（1）地球表面的重力加速度g；（2）地球的密度；（3）上述卫星距离地球表面的高度h。           15．如图所示，竖直固定的四分之一粗糙圆轨道下端B点水平，半径R1=1m，质量M=1kg的长薄板静置于倾角θ=37°的粗糙斜面CD上，其最上端刚好在斜面顶端C点。一质量为m=1.5kg的滑块（可看做质点）从圆轨道A点由静止滑下，运动至B点时对轨道的压力大小为FN=39N，接着从B点水平抛出，恰好以平行于斜面的速度落到薄板最上端，并在薄板上开始向下运动；当小物体落到薄板最上端时，薄板无初速度释放并开始沿斜面向下运动，其运动至斜面底端时与竖直固定的光滑半圆轨道DE底端粘接在一起。已知斜面CD长L2=7.875m，薄板长L1=2.5m，厚度忽略不计，其与斜面的动摩擦因数μ1=0.25，滑块与长薄板间的动摩擦因数为μ2=0.5，滑块在斜面底端的能量损失和运动过程中空气阻力均忽略不计，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，试求：（1）滑块运动至B点时速度大小vB及滑块由A到B运动过程中克服摩擦力做的功Wf；（2）滑块运动到D点时的速度大小；（3）如果要使滑块不会中途脱离竖直半圆轨道DE，其半径R2需要满足什么条件？
参考答案：1．C【详解】A．做曲线运动的物体，合力方向与速度方向一定不在同一条直线上，而合力方向与加速度方向相同，则做曲线运动的物体，加速度方向与速度方向一定不在同一条直线上，故A正确，不符合题意；B．做曲线运动的物体，速度发生变化，速度变化量不为零，根据可知加速度不为零，即做曲线运动的物体，加速度不可能为零，故B正确，不符合题意；C．做曲线运动的物体，速度一定改变，但加速度不一定发生变化，例如平抛运动是曲线运动，其加速度为重力加速度，加速度为一定值，故C错误，符合题意；D．做曲线运动的物体，速度大小可能不变，例如匀速圆周运动，速度大小没有发生变化，故D正确，不符合题意。故选C。2．C【详解】A．小球做匀速圆周运动，除重力外，人对小球做功，机械能不守恒，A错误；B．从N点运动到M点，重力做负功，重力势能增大，B错误；C．小球从M点运动到P点的过程，速度大小不变，方向与重力方向的夹角减小，重力的功率逐渐增大，C正确；D．从M点运动到N点，动能没变，重力做正功，人对小球做负功，D错误。故选C。3．D【详解】A．卫星在轨道Ⅰ上过A点做匀速圆周运动，满足卫星在轨道Ⅱ上过A点做近心运动，即所以卫星在轨道Ⅰ上A点速率大于在轨道Ⅱ上A点的速率，由可知，在轨道Ⅲ上B点的速率大于在轨道Ⅰ上A点的速率，因此该卫星在轨道Ⅲ上B点的速率大于在轨道Ⅱ上A点的速率，A错误；B．卫星从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ需在A点减速，从轨道Ⅱ到轨道Ⅲ需在B点减速，故卫星机械能减小，卫星在轨道Ⅲ上的速率大于在轨道Ⅰ上的速率，故卫星在轨道Ⅲ上的动能大于在轨道Ⅰ上的动能，从轨道Ⅱ上A运动到B的过程，地球引力对卫星做正功，引力势能减小，可知卫星在轨道Ⅰ上运行时动能小，势能大，机械能大，B错误；C．根据万有引力提供向心力有可得卫星从远地点A向近地点B运动的过程中，r变小，故加速度变大，C错误；D．卫星在轨道Ⅰ上的运动过程中，万有引力充当向心力，故有解得D正确。故选D。4．C【详解】A．由图可知，当时，，根据可得故A正确；B．当时，，根据可得故B正确；C．物体受到重力和阻力的作用，根据动能定理可知合力所做的功为故C错误；D．由图可知，物体上升到最高点的过程中机械能损失了，根据功能关系可知，空气阻力做功，即解得故D正确。本题要求选择错误的，故选C。5．C【详解】A．小物块运动过程中机械能不守恒，小物块与弹簧组成的系统机械能守恒，A错误；B．由静止开始释放时，根据牛顿第二定律，可得小物块的加速度为由图像可知，开始时小物块的加速度为联立解得所以该星球重力加速度大小为10m/s2，B错误；C．由图像可得弹簧压缩量为20cm时，小物块的加速度为0，则有解得C正确；D．根据动能定理可得根据加速度a与其位移x图像的面积与质量的乘积表示动能的变化量，则有 D错误。故选C。6．C【详解】A．设频闪仪的照相周期为，由图可知，则甲、乙图中，滑块运动时间之比为故A错误；B．根据逆向思维，结合匀变速直线运动公式可知甲、乙图中，滑块运动加速度之比为故B错误；C．甲图中，根据牛顿第二定律可得乙图中，根据牛顿第二定律可得又联立解得故C正确；D．设最高点A到斜面底端的距离为，根据匀变速直线运动规律可得，甲图中滑块经过时间内通过的位移大小为乙图中滑块经过时间内通过的位移大小为则甲、乙图中，滑块经过和时间内摩擦力做的功之比为故D错误。故选C。7．D【详解】ABC．根据题意，对于两个小球组成的系统，下降过程中，只有重力做功，系统的机械能守恒，由机械能守恒定律有解得则小球的机械能变化量为则小球的机械能变化量为即下滑过程中a球机械能减小，b球机械能增加，故ABC错误；D．根据题意，设从释放至a球滑过C点的过程中，轻杆对b球做功为，对小球，由动能定理有解得即从释放至a球滑过C点的过程中，轻杆对b球做正功为，故D正确。故选D。8．BC【详解】A．物体随圆盘一起做圆周运动，受重力、支持力和静摩擦力三个力作用，故A错误；B．A、B、C三个物体的角速度相等，根据由于C的半径最大，则C的向心加速度最大，故B正确；C．根据静摩擦力提供向心力知，，可知B的摩擦力最小，故C正确；D．根据可得C离轴距离最大，则C的临界角速度最小，当转速增大时，C先滑动，A、B离轴距离相等，临界角速度相等，则A、B同时滑动，故D错误。故选BC。9．CD【详解】A．时间内，根据牛顿第二定律解得牵引力大小为故A错误；B．从至时间内，根据动能定理解得列车的通过的路程为故B错误；C．时刻，根据牛顿第二定律又解得此时列车的加速度为故C正确；D．在时刻达到最大速度，则有故该列车受到的阻力为故D正确。故选D。10．ACD【详解】A．根据速度时间图像的斜率表示加速度，可得传送带运动的加速度为1m/s2t=0时刻质量为1kg的楔形物体从B点滑上传送带并沿传送带向上做匀速运动，说明物体受力平衡，由平衡条件可知2s末，传送带的速度为2m/s，物体开始减速，分析可知，物体做匀速直线运动的速度为2m/s，且2s后物体与传送带一起做加速度为-1m/s2的匀减速运动，在时物体恰好到达最高点A点，则传送带的长度其中故A正确；则物体的重力势能增加量为B．对物体从B点运动到A点的过程，根据动能定理有解得故B错误；C．物体在2s内传送带相对运动，二者间的相对位移为该过程中的滑动摩擦力，则物体在传送带上运动过程中产生的热量为故C正确；D．由功能关系得，传送带因为运送物体多消耗的电能为故D正确。故ACD。11．     减少                    【详解】（1）[1] A下落到F处的过程中，受到绳子的拉力，拉力做负功，则其机械能减少（2）[2] A下落到F处的速率为v[3] 由速度位移公式得解得（3）[4][5] 把三个物体m0，A，B作为一个系统，根据牛顿第二定律可得可知图像的斜率纵截距解得12．     同时     不变     自由落体     1.5m/s     2.5m/s【详解】(1)[1]因A做平抛运动，B做自由落体运动，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，故AB同时落地。(2)[2]用较大的力敲击弹性金属片，将使得A球的水平初速度变大，但平抛运动的高度仍然不变，由可知，A球在空中运动的时间不变。(3)由上面的实验可知，A、B两球同时落地，可以平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。(4)[4]小球竖直方向是匀变速直线运动，由可知，它们的时间间隔为小球在水平方向是匀速直线运动，由题图可知，水平初速度为[5]小球经过B点时竖直方向的速度为故小球经过B点时的速度为13．（1）64m；（2)1280J；（3）160w 14．（1）；（2）；（3）【详解】（1）设斜面高为h，底面BC长为l，则小球从P点抛出到运动至Q点，小球做平抛运动，在竖直方向有在水平方向有联立解得（2）根据万有引力等于重力有根据密度公式又解得（3）根据万有引力提供向心力有解得15．（1）4m/s；3J；（2）8m/s；（3）R2≥3.2m或1.28m≥R2>0【详解】（1）滑块在B点由牛顿第二定律可得代入数据解得vB=4m/s从A到B点的过程中，根据动能定理得mgR1−Wf=mvB2代入数据解得Wf=3J（2）从B到C滑块做平抛运动，在C点代入数据解得vC=5m/s设小滑块在薄板上向下滑行的加速度为a1，根据牛顿第二定律有代入数据解得a1=2m/s2设薄板在斜面上向下滑行的加速度为a2，根据牛顿第二定律有代入数据解得a2=7m/s2设经过时间t1小滑块与薄板达到共同速度v1，小滑块位移为x1，薄板位移为x2，则有解得t1=1sv1=a2t1=7m/s小滑块相对薄板的相对位移Δx=x1-x2=2.5m=L1小滑块刚好到达薄板的最下端，由于μ2>μ1，之后二者一起以a共沿斜面加速下滑，由牛顿第二定律有（M+m）gsin37°−μ1（M+m）gcos37°=（M+m）a共代入数据解得a共=4m/s2设整体刚好到达斜面的最下端D点速度为vD，则由运动学公式可得解得vD=8m/s（3）在E点，当竖直半圆轨道DE半径为时，滑块刚好到达半圆轨道顶点，在半圆轨道的顶点，根据牛顿第二定律有从D到E的过程中，滑块机械能守恒，则有联立解得=1.28m如果要使滑块不会中途脱离竖直半圆轨道DE，其半径R2需要满足1.28m≥R2>0当竖直半圆轨道DE半径为时，滑块刚好到达半圆轨道最左端，由机械能守恒得代入数据解得则有滑块在沿半径为竖直半圆轨道DE滑动中，最高滑到半圆轨道最左端，就不会脱离竖直半圆轨道，则有R2≥3.2m因此如果要使滑块不会中途脱离竖直半圆轨道DE，其半径R2需要满足1.28m≥R2>0或R2≥3.2m