2023-2024学年福建省莆田锦江中学高三上学期12月第二次月考 物理试题（含答案）

这是一份2023-2024学年福建省莆田锦江中学高三上学期12月第二次月考 物理试题（含答案），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．“祝融号”火星车沿如图所示路线行驶，在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构，该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点O处出发，经过61天到达M处，行驶路程为585米；又经过23天，到达N处，行驶路程为304米。已知O、M间和M、N间的直线距离分别约为463米和234米，则火星车（ ）
A．从O处行驶到N处的路程为697米
B．从O处行驶到N处的位移大小为889米
C．从O处行驶到M处的平均速率约为20米/天
D．从M处行驶到N处的平均速度大小约为10米/天
2．如图所示，是常见的杆秤的工作示意图。三根长度均为5L的细绳上端连在一起，并固定在杆秤的左端，另一端与质量为m、直径为6L、质量分布均匀的秤盘相连，连接点将秤盘边缘三等分。当在盘中放置质量为2m的物体，秤杆处于平衡状态时，秤盘静止在水平位置，这时每根细绳的拉力大小为（ ）
A．B．C．D．
3．某工地小型升降电梯的原理图如图所示，轿厢A、对重B跨过轻质定滑轮通过足够长轻质缆绳连接，电机通过轻质缆绳拉动对重，使轿厢由静止开始向上运动，运动过程中A未接触滑轮、B未落地。已知A、B质量分别为、，电机输出功率恒为，不考虑空气阻力与摩擦阻力，重力加速度g取，则当轿厢速度为时，A、B之间轻质缆绳的拉力大小为（ ）
A．5400NB．6000NC．6600ND．7000N
4．如图，倾角37°的传送带以速度顺时针运转，两传动轮之间的距离足够长，质量的滑块从左侧底端以一定速度滑上传送带，滑块在传送带上运动的图像如图所示，，，。则（ ）

A．0~4s，传送带对滑块的摩擦力始终做负功
B．0~4s，滑块的重力势能增加了200J
C．0~4s，滑块的机械能增加了128J
D．0~4s，滑块与传送带间因摩擦而产生的热量为30J
二、多选题
5．2022年6月22日，中国“天行一号”试验卫星在酒泉发射成功，该卫星主要用于开展空间环境探测等试验。该卫星运行轨道可视为离地面高度约为285km的圆形轨道，则该卫星在轨道上正常运行时（ ）
A．卫星中的仪器处于超重状态
B．卫星的线速度比第一宇宙速度小
C．卫星的周期比地球同步卫星的周期大
D．卫星的加速度比地球同步卫星的加速度大
6．甲、乙两辆完全相同的小车均由静止沿同一方向出发做直线运动。以出发时刻为计时零点，甲车的速度—时间图像如图（a）所示，乙车所受合外力—时间图像如图（b）所示。则（ ）
A．0 ~ 2s内，甲车的加速度大小逐渐增大
B．乙车在t = 2s和t = 6s时的速度相同
C．2 ~ 6s内，甲、乙两车的位移不同
D．t = 8s时，甲、乙两车的动能不同
7．一物块以初速度v0自固定斜面底端沿斜面向上运动，一段时间后回到斜面底端。该物体的动能Ek随位移x的变化关系如图所示，图中x0、Ek1、Ek2均已知。根据图中信息可以求出的物理量有（ ）
A．重力加速度大小 B．物体所受滑动摩擦力的大小
C．斜面的倾角 D．沿斜面上滑的时间
8．如图甲所示，一轻质弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端与质量为的小物体栓接，紧靠着的右端放置质量为的小物体均静止，弹簧处于原长状态。现对施加水平向左的恒力，使和一起向左运动，当两者速度为零时撤去最终均停止运动。以初始时静止的位置为坐标原点，向左为正方向，从开始向左运动到撤去前瞬间，的加速度随位移变化的图像如图乙所示。已知两物体与地面间的动摩擦因数均为0.5，重力加速度大小取。下列说法正确的是（ ）
A．做的功为B．弹簧的劲度系数为
C．的最大速度为D．最终停在处
三、填空题
9．如图，“人字梯”是日常生活中常见的一种登高工具，使用时四根梯杆与地面间的夹角总保持相等。现有一个人站在“人字梯”的最高处，当梯杆与地面间的夹角变大时，则：
“人字梯”对地面的压力 （增大、减小、不变）
地面对每根梯杆的作用力 （增大、减小、不变）
地面对每根梯杆的摩擦力 （增大、减小、不变）
10．在篮球课上，某同学先后两次投出同一个篮球，两次篮球均垂直打在篮板上，第二次打在篮板上的位置略低一点，假设两次篮球出手位置相同，打到篮板前均未碰到篮圈，不计空气阻力，则：相比
第二次打在篮板的速度大小 （相等、大、小）
第二次空中上升的时间 （相等、大、小）
第二次抛出后瞬间，篮球重力的功率 （相等、大、小）
11．荡秋千深受孩子们的喜爱，如图为某同学荡秋千的场景，忽略空气阻力，该同学荡秋千时从由最低点往上摆的过程中：
该同学感觉到腿承受的力 （增大、减小、不变）
重力的功率 （增大、减小、不变、先增后减、先减后增）
该同学在最低点时处于 （超重、失重）状态。
四、实验题
12．某小组用图（a）所示的实验装置探究斜面倾角是否对动摩擦因数产生影响。所用器材有：绒布木板、滑块、挡光片、米尺、游标卡尺、光电门、倾角调节仪等。实验过程如下：
（1）将绒布平铺并固定在木板上，然后将光电门A、B固定在木板上。用米尺测量A、B间距离L；
（2）用游标卡尺测量挡光片宽度d，示数如图（b）所示。该挡光片宽度
（3）调节并记录木板与水平面的夹角，让装有挡光片的滑块从木板顶端下滑。记录挡光片依次经过光电门A和B的挡光时间和，求得挡光片经过光电门时滑块的速度大小和。某次测得，则 （保留3位有效数字）
（4）推导滑块与绒布间动摩擦因数的表达式，可得 （用L、、、和重力加速度大小g表示），利用所得实验数据计算出值；
（5）改变进行多次实验，获得与对应的，并在坐标纸上作出关系图像，如图（c）所示；
（6）根据上述实验，在误差允许范围内，可以得到的结论为 。
13．某实验小组利用图（a）所示装置验证小球平抛运动的特点。实验时，先将斜槽固定在贴有复写纸和白纸的木板边缘，调节槽口水平并使木板竖直；把小球放在槽口处，用铅笔记下小球在槽口时球心在木板上的水平投影点O，建立坐标系．然后从斜槽上固定的位置释放小球，小球落到挡板上并在白纸上留下印迹．上下调节挡板进行多次实验．实验结束后，测量各印迹中心点、、的坐标，并填入表格中，计算对应的值。
（1）根据上表数据，在图（b）给出的坐标纸上补上数据点，并绘制“”图线 。
（2）由图线可知，小球下落的高度y，与水平距离的平方成 （填“线性”或“非线性”）关系，由此判断小球下落的轨迹是抛物线。
（3）由图线求得斜率k，小球平抛运动的初速度表达式为 （用斜率k和重力加速度g表示）。
（4）该实验得到的图线常不经过原点，可能的原因是 。
五、解答题
14．神舟十五号与神舟十四号载人飞船六名宇航员成功实现“太空会师”后，神舟十四号载人飞船返回舱于2022年12月4日顺利返回。返回舱返回过程经过一系列减速后，在离地面高度1.25m时，位于返回舱底部的着陆反推发动机点火，使返回舱继续快速减速，经过0.25s以2m/s的速度着地，该过程可视为竖直向下的匀减速直线运动。当地重力加速度g取，求
（1）返向舱离地面高度1.25m时的速度大小；
（2）该过程返回舱的加速度大小；
（3）该过程中宇航员受到座椅的作用力与其重力的比值。
15．一种离心测速器的简化工作原理如图所示。细杆的一端固定在竖直转轴上的O点，并可随轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O点，另一端与套在杆上的圆环相连。当测速器稳定工作时，圆环将相对细杆静止，通过圆环的位置可以确定细杆匀速转动的角速度。已知细杆长度，杆与竖直转轴的夹角a始终为，弹簧原长，弹簧劲度系数，圆环质量；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取，摩擦力可忽略不计
（1）若细杆和圆环处于静止状态，求圆环到O点的距离；
（2）求弹簧处于原长时，细杆匀速转动的角速度大小；
（3）求圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小。
16．如图所示，轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右侧有一质量M=0.10kg、半径R=0.20m的四分之一光滑圆弧轨道CED（厚度不计）静置于水平地面上，圆弧轨道底端C与水平面上的B点平滑相接，O为圆弧轨道圆心。用质量为m=0.20kg的物块把弹簧的右端压缩到A点由静止释放（物块与弹簧不拴接），物块到达B点时的速度为。已知B点左侧地面粗糙，物块与地面之间的动摩擦因数为，A、B之间的距离为x=1m，B点右侧地面光滑，g取。
（1）求物块在A点时弹簧具有的弹性势能；
（2）求物块上升的最大高度；
（3）使该物块质量变为，仍由A点静止释放，物块离开圆弧轨道D点时受到一垂直纸面向里的瞬时冲量，并同时利用锁定装置让圆弧轨道瞬间停下，求物块离开轨道后运动轨迹的最高点到D点的距离。
物理答案
一、单选（每小题4分，共16分）
1．D 2．B 3．C 4．C
二、双选（每小题6分，共24分）
5. BD 6.BC 7.BD 8.BD
三、填空（每小题4分，共12分）
9、 不变 、增大、增大
10、大、小、小
11、减小、先增后减、超重
四、实验（11分）
12． 5.25 1.00 （2分） （2分） 斜面倾角对动摩擦因数没有影响
13． 见解析 线性 （2分） 水平射出点未与O点重合
【详解】（1）[1]根据上表数据在坐标纸上描出数据点，并绘制“”图线如图所示
四、计算（12分+12分+16分，共40分）
14．（1）；（2）；（3）3.4
【详解】（1）设返回舱离地面高度时的速度大小为，着地速度；由运动学公式有
代入数据解得
（2）由运动学公式有
代入数据解得
即该过程返回舱的加速度大小为。
（3）设宇航员的质量为，受到座椅的作用力大小为，由牛顿第二定律有
联立解得
即宇航员受到座椅的作用力与重力的比值为
15．（1）0.05m；（2）；（3）
【详解】（1）当细杆和圆环处于平衡状态，对圆环受力分析得
根据胡克定律得
弹簧弹力沿杆向上，故弹簧处于压缩状态，弹簧此时的长度即为圆环到O点的距离
（2）若弹簧处于原长，则圆环仅受重力和支持力，其合力使得圆环沿水平方向做匀速圆周运动。根据牛顿第二定律得
由几何关系得圆环此时转动的半径为
联立解得
（3）圆环处于细杆末端P时，圆环受力分析重力，弹簧伸长，弹力沿杆向下。根据胡克定律得
对圆环受力分析并正交分解，竖直方向受力平衡，水平方向合力提供向心力，则有
，
由几何关系得
联立解得
16．（1）；（2）h=0.15m；（3）
【详解】（1）设弹簧的弹性势能为，物块从A到B的过程由动能定理得
代入数据得
（2）物块和圆弧轨道相互作用的过程水平方向动量守恒，机械能守恒，则
解得
h=0.15m
（3）设质量为的物块到达B点时的速度为，物块从A到B的过程由动能定理得
物块到达D点时在水平方向上与M共速
解得
设物块到达D点时在竖直方向上的速度为，由机械能守恒定律得
⑧
解得
物块飞出后在竖直方向上做匀减速运动，设从D点飞出到最高点所用时间为t
当物块上升到D点时受到一个垂直于纸面的冲量，设获得的速度为，由
以物块飞出时D点所在的位置为坐标原点，以水平向右为x轴，竖直向上为y轴，垂直于纸面向里为z轴，则在时间t内各方向的位移分别为
则最高点到D点的距离
代入数据得
2.95
6.52
9.27
13.20
16.61
19.90
5.95
8.81
10.74
12.49
14.05
15.28
35.4
77.6
115.3
156.0
197.4
233.5