广东省肇庆市封开县广信中学2024-2025学年高三上学期9月月考物理试题(原卷版+解析版)
展开第1卷(选择题)
一、单选题(本大题共7题,每题4分,共28分,每小题列出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 如图所示,小李驾驶汽车按导航提示右转通过某个路口后,突然看到前方禁止通行警示牌,他反应过来后刹车制动,并倒车回到路口绕道行驶。以路口为位移原点,汽车开始减速时为计时起点,并将汽车看成质点,忽略换挡时间(把刹车和倒车过程看成连续的匀变速直线运动),绘制了如图所示的图像,由图中数据可得( )
A. t=4s时,汽车离路口最远为8m
B. 0~6s内,汽车的平均速度大小为1m/s
C. t=0时刻,汽车的瞬时速度大小为2m/s
D. t=3s时,汽车的加速度大小为2m/s²
【答案】D
【解析】
【详解】A.以路口为位移原点,由图像可知,t=4s时,汽车离路口最远为13m,故A错误;
B.由图像可知,0~6s内,汽车的平均速度大小为
故B正确;
C.根据图像的切线斜率表示速度可知,t=4s时,汽车的速度为0;在内有
可得t=0时刻,汽车的瞬时速度大小为
故C错误;
D.汽车在内做匀减速直线运动,则t=3s时,汽车的加速度大小为
故D错误
故选B。
2. 如图所示,在一端封闭的光滑玻璃管中注满清水并封口,水中有一由红蜡块做成的大小适宜的小圆柱体,恰好在玻璃管中匀速上升,同时将玻璃管由静止开始水平向右做匀加速运动,关于红蜡块的运动轨迹正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题可知,蜡块加速度方向向右;所以合力方向向右,并且受力方向为曲线凹侧。
故选B。
3. 如图所示,光滑的半圆柱固定在水平地面上,一个质量为m的小球在水平外力作用下静止在半圆柱上,现改变水平外力的大小使小球缓慢向上移动,在运动到最高点之前。下列说法正确的是( )
A. 水平外力F增大B. 水平外力F减小
C. 半圆柱对小球的支持力增大D. 半圆柱对小球的支持力不变
【答案】B
【解析】
【详解】对小球受力分析,如图所示,由平衡条件可得
,
小球缓慢向上移动的过程中θ增大,所以F减小,所以N减小。
故选B。
4. 某实验小组利用身边的器材,想粗略测量地铁启动过程中的加速度。具体操作如下:细绳的下端绑着一支圆珠笔,细绳的上端用胶带临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁启动后的某段加速过程中,细绳偏离了竖直方向,处于稳定状态,用手机拍摄了当时的照片(如图所示),拍摄方向跟地铁前进方向垂直。已知细绳悬点到圆珠笔重心的长度L,圆珠笔重心到竖直扶手的距离d,圆珠笔的质量m,重力加速度g,则下列说法正确的是( )
A. 根据这张照片可看出地铁运动方向可能向右
B. 细绳中的拉力大小为
C. 该地铁的加速度大小为
D. 该地铁在Δt时间内的速度变化量为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图像可知,悬挂圆珠笔的细线与竖直方向的夹角在右侧,则可知细线对圆珠笔的拉力斜向做上方,而圆珠笔的重力竖直向下,二者的合力水平向左,因此可知地铁在向左加速运动;A错误;
B.设细线与竖直方向的夹角为,圆珠笔受力分析如图:
故细绳中的拉力
可得
故B错误;
C.根据牛顿第二定律可得
即
C正确;
D.由
得
D错误。
故选C。
5. 如图所示,质量为m的滑块在水平面上向左撞向弹簧,当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小到0,然后弹簧又将滑块向右推开。已知弹簧的劲度系数为k,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,整个过程弹簧未超过弹性限度,则( )
A. 滑块向左运动过程中,始终做匀减速运动
B. 滑块向右运动过程中,始终做加速运动
C. 滑块与弹簧接触过程中最大加速度为
D. 滑块向右运动过程中,当滑块与弹簧分离时,滑块速度最大
【答案】C
【解析】
【详解】A.滑块在水平面上向左撞向弹簧的运动过程中,在水平方向受到向右的弹力和向右的滑动摩擦力,在此过程中弹力逐渐增大,弹力和滑动摩擦力的合力逐渐增大且与运动方向始终相反,滑块做减速运动,不是做匀减速运动,A错误;
BD.滑块开始向右运动时受到的弹力最大,以后运动中弹力方向向右,滑动摩擦力方向向左,开始弹力大于摩擦力,两力的合力方向向右,滑块向右做加速运动,随弹簧的伸长,弹力逐渐减小,当弹力大小等于摩擦力时,合力是零,加速度是零,滑块速度最大,以后弹力小于摩擦力,合力方向向左,滑块做减速运动,因此滑块向右运动过程中,先加速,后减速,BD错误;
C.滑块与弹簧接触过程中,对滑块受力分析,当滑块将弹簧压缩了x0时,滑块受弹力和摩擦力,其合力为
此时合力最大,则加速度最大,由牛顿第二定律可得
C正确。
故选C。
6. 如图所示,水平恒力推平板小车和货物一起做加速度为的匀加速直线运动,小车和货物的质量分别为和,货物与小车间的动摩擦因数为。小车与地面间的滚动摩擦力不计,且货物与平板车左侧推杆不接触,在运动过程中下列分析正确的是( )
A. 货物受到的合力大小为
B. 货物受到的合力大小一定为
C. 小车受到货物的摩擦力大小一定为
D. 小车受到的合力大小一定为
【答案】C
【解析】
【详解】A.对小车和货物整体法,可得
根据牛顿第二定律,货物受到的合力大小为
A错误;
C.小车对货物的摩擦力提供货物加速度,即小车对货物的摩擦力大小为
根据作用力与反作用力可知,小车受到货物的摩擦力大小一定为,C正确;
BD.小车与货物之间的滑动摩擦力大小为
小车与货物之间相对静止,不能够利用滑动摩擦力计算公式计算摩擦力,BD错误。
故选C。
7. 地下车库为了限制车辆高度,现已采用如图所示曲杆道闸,它是由相同长度的转动杆AB和横杆BC组成。B、C为横杆的两个端点,道闸工作期间,横杆BC始终保持水平。现道闸正在缓缓打开,转动杆AB绕A点的转动过程中,B、C两端点划过的某一段圆弧可视为匀速圆周运动,则在该段转动过程中( )
A. B、C两点的线速度大小B. B、C两点的线速度大小
C. B、C两点的线速度都保持不变D. B、C两点的线速度都发生了改变
【答案】D
【解析】
【详解】AB.横杆BC始终保持水平,则BC杆上各点相对静止,所以C点的速度始终与B点相同,所以B、C两点的线速度大小关系是
vB = vC
AB错误;
CD.由于B点做匀速圆周运动,线速度大小不变,但方向时刻改变,又因C点的速度始终与B点相同,所以C点的速度方向也时刻改变,C错误,D正确。
故选D。
二、多选题(本大题3题,每题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有错选的得0分)
8. 袋鼠前肢短小,后肢长且强健有力,适于跳跃,是跳得最高最远的哺乳动物。如图,袋鼠某次在水平的地面上跳了7m远,跳起的最大高度为2.45m。不计空气阻力,袋鼠可视为质点,重力加速度g=10m/s2。则袋鼠在空中运动过程中( )
A. 运动的时间为0.7sB. 运动的时间为1.4s
C. 运动过程中的最小速度为5m/sD. 运动过程中的最大速度为10m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.袋鼠竖直方向的运动为竖直上抛运动,根据运动的对称性可得
A错误,B正确;
C.斜抛过程中运动的最小速度在最高点处,其大小等于水平分速度
C正确;
D.由于水平方向是匀速直线运动,竖直方向是上抛运动,故最大速度即考虑竖直方向的速度最大,对应时刻为起跳和落地的瞬间。
此时,袋鼠竖直分速度
则最大速度为
故D错误。
故选BC。
9. 抛秧是一种水稻种植方法。如图甲所示,在抛秧时,人们将育好的水稻秧苗大把抓起,然后向空中用力抛出,使秧苗分散着落入田间。这种种植方式相对传统插秧更省时省力。某同学研究抛秧的运动时,将秧苗的运动简化为以肩关节为圆心臂长为半径的圆周运动,忽略空气阻力,如图乙所示。秧苗离手瞬间,通过手指改变秧苗的运动速度,A、B两秧苗离开手后做不同的抛体运动,其轨迹在空中交于P点。下列说法正确的是( )
A. 秧苗在起抛处,手对秧苗的作用力一定小于秧苗的重力
B. 秧苗在最低点,手对秧苗的作用力大于秧苗的重力
C. 秧苗A先经过P点
D. 秧苗B初速度的水平分量一定大于秧苗A的初速度的水平分量
【答案】BD
【解析】
【详解】A.秧苗在起抛处,重力与半径方向的夹角为,则有
手对秧苗的作用力不一定小于秧苗的重力。故A错误;
B.秧苗在最低点,由牛顿第二定律
可知,手对秧苗的作用力大于秧苗的重力。故B正确;
C.依题意,O与P竖直距离一定,秧苗A竖直方向是竖直上抛运动,秧苗B是自由落体运动,所以秧苗B用时短,先经过P点。故C错误;
D.O与P水平距离一定根据
可知,秧苗B初速度的水平分量一定大于秧苗A的初速度的水平分量。故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,某快递公司利用传送带将快递物品从底端Q送到顶端P,已知快递物品的质量,将其轻放于Q点,传送带以的速度顺时针匀速转动,快递物品与传送带间的动摩擦因数为0.8,传送带的倾角,传送带PQ长,,,重力加速度。则下列说法正确的是( )
A. 快递物品在传送带上一直加速到P点
B. 快递物品从Q点运动到P点的时间为7 s
C. 快递物品从Q点运动到P点的过程中产生了32 J的热量
D. 快递物品从Q点运动到P点的过程中电机多提供了88 J的能量
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.对物块受力分析,由牛顿第二定律有
解得
物体加速到与传送带速度相等时的位移
所以物品在传送带上加速运动的位移
之后,由于
物品沿传送带匀速运动。故快递物品在传送带上先匀加速后匀速到P点,故A错误;
B.匀加速时间
匀速时间
快递物品从Q点运动到P点的时间
故B正确;
C.物品加速运动过程中,物品与传送带的相对位移
快递物品从Q点运动到P点的过程中产生了的热量
故C正确;
D.快递物品从Q点运动到P点的过程中电机多提供的能量
故D正确。
故选BCD。
第二卷 非选择题
三、实验题(共两小题,15分。)
11. 图甲是一款健身房中常用的拉力器,该拉力器由两个手柄和5根完全相同的长弹簧组成。为了测量该拉力器中长弹簧的劲度系数,某同学设计了如下实验步骤:
(1)在铁架台上竖直固定一刻度尺,将该拉力器竖直悬挂在旁边,拉力器两侧手柄上固定有刻度线指针,如图乙所示,调整好装置,待拉力器稳定后,上方指针正好与刻度尺处刻度线平齐,下方指针正好与处刻度线平齐。
(2)在拉力器下挂上的负重,稳定后拉力器下方指针所指刻度如图丙所示,则刻度尺的读数________cm。
(3)通过查资料得知,当地重力加速度,则每根长弹簧的劲度系数___________N/m(结果保留3位有效数字)。
(4)因拉力器自身质量较大不可忽略,则用以上方法测量弹簧劲度系数,其结果会___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】 ①. 84.50 ②. 80 ③. 无影响
【解析】
【详解】(2)[1]由图丙可知,刻度尺的读数为
(3)[2]根据胡克定律
其中
解得
(4)[3]实验中弹簧的自重会影响弹簧的原长,由以上方法测量弹簧劲度系数,对测量结果没有影响。
12. 用如图甲所示的装置来完成“探究加速度与力、质量的关系”实验。
(1)为了探究小车(包括里面所装钩码)的质量M一定时,加速度a与合力F的定量关系,需要在空砂桶里面添加砂来改变小车所受到的合力。小车的质量M与空砂桶和砂的总质量m分别选取下列四组值。若其他操作都正确,则选用__________组值(填标号)进行实验时的实验误差较小。
A.M=500g,m分别为50g、70g、100g、125g
B.M=500g,m分别为20g、30g、40g、50g
C.M=200g,m分别为50g,70g、100g、125g
D.M=200g,m分别为30g、40g、50g、60g
(2)在探究合力F一定时,加速度a与小车(包括里面所装钩码)的质量M的定量关系。保持拉力F不变,改变小车的质量M,通过打出的纸带算出对应小车的加速度,得到的数据记录在下表中。
①该同学在第3次实验中得到如图乙所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出)。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,根据纸带可求出小车的加速度大小为__________(保留3位有效数字);
②根据实验测得的数据,为探究加速度与质量的关系,请在图丙中建立合理的坐标系,描出相应的关系图像____________;
③根据图像可知:在物体所受合力一定时,物体的加速度与质量成____________(填“正比”或“反比”)。
【答案】 ① B ②. 0.985 ③. ④. 反比
【解析】
【详解】(1)[1]由于要用空砂桶和砂的总重力来当成小车受到的拉力,应满足
故选B。
(2)①[2]由于相邻两计数点间还有四个点没有画出,故相邻计数点时间间隔为0.1s,由逐差法可得,小车的加速度大小为
②[3]根据实验测得的数据,利用描点法得到的图像如图所示
③[4]根据图像可知:在物体所受合力一定时,物体的加速度与质量成反比。
四、解答题
13. 某射击队进行某项模拟训练时使用的装置如图所示,受训运动员处于高度H=20m的塔顶,在距塔水平距离l=100m的地面上有一个电子抛靶装置,圆形靶以某一速度被装置竖直向上抛出。在靶被抛出的同时,运动员立即持枪沿水平方向射击,子弹的初速度v1=100m/s。若子弹沿水平方向射出,恰能击中抛靶(仍在上升),不计人的反应时间,抛靶可以看成质点,取重力加速度处g=10m/s2,不计空气阻力,求∶
(1)子弹击中靶时,靶距地面的高度h;
(2)靶被抛出时的速度大小v2。
【答案】(1)15m;(2)20m/s
【解析】
【详解】(1)若靶能被击中,则击中处应在抛靶装置的正上方,设经历的时间为t,则有
l=v1t
解得
子弹下降的高度为
靶距地面的高度为
(2)根据竖直上抛运动公式,可得
代入数据,解得
v2=20m/s
14. 如图所示为一竖直放置的玩具轨道装置模型,一质量的小滑块从P点静止释放,沿曲线轨道AB滑下后冲入竖直圆形轨道BC,再经过水平轨道BD,最后从D点飞出落在水平薄板MN上,各轨道间平滑连接。其中圆轨道BC的半径,水平轨道BD的长,BD段与滑块间的动摩擦因数,其余部分摩擦不计,薄板MN的宽度,M点到D点的水平距离,薄板MN到水平轨道BD的竖直高度,不计空气阻力,取重力加速度。
(1)若小滑块恰好落在薄板MN上的N点,求小滑块在D点的动能;
(2)若小滑块恰好过圆弧最高点C,判断小滑块能否落在MN上。
【答案】(1);(2)能
【解析】
【详解】(1)小滑块从D点飞出后做平抛运动,根据平抛运动规律
解得
则小滑块在D点的动能
(2)小滑块恰好不脱离轨道,根据牛顿第二定律,C点满足
小滑块从C运动到D,设小滑块运动到D点时速度为,由动能定理可得
解得
若小滑块从D点飞出刚好落在M点,由运动学公式
解得
因为,所以小滑块能落在MN上。
15. 如图, 质量M=8kg的小车停放在光滑水平面上,在小车右端施加一水平恒力F=8N,当小车向右运动速度达到v0=3m/s时,在小车的右端轻放一质量m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,假定小车足够长,g=10m/s2,求:
(1)小物块刚放到车上时小物块、车的加速度;
(2)小物块与小车达到共同速度所需的时间、共同速度大小;
(3)在达到共同速度过程中小物块与小车摩擦产生的热量。
【答案】(1),;(2),;(3)
【解析】
【详解】(1)小物块刚放到车上时,以小物块为对象,根据牛顿第二定律可得
解得小物块的加速度为
以小车为对象,根据牛顿第二定律可得
解得小车的加速度为
(2)设经过时间,小物块与小车达到共同速度,根据运动学公式可得
,
联立解得
,
(3)在达到共同速度过程中小物块与小车发生的相对位移为
则小物块与小车摩擦产生的热量为
实验次数
1
2
3
4
5
6
小车质量M/kg
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
小车加速度a/()
1.99
1.32
?
0.800
0.670
0.570
小车质量倒数
5.00
3.33
2.50
2.00
1.67
1.43
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