2024-2025学年湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学高三（上）月度检测物理试卷（10月）（含答案）

这是一份2024-2025学年湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学高三（上）月度检测物理试卷（10月）（含答案），共9页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.比值定义法是物理学中常用的研究方法，它用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量。定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用物理量的大小而改变，下面式子属于比值定义法的是( )
A. a=FmB. E=kQr2C. φ=EpqD. C=εrs4πkd
2.橘子洲大桥主桥长1156米，引桥长94米，引桥相当于从岸上搭到主桥的上一个斜面。下列说法正确的是( )
A. 橘子洲大桥建很长的引桥是为了增大汽车重力沿斜面向下的分力
B. 如果橘子洲大桥高度不变，增大引桥的长度，则停在引桥桥面上的汽车对桥面的压力变小
C. 如果橘子洲大桥高度不变，减小引桥的长度，则停在引桥桥面上的汽车对桥面的摩擦力变大
D. 如果橘子洲大桥高度不变，减小引桥的长度，则停在引桥桥面上的汽车对桥面的最大静摩擦力变大
3.如图，甲将排球从离地面高为1m的O位置由静止击出并沿轨迹①运动，当排球运动到离地面高为2.8m的P位置时，速度大小为10m/s，此时，被乙击回并以水平速度18m/s沿轨迹②运动，恰好落回到O位置。已知排球的质量约为0.3kg，g取10m/s2，忽略空气阻力，则( )
A. 排球沿轨迹①运动的时间为0.6s
B. O、P两位置的水平距离为10.8m
C. 排球沿轨迹①运动的最小速度为10m/s
D. 乙对排球做的功约为15J
4.北京时间2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射取得成功。假如“神舟十八号”仅受地球施加的万有引力作用下，绕地球沿如图椭圆形轨道运动，它在A、B、C三点以下关系正确的是
A. 从A点运动至B点的过程中，“神舟十八号”的机械能不断减少
B. 从A点运动至C点的时间小于从C点运动至B点的时间
C. “神舟十八号”在A点处的加速度最小
D. “神舟十八号”在B点处受到的地球施加的万有引力最大
5.如图所示，静止框架AOB中的杆OB竖直，杆OA与水平面间的夹角α=60°，且杆OA光滑。弹簧与竖直方向间的夹角β=30°，上端用铰链与固定点B相连，下端与穿在OA杆上的质量为m的小环相连，已知OB两点间的距离为L。则( )
A. 杆对小环的弹力大小为 3mg
B. 弹簧弹力的大小为mg
C. 若整个框架以OB为轴开始转动，当小环稳定在与B点等高的A点时转速为n=12π 6gL
D. 若整个框架以OB为轴开始转动，若小环缓慢运动到与B点等高的A点，则此过程杆对小环做的功为2mgL
6.如图，质量为200kg的小船在静止水面上以3m/s的速率向右匀速行驶，一质量为50kg的救生员站在船尾，相对小船静止。若救生员以相对船6m/s的速率水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为( )
A. 4.5m/sB. 4.2m/sC. 2.5m/sD. 2.25m/s
7.两列简谐横波在同一介质中相向传播，t=0时刻的波形如图所示，两波源的平衡位置分别位于M、N两点处，O点为M、N连线的中点，两波源的振动方向平行。已知M、N两点的间距d=16m，振动频率均为f=2.5Hz，M处波源的振幅A1=10cm，N处波源的振幅A2=5cm。t=1.2s时刻O处的质点开始振动。下列说法正确的是( )
A. 两列波的波速大小均为203m/s
B. 从t=0到t=2.2s，O处质点运动的路程为0.5m
C. 从t=2.0s到t=2.2s，O处质点的动能先增大后减小
D. 经过足够长的时间，MN间(不包括M、N两点)振幅为15cm的点共有14个
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.蹦极也叫机索跳，是近年来新兴的一项非常刺激的户外休闲体育运动，其运动过程与下述模型相似，如图所示，质量为m的小球从与轻弹簧上端相距x处由静止释放，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦力，则在小球向下运动的过程中( )
A. 最大加速度为g
B. 最大加速度大于g
C. 最大速度为 2gx+mg2k
D. 最大速度为 gx+mg2k
9.如图所示，倾角为α的光滑固定斜面底端有一固定挡板P，两个用轻弹簧连接在一起的滑块M、N置于斜面上处于静止状态。现给滑块M一个沿斜面向上的瞬时冲量使之沿斜面向上运动，当滑块N刚要离开挡板时滑块M的速度为v。已知M、N的质量均为m弹簧的劲度系数为k，弹簧始终处于弹性限度内。则关于从物块M开始运动到物块N刚要离开挡板的过程，已知重力加速度为g，下列说法中正确的是( )
A. 滑块M的位移为3mgsinαk
B. 滑块N刚要离开挡板的瞬间，滑块M的加速度大小为2gsinα
C. 滑块M获得瞬时冲量的大小为 4m3g2sin2αk+m2v2
D. 重力对滑块M做的功为2m2g2sin2αk
10.如图所示，倾角为α的斜面足够长，现从斜面上O点以与斜面成相同的β角(β<90°)，大小为v、2v速度分别抛出小球P、Q，小球P、Q刚要落在斜面上A、B两点时的速度分别为vP、vQ。设O、A间的距离为s1，O、B间的距离为s2，不计空气阻力，当β取不同值时，下列说法正确的是( )
A. P、Q在空中飞行的时间可能相等
B. vQ方向与斜面的夹角一定等于vP方向与斜面的夹角
C. vQ一定等于2vP
D. s2可能大于4s1
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某实验小组用轻杆、小球和硬纸板等制作一个简易加速度计，如图甲所示。在轻杆上端装上转轴，固定于竖直放置的标有角度的纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直纸面内自由转动。将此装置固定于运动小车上，可粗略测量小车的加速度。主要操作如下：
(1)先让连着纸带的重锤做自由落体运动，打点计时器在纸带上打出一系列点选取一条较理想的纸带，纸带上计数点的间距如图乙所示，相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s。根据数据求出当地重力加速度g=__________m/s2(保留3位有效数字)；
(2)若轻杆从竖直位置突然向左摆动，则小车可能向_________(填“左”或“右”)加速运动；
(3)若轻杆摆动稳定时与竖直方向的夹角为θ，则小车加速度a=_________(用g、θ表示)。
12.某同学用如图所示的装置验证轻弹簧和小物块(带有遮光条)组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的栓接点(A、B)在同一水平线上，且弹簧处于原长。滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油.以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计，细线始终伸直。小物块连同遮光条的总质量为m，弹簧的劲度系数为k，弹性势能Ep=12kx2(x为弹簧形变量)，重力加速度为g，遮光条的宽度为d，小物块释放点与光电门之间的距离为l(d远远小于1)。现将小物块由静止释放，记录物块通过光电门的时间t。
(1)物块通过光电门时的速度为_____；
(2)改变光电门的位置，重复实验，每次滑块均从B点静止释放，记录多组1和对应的时间，做出1t2−l图像如图所示，若在误差允许的范围内，1t2−l满足关系式________________时，可验证轻弹簧和小物块组成的系统机械能守恒；
(3)在(2)中条件下，l=l1和l=l3时，物块通过光电门时弹簧具有的两弹性势能分别为Ep1、Ep3，则Ep1−Ep3=______(用l1、m、l3、g表示)；
(4)在(2)中条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为__________(m、g、k表示)。
四、简答题：本大题共1小题，共16分。
13.如图所示，一传送带倾斜放置，其与水平面间的夹角θ=37∘，传送带顺时针匀速率运转，速度大小v=1m/s。传送带上表面PQ两点间的距离L=8m。t=0时刻，物块1以初速度v0=1m/s从Q点滑上传送带向下运动、物块2以初速度v2=1m/s从P点滑上传送带向上运动，经过时间t1，物块1、2在传送带上M点(图中未画出)发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知物块1的质量m1=6kg，其与传送带间的动摩擦因数μ1=0.5；物块2的质量m2=2kg，其与传送带间的动摩擦因数μ2=0.75，重力加速度g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。
(1)求P点到M点间的距离x2；
(2)求物块2从0时刻到离开传送带经历的时间t2；
(3)从0时刻，到两物块恰好要相碰，求传送带多消耗的能量ΔE。
五、计算题：本大题共2小题，共24分。
14.某同学设计的抛射装置如图所示，固定倾斜长直导轨与水平面的夹角θ=37∘，开始滑块和小球均位于导轨底端。某时刻滑块以v0=14m/s的初速度沿导轨上滑，同时小球斜向上抛出，滑块滑至轨道最高点时恰好被小球击中。已知滑块与导轨间的动摩擦因数μ=0.125，不计空气阻力，滑块和小球均可视为质点。重力加速度大小g=10m/s2,sin37∘=0.6,cs37∘=0.8。求：
(1)滑块运动到最高点的时间t与位移x的大小；
(2)小球初速度v的大小及初速度与导轨间夹角α的正切值。
15.如图所示，内壁粗糙、半径R=0.4m的四分之一圆弧轨道AB在最低点B与足够长光滑水平轨道BC相切。质量m2=0.2kg的小球b左端连接一轻质弹簧，静止在光滑水平轨道上，另一质量m1=0.2kg的小球a自圆弧轨道顶端由静止释放，运动到圆弧轨道最低点B时，对轨道的压力为小球a重力的两倍。忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。
(1)求小球a由A点运动到B点的过程中，摩擦力做功Wf。
(2)求小球a通过弹簧与小球b相互作用的过程中，弹簧的最大弹性势能Ep；
(3)求小球a通过弹簧与小球b相互作用的整个过程中，弹簧对小球b的冲量I的大小。
参考答案
1.C
2.C
3.B
4.B
5.C
6.B
7.B
8.BC
9.BC
10.BC
11.(1) 9.75；(2)右；(3) gtanθ。
12.(1)dt；(2)1t2=−kmd2l2+2gd2l；
(3) mg(l1−l3)；(4)g mk
13.解：(1)对物块1受力分析，由牛顿第二定律有 m1gsinθ−μ1m1gcsθ=m1a1
代入数据解得：a1=2m/s2
同理对物块2受力，由牛顿第二定律有：m2gsinθ−μ2m2gcsθ=m2a2
代入数据解得：a2=0
故物块1沿斜面向下做匀加速运动，物块2沿斜面向上做匀速运动
在时间t1内，物块1的位移：x=v0t1+12a1t12
物块2的位移 x2=v2t1
由位移关系 x1+x2=L
代入数据解得：x2=2m
(2)由(1)可知 t1=2s 则碰前物块1的速度 v1=v0+a1t1
代入数据解得：v1=5m/s
碰撞过程，由动量守恒、机械能守恒，以沿斜面向下为正方向有：m1v1−m2v2=m1v′1+m2v′2
12m1v12+12m2v22=12m1v1′2+12m2v2′2
联立解二次方程得：v′1=2m/s，v′2=8m/s
则物块2将以8m/s的速度沿传送带向下做匀速直线运动直至离开传送带，向下运动的时间：t2=x2v′2
代入解得：t2=0.25s
故物块2运动总时间：t=t1+t2=2s+0.25s=2.25s
(3)物块1下滑的过程中，对传送带产生沿传送带向下的滑动摩擦力：f1=μ1m1gcsθ
物块2在上滑的过程中，对传送带产生沿传送带向下的最大静摩擦力：f2=m2gsinθ
电动机多消耗的能量等于传送带克服摩擦力做的功，则有ΔE=(f1+f2)vt1
代入数据得：ΔE=72J
答：(1)P点到M点间的距离x2为2m；
(2)求物块2从0时刻到离开传送带经历的时间t2为167s；
(3)从0时刻，到两物块恰好要相碰，求传送带多消耗的能量ΔE为72J。
14.(1)由牛顿第二定律得
mgsinθ+μmgcsθ=ma
解得
a=7m/s2
滑块运动到最高点的时间
t=v0a=2s
位移为
x=v0+02t=14m
(2)以斜面方向和垂直斜面方向建立直角坐标系，则
ax=gsinθ=6m/s2 ， ay=gcsθ=8m/s2
由于它们同时到达最高点，则
0=vy−ayt2
x=vxt−12axt2
解得
vy=8m/s,vx=292m/s
小球初速度 v 的大小
v= vx2+vy2= 10972m/s
初速度与导轨间夹角 α 的正切值
tanα=vyvx=1629

15.解：(1)小球由释放到最低点的过程中，根据动能定理：
m1gR+Wf=12m1v12
小球在最低点，根据牛顿第二定律：
FN−m1g=m1v12R
联立可得：Wf=−0.4J；
(2)小球a与小球b通过弹簧相互作用，达到共同速度v2过程中，由动量守恒定律得：
m1v1=(m1+m2)v2
由能量转化和守恒：
12m1v12=12(m1+m2)v22+EP
联立可得小球a通过弹簧与小球b相互作用的过程中，弹簧的最大弹性势能：Ep=0.2J；
(3)小球a与小球b通过弹簧相互作用的整个过程中，a后来速度为v3，b后来速度为v4，由动量守恒定律得：
m1v1=m1v3+m2v4
由能量转化和守恒：
12m1v12=12m1v32+12m2v42
根据动量定理有：
I=m2v4
联立可得：I=0.4N⋅s。