2024-2025学年福建省厦门第一中学高三（上）月考物理试卷（10月）（含答案）

这是一份2024-2025学年福建省厦门第一中学高三（上）月考物理试卷（10月）（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.在东汉王充所著的《论衡⋅状留篇》中提到“是故湍濑之流，沙石转而大石不移。何者？大石重而沙石轻也。”从物理学的角度对文中所描述现象的解释，下列说法正确的是( )
A. 水冲沙石，沙石才能运动，因为力是产生运动的原因
B. “沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关
C. 只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动，是因为运动需要力来维持
D. “大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力
2.直升飞机在高空飞行过程中，遇到气流紧急向上拉升。若拉升的某段时间内飞机水平方向速度不变，竖直方向做匀加速直线运动，则该段时间内，飞机运动的轨迹(图中虚线为竖直线)可能是
A. B.
C. D.
3.5月26日，2024自行车公开赛暨粤港澳大湾区青年自行车联赛在横琴粤奥深度合作区举行。此项联赛是广东省体育局联合各地市共同打造的重点赛事，也是粤港澳地区十大体育精品赛事之一，吸引了竞赛组1000名选手和业余组3500余名选手参加。比赛中，若甲、乙两选手的v−t图像如图，在t=0时刻两车在赛道上初次相遇，则( )
A. 0−t1内，乙的加速度越来越大
B. t1时刻，甲乙再次相遇
C. 0−t1内，甲乙之间的距离先增大后减小
D. t1−t2内，甲乙之间的距离先减小后增大
4.如图甲所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于风洞实验室的水平地面，质量m= 0.1 kg的小球在轻弹簧正上方某处由静止下落，同时受到一个竖直向上恒定的风力。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为零势能参考面，在小球下落的全过程中，小球重力势能随小球位移变化关系如图乙中的图线①，弹簧弹性势能随小球位移变化关系如图乙中的图线②，弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度g= 10 m/s2，则( )
A. 小球释放位置距地面的高度为0.6 mB. 小球在下落过程受到的风力为0.1 N
C. 小球刚接触弹簧时的动能为0.5 JD. 小球的最大加速度大小为10 m/s²
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
5.在武汉体育中心举行的2023年全国跳水锦标赛女子双人10米跳台决赛中陈芋汐、全红婵获得冠军。如果她们一起竖直跃起后重心升高0.45米到达最高位置然后再下落入水。不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2。则( )
A. 她们跃起后到最高点所用时间为0.3s
B. 她们从跳台上跃起的速度为3m/s
C. 跃起后上升过程的速度变化比下降过程的速度变化快
D. 跃起后上升过程中加速度向上、下降过程中加速度向下
6.某一斜面固定在水平地面上，顶端到正下方水平面O点的高度为ℎ，斜面与水平面平滑连接，斜面的倾角为θ。一小木块从斜面的顶端由静止开始下滑，滑到水平面上的A点停下，已知木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ，A点到O点的距离为x，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A. 整个过程摩擦力对小木块的功为μmgx
B. 只增加小木块的质量，其它条件不变，小木块停A点的右侧
C. 只增加斜面的倾角，其它条件不变，小木块仍停在A点
D. 在A点小木块获得2mgℎ大小的动能，小木块刚好滑到斜面顶端
7.同一“探测卫星”分别围绕某星球和地球多次做圆周运动。“探测卫星”在圆周运动中的周期二次方T2与轨道半径三次方r3的关系图像如图所示，其中P表示“探测卫星”绕该星球运动的关系图像，Q表示“探测卫星”绕地球运动的关系图像，“探测卫星”在该星球近表面和地球近表面运动时均满足T2=c，图中c、m、n已知，则( )
A. 该星球和地球的密度之比为1：1
B. 该星球和地球的密度之比为n：m
C. 该星球和地球的第一宇宙速度之比为3m：3n
D. 该星球和地球的第一宇宙速度之比为3n：3m
8.如图所示为教师办公室中抽屉使用过程的简图：抽屉底部安有滚轮，当抽屉在柜中滑动时可认为不受抽屉柜的摩擦力，抽屉柜右侧装有固定挡板，当抽屉拉至最右端与挡板相碰时速度立刻变为0。现在抽屉完全未抽出，在中间位置放了一个手机，手机长度d=0.2m，质量m=0.2kg，其右端离抽屉右侧的距离也为d，手机与抽屉接触面之间的动摩擦因数μ=0.1，抽屉总长L=0.8m，质量M=1kg。不计抽屉左右两侧及挡板的厚度，重力加速度g=10m/s2。现对把手施加水平向右的恒力F，则( )
A. 当水平恒力的大小F≤1N时，手机与抽屉有相对运动
B. 当水平恒力的大小F≤0.3N时，手机不与抽屉右侧发生磕碰
C. 为使手机不与抽屉右侧发生磕碰，水平恒力的大小应满足F≥1.8N
D. 为使手机不与抽屉左侧发生磕碰，水平恒力的大小必定满足F≥4.4N
三、填空题：本大题共3小题，共14分。
9.2020年7月23日，我国的“天问一号”火星探测器，搭乘着长征五号遥四运载火箭，成功从地球飞向了火星。如图所示为“天问一号”发射过程的示意图，从地球上发射之后经过地火转移轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道。在变轨的过程中需要在A点向运动方向的___(填“反”“同”)方向喷气从而使探测器___(填“加速”“减速”)才能被捕获。
10.为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验。某次测试该车做匀减速直线运动，由于位移x和时间t的关系图像为抛物线，为便于直观研究该运动规律，改作如图所示的xt与t关系图像，则该车的初速度为 m/s，刹车过程中加速度大小为 m/s2，刹车距离为 m。
11.如图所示，光滑直角细杆POQ固定在竖直平面内，OP边水平，OQ边竖直，OP与OQ在O点用一小段圆弧杆平滑相连，质量均为m的两小环A、B用长为L的轻绳相连，分别套在OP和OQ杆上。初始时刻，将轻绳拉至水平位置伸直，然后同时释放两小环，已知重力加速度为g。当B环下落L2时，B环的速度大小是A环的速度大小的_______倍；B环的速度大小为_______
四、实验题：本大题共2小题，共14分。
12.某科技小组利用如图甲所示的装置探究“弹簧弹性势能与形变量关系”。弹簧弹射器水平放置，弹簧被压缩Δx后释放，将质量为m、直径为d的小球弹射出去。测出小球通过光电门的时间为Δt。请回答下列问题：
(1)小球通过光电门时的速度大小v=___________；
(2)某同学通过多次实验，得到了多组Δx与对应的Δt，并作出了Δx−1Δt的图像如图乙所示，这说明弹簧的压缩量与小球通过光电门的时间成___________(填“正比”或“反比”)；因此，弹簧的形变量越大，小球弹出的速度___________(填“越大”或“越小”)，由此说明，弹簧所具有的弹性势能___________(填“越大”或“越小”)。
13.元代王祯《农书》记载了一种人力汲水灌田农具——戽斗。某兴趣小组对库斗汲水工作情况进行模型化处理，设计了如图甲所示实验，探究库斗在竖直面内的受力与运动特点。该小组在位于同一水平线上的P、Q两点，分别固定一个小滑轮，将连结沙桶的细线跨过两滑轮并悬挂质量相同的砝码，让沙桶在竖直方向沿线段PQ的垂直平分线OO′运动。当沙桶质量为136.0g时，沙桶从A点由静止释放，能到达最高点B，最终停在C点。分析所拍摄的沙桶运动视频，以A点为坐标原点，取竖直向上为正方向。建立直角坐标系，得到沙桶位置y随时间t的图像如图乙所示。
(1)若将沙桶上升过程中的某一段视为匀速直线运动，则此段中随着连结沙桶的两线间夹角逐渐增大，每根线对沙桶的拉力 (选填“逐渐增大”“保持不变”“逐渐减小”)。沙桶在B点的加速度方向 (选填“竖直向上”“竖直向下”)。
(2)一由图乙可知，沙桶从开始运动到最终停止，机械能增加 J(保留两位有效数字，g =9.8m/s2)。
五、计算题：本大题共3小题，共32分。
14.环保人员在一次检查时发现，有一根排污口正在沿水平方向向河道内排出大量污水，如图所示．水流稳定时，环保人员测出了排污口中心到河面的高度H=5m，喷出污水的做平抛运动，水平射程为L=4m，管口的直径为D=20cm.忽略空气阻力，已知重力加速度大小为g=10m/s2。求：
(1)污水从排污口喷出时初速度v0的大小(忽略管口直径的影响)；
(2)由管口至湖面空中污水的总体积V(结果保留两位有效数字)。
15.一段倾斜角θ=37∘的斜面AB与光滑弧面BC相切于B点。质量为m=2000kg的汽车从斜面底部A点由静止开始沿着斜面AB起动，如图甲所示。已知汽车受到斜面的阻力与车对斜面的压力的比值为μ=0.25。汽车在斜面AB上运动的加速度随时间变化如图乙所示。12.0s时汽车达到额定功率，随后汽车保持额定功率继续运动，汽车到达B点前已经达到最大速度vmax。此后关闭发动机，汽车继续沿着圆弧向上滑行。不计空气阻力，已知g取10m/s2，sin 37∘=0.6,cs 37∘=0.8，汽车可视作质点。求：
(1)汽车匀加速直线运动过程中的最大速度v1及牵引力F；
(2)汽车在斜面AB上能到达的最大速度vmax；
(3)若汽车能够沿弧面BC通过最高点C，圆弧半径R的取值范围是多少。
16.一个质量为m的羽毛球卡在球筒底部，球筒的质量为M(未知)，筒长为L，羽毛球的高度为d=L9(可将羽毛球看成质量集中在球头的质点)，已知羽毛球和球筒间的最大静摩擦和滑动摩擦力大小近似相等，且恒为f=kmg(k>1)。重力加速度为g，不计一切空气阻力。某同学使用以下三种方式将球从筒内取出：
(1)方式一：“甩”，如图甲所示。手握球筒底部，使羽毛球在竖直平面内绕O点做半径为R的圆周运动。当球筒运动至竖直朝下时，羽毛球恰要相对球筒滑动，求此时球筒的角速度；
(2)方式二：“敲”，如图乙，若M=4m，已知球筒开口端距地面起始高度为L2手对球筒施加竖直向下的恒力由静止开始运动，过程中保持球与球筒相对静止，球筒以一定速度撞击桌面后立即静止，之后羽毛球恰好能滑至球头碰到桌面，求恒力大小。
(3)方式三：“落”，如图丙，若M=4m，k=167，让球筒开口朝下从离地L高处由静止释放，每次球筒撞击地面后反弹的速率为撞击前的13，撞地的时间不计。通过计算判断羽毛球的球头最后能否滑出球筒，若能请计算出全程的时间为多少?若不能请求出最后球头离球筒开口端的距离是多少？
参考答案
1.B
2.A
3.D
4.B
5.AB
6.CD
7.AC
8.BC
9. 同 减速
10.30
5
90

11. 3 3gL2
12.(1)dΔt；
(2)反比，越大，越大
13.逐渐增大
竖直向下
0.11

14.解：(1)污水运动过程为平抛，竖直方向有H=12gt2，
水平方向有L=v0t，
求得v0=4m/s；
(2)由管口至河面空中污水的体积 V 等于时间 t 内从管口流出的污水体积V=Qt，
流量表达式为Q=v0π(D2)2，
解得V≈0.13m3，
由管口至湖面空中污水的总体积 0.13m3 。

15.(1)汽车匀加速直线运动过程中的最大速度v1=at12=2×12m/s=24m/s
汽车受到的阻力为f=μmgcsθ=4000N
根据牛顿第二定律F−f−mgsinθ=ma
解得牵引力为F=2.0×104N
(2)汽车额定功率为P=Fv1=2.0×104×24W=4.8×105W
汽车在斜面AB上能到达的最大速度vmax=Pf+mgsinθ=30m/s
(3)若汽车在B点不脱离弧面，根据牛顿第二定律，在B点应满足： mvmax2R≤mgcs37∘
解得圆弧半径R的取值范围为： R≥112.5m
若汽车能够沿弧面BC通过最高点C，根据动能定理有−mgR(1−csθ)=12mvC2−12mvm2
在最高点C，根据牛顿第二定律mg−FN=mvC2R
且：0≤FN≤mg
解得圆弧半径R的取值范围为4507m≤R≤225m
综上所述可得圆弧半径R的取值范围为：112.5m≤R≤225m

16.(1)当球筒运动至竖直朝下时，以羽毛球为研究对象，受力分析有
f−mg=mω2R
将 f=kmg 代入可得
ω= (k−1)gR
(2)以球筒和羽毛球整体为研究对象，设整体碰到桌面时的速度为v，在向下运动过程中由动能定理，有
F×L2+(M+m)gL2=12(M+m)v2
以羽毛球为研究对象，它在球筒内减速下滑至桌面，由动能定理
mg(L−d)−f(L−d)=0−12mv2
其中
M=4m ， d=L9
联立可得
F=(809k−1259)mg
(3)根据机械能守恒，球筒落地时的动能为
E1=MgL=4mgL
碰撞后速率减小为撞击前 13 ，则第一次碰撞损失的能量为
ΔE1=4mgL×89
第二次碰撞损失的能量为
ΔE2=4mgL×89×19
第三次碰撞损失的能量为
ΔE3=4mgL×89×19×19
所以，球筒在整个碰撞过程中，因碰撞损失的总能量为
W=ΔE1+ΔE2+ΔE3…=4mgL×89+4mgL×89×19+4mgL×89×19×19…
由等比数列求和公式解得
W=4mgL
设最后球头离球筒开口端的距离是ℎ，则根据能量守恒
mg(L+89L)+Mg(L+L2)=MgL2+W+mgℎ+f(89L−ℎ)
其中
M=4m ， f=kmg=167mg
解得
ℎ=L9
所以，羽毛球的球头最后不能滑出球筒，最后球头离球筒开口端的距离是 L9 。