2024大连八中高三上学期9月月考试题物理含解析

2023-2024学年度上学期高三年级阶段测试

物理试题

（满分：100分，考试时间：75分钟）

一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 万有引力定律的发现实现了物理学上第一次大统一——“地上物理学”和“天上物理学”的统一，它表明天体运动和地面上物体的运动遵从相同的规律。牛顿在发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道假想成圆轨道，另外还应用到了其他的规律和结论，以下的规律和结论没有被用到的是（　　）

A 牛顿第二定律

B. 牛顿第三定律

C. 开普勒的研究成果

D. 卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常数

2. 2020年6月23日，北斗三号全球卫星导航系统部署全面完成。北斗卫星导航系统包括中地球轨道卫星、同步轨道静止卫星、倾斜同步轨道卫星（轨道周期等于地球自转周期），中地球轨道卫星离地面高度比同步轨道静止卫星低，其空间示意图如图所示。已知地球半径约为，下列说法正确的是（　　）

A. 中地球轨道卫星的公转周期有可能为1小时

B. 倾斜同步轨道卫星有可能在每天同一时刻经过北京上空

C. 同步轨道静止卫星的角速度比倾斜同步轨道卫星的角速度大

D. 中地球轨道卫星所受地球引力一定大于同步轨道静止卫星所受地球引力

3. 如图所示，建筑工人从地面出发乘坐升降机粉刷外墙。如果在升降机沿竖直方向匀加速上升的同时，工人水平向右匀速移动，则在这个过程中下列说法正确的是（　　）

A. 工人做匀变速直线运动 B. 工人的速度方向与水平方向的夹角逐渐变小

C. 工人的位移方向与竖直方向的夹角逐渐变大 D. 工人在任意两个相等时间内的速度变化量相同

4. 某行星周围存在着环状物质，为了测定环状物质是行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某天文学家对其做了精确的观测，发现环状物质绕行星中心的运行速度v与到行星中心的距离r的关系如图所示。已知行星除环状物外的半径为R，环状物质的宽度为d，引力常量为G。则以下说法正确的是（  ）

A. 环状物质不是该行星的组成部分

B. 行星表面的重力加速度g=

C. 该行星除去环状物质部分后的质量M=

D. 该行星的自转周期T=

5. 如图所示，质量均为的小滑块M、N通过铰链用长为的轻杆连接，M套在固定的竖直光滑杆上，N放在光滑水平地面上，轻杆与竖直方向夹角，原长为的轻弹簧水平放置，右端与N相连，左端固定在竖直杆O点上，M由静止释放，下降到最低点时变为60°，整个运动过程中，M、N始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度大小取，，。则M下降过程中（　　）

A. M、N组成的系统机械能守恒

B. M、N的速度大小始终相等

C. 弹簧弹性势能最大值为

D. M达到最大动能时，N受到地面的支持力大小为

6. 如图所示，一轻弹簧的一端固定在倾角为θ=37°的光滑斜面底端，另一端连接一质量为2kg的物块A，系统处于静止状态。若在物块A的上方斜面上紧靠A处轻放一质量为3kg的物块B，A、B一起向下运动，经过10cm运动到最低点。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，则下列说法错误的是（　　）

A. 两物块沿斜面向下运动的过程中，A、B间的弹力一直增大

B. 在物块B刚放上瞬间，A、B间的弹力大小为7.2N

C. 两物块沿斜面向下运动的过程中，重力势能与弹性势能之和先减少后增加

D. 两物块沿斜面向下运动的过程中，弹簧弹性势能的最大值为3.0J

7. 如图，光滑斜面的倾角为θ＝45°，斜面足够长，在斜面上A点向斜上方抛出一小球，初速度方向与水平方向夹角为α，小球与斜面垂直碰撞于D点，不计空气阻力；若小球与斜面碰撞后返回A点，碰撞时间极短，且碰撞前后能量无损失，重力加速度g取10m/s2。则可以求出的物理量是（　　）

A. α的值

B. 小球的初速度v0

C. 小球在空中运动时间

D. 小球初动能

8. 探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升窄，飞行试验器飞抵距月球6万千米附近进入月球引力影响区，开始月球近旁转向飞行，最终进入距月球表面的圆形工作轨道。设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）

A. 飞行试验器绕月球运行周期为

B. 在飞行试验器绕月球运行向心加速度为

C. 飞行试验器在工作轨道上绕行速度为

D. 由题目条件可知月球的平均密度为

9. 如图所示，小球A、B用一根长为L的轻杆相连，竖直放置在光滑水平地面上，小球C挨着小球B放置在地面上。由于微小扰动，小球A沿光滑的竖直墙面下滑，小球B、C在同一竖直面内向右运动。当杆与墙面夹角为，小球A和墙面恰好分离，最后小球A落到水平地面上。下列说法中正确的是（　　）

A. 小球A由静止到与墙面分离的过程中，小球B的速度先增大后减小

B. 当小球A的机械能最小时，小球B与小球C的加速度为零

C. 当小球A和墙面恰好分离时，小球B与小球C也恰好分离

D. 当小球A和墙面恰好分离时，A、B两球的速率之比为：1

10. 如图所示，在距水平地面高为0.4 m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边，杆上套有一质量m=2kg的小球A半径R=0.3 m的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B，用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看作质点，且不计滑轮大小的影响。现给小球A一个水平向右的恒力F=50N。(重力加速度g=10m/s2)则(  )

A. 把小球B从地面拉到P的正下方时力F做功为20J

B. 小球B运动到C处时的速度大小为0

C. 小球B被拉到与小球A速度大小相等时，sin ∠OPB=

D. 把小球B从地面拉到P的正下方时，小球B的机械能增加了6J

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 某实验小组的同学利用如图所示的实验装置完成了“探究向心力与线速度关系”的实验，将小球用质量不计长为L的细线系于固定在铁架台上的力传感器上，小球的下端有一长度极短、宽度为d的挡光片，测得小球的直径为D，重力加速度用g表示。请回答下列问题：

（1）如果挡光片经过光电门时的挡光时间为，则小球通过光电门时的速度大小为______，向心加速度______。

（2）小球通过光电门时力传感器的示数为，改变小球释放点的高度，多次操作，记录多组、的数据，作出的图像，如果图线的斜率为，则小球（含挡光片）的质量为______。（用已知物理量的符号表示）

12. 某同学利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律，图中A、B为两个光电门。

(1)该同学首先利用20刻度的游标卡尺测量小球的直径d，测量结果如图乙所示，则d＝________cm；

(2)让小球从光电门A上方某一高度处自由下落，计时装置测出小球通过光电门A、B的挡光时间tA、tB，已知当地的重力加速度为g，用刻度尺测量出光电门A、B间的距离h，则只需比较________与________是否相等就可以验证小球下落过程中机械能是否守恒（用题目中涉及的物理量符号来表示）；

(3)该同学的实验操作均正确，经过多次测量发现，(2)中需要验证的两个数值总是存在一定的误差，产生这种误差的主要原因是__________________。

13. 如图所示的轨道，ab段及cd段是光滑的弧面，bc段为中间水平部分，长为2m，与物体间的动摩擦因数为0.2，若物体从ab段高0.8m处由静止下滑，g取10m/s2，求：

（1）物体第一次到达b点时的速度大小；

（2）物体在cd段运动时可达到的离地最大高度。

14. 如图所示，一定高度的平台右侧有一沿竖直方向固定的光滑轨道，其中MNP为半径R1=1m，圆心角的光滑圆弧轨道，PQ为半径R2=0.4m的圆轨道（摩擦不可忽略），质量为m=1kg可视为质点的小物块由O点以初速度v0=7.5m/s沿水平方向抛出，结果小物块由M点无碰撞地进入圆轨道，经过一段时间小物块离开Q点后刚好再次落到M点，重力加速度g取，，，。求：

（1）OM两点之间的水平间距x；

（2）小物块在Q点对轨道的压力大小；

（3）小物块再次落到M点时，速度与竖直方向夹角的余弦值（结果保留两位有效数字）。

15. 如图所示，一斜面体固定在水平地面上，倾角为θ=30°、高度为h=1.6m。一薄木板B置于斜面顶端，恰好能保持静止，木板下端连接有一根自然长度为l0=0.2m的轻弹簧，木板总质量为m=1kg，总长度为L=2.0m。一质量为M=3kg的小物块A从斜面体左侧某位置水平抛出，物块A经过一段时间后从斜面顶端以4m/s的速率沿平行于斜面方向落到木板B上并开始向下滑行，已知A、B之间的动摩擦因数为。木板下滑到斜面底端碰到挡板时立刻停下，物块A最后恰好能脱离弹簧，且弹簧被压缩时一直处于弹性限度内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求：

(1)物体A水平抛出时离地面的高度H；

(2)薄木板B从开始运动到与挡板碰撞所需的时间；

(3)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。