北京市顺义牛栏山第一中学2024-2025学年高三上学期9月月考物理试题

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本试卷分第一部分和第二部分。满分100分，考试时间90分钟。
第一部分
本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 下列属于国际单位制基本单位符号的是（ ）
A. sB. NC. FD. T
2、如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面呈水平，在水平面上放一个小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A．沿斜面向下的直线
B．竖直向下的直线
C．无规则曲线
D．抛物线
3．如图是某自行车的传动结构示意图，其中I是半径r1=10cm的牙盘（大齿轮），II是半径r2=4cm的飞轮（小齿轮），III是半径r3=36cm的后轮，A、B、C分别是牙盘、飞轮、后轮边缘的点。在匀速骑行时，关于各点的角速度ω及线速度v的大小判断正确的是（ ）
A．B．C．vA4. 如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上从静止开始以加速度a向前运动位移为x的过程中，若货箱中石块B的质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是
A. 石块B周围的物体对它的作用力的合力大小为mg
B. 石块B周围的物体对它的作用力的合力做功为mgx
C. 石块B周围的物体对它的作用力的合力大小为
D. 石块B周围的物体对它的作用力的合力冲量大小为m
5．如图所示，在向右做加速度为的匀加速直线运动的车厢内，小球与车厢相对静止，轻绳a斜向上，轻质弹簧b水平。某一时刻，轻绳a突然断裂（重力加速度为g），断裂瞬间小球的加速度大小为
A．G B． C．D．
6．一根轻弹簧竖直直立在水平面上，下端固定。在弹簧正上方有一个物块从高处自由下落到弹簧上端O，将弹簧压缩。当弹簧被压缩了x0时，物块的速度减小到零。从物块和弹簧接触开始到物块速度减小到零过程中，物块的加速度大小a随下降位移大小x变化的图像，可能是下图中的（ ）
A．B．C．D．
7.摩托车特技表演中的飞檐走壁让人震撼，其运动可简化为如图所示的小球在光滑的半球形容器内做圆周运动。小球的质量为m，容器的球心为O、半径为R，小球在水平面内做圆周运动，运动到a点时，Oa与竖直方向夹角为θ，运动过程中容器静止在水平地面上。半球形容器及底座的质量为M，重力加速度为g，则下列说法不正确的是（ ）
A．小球运动的角速度大小为
B．小球运动的线速度大小为
C．底座受到地面的摩擦力大小为
D．底座对地面的压力等于
8．“移动靶射击”是模仿猎取走兽的射击竞赛项目，射手用步枪向移动的野兽靶进行射击。移动靶做快速的横方向移动，射手站在移动靶前方不移动。图乙为简化的比赛现场图，设移动靶移动的速度为，射手射出的子弹的速度为，移动靶离射手的最近距离为d，要想在最短的时间内射中目标，则（ ）
A．子弹射中目标的最短时间为
B．子弹射中目标的最短时间为
C．射击时，枪口离目标的距离为 D．射击时，枪口离目标的距离为
9.如图所示,某物体以水平初速度抛出,飞行一段时间 3 s后,垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上,(g=10 m/s2),由此计算出物体的水平位移x和水平初速度v0分别是( )
A.x=25 mB.x=5 21 m C.v0=10 m/s D.v0=20 m/s
10. 如图所示，斜面静止于粗糙水平面上，质量为的小物块恰好能沿斜面匀速下滑，该过程斜面保持静止。现给施加一沿斜面向下的推力，使沿斜面匀加速下滑。施加后，下列说法不正确的是（ ）
A. 斜面对的支持力和摩擦力都不变
B. 对斜面的作用力方向竖直向下
C. 水平面对斜面的支持力增大
D. 小物块的加速度为
11．如图所示，光滑轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定于竖直杆上的a、b两点，一质量为m的衣服静止悬挂于绳上某点；若在绳上另一点继续悬挂另一质量为M的衣服，已知mA．B．C．D．
12．“八字刹车”是滑雪的减速技术，其滑行时的滑行姿态如图甲所示，左边雪板的受力情况可简化为图乙。雪板与水平雪面成β角，雪面对雪板的总作用力大小为F．方向可认为垂直于雪板所在平面ABCD．则其水平方向上的分力大小为（ ）
A.FsinβB．Fcsβ
C．FtanβD．
13. 如图所示，为环绕地球运转的航天器在变轨时，由低轨道升到高轨道时的变轨示意图。航天器先在圆形轨道1的A点加速后，进入到椭圆轨道2运行，当航天器运行到椭圆轨道2的远地点B时，再次加速而进入到圆轨道3而完成变轨运动。设：航天器在圆轨道1匀速运转时的速率为；靠惯性在椭圆轨道2运行时通过A、B两点时的速率分别为和；在圆轨道3匀速运转时的速率为。那么以下判断正确的是（ ）
A.
B.
C.卫星在A点的加速度小于卫星在B点的加速度
D.卫星从轨道2上B点变轨进入轨道3时需要喷气减速
14．如图所示，在足够大的水平地面上静置一木板，可视为质点的物块以v0=3m/s的速度滑上木板，最终物块恰好到达木板的右端，木板沿地面运动的距离恰好等于木板的长度。已知物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.05，取重力加速度大小g=10m/s2，则木板的长度为（ ）
A．1.0mB．1.5mC．2.0mD．2.5m
第二部分
本部分共5小题，共58分。
15．（18分）下面是某班级学生做“探究加速度与物体受力、物体质量关系”的实验。采用如图甲所示的实验装置，让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。
(1)为完成实验，除图中已有的器材，还需要交流电源、天平（含配套砝码）和 。
(2)如图甲，关于本实验，下列说法正确的是______。
A．应适当调节滑轮高度，使线与桌面平行，确保小车能做匀加速直线运动
B．此时有可能正在进行“补偿阻力”的实验操作
C．实验时小车应从靠近打点计时器处静止释放
D．电火花计时器的工作电压应为交流8V
(3)小夏同学在这次实验中获得一条如图乙所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标分别为0、x1、x2、x3、x4、x5、x6.已知打点计时器的打点周期为T=0.02s，则打计数点5时小车速度v= m/s（保留3位有效数字），小车加速度的表达式是 。
A.a= (x4+x5+x6)−(x1+x2+x3)9T2 B ． C． D．
(4)小同王学也挑选的一条较为清晰的纸带，如图丙所示，并选取了部分点为计数点（计数点间的距离如图）。已知打点计时器打点的时间间隔，由图可知小车做匀加速直线运动的加速度 ______（保留三位有效数字）。据此可知本次实验操作中存在不合理之处在于_____________ 。
图丙
（5）小赵同学觉得用图甲装置测量加速度较大时系统误差较大，所以他大胆创新，选用图丁所示器材进行实验，测量小车质量M：所用交流电频率为50Hz，共6个槽码，每个槽码的质量均为m=10g。
实验步骤如下：
图丁
i.安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。调整轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列 的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；
ii.保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂5个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a；
iii.逐个减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii；
iv.以取下槽码的总个数的倒数为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。
已知重力加速度大小g=9.80m/s2，计算结果均保留三位有效数字，请完成下列填空：
①请将步骤i中画横线的部分填写完整：
②写出随变化的关系式 （用M，m，g，a，n表示）；
③测得关系图线的斜率为2.5s2/m，则小车质量M= kg。
16．（9分）人类从事滑雪活动已有数千年历史，滑雪爱好者可在雪场上轻松、愉快地滑行，饱享滑雪运动的乐趣。一名滑雪爱好者以1m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡的倾角为30°。若人与滑板的总质量为60kg，受到的总阻力为60N，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）滑雪者加速度的大小；
（2）3s内滑雪者下滑位移的大小；
（3）3s末人与滑板总重力的瞬时功率。

17．（9分）如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在距离水平地面高为h的O点，另一端系有质量为m，可视为质点的小球，将小球拉至O点正上方的A点，给其一水平方向的初速度，使其恰好通过A点后，在竖直平面内以O点为圆心做半径为r的圆周运动。当小球运动到最低点B时，绳恰好被拉断，小球水平飞出。不计空气阻力及绳断时的能量损失，重力加速度为g。求：
（1）小球初速度的大小。
（2）绳能承受拉力的最大值。
（3）小球落地时的速度大小v。
18. （10分）在不同的条件下，我们可以建立不同的物理模型。
将一根绳的B端与一质量为M的小物块Q相连，小物块Q可视为质点。用水平向右大小为F的恒力作用在绳的A端，使小物块Q沿光滑水平面做直线运动，如图18-1所示。
图18-1
（1）轻绳模型将绳的质量忽略不计。若图18-1中绳为轻绳，请利用牛顿第二定律，证明稳定后轻绳各处的弹力大小均等于A端所受恒力F，并据此求出小物块运动加速度a的大小。
（2）实际上绳是有质量的。若图18-1中的绳长为l且不可伸长，质量为m且分布均匀，设距离绳A端x处（）为D点（图中未画出），不考虑绳在竖直方向的下垂，求稳定后D点处绳的弹力与x的关系式。
E
F1
F2
β
α
A
B
Q
图18-2
（3）事实上，真实情况下绳会下垂，水平面也不光滑。如图18-2所示，若已知绳在A、B两端拉力的大小分别为和，拉力的方向分别沿A、B端的切线方向，并已知在A、B两端绳切线与水平方向所夹锐角分别为和，E为绳的最低点。当绳和物块组成的系统稳定向右加速（绳的形态保持不变）时，求绳的最低点E处的弹力的大小。
19.（12分）建立物理模型对实际问题进行分析，是重要的科学思维方法。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。假设地球可视为一个质量分布均匀且密度为ρ的球体，地球的半径为R,引力常量为G,不考虑地球自转的影响。
（1）试推导第一宇宙速度v的表达式；
（2）如图19-1所示，假设沿地轴的方向凿通一条贯穿地球南北两极的小洞，把一个质量为m的小球从北极的洞口由静止状态释放后，小球能够在洞内运动， 不考虑其它星体的作用，以地心为原点，向北为正方向建立x轴，在图19-2中画出小球所受引力F随x（-R≤x≤R）变化的图像，求出小球在洞内运动过程中的最大速度vm。
图19-2
图19-1
（3）在科幻电影《流浪地球》中有这样一个场景：地球在木星的强大引力作用下，加速向木星靠近，当地球与木星球心之间的距离小于某个值d时，地球表面物体就会被木星吸走，进而导致地球可能被撕裂。这个临界距离d被称为“洛希极限”。已知，木星和地球的密度分别为和，木星和地球的半径分别为R0和R，且。请据此近似推导木星使地球产生撕裂危险的临界距离d ——“洛希极限”的表达式。【提示：当x很小时，。】