2024-2025学年安徽省六安市叶集皖西当代中学高三（上）月考物理试卷（9月）（含解析）

这是一份2024-2025学年安徽省六安市叶集皖西当代中学高三（上）月考物理试卷（9月）（含解析），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.北京时间2024年8月5日，在巴黎奥运会游泳男子4×100米混合泳接力决赛中，由徐嘉余、覃海洋、孙佳俊、潘展乐组成的中国队以3分27秒46的成绩夺得金牌，打破了美国队在该项目长达40年的垄断。下列说法中正确的是( )
A. 3分27秒46表示时刻 B. 各队中中国队的平均速率最大
C. 潘展乐在加速冲刺过程中惯性增大 D. 研究潘展乐的入水动作时可以将其看成质点
2.一小球从5m高处自由落下，被地板弹起后，上升高度为3.2m，整个过程用时2s，则小球在整个过程中通过的位移和平均速度的大小分别为( )
A. 1.8m，0.9m/sB. 1.8m，4.1m/sC. 8.2m，0.9m/sD. 2m，4.1m/s
3.三个木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用细线连接如图，其中a、c质量均为2kg，b质量为1kg，a放在水平桌面上，与桌面间的动摩擦因数μ=0.5。开始时，弹簧p处于原长，轻绳恰好伸直，木块都处于静止状态。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是( )(轻弹簧和细线的重量都忽略不计，取g=10m/s2)
A. 14cmB. 12cmC. 10cmD. 8cm
4.如图所示为拖拉机的传动装置，A点在皮带轮1的边缘，B点在皮带轮2的边缘，在传动过程中皮带不打滑，飞轮和皮带轮1转动的角速度相同。已知R=2r，若飞轮上有一点C(图中未画出)与B点的向心加速度大小相等，则C点做圆周运动的半径rC等于( )
A. 12rB. rC. 2rD. 4r
5.某同学站在装有力传感器的轻板上做下蹲的动作，记录的力随时间变化的图线可能是( )
A. B.
C. D.
6.如图P点为某次演习中轰炸机需要轰炸的山坡上的目标，山坡的倾角θ=37∘，演习要求飞机沿水平方向飞行并在距目标ℎ高度时投弹，且炸弹垂直击中山坡上的P点，不计空气阻力，重力加速度为g，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，则炸弹投出时的速度大小为( )
A. 2gℎ
B. 35 2gℎ
C. 34 2gℎ
D. 43 2gℎ
7.如图，两个可视为质点的完全相同小球A、B用轻绳连接并固定挂在两个竖直细杆的M、N两点，整个系统保持静止状态。其中MA与竖直杆的夹角为45°，BN在同一水平面，则AB绳和BN绳的拉力大小之比等于( )
A. 5:2
B. 3:1
C. 2 2: 5
D. 5:1
8.如图所示，竖直平面内固定有一个半径为R的光滑圆环形细管，现给质量为m的小球(直径略小于管内径)一个初速度，使小球在管内做圆周运动，小球通过最高点时的速度为v，已知重力加速度为g，则下列叙述中正确的是( )
A. v的最小值为 gR
B. 当v= gR时，小球处于平衡状态
C. 当v= 2gR时，轨道对小球的弹力方向竖直向下
D. 当v= gR2时，轨道对小球的弹力大小为mg2
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳左端固定在晾衣架上O点，右端系在a点，光滑小滑轮悬挂一衣服可在轻绳上滑动。先将轻绳右端沿竖直杆缓慢上移到b点，然后再沿水平杆缓慢移至c点，整个过程衣服始终没与地面和杆接触，设轻绳张力为F，滑轮左侧轻绳与竖直方向夹角为θ，则轻绳右端沿杆( )
A. 由a→b的过程，F不变，θ不变，衣服的位置不变
B. 由a→b的过程，F不变，θ不变，衣服的位置升高
C. 由b→c的过程，F减小，θ变小，衣服的位置下降
D. 由b→c的过程，F不变，θ不变，衣服的位置升高
10.A、B两赛车在同一条平直赛道上展开追逐赛，t=0时，两车速度均为0，A车的a−t图像如图甲所示，B车的v−t图像如图乙所示，t=3s时，两车刚好并排行驶，则( )
A. t=0时，A车在B车的前方 B. t=0时，两车相距17.5m
C. t=4s时，A车在B车的前方 D. 由于A车加速度大，3s以后A车一直在B前方
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.在做“探究平抛运动的规律”的实验时，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。
(1)为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，不正确的是_______。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平 B.每次释放小球的位置必须相同
C.小球运动时不应与木板上的白纸接触 D.每次小球不必由静止释放
(2)某同学在做“探究平抛运动的规律”的实验中，忘了记下小球做平抛运动的起点位置，A为小球运动一段时间后的位置。如图所示，以A为原点建立坐标系，B、C点的位置坐标如图，y轴方向竖直向下，重力加速度g取10m/s2。则小球从B点运动到C点的时间为_________s，小球做平抛运动的初速度为________m/s。
12.某实验小组想要较精确地测定当地的重力加速度。实验器材有：重锤、刻度尺、带滑轮的气垫导轨、气泵、滑块、细线、光电门、遮光条、电源。其实验装置如图甲所示。A为释放重锤前滑块所在的位置，B为光电门。已知遮光条的宽度为d，A、B之间的距离为x，遮光条经过光电门所用的时间为t。
(1)除上述实验器材外，还需要的实验器材是_________。
(2)调节气垫导轨水平，该小组测定多组数据作出dt2−x图像如图乙所示，实验过程中滑块的质量不变，①②图线对应的重锤质量分别为m1、m2，则m1_________(填“大于”“小于”或“等于”)m2。
(3)设滑块(含遮光条)的质量为M，实验中测定①图线的斜率为k，重力加速度g的表达式为g=_________(用k、m1、M表示)；若重锤质量为30 g，滑块(含遮光条)质量为210 g，测定①图线斜率的数值为k=2.44 m/s2，则g=_________m/s2(结果保留三位有效数字)。
(4)请提出一种有效减小实验系统误差的方案：_________。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.一辆汽车以v0=36km/ℎ的速度在水平直线路面上匀速运动，某一时刻开始刹车，不考虑司机的反应时间，刹车后经2s速度变为18km/ℎ，求：
(1)刹车时的加速度及刹车时间；
(2)刹车后前进15m所用的时间；
(3)刹车后5s内前进的距离。
14.如图所示，长为L的不可伸长轻绳下端拴一可视为质点的小球，上端固定在天花板O1处，在O1的下方有正方形水平桌面，该桌面内的O2为O1的垂直投影点，O1、O2间的距离为2L。现使小球在某一水平面内做圆周运动，如图中虚线所示，此时轻绳与竖直方向的夹角为θ。已知重力加速度为g，轻绳能承受的最大拉力为小球重力的两倍，sinθ=0.6，csθ=0.8，小球可视为质点，求：
(1)轻绳与竖直方向的夹角为θ时，小球的线速度大小v；
(2)缓慢增大小球做水平圆周运动的线速度，要保证轻绳在任意时刻达到最大拉力断开后小球均不会落到桌面外，桌面的最小面积Smin。
15.如图所示，质量m=1.0 kg的物块(视为质点)放在质量M=4.0 kg的木板的右端，木板长L=2.5 m。开始木板静止放在水平地面上，物块与木板及木板与水平地面间的动摩擦因数均为μ=0.2。现对木板施加一水平向右的恒力F=40 N，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，g=10 m/s2。求：
(1)刚开始运动时，物块的加速度大小和木板的加速度大小；
(2)物块运动到木板左端的时间；
(3)若要让物块不从木板上掉下来，则恒力作用的最长时间是多少。
答案解析
1.B
【解析】A.中国队以3分27秒46的成绩，夺得巴黎奥运会游泳男子 4×100 米混合泳接力决赛金牌，可知3分27秒46表示一段时间间隔，A错误；
B. 4×100 米混合泳的总路程不变，中国队游全程所用时间最小，由平均速率公式 v=st 可知，中国队的平均速率最大，B正确；
C.质量是物体惯性的量度，潘展乐在加速冲刺过程中质量不变，因此其惯性不变，C错误；
D.研究潘展乐的入水动作时，潘展乐的形体和大小不能忽略，因此不可以将其看成质点，D错误。
故选B。
2.A
【解析】依题意，小球在整个过程中通过的位移大小为x=5m−3.2m=1.8m，根据平均速度定义式，可得v=xt=0.9m/s，故A正确，BCD错误。
3.A
【解析】开始时弹簧q的压缩量为
x1=mbgk=10500m=2cm
物块c刚离开地面时弹簧q的伸长量为
x2=mcgk=20500m=4cm
此时弹簧p的拉力
F=μmag+(mb+mc)g=40N
弹簧p的伸长量
x3=Fk=40500m=8cm
则该过程p弹簧的左端向左移动的距离是
x=x1+x2+x3=14cm
故选A。
4.D
【解析】由题可知，A、B两点的线速度相等，设为 v ，则B点的向心加速度
aB=v2r A点的角速度与C点的角速度相等，则有
ωC=ωA=vR=v2r
所以C点的向心加速度
aC=ωC2rC=v24r2rC
由于B、C两点的向心加速度大小相等，所以
aB=aC
联立解得
rC=4r
ABC错误，D正确。
故选D。
5.C
【解析】在下蹲过程中，人的初速度与末速度均为0，可知，人先向下做加速运动，后向下做减速运动，即人的加速度方向先向下后向上，则人先处于失重状态后处于超重状态，传感器对人的支持力先小于重力，后大于重力，传感器记录的是人对传感器的压力大小，根据牛顿第三定律可知，传感器的示数先小于重力，后大于重力，选择项中只有第三个符合要求。
故选C。
6.C
【解析】解：根据平抛运动的规律有ℎ=vy22g,vy= 2gℎ
炸弹垂直击中山坡上的P点，由几何关系可得：tanθ=v0vy=34,v0=34vy=34 2gℎ，故C正确、ABD错误。
故选：C。
7.A
【解析】对A、B整体受力分析，可得FMAcs45∘=2mg，FMAsin45∘=FBN，可得FBN=2mg，
对B受力分析得FAB= FBN2+(mg)2= 5mg，则FAB:FBN= 5:2，故选A。
8.C
【解析】A.小球通过最高点时细管可以提供竖直向上的支持力，当支持力的大小等于小球重力的大小，小球的最小速度为零，故A错误；
B.当 v= gR 时，小球的加速度为
a=v2R=g
方向竖直向下，则小球只受重力作用，处于完全失重状态，故B错误；
C.当 v= 2gR 时，小球需要的向心力为
Fn=mv2R=2mg
且
Fn=FN+mg
故轨道对小球的弹力大小为 mg ，方向竖直向下，故C正确；
D.当 v= gR2 时，小球需要的向心力
Fn=mv2R=14mg
且
Fn=FN+mg
故轨道对小球的弹力大小为 34mg ，方向竖直向上，故D错误。
故选C。
9.BC
【解析】解：如图所示，根据几何关系可知，两段绳子间的夹角为2θ，由平衡条件得
2Fcsθ=mg
解得
F=mg2csθ
设绳子总长为L，两杆间距离为s，由几何关系得
L1sinθ+L2sinθ=s
则得
sinθ=sL1+L2=sL
AB、由a→b的过程，L、s都均不变，则θ不变，由F=mg2csθ可知，绳子张力F不变，由几何关系可知衣服的位置升高，故A错误，B正确；
CD、由b→c的过程，s变小，则θ变小，csθ变大，由F=mg2csθ可知，F变小，由几何关系可知衣服的位置下降，故C正确，D错误。
故选：BC。
根据平衡条件列方程，得到F与θ的关系式。设绳子总长为L，两杆间距离为s，由几何关系得到L1sinθ+L2sinθ=s，再分析F的变化情况，由几何关系分析脱衣服位置的变化。
本题在判断绳子拉力的变化时关键是把握两绳子的合力不变，再去分析绳子夹角的变化情况，而夹角的变化情况又与两杆距离有关，写出了距离与夹角关系即可准确求解。
10.AB
【解析】由甲图可知，A车在0∼2s的速度为0，在2s后加速度为10m/s2，B车加速度为aB=ΔvΔt=102m/s2=5m/s2
则在图乙中做出A车的v−t图像，如图所示
AB. t=3 s时，两车刚好并排行驶，则
xB=12aBt2=12×5×32 m=22.5m
xA=12aAt′2=12×10×12 m=5m
故 t=0 时，A车在B车的前方，且两车相距Δx=xB−xA=17.5 m
故AB正确；
CD. t=4 s时，两车位移
x A′=12aAt′′2=12×10×22 m=20m
x B′=12aBt′′′2=12×5×42 =40m
则两车相距Δx′= 40m−20m−17.5m=2.5m
故B车在前面，故CD错误。
故选AB。
11.(1)D
(2) 0.1 2

【解析】(1)A.通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动的初速度水平，故A正确；
BD.因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故B正确，D错误；
C.实验要求小球运动时不应与木板上的白纸接触，避免因摩擦而使运动轨迹改变，故C正确。
本题选择错误的，故选D。
(2)[1]小球做平抛运动，竖直方向，根据匀变速直线运动的推论yBC−yAB=gT2
解得小球从B点运动到C点的时间为T= yBC−yABg= 40−15−1510×10−2s=0.1s
[2]水平方向，小球做匀速直线运动，小球做平抛运动的初速度为v0=xABT=20×10−20.1m/s=2m/s
12.
(1)天平；(2)大于；(3)k(m1+M)2m1；9.76；(4)使用较光滑的滑轮或减小遮光条的宽度
【解析】(1)根据实验要求，需要测量滑块和重锤的质量，则还需要的实验器材是天平。
(2)设重锤的质量为m，滑块(含遮光条)的质量为M，
由(dt) 2=2ax=2mgm+M⋅x知，图像的斜率k=2mgm+M，因为k1大于k2，所以m1大于m2。
(3)由(2)可知g=k(m1+M)2m1，代入数据解得g=9.76m/s2，
(4)可通过使用较光滑的滑轮或减小遮光条的宽度来减小实验系统误差。
13.解：(1)v0=36km/ℎ=10m/s，v=18km/ℎ=5m/s；
由加速度定义式得：a=v−v0t=5−102m/s2=−2.5m/s2
故汽车的加速度大小为2.5m/s2，方向与初速度v0​方向相反
汽车停车所需时间：t停=v′−v0a=0−10−2.5s=4s
(2)根据位移时间关系x=v0 t+12at2
代入数据解得t1=2s，t2=6s>v停(舍去)
所以刹车后前进15m所用的时间为2s；
(3)由上知4秒时汽车已经停止，故刹车后5秒内前进的距离等于刹车后4秒内前进的距离 x=v2−v022a=0−1022×(−2.5)m=20m
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.解：(1)对小球受力分析，受重力mg，轻绳的拉力T，重力和轻绳的拉力提供向心力，如图
则tanθ=Fmg，
解得F=mgtanθ，
小球做匀速圆周运动的半径r=Lsinθ，
由牛顿第二定律得mgtanθ=mv2Lsinθ，
解得v= gLtanθsinθ=310 5gL。
(2)设当T=2mg时，轻绳与竖直方向的夹角为α，则csα=mgT=12，
解得α=60∘，
小球做匀速圆周运动的半径r′=Lsinα= 32L，
则mgtanα=mv′2Lsin α，
解得v′= 32gL，
小球离桌面的高度ℎ=2L−Lcsα=32L，
绳断后小球做平抛运动，由ℎ=12gt2，
解得小球落到桌面的时间为t= 2ℎg= 3Lg，
水平位移大小为x=v′t=3 22L，
小球落到桌面的位置到O2的距离R= r′2+x2= 212L，
桌面的最小面积Smin=(2R)2=21L2。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.解：(1)物块的加速度为
μmg=ma1
解得
a1=2m/s2
木板的加速度为
F−μmg−μM+mg=Ma2
解得
a2=7m/s2
(2)物块运动到木板左端的时间
L=12a2t2−12a1t2
解得
t=1s
(3)速度图像如图所示，设拉力作用时间为t2，达到共同速度的时间为t1。撤去拉力后木板的加速度为
μM+mg−μmg=Ma3
解得
a3=2m/s2=a1
达到共同速度后物块也以a3的加速度做匀减速运动
μmg=ma3
解得
a3=2m/s2
所以，达到共同速度后，二者以共同的加速度做匀减速运动到停止。根据平均速度公式，二者的位移差为
a2t22×2t1−a1t12×2t1=L
对木板，从撤去拉力到共同速度的过程中，根据速度公式得
a1t1=a2t2−a3t1−t2
解得
t2=23s

【解析】详细解答和解析过程见【答案】