北京市第十五中学2024-2025学年高三上学期10月月考物理试卷

这是一份北京市第十五中学2024-2025学年高三上学期10月月考物理试卷，共10页。试卷主要包含了10，5m/s，0s时，质点的位置坐标为，00cm，指针指在O点，19，21等内容，欢迎下载使用。

2024.10
一．单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的）
1．如图所示，用长短不同的轻绳先后将同一足球挂在光滑竖直墙壁上，足球静
止时分别处于A、B位置。若绳子拉力大小分别为TA、TB，墙对足球的支持力
大小分别为FA、FB，则
A．TATB，FA>FB
C．TA>TB，FAFB
2．一皮带传动装置的示意图如图所示，右轮半径为r，A是其边缘上的一点，左轮半径为2r，C点位于左轮边缘上，B点在左轮上且到轮心的距离为r。传动过程中皮带不打滑。则
A．A、B两点的角速度之比为
B．A、B两点的角速度之比为
C．A、C两点的向心加速度之比为
D．A、C两点的向心加速度之比为
3．在“验证力的平行四边形定则”实验中，将轻质小圆环挂在橡皮条的一端，橡皮条的另一
端固定在水平木板上的A点，圆环上有绳套。实验中先用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并
互成角度地拉圆环，将圆环拉至某一位置O，如图所示。再只用一个弹簧测力计，通过绳套
A
O
把圆环拉到与前面相同的位置O。关于此实验，下列说法正确的是
A．橡皮条、弹簧测力计和绳应位于与纸面平行的同一平面内
B．实验中只需记录弹簧测力计的示数
C．用平行四边形定则求得的合力方向一定沿AO方向
D．两弹簧测力计之间的夹角应取90°，以便计算合力的大小
4. 质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=t2+5t （各物理量单位均采用国际单位
制），则该质点
A．加速度是1m/s2 B．初速度是2.5m/s
C．第1s内的位移是5m D．第1s末的速度是7m/s
5．如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。已知飞船的质量为m，其推进器工作时飞船受到的平均推力为F。在飞船与空间站对接后，推进器工作时间为Δt，测出飞船和空间站的速度变化为Δv。下列说法正确的是
飞船
空间站
F
A. 空间站的质量为 eq \f ( FΔt, Δv)
B. 空间站的质量为 eq \f(FΔt, Δv)－m
C. 飞船对空间站的作用力大小为F
D. 飞船对空间站的作用力大小一定为
6．如图所示，长为l的细线上端固定于悬点O，细线下面悬挂一质量为m的小钢球。钢球在水平面内以O′为圆心做匀速圆周运动时，细线与O O′的夹角为θ。忽略空气阻力，重力加速度为g。则
O
O′
θ
A．小钢球受重力、拉力和向心力
B．细绳拉力大小为mgcsθ
C．小钢球受向心力大小为mg tanθ
D．小钢球运动的角速度大小为
7．某质量m=1kg的质点在Oxy平面内运动。t＝0时，质点位于y轴上。它在x方向运动的速度-时间图像如图甲所示，它在y方向运动的位移-时间图像如图乙所示。下列说法正确的是
A．质点所受的合力为4N
B．从t=0时刻开始质点做匀变速直线运动
C．t=1.0s时，质点的位置坐标为（5m，5m）
D．t=1.0s时，质点的速度方向与x轴夹角为60°
8．如图所示，质量为m的木块沿着斜面体匀速下滑。已知斜面体的倾角为α、质量为M，始终静止在水平桌面上。下列说法正确的是
A．木块受到的摩擦力大小是mgcsα
B．木块对斜面体的压力大小是mgsinα
C．桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcsα
D．桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g
9．如图所示的曲线MN是某一质点的运动轨迹，AA′为曲线上A点处的切线。质点从B点A
A′
B
N
M
运动到A点所发生的位移为x，所用时间为t。下列说法不正确的是
A．表示质点从B点运动到A点过程的平均速度
B．质点从B点运动到A点的过程，平均速度的方向由B点指向A点
C．若B点越接近A点，则越接近质点在A点时的瞬时速度
D．质点经过A点时所受合力可能沿着AA′的方向
10．如图1所示，长为R且不可伸长的轻绳一端固定在O点，另一端系一小球，使小球在竖直面内做圆周运动。由于阻力的影响，小球每次通过最高点时速度大小不同。测量小球
v2
O
F
a
b
2b
图2
经过最高点时速度的大小v、绳子拉力的大小F，作出F与v2的关系图线如图2所示。下列说法中正确的是
图1
O
A．根据图线可以得出小球的质量
B．根据图线可以得出重力加速度
C．绳长不变，用质量更小的球做实验，得到的图线斜率更大
D．用更长的绳做实验，得到的图线与横轴交点的位置不变
t
0
v
t1
t2
t3
t4
11．2023年，我国“双曲线二号”火箭完成垂直起降飞行试验，意味着运载火箭的可重复使用技术取得了重要突破。试验过程中，火箭持续向下喷射燃气获得竖直向上的推力，若地面测控系统测出火箭竖直起降全过程的v-t图像如图所示，火箭在t=0时刻离开地面，在t4时刻落回起点。不计空气阻力及火箭质量的变化，下列说法正确的是
A．在t1时刻，火箭上升到最高位置
B．在0~ t1时间内，火箭受到的推力先增大后逐渐减小为零
C．在t1~ t2时间内，火箭动能的减少量小于重力势能的增加量
D．在t3~ t4时间内，火箭处于失重状态
12．根据高中所学知识可知，做自由落体运动的小球，将落在正下方位置。但实际上，赤道
上方200 m处无初速下落的小球将落在正下方位置偏东约6 cm处。这一现象可解释为，除
重力外，由于地球自转，下落过程小球还受到一个水平向东的“力”，该“力”与竖直方向
的速度大小成正比。现将小球从赤道地面竖直上抛，考虑对称性，上升过程该“力”水平向
西，则小球
A．落地点在抛出点西侧
B．落地点在抛出点东侧
C．到最高点时，水平方向的加速度和速度均为零
D．到最高点时，水平方向的加速度和速度均不为零
二、多项选择题（本题共4小题，每小题3分，共12分。每小题全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
A
B
F
13．如图所示，木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.20，夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了1cm，弹簧的劲度系数为400 N/m，系统置于水平地面上静止不动（可认为木块与水平地面之间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力）。现用F=2N的水平拉力作用在木块B上，此时木块A、B所受摩擦力分别记为fA和fB。则
A．fA=10N B．fA的方向水平向左
C．fB=6N D．fB的方向水平向左
14．某同学设计制作了一个“竖直加速度测量仪”，其结构如图所示。一根轻弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一根直尺，弹簧下端挂一个质量m=0.10kg的重物，重物静止时弹簧的伸长量N
O
M
x0=5.00cm，指针指在O点。已知图中OM=ON=1.00cm，规定竖直向下为正方向，取重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是
A．若指针指在OM之间某点时，被测物体处于失重状态
B．若指针指在ON之间某点时，被测物体可能在减速上升
C．M点应标记的加速度值为-2.0m/s2
D．该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的
v
v0
甲
0
t
乙
v
v
t0
2t0
v0
15．如图甲所示，两个皮带轮顺时针转动，带动水平传送带以恒定的速率v运行。现使一个质量为m的物体（可视为质点）沿与水平传送带等高的光滑水平面以初速度v0（v0A．0~t0时间内，物体相对传送带向后运动受到向前的滑动摩擦力的作用
B．t0~2t0时间内物体受到静摩擦力的作用
C．若增大物体的初速度v0但v0仍小于v，则物体在传送带上运动的时间一定小于2t0
D．若增大传送带的速度，则传送带速度越快物体被传送的整个过程时间会越短
16．无偿献血、救死扶伤的崇高行为，是文明社会的标志之一。现代献血常采用机采成分血的方式，就是指把健康人捐献的血液，通过血液分离机分离出其中某一种成分（如血小板、粒细胞或外周血干细胞）储存起来，再将分离后的血液回输到捐献者体内。分离血液成分需要用到一种叫离心分离器的装置，其工作原理的示意图如图所示，将血液装入离心分离器的封闭试管内，离心分离器转动时给血液提供一种“模拟重力”的环境，“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，其大小与血液中细胞的质量以及其到转轴距离成正比。
ω
内侧
外侧
转轴
a
b
初始时试管静止，血液内离转轴同样距离处有两种细胞a、b，其密度分别为ρa和ρb，它们的大小与周围血浆密度ρ0的关系为ρa<ρ0<ρb。对于试管由静止开始绕轴旋转并不断增大转速的过程中，下列说法中正确的是
A．细胞a相对试管向内侧运动，细胞b相对试管向外侧运动
B．细胞a相对试管向外侧运动，细胞b相对试管向内侧运动
C．这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向向外侧逐渐变大
D．这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向各处大小相同
三、实验题（本题共2小题，共16分。）
斜槽轨道
挡板
重锤
甲
背板
（x1，y1）
（x2，y2）
（x3，y3）
x
y
O
A
B
C
乙
17．（8分）某同学用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点。钢球在斜槽轨道某一高度处由静止释放，并从末端水平飞出。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板，实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到挡板上挤压复写纸并在白纸上留下印迹。上下调节挡板，通过多次释放钢球，记录钢球所经过的多个位置。以钢球抛出时球心所在位置为坐标原点O，以水平向右和竖直向下分别为x轴和y轴的正方向，建立直角坐标系，用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹如图乙所示。
（1）对于本实验，下列说法正确的是 。
A．每次必须从同一高度由静止释放钢球
B．斜槽轨道必须光滑
C．挡板必须等间隔上下移动
D．装置的背板必须竖直放置
（2）通过研究得出钢球在竖直方向为自由落体运动之后，为进一步研究钢球在水平方向的运动规律，该同学在轨迹上测出A、B、C三点的坐标分别为（x1，y1）、（x2，y2）和（x3，y3）。下列能够说明钢球在水平方向的运动可能为匀速直线运动的是 。
A．若y1:y2:y3=1:3:5时，满足x1:x2:x3=1:2:3
B．若y1=y2-y1=y3-y2时，满足x1:x2:x3=1:2:3
C．在轨迹上取若干点获取数据，它们的坐标可以用一条二次函数曲线拟合（即满足y=kx2）
D．在轨迹上取若干点获取数据，画出的y-x2图像是一条过原点的直线
（3）另外一组同学在研究平抛运动时，用印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L，若小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球通过相邻位置的时间间隔T= ，小球平抛的初速度v0= 。（重力加速度为g）
18．（8分）某同学用如图1所示的装置进行“探究加速度与力、质量的关系” 的实验。
打点计时器
电源
小车
纸带
木板
小吊盘
图1
（1）下列说法正确的是 。
A．本实验还需要天平、秒表
B．和小车相连的细线与长木板不一定要平行
C．应该先释放小车，再接通电源
D．平衡摩擦的目的是为了使小车加速运动时所受合力的大小等于细线拉力的大小
图2
6.19
6.70
7.21
7.72
单位：cm
A
B
C
D
E
（2）某次实验得到的纸带如图2所示，每两个计数点间有四个点未画出。已知实验所用电源的频率为50Hz。根据纸带可求出小车的加速度大小 为 m/s2，打点计时器打B点时小车的速度为 m/s。（结果均保留两位有效数字）
（3）该同学在探究“加速度与质量的关系”时，保持小吊盘及盘中砝码的总质量m不变，通过改变小车中的重物来改变小车的质量M，分别测出小车相应的加速度。为了通过图像直观地判断小车的加速度a与质量M之间是否成反比，应该做出a与 的图像。
（4）该同学在“探究加速度与力的关系”时，首先平衡了小车所受的摩擦力，然后保持小车的质量M不变。改变小吊盘中砝码数量来改变细线对小车的拉力，小吊盘及盘中砝码的总质量用m表示。若该同学在实验中逐渐增加盘中砝码的数量，直到m=M。实验中他操作过程规范，并正确测量获得实验数据，则图3所示图像能正确反映小车的加速度a和m之间关系的是 。
A
B
C
D
图3
O
O
O
O
四、论述与计算题（本题共4小题，共36分。提示：要有必要的文字说明。）
A
θ
B
C
·
K
·
K
19．（8分）“雪滑梯”是冬季常见的娱乐项目。某“雪滑梯”由倾角θ＝37°的AB段和水平BC段组成，二者在B点通过一段长度可忽略不计的弧形轨道平滑连接，如图所示。用一质量m＝60.0kg的滑块K（可视为质点）代替载有人的气垫，滑块K从A点由静止释放后沿AB做匀加速运动，下滑过程的加速度大小a＝2.0m/s2。已知AB段长度L＝25.0m，sin37°＝0.60，cs37°＝0.80，取重力加速度g＝10m/s2，忽略空气阻力。
（1）求滑块K与AB段滑道的动摩擦因数μ；
（2）求从A点运动到B点的过程所用的时间，及到达斜面底端B点的速度；
（3）若滑块K与BC段滑道的动摩擦因数仍为μ。滑块K滑下后，在C点停下来，求BC段的长度d。
D
L
H
管口
20．（8分）环保人员在一次检查时发现，有一根排污管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，环保人员测出了管口中心到河面的高度H，喷出污水的水平射程为L，管口的直径为D（D远小于H）。设污水充满整根管道，管口横截面上各处水的速度相同，忽略空气阻力，已知重力加速度为g。求：
（1）污水从排污管喷出时初速度的大小v0；
（2）污水落至河面时速度的大小v；
（3）由管口至河面间空中污水的体积A。
21．（10分）摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米。电梯的简化模型如图1所示。考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的加速度a是随时间t变化的。已知电梯在t=0时由静止开始上升，a-t图像如图2所示。电梯总质量m=2.0×103kg，忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2。
1.0
a/(ms-2)
1 2
10 11
-1.0
O
t/s
40 41
30 31
拉力
电梯
图1
图2
（1）求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2；
（2）类比是一种常用的研究方法，对于直线运动，教科书中讲解了由v-t图像求位移的方法。请你借鉴此方法，对比加速度和速度的定义，根据图2所示a-t图像，求电梯在第1s内的速度改变量Δv1和第2s末的速率v2；
（3）求电梯以最大速率上升时，拉力做功的功率P；再求在0~11s时间内，拉力和重力对电梯所做的总功W。
22．（10分）物体在运动速度不太大时，其所受空气阻力可视为与速度成正比。
（1）在讲授自由落体运动的课上老师做了如下演示实验：
将质量均为m的两张纸揉成一大一小两个纸团，在空气中同时静止释放，竖直下落时大纸团下落要慢一些。设纸团半径为r，下落速度为v时，空气阻力f可写成f = krv（k为常数），重力加速度为g。
a．若下落高度足够大，求纸团的最终速度大小vm；
b．两纸团下落情况对比，关于它们运动的v-t图线，请你判断能否出现图1中的①、②情形，并说明理由。
v
①
O
t
②
图1
（2）由于空气阻力的作用，从地面以速度大小v1竖直向上抛出一个质量为m的小球，小球返回原地时速度大小为v2。重力加速度为g。
a．以竖直向上为正方向，在图2中定性画出小球从抛出到返回原地过程中速度-时间图像(在图像中标出v1、v2)；
b．计算小球在此过程中所受重力冲量的大小IG。
v
O
t
图2
参考答案
17．（1）AD （2）CD （2）；2
18．（1）D （2分） （2）0.51；0.64 （2分） （3）（2分）
（4）B （2分）
19．（8分）
（1）将物体所受重力mg沿平行斜面与垂直斜面分解，根据牛顿运动定律，可得
物体所受滑动摩擦力大小为
联立上述三式，可得
（2）根据运动学公式，有，解得
根据运动学公式，可得物体到达B点时的速度大小
（3）设滑块K在BC段所受滑动摩擦力大小为，根据牛顿运动定律，可得滑块K在BC段上运动时的加速度大小
所以物体停下所需距离。
20．（8分）
（1）喷出的污水在空中做平抛运动，其在竖直方向分运动为自由落体运动，水平方向分运动为匀速直线运动，设污水从离开管口到落入水中所用时间为t，有
解得
（2）设污水落入河道水面上时，竖直方向分速度大小为vy
v0
vy
v
答图2
根据答图2中所示几何关系，有
（3）单位时间内，从管口喷出的污水的体积
因此空中污水的体积为
21．（10分）
（1）F1= 2.2×104N；F2= 1.8×104N（2）Δv1=0.5m/s；v2=1.5m/s（3）P=2.0×105W
W=1.0×105J
22．（10分）
（1）a．下落足够高度，纸团达到二力平衡有
mg=krvm
解得 3分
b．不能
根据牛顿第二定律有，由此可知速度相同时，小纸团的加速度较大，图1中与此不符，两纸团经过相同时间不可能达到共速，图1中不应有交点。 2分
（2）a．如下图所示
v
O
t
2分
b．对小球，设质量为m，取向下为正，全程应用动量定理，有

展开有
由运动过程的特点可知
故 3分
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
B
D
A
D
B
C
C
D
D
A
C
A
13
14
15
16
CD
BCD
AC
AC