江西省南昌市第三中学2024-2025学年高三上学期10月月考物理试题
展开命题人:龚雅莉 审题人:丁世华
选择题(第1-7题为单选,每题4分;第8-10题为多选,每题6分,共计46分)
1.下列说法正确的是( )
A. 牛顿第一定律说明力是维持物体运动的原因
B. 若作用在运动物体上的力消失,则因为惯性,物体的加速度要隔一段时间才会消失
C. 火车内静坐的乘客看到车内桌上的一个苹果在没有任何人碰的情况下突然朝自己滚来,在他看来,苹果的突然运动不能用牛顿第二定律解释
D. 根据牛顿第三定律,一本静止于水平桌面上的书受到的重力和支持力一定大小相等,方向相反,作用在同一直线上
2.要使小球A能击中离地面H高的小球P,设计了甲、乙、丙、丁四条内外侧均光滑轨道,如图所示。甲为高度小于H的倾斜平直轨道,乙丙丁均为圆轨道,圆心O。小球从地面出发,初速度大小都为v0= 2gH,在甲轨道中初速度方向沿斜面,在乙、丙、丁轨道中初速度方向均沿轨道的切线方向,则小球A经过哪种轨道后能恰好击中P球( )
A.轨道甲B. 轨道乙C. 轨道丙D. 轨道丁
3.如图所示,某杂技演员在做手指玩圆盘的表演.设该盘的质量为m,手指与盘之间的滑动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,盘底始终处于水平状态且不考虑盘的自转,重力加速度为g,则下列说法中正确的是( )
A. 若手指支撑着盘,使盘保持静止状态,则手指对盘的作用力沿该手指方向
B. 若手指支撑着盘并一起水平向右匀速运动,则盘受到手水平向右的静摩擦力
C. 若盘随手指一起水平匀加速运动,则手对盘的作用力大小不可超过 1+μ2mg
D. 若手指支撑着盘并一起水平向右匀加速运动,则手对盘的摩擦力大小为μmg
4.如图所示为物体做直线运动的图象,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,物体在0~t0这段时间内的位移小于v0t02
B. 乙图中,物体的加速度为2m/s2
C. 丙图中,阴影面积表示t1~t2时间内物体的加速度变化量
D. 丁图中,t=3s时物体的速度为25m/s
5.为了备战2020年东京奥运会,我国羽毛球运动员进行了如图所示的原地纵跳摸高训练。已知质量m=60 kg的运动员原地静止站立(不起跳)摸高为2.10m,比赛过程中,该运动员先下蹲,重心下降0.5m,经过充分调整后,发力跳起摸到了2.90m的高度。若运动员起跳过程视为匀加速运动,忽略空气阻力影响,g取10 m/s2。则( )
A. 运动员起跳后到上升到最高点一直处于超重状态
B. 起跳过程的平均速度比离地上升到最高点过程的平均速度小
C. 起跳过程中运动员对地面的压力为1560N
D. 从开始起跳到双脚落地需要0.8s
6.在进行滑雪赛道创新设计中,一位同学设计如图所示的模型,并用小球替代滑雪运动员进行研究.该模型滑道由弧形轨道ED、水平轨道DA、半径为R=0.4m的圆弧轨道AB(∠AOB=30∘)、足够长的倾斜直轨道BC组成,所有轨道均光滑且平滑连接,并固定在竖直平面内.当小球从D的左侧弧形轨道上P点(图中未画出)静止释放后,不计空气阻力g取10 m/s2,则下列说法正确的是( )
A. 在P点到A点的运动过程中,小球的机械能减小
B. 当PD间高度差小于0.2m时,小球会一直贴着滑道运动
C. 当PD间高度差大于0.2m时,小球会从A处飞出
D. 当PD间高度大于0.2m时,小球落到BC上的速度方向总是相同
7.质量为M的凹槽静止在水平地面上,与竖直墙面接触,内壁为半圆
柱面,截面如图所示。已知∠AOB=45∘,B为半圆水平直径的端点,凹
槽内有一质量为m的小滑块,现用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移
动,力F的方向始终沿圆弧的切线方向,在此过程中所有摩擦均可忽
略,下列说法正确的是( )
A.推力F先减小后增大,最大值为mg B.墙面对凹槽的压力一直减小
C. 凹槽对滑块的支持力先增大后减小 D. 水平地面对凹槽的支持力保持不变
8.下列关于教材中的四幅插图说法正确的是( )
A.图甲是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图,连线表示小炭粒的运动轨迹
B. 图乙是某材料制作的细管竖直插入水中的情景,证明水不浸润该材料
C. 图丙是是理想气体分子速率的分布规律,气体在①状态下的分子平均动能大于②状态下
的分子平均动能
D. 图丁中一只水黾能停在水面上,是浮力作用的结果
2024年6月2日,嫦娥六号“着上组合体”成功软着陆于月球背面南极—艾特肯盆地,落月过程大致分为主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段、缓速下降段6个阶段,约需要900秒。当“着上组合体”缓慢下降并悬停在距离月球表面约2m高度时,“着上组合体”的主发动机关闭,“着上组合体”自由下落,完成软着陆。已知“着上组合体”的质量为3900kg,月球的质量和半径分别约为地球的181和14,地球表面的重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 月球表面的重力加速度大小约为2m/s2
B. 月球的第一宇宙速度大小约为1.5km/s
C. “着上组合体”最终着陆月球的速度大小约为6.4m/s
D. “着上组合体”着陆月球时,重力的瞬时功率约为22kW
10.如图所示,光滑斜面固定在桌面上,斜面倾角α=37∘,在斜面底端固
定一个与斜面垂直的挡板,在斜面顶端安装一个定滑轮,物块A和B
用劲度系数为k的轻弹簧连接,将A放置在挡板上,物块B在斜面上处
于静止状态。现将轻绳的一端固定在B上,绕过定滑轮后,在轻绳的
另一端固定一个物块C,细绳恰好伸直且无拉力时,由静止释放物块C,
已知物块A的质量为m,B的质量为m,C的质量为3m,斜面足够长,重力加速度为g,sin37∘=0.6,
下列说法正确的是( )
A. 释放物块C的瞬间,物块C的加速度大小为0.6g
B. 物块A刚离开挡板时,物块B的速度大小为6g5 mk
C. 若将物块C换为质量为0.2m的物体D,则物体D下落到最低点时的加速度大小为15g
D. 若将物块C换为质量为0.2m的物体D,则物块A对挡板压力的最小值为0.8mg
二、实验题(每空2分,共计14分)
11.某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,把弹簧放置在水平桌面上,测出其自然长度,然后如图所示竖直悬挂让弹簧自然下垂,在其下端挂上钩码。实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的增减钩码并记录与其对应弹簧的形变量x,作出F-x图线如图所示。
(1)图线不过原点的原因是________________。
(2)由图像可知弹簧的劲度系数为________N/m。
(3)该同学又找来与弹簧性质相同的橡皮筋,在弹性限度内弹力F与伸长量x成正比,即F=kx,式中k值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关。理论与实验都表明k=YSL,其中Y是由材料决定的常数,材料力学中称为杨氏模量。若某橡皮筋的k值与(1)中弹簧的劲度系数相同,该橡皮筋的原长为10.0cm,横截面积为1.0mm2,则可知该橡皮筋的杨氏模量Y的大小是________(结果保留两位有效数字)。
12.某同学利用如图(a)所示的装置探究物体的加速度a与所受合力F的关系。
①他用小木块将长木板无滑轮的一端垫高,目的是平衡摩擦力。具体操作是:把木板垫高后,小车放在木板上,在________小桶(选填“挂”或“不挂”)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。
②实验时保持小桶及砝码的总质量远小于小车的质量,其目的是________(选填选项前的字母)。
A.小车所受的拉力近似等于小车所受的合力
B.小车所受的拉力近似等于小桶及砝码的总重力
C.保证小车运动的加速度不超过当地重力加速度
D.减小空气阻力对实验的影响
③图(b)是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。相邻的计数点之间的距离分别为:xAB=4.22cm、XBC=4.65cm、xCD=5.08cm、xDE=5.49cm、xEF=5.91cm、xFG=6.34cm。已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=________m/s2(结果保留2位有效数字)。
④另一位同学也利用图(a)所示的装置做实验,他保持小桶和砝码的质量不变,改变放在小车中砝码的质量m,测出对应的加速度a。假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响。他没有量小车的质量,而是以1a为纵坐标,m为横坐标,画出1a-m图像。从理论上分析,下列图像正确的是________。
三、计算题( 第13题10分、第14题14分,第15题16分 )
13.(10分).如图所示,玻璃砖的截面是半径为R的半圆,O为圆心,玻璃砖上表面水平,一束单色光斜射在O点,入射角为60∘,折射光线出射后照射在水平面上的A点,保持入射方向不变,将入射点从O点向左移到D点(图中未标出),使折射光线刚好照射到圆弧的最低点B点,光线从B点出射后仍照射到A点,已知B点到水平面的距离BC=12R,光在真空中传播速度为c,求:
(1)玻璃砖对光的折射率;
(2)光从D点运动到B点所用时间为多少.
(14分)如图所示,倾角为37°的斜面底端与水平传送带平滑对接,水平传送带足够长且在
电机的带动下保持以v0=5m/s的恒定速度匀速向左运动。小滑块从斜面上A点静止释放,在斜面和水平传送带上多次往复运动后停在斜面底端,A点距离斜面底端的高h=2.4m。小滑块与斜面间动摩擦因数μ1=0.5,与水平传送带之间动摩擦因数μ2=0.2,小滑块可视为质点,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)小滑块第一次在传送带上运动的时间?
(2)小滑块在斜面上运动的总路程?
15(16分).如图所示,AB是倾角θ=45°的倾斜轨道,BC是一个水平轨道(物体经过B处时无机械能损失),AO是一竖直线,O、B、C在同一水平面上.竖直平面内的光滑圆形轨道最低点与水平面相切于C点,已知A、O两点间的距离h=1m,B、C两点间的距离d=2m,圆形轨道的半径R=1m.一质量m=2kg的小物体,从与O点水平距离x0=3.6m的P点水平抛出,恰好从A点以平行斜面的速度进入倾斜轨道,最后进入圆形轨道.小物体与倾斜轨道AB、水平轨道BC之间的动摩擦因数都是μ=0.5,g取10m/s2)
(1)求小物体从P点抛出时的速度v0和P点的高度H;
(2)求小物体运动到圆形轨道最高点D时,对圆形轨道的压力;
(3)若小物体从Q点水平抛出,恰好从A点以平行斜面的速度进入倾斜轨道,最后进入圆形轨道,且小物体不能脱离轨道,求Q、O两点的水平距离x的取值范围.
高三上学期10月考试物理答案
选择题(第1-7题为单选,每题4分;第8-10题为多选,每题6分,共计46分)
二、实验题(每空2分,共计14分)
11.(1)弹簧自身重力的影响;(2)100;(3)1.0×107N/m2
12.①不挂;②B;③0.42;④B
三、计算题( 第13题10分、第14题14分,第15题16分 )
13.【答案】解:折射率n=sinisinr=sin60∘sin30∘= 3 传播时间t=DBv=2Rc
14.【答案】解:(1)小滑块第一次沿斜面下滑的位移大小为:x1=hsin37∘=,
小滑块沿斜面下滑,由牛顿第二定律有:mgsin37∘-μ1mgcs37∘=ma1,
沿斜面下滑的加速度大小为:a=gsin37∘-μ1gcs37∘=2m/s2,
小滑块第一次滑到斜面底端的速度大小为:由v12=2a1x1,
解得:v1= 2a1x1=4m/s,
小滑块滑上传送上后,向右做匀减速运动,减速的加速度大小为:μ2mg=ma2,
解得:a2=μ2g=2m/s2,
小滑块向右速度减为零后又向左做匀加速运动,离开传送带时的速度大小仍为v1,
故小滑块第一次在传带上运动的时间为:t1=2v1a2=4s;
(2)由分析知,滑块每次滑上传送带与离开传送带的速度大小相等,设滑块在斜面上运动的总路程为s,由能量守恒定律有:mgh-(μ1mgcs37°)s=0, 滑块在斜面上运动的总路程为:s=hμ1cs37∘=6m 。
15.【答案】(1)小物块由P点到A点做平抛运,运动时间为t,由平抛运动规律有:x0=v0t,H-h=12gt2,tan45∘=vyv0=gtv0; 解得v0= gx0 ,代入数据可得:v0=6m/s,H=2.8m。
(2)小物块到达A点的速度vA= 2v0,从A点到圆轨道最高点D的过程中,由动能定理得
-mg(2R-h)-μmgcs θhsin θ-μmgd=12mvD2-12mvA2
在D点有
FN+mg=mvD2R
代入数据解得FN=24N。
由牛顿第三定律得,小物块在圆最高点对轨道的压力为24N,方向竖直向上。
(3)要保证小物体不脱离轨道,有以下两种情况:
①设O、Q两点水平距离为x1,小物块恰能通过最高点D,有
mg=mvD12R
由(1)可得小物块达到A点时速度vA1= 2gx1。
由动能定理得
-mg(2R-h)-μmgcs θhsin θ-μmgd=12mvD12-12mvA12
代入数据解得x1=3m。
②设O、Q两点水平距离为x2,小物块恰能到达与圆心等高点。
由(1)可得小物块达到A点时速度vA2= 2gx2。
由动能定理得
-μmgcs θhsin θ-μmgd=-12mvA22
带入数据解得x2=1.5m。
设O、Q两点水平距离为x3,小物块恰能到达圆轨道处。
由(1)可得小物块达到A点时速度vA3= 2gx3。
由动能定理得
-mgh-μmgcs θhsin θ-μmgd=-12mvA32
代入数据解得x3=0.5m;小物块能进入圆轨道且不脱离轨道,O、Q的距离0.5m
3
4
5
6
7
8
9
10
C
D
C
D
C
C
B
BC
AD
BD
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