2024-2025学年北京八十中高三（上）月考物理试卷（10月份）（含答案）

这是一份2024-2025学年北京八十中高三（上）月考物理试卷（10月份）（含答案），共14页。试卷主要包含了单选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，体重秤放在水平地面上，人站在体重秤上。下列说法正确的是( )
A. 人受三个力的作用
B. 人给体重秤的压力就是人的重力
C. 人静止在体重秤上是因为人对秤的压力与秤对人的支持力大小相等
D. 在任何情况下，人对秤的压力都与秤对人的支持力大小相等
2.以30m/s速度行驶的汽车遇到紧急情况时突然刹车，刹车时汽车的加速度大小为5m/s2。下列说法正确的是( )
A. 经过2s汽车的速度为40m/sB. 经过2s汽车前进的距离为60m
C. 汽车从开始刹车到停下来需要6sD. 汽车从开始刹车到停下来前进了180m
3.质量为m的物体从某一高度由静止开始下落，除了重力之外还受到水平方向的恒力F的作用，下列说法正确的是( )
A. 物体的运动轨迹是抛物线
B. 若物体运动到某一位置(落地前)撤去力F，此后物体运动轨迹是直线
C. 若在物体运动过程中增大水平力F，则物体从开始运动到落地的时间增大
D. 物体落地时速度方向与水平方向夹角的正切值等于mgF
4.篮球场上，某同学在练习投篮，篮球在空中划过一条漂亮的弧线落入篮筐，篮球的运动轨迹如图中虚线所示。不计空气阻力，从篮球出手到落入篮管的过程中，则下列说法正确的是( )
A. 篮球先处于超重状态后处于失重状态
B. 篮球的机械能先减小后增大
C. 篮球重力的功率先减小后增大
D. 手对篮球先做正功后做负功
5.北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为ℎ。要求运动员经过c点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于( )
A. ℎk+1B. ℎkC. 2ℎkD. 2ℎk−1
6.有一种趣味运动，运动员手持乒乓球拍托实心塑料球移动，距离大者获胜。若某运动员在趣味运动中沿水平面做匀加速直线运动，手、球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间的夹角为θ，如图所示。设球拍和球质量分别为M、m，不计球拍和球之间的摩擦，不计空气阻力，则( )
A. 该运动员的加速度大小为gsinθ
B. 球拍对球的作用力大小为mg
C. 球拍对球的作用力大小为mgcsθ
D. 该运动员对球拍的作用力大小为(M+m)gcsθ
7.2023年10月，“神舟十七号”飞船从酒泉卫星发射中心发射升空后与在轨的“天宫”空间站核心舱对接，为之后空间科学实验和技术试验提供更多条件。已知“天宫”空间站在轨高度约为400km，下列说法正确的是( )
A. 神舟十七号飞船的发射速度一定大于地球的第二宇宙速度
B. 空间站绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/s
C. 空间站绕地球运动的周期等于地球同步卫星的周期
D. 空间站绕地球做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度
8.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到x=5m处的M点，从此时起经过0.1s，平衡位置在x=1.5m处的质点第一次回到平衡位置。则下列判断正确的是( )
A. t=0时刻，x=1m处的质点P正沿y轴正方向运动
B. 从t=0时刻开始，经过0.2s质点P传播到x=2m处
C. 这列波的传播速度大小为5m/s
D. 质点Q开始振动的方向沿y轴正方向
9.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行，初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带，若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v−t图像(以地面为参考系)如图乙所示，已知v2>v1，则( )
A. t2时刻，小物块离A处的距离达到最大
B. t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C. 0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左
D. 0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用
10.乒乓球被称为中国的“国球”，是一种世界流行的球类体育项目，如图所示为某同学训练时的情景，若某次乒乓球从某一高度由静止下落，以v0=2m/s的速度竖直向下碰撞乒乓球拍，同时使乒乓球拍的接球面保持水平且以1m/s的速度水平移动，乒乓球与球拍碰撞反弹后的高度与下落高度相等。已知乒乓球与球拍之间的动摩擦因数为μ= 54，不计空气阻力，碰撞时间极短，且碰撞过程忽略乒乓球所受重力的影响，周围环境无风，则乒乓球与球拍碰撞后的瞬时速度大小为( )
A. 4m/sB. 3m/sC. 2m/sD. 1m/s
11.如图所示，两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度v分别水平抛出和竖直向上抛出，下列说法正确的是( )
A. 两小球落地时的速度相同
B. 两小球落地时，重力的瞬时功率大小一样
C. 从开始运动至落地，A球速度的变化率较大
D. 从开始运动至落地，重力对两球做功的平均功率A的大于B的
12.地球同步卫星的发射过程可以简化如下：卫星先在近地圆形轨道Ⅰ上运动，在点A时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入同步轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，同步卫星轨道半径为r，设卫星质量保持不变，下列说法中不正确的是( )
A. 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上的运动周期之比为R3r3
B. 卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上的运动周期之比为R32(R+r2)32
C. 卫星在轨道I上和轨道Ⅲ上运动的动能之比rR
D. 卫星在轨道Ⅱ上运动经过A点和B点的速度之比为rR
13.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑，经过B处时速度最大，到达C处时速度为零，AC=ℎ。若圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A处；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则圆环( )
A. 下滑过程中，加速度一直减小
B. 下滑过程中，克服摩擦力做功为14mv2
C. 在C处时，弹簧的弹性势能为Ep=mgℎ−12mv2
D. 上滑经过B的速度大小等于下滑经过B的速度大小
14.如图所示，当彗星运动到A处，部分尘埃粒子被释放出来，它们不再沿着彗星运行轨道运动，一种观点认为太阳光产生的辐射压强把它们沿径向向外推开，假设尘埃粒子都是实心球体，并且它们所截取的太阳光全都被吸收，如果探测发现，半径为R0的尘埃粒子的运动路径为图中b所示，Ab为直线，Aa、Ac为曲线。假设太阳的辐射功率恒定不变，A处小范围内太阳风等其它力的作用可忽略不计，则下列说法错误的是( )
A. 半径R0的大小与尘埃粒子离太阳的距离无关
B. 沿Aa路径运动的尘埃粒子半径大于R0
C. 沿Ac路径运动的尘埃粒子半径大于R0
D. 沿Ab路径运动的尘埃粒子所受太阳的引力等于太阳光对它的辐射压力
二、实验题：本大题共2小题，共22分。
15.(1)某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验，图甲为“向心力演示器”装置，已知挡板A、C到左右塔轮中心轴的距离相等，B到左塔轮中心轴距离是A的2倍，皮带按图乙三种方式连接左右变速塔轮，每层半径之比由上至下依次为1：1、2：1和3：1。

在探究向心力与角速度的关系时，为了控制角速度之比为1：3，需要将传动皮带调至第______(填“一”、“二”或“三”)层塔轮，然后将两个质量相同的钢球分别放在______挡板(填“A、B”，“A、C”或“B、C”)处，匀速转动手柄，左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，则可得出的结论是______。

(2)采同学用如图丙所示的仪器研究平抛运动的规律。
①关于该实验，下列说法正确的是______。
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.挡板每次往下移动的距离必须相等
D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来
②在实验中，该同学只记录了A、B、C三点(A点不是抛出点)，各点的坐标如图丁所示，则物体运动的初速度为______m/s，从抛出点运动到B点所需时间为______s(计算结果保留二位有效数字，g取10m/s2)。
16.某同学利用如图甲的装置探究加速度与质量的关系，在气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块上固定一遮光条(宽度为d)，滑块用细线跨过定滑轮与托盘相连，托盘里放砝码。

(1)滑块的质量用M表示，托盘和砝码的总质量用m表示，本实验用托盘和托盘中砝码的总重力mg代替绳对滑块的拉力，为了减小实验误差，要求m与M之间满足的关系是m ______M。
(2)滑块在轨道上做匀加速运动时，先后通过光电门1、2所用的时间分别为t1、t2，两光电门间的距离为L，用d、t1、t2、L表示滑块运动的加速度a= ______。
(3)保持托盘和盘中砝码的总质量m不变，改变滑块的质量M，某同学绘制了a−1M图像如图乙所示，图线的上端出现了弯曲，原因是______。
(4)如果该同学绘制的是a−1m−M图像，此时图线的形状与m和M之间的大小关系______关(填“有”或“无”)，并在图丙中画出该图像。
三、简答题：本大题共1小题，共8分。
17.某设计团队给一生态公园设计人造瀑布景观。如景观侧面示意图所示，人造瀑布景观由供水装置和瀑布景观两部分组成。一水泵将水池中的水抽到高处，作为瀑布上游水源；龙头喷出的水流入高处的水平槽道内，然后从槽道的另一端水平流出，恰好落入步道边的水池中，形成瀑布景观。在实际瀑布景观中，水池的水面距离地面为H(不会随着水被抽走而改变水位)，龙头离地面高为ℎ，龙头喷水管的半径为r，龙头喷出的水从管口处以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出。若不接水平槽道，龙头喷出的水直接落地(如图中虚线所示)，其落地的位置到龙头管口的水平距离为d=2ℎ。已知水的密度为ρ，重力加速度为g，不计空气阻力。完成以下问题：
(1)求单位时间内从龙头管口流出的水的质量m0；
(2)不计额外功的损失，求水泵输出的功率P。
(3)在施工前，先制作一个为实际尺寸116的瀑布景观模型展示效果，求模型中槽道里的水流速度应为实际水流速度的多少倍？
四、计算题：本大题共3小题，共28分。
18.2022年北京冬奥会上，一名滑雪运动员在倾角θ=30°的山坡滑道上进行训练，运动员及装备的总质量m=70kg。滑道与水平地面平滑连接，如图所示。他从滑道上由静止开始匀加速下滑，经过t=5s到达坡底，滑下的路程x=50m。运动员视为质点，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)滑雪运动员沿山坡下滑时的加速度大小a；
(2)滑雪运动员沿山坡下滑过程中受到的阻力大小f；
(3)滑雪运动员在全过程中合力的冲量I。
19.2022年11月1日，梦天实验舱与天和核心舱成功对接，这标志着中国空间站从此成为我们中国人的太空家园。地球近似为半径为R的均匀球体，其表面附近的重力加速度为g。不考虑地球自转的影响。
(1)2022年10月31日，甲同学看梦天实验舱发射的现场直播，他听到现场总指挥发出“点火”命令后立即用秒表计时，假设测得火箭底部从开始发射到离开塔顶所用时间为t，如果他想估算该火箭的推力有多大，还需要知道哪些数据？请将这些数据用相应的符号表示出来，并推导出火箭推力的表达式。
(2)梦天实验舱与天和核心舱成功对接后的组合体质量为m，绕地球做匀速圆周运动的半径为r。
a.求组合体的动能；
b.在空间站工作将长期处于微重力状态，微重力并非地球对物体的重力很小，为了帮助大家理解微重力在此举例来说明：当我们站立时会受到向下的重力和向上的弹力，那么我们平时说自己多重并不是来自地球引力，而是来自弹力，也就是平时常说的“视重”。如果没有任何弹力“支撑”也没有其它外力，我们将处于完全失重，但如果有空气阻力那我们就可以感受到由于这个空气阻力支撑带来的一点点极其微弱的“重力”，这就是所谓的微重力。请估算空间站内质量为m2的物体速度为v时沿轨道半径方向的微重力大小F微。
(3)已知质量为m1和m2、距离为R的两个质点间的引力势能Ep=−Gm1m2R，G为万有引力常量。如果质量均为m的两个质点之间只有相互的万有引力作用(其它作用力可忽略不计)，某时刻二者相距r0时速度刚好垂直，如图所示。经过很长时间二者可相距无穷远，则二者垂直时的速率v0需要满足什么条件。
20.用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以v=6m/s的速度在光滑的水平面上运动，弹簧处于原长，质量为4kg的物块C在前方静止，如图所示，B与C碰后二者粘在一起运动。在以后的运动中，则：
(1)当弹簧的弹性势能最大时，物体A的速度是多大？
(2)弹性势能最大值是多少？
(3)请根据系统运动特点，尽可能定量的做出速度—时间图线，并且用文字表述系统运动的总体特点(至少一个)。
参考答案
1.D
2.C
3.D
4.C
5.D
6.D
7.D
8.C
9.B
10.B
11.D
12.A
13.B
14.C
15.三 A、C 在小球质量和运动半径一定时，小球做圆周运动时所需的向心力与角速度的平方成正比 AD 1.0 0.20
16.≪ d22L(1t22−1t12) 没有满足小车的质量远大于托盘和盘中砝码的总质量 无
17.解：(1)由题意可知龙头喷水管的半径为r，可知横截面积为
S=πr2
单位时间内从龙头管口流出的水的体积为
V=v0S
由平抛运动规律得
ℎ=12gt2
d=v0t
联立解得体积为
V=πr2 2gℎ
单位时间内从龙头管口流出的水的质量为
m0=ρV=ρπr2 2gℎ；
(2)t时间内从管口喷出的的水体积为
V=Sv0t质量为
m=ρV=ρSv0t
那么设t时间内水泵对水做的功为W，则由动能定理可得
W=mg(ℎ+H)+12mv02
得水泵输出的功率为
P=Wt=mt[g(H+ℎ)+12v02]
联立解得
P=ρπr2g 2gℎ(2ℎ+H)
(3)可知模型中竖直高度和水平位移应都为原来的116，由
ℎ=12gt2
可得
ℎ模=116ℎ
可知模型中的时间为
t模=14t
水平方向上由
x=v0t
可得
x模=116x
可解得
v模=14v0
模型中槽道里的水流速度应为实际水流速度的14倍。
答：(1)单位时间内从龙头管口流出的水的质量m0为ρπr2 2gℎ；
(2)不计额外功的损失，水泵输出的功率P为ρπr2g 2gℎ(2ℎ+H)；
(3)模型中槽道里的水流速度应为实际水流速度的14倍。
18.解：(1)根据匀变速直线运动规律得：
x=12at2
代入数据解得
a=4m/s2
(2)运动员受力如图

根据牛顿第二定律得：
mgsinθ−f=ma
代入数据解得
f=70N
(3)滑到坡底时，运动员的速度大小为
v=at=4×5m/s=20m/s
合力的冲量等于动量的变化量，则
I=mv−0=70×20N⋅s=1400N⋅s
答：(1)滑雪运动员沿山坡下滑时的加速度大小a是4m/s2；
(2)滑雪运动员沿山坡下滑过程中受到的阻力大小f是70N；
(3)滑雪运动员在全过程中合力的冲量I为1400N⋅s。
19.解：(1)设火箭体质量为m0，火箭底部塔顶的距离为ℎ根据匀加速运动规律
ℎ=12at2
解得
a=2ℎt2
根据牛顿第二定律可得
F−m0g=ma
联立可得火箭推力为
F=m0g+m02ℎt2
故还需要知道火箭体质量为m0，火箭底部塔顶的距离为ℎ。
(2)a.根据万有引力提供向心力
GMmr2=mv2r
地球表面
GMmR2=mg
组合体的动能
Ek=12mv2
联立解得组合体的动能
Ek=mgR22r
b.空间站内质量为m2的物体沿轨道半径方向受到的微重力为F，此时空间站内的物体和空间站具有相同的向心加速度
a=v2r
对空间站内的物体受力分析可得
GMm2r2−F=m2v2r
解得微重力的表达式为
F=m2gR2r2−m2v2r
(3)设两质点的总质量为m总，则
m总=m1+m2
当两质点相距无穷远时，引力势能为零，动能也为零，因此当两质点相距为r0时，它们的机械能应大于等于零，即
12m总v02+Ep≥0
代入引力势能公式
Ep=−Gm1m2R
解得
v02≥2Gm1m2m总r0Rr0=2Gm1m2R(m1+m2)r02
故二者垂直时的速率v0需要满足的条件为
v0≥ 2Gm1m2R(m1+m2)r02
答：(1)火箭推力的表达式为F=m0g+m02ℎt2，需要知道火箭体质量为m0，火箭底部塔顶的距离为ℎ。
(2)a.组合体的动能为mgR22r；
b.空间站内质量为m2的物体速度为v时沿轨道半径方向的微重力大小为m2gR2r2−m2v2r。
(3)二者垂直时的速率v0需要满足v0≥ 2Gm1m2R(m1+m2)r02。
20.解：(1)当A、B、C三个物块同速时，弹性势能最大，取水平向右为正方向，由动量守恒定律有：(mA+mB)v=(mA+mB+mC)v1，代入数据解得：v1=3m/s
(2)当B跟C碰时，弹簧不会突然发生形变，A的运动不受影响，以B和C为系统，设B、C粘在一起时的速度为vBC，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律得：mBv=(mB+mC)vBC，解得：vBC=2m/s
B、C粘在一起后，以A、B、C为系统，根据机械能守恒定律，有：
12mAv2+12(mB+mC)v′2=12(mA+mB+mC)v12+Epm
代入数据解得：Epm=12J
(3)依题意，速度与时间图像，如图所示：

系统运动的特点是系统动量守恒。
答：(1)当弹簧的弹性势能最大时，物体A的速度为3m/s；
(2)弹性势能最大值为12J；
(3)依题意，速度与时间图像，如图所示：

系统运动的特点是系统动量守恒。