四川省阆中中学2024-2025学年高三上学期11月月考物理试题(Word版附解析)
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(满分:100分 考试时间:75分钟 )
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;
2.请将答案正确填写在答题卡上。
第I卷(选择题)
一、单选题(本题包括7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 结合课本和生活中出现的以下情景,下列说法正确的是( )
A. 图甲中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压内轨
B. 图乙中伽利略利用该实验说明了“物体的运动不需要力来维持”
C. 图丙中A同学推动B同学时,A对B的作用力大于B对A的作用力
D. 图丁中,王亚平在太空授课时处于完全失重状态,重力消失了
【答案】B
【解析】
【详解】A.火车转弯超过规定速度行驶时重力和支持力的合力不足以提供向心力,外轨对轮缘会形成侧向挤压,故轮缘会挤压外轨,故A错误;
B.伽利略理想斜面实验说明了“物体运动不需要力来维持”,故B正确;
C.一对作用力与反作用力的大小一定相等,故C错误;
D.王亚平在太空授课时处于完全失重状态,但重力并未消失,故D错误。
故选B。
2. 如图示,物体放在弹簧台秤的托盘A上,处于静止状态,现用力F竖直向上拉物体,使它向上做匀速运动。从某一时刻开始计时,则下列四个图象中,哪一个图象能表示物体在脱离台秤托盘之前的过程中,力F的大小随时间t变化的规律( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由平衡可知
F+kx=mg
而物块匀速上升,则
x0-x=vt
可得
F=mg-kx0+kvt
故选A。
3. 如图所示,有材料相同质量分别为的P、Q两物块通过轻绳相连,放在倾角为的粗糙斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数为μ,物块在恒定拉力F作用下沿斜面向上运动,轻绳与拉力F的方向均平行于斜面,则Q受到绳的拉力FT大小( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】将两者看做一个整体,对整体分析,根据牛顿第二定律得
得
再隔离对Q分析,根据牛顿第二定律得
解得
故B正确,ACD错误。
故选B。
4. 某汽车刹车过程可视为匀减速直线运动,已知开始刹车时初速度大小为8m/s,第2s内的位移为5m,则该车( )
A. 第2s内的平均速度大小为2.5m/s
B. 刹车时加速度大小为
C. 第2s内与第3s内通过的位移大小之比为6∶4
D. 刹车后5s内的位移大小为15m
【答案】B
【解析】
【详解】A.第2内的平均速度大小为
故A错误;
B.第2内的平均速度大小为第1.5s的瞬时速度,设刹车时加速度大小为a,则有
故B正确;
D.刹车时间为
刹车后5s内,车已经停止,所以5s内的位移等于4s内的位移,则有
故D错误;
C.根据逆向思维可知,第1s内,第2s内,第3s内,第4s内的位移之比为
所以第2s内与第3s内通过的位移大小之比为5:3,故C错误。
故选B。
5. 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,火箭在t=0时刻离开地面,在t=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,火箭所受合外力逐渐减小为零
D. 在t3-t4时间内,火箭先失重、后超重
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,在t2时刻速度为零,火箭上升到最高位置,故A错误;
B.根据v-t图像的切线斜率表示加速度,可知在0-t1 时间内,图像的切线斜率先增大后减小,最后为零,即加速度先增大后减小,最后为零,根据牛顿第二定律
可知火箭受到的推力F先增大后逐渐减小,最后等于mg,故B错误;
C.在 t1-t2 时间内,切线斜率在增大,根据牛顿第二定律可知,火箭所受合外力逐渐增大,故C错误;
D.由图可知,在t3-t4时间内,火箭先向下加速,再向下减速,故火箭先失重、后超重,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,吊篮A、物体B、物体C的质量均为m,B和C分别固定在竖直弹簧两端,弹簧的质量不计。整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态,现将悬挂吊篮的轻绳剪断,在轻绳刚断的瞬间( )
A. 物体B的加速度大小为g
B. 物体C与吊篮A间的弹力大小为0.5mg
C. 物体C的加速度大小为2g
D. 吊篮A的加速度大小为g
【答案】B
【解析】
【详解】A.在轻绳刚断的瞬间,弹簧的弹力不能突变,则物体B受力情况不变,故物体B的加速度大小为零,故A错误;
BCD.假设A、C间的弹力为零,C的加速度为2g,A的加速度为g,可见C超前运动,即C和A实际为一个整体,根据牛顿第二定律得
其中
解得
对A受力分析,由牛顿第二定律可得
物体C与吊篮A间的弹力大小为
故CD错误,B正确。
故选B
7. 如图1,分别用两种材料作K极进行光电效应实验研究,用频率为的入射光照射K极,且保持入射光不变,则光电子到达A极时动能的最大值随电压变化关系图像如图2所示,且两线平行,已知普朗克常量。则下列说法正确的是( )
A. 图线斜率是普朗克常量B. 图线斜率是电子电量
C. 材料的逸出功D. 材料的逸出功之比为
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据光电效应方程可得
根据动能定理可得
联立可得
可知图线斜率电子电量,故A错误,B正确;
CD.根据
设材料的逸出功分别为、,根据图2可知
,
可得
,
则材料的逸出功之比为
故CD错误。
故选B。
二、多项选择题(本题包括3小题,每小题5分,共15分。每小题给出的四个选项中, 有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 在一大雾天,一辆小汽车以30m/s的速度行驶在高速公路上,突然发现正前方30m处有一辆大卡车以10m/s的速度同方向匀速行驶,小汽车紧急刹车,刹车过程中刹车失灵。如图所示,a、b分别为小汽车和大卡车的图线,以下说法正确的是( )
A. 刹车失灵前与失灵后,小汽车加速度大小之比为3:1
B. 在时两车发生追尾事故
C. 在时两车发生追尾事故
D. 若紧急刹车时两车相距40m,则不会发生追尾事故且两车最近时相距5m
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据图像的斜率绝对值表示加速度的大小,可知刹车失灵前的加速度大小为
刹车失灵后的加速度大小为
故刹车失灵前与失灵后,小汽车加速度大小之比为
故A错误;
BC.根据图像与时间轴所围“面积”大小等于位移,由图知,时b车的位移为
a车的位移为
则有
所以在时追尾,故B错误,C正确;
D.若紧急刹车时两车相距40m,当速度相等时,a车的位移为
b车的位移为
则有
则不会发生追尾事故,且两车最近时相距
故D正确。
故选CD。
车最近时相距5m
9. 图甲中轻杆的端固定在竖直墙壁上,另一端光滑,一端固定在竖直墙壁点的细线跨过端系一质量为的重物,水平;图乙中轻杆可绕点自由转动,另一端光滑;一端固定在竖直墙壁点的细线跨过端系一质量也为的重物。已知图甲中,重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A. 图甲轻杆中弹力大小为
B. 图乙轻杆中弹力大小为
C. 图甲中轻杆中弹力与细线中拉力的合力方向一定沿竖直方向
D. 图乙中绳子对轻杆弹力可能不沿杆
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由于图甲轻杆为“定杆”,其O端光滑,可以视为活结,两侧细线中拉力大小相等,都等于,由力的平衡条件可知,图甲轻杆中弹力大小为
故A正确;
BD.图乙中轻杆可绕点自由转动,为“动杆”,另一端光滑,可以视为活结,两侧细线中拉力相等,“动杆”中弹力方向一定沿“动杆”方向,“动杆”中弹力大小等于两侧细线中拉力的合力大小,两细线夹角不确定,则轻杆中弹力大小无法确定,故BD错误;
C.根据共点力平衡条件,图甲中轻杆弹力与细线OB中拉力的合力方向一定与竖直细绳的拉力方向相反,即竖直向上,故C正确。
故选AC。
10. 粗糙水平地面上有一质量为M、倾角为的粗糙楔形物体C,斜面上有一个质量为2m的物块B,B与一轻绳连接,且绕过一固定在天花板上的定滑轮,另一端水平与一结点连接一个质量为m的小球A,右上方有一拉力F,初始夹角,如图所示。现让拉力F顺时针缓慢转动且保持大小不变,转动过程B、C始终保持静止。已知B与滑轮间的细绳与斜面平行,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 拉力F一直减小B. B、C间的摩擦力先增大再减小
C. 物体C对地面的压力先增大再减小D. 物体C对地面的摩擦力的最大值为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.对题图右侧结点处受力分析,α角大小不变,可以使用辅助圆方法判断力的动态变化情况,如图所示
通过分析可得绳子拉力先增大再减小,拉力F一直减小,故A正确;
B.初始状态,对A分析可得绳子拉力大小为
对B分析,可发现
即一开始B与C间的静摩擦力为零,故当绳子拉力从先增大再减小到,B、C间的静摩擦力方向一直沿斜面向下且先增大再减小,故B正确;
C.将B、C看成整体,竖直方向有
由于先增大再减小,故先减小再增大,即物体C对地面的压力先减小再增大,故C错误;
D.将B、C看成整体,水平方向上有
当最大时,即此时F水平,对A分析可计算得
所以
则物体C对地面的摩擦力的最大值为,故D错误。
故选AB。
第Ⅱ卷 (非选择题,共57分)
三、实验探究题(本题共2小题,共16分)
11. 如图,利用图示的传感器可以测量小车的瞬时速度。在小车上固定挡光片,使挡光片的前端与车头齐平、将传感器固定在轨道侧面,垫高轨道的一端。将小车从该端同一位置由静止释放,获得了如下几组实验数据。
(1)本实验中使用的传感器是______传感器;
(2)四个挡光片中,宽度最大的是______;
(3)四次测量中,第______次测得的速度最接近小车车头到达传感器时的瞬时速度。
(4)如图实验是用______传感器记录的小车运动的位移随时间变化的图像,选择区域AB范围内平均速度为______(结果均保留3位有效数字)。
【答案】(1)光电门 (2)A
(3)四 (4) ①. 位移 ②. 1.17
【解析】
【小问1详解】
本实验中使用的传感器是光电门传感器。
【小问2详解】
将小车从该端同一位置由静止释放,每次达到光电门时开始挡光的速度相同,可知光板的宽度越大,则遮光时间越长,由表格数据可知,四个挡光片中,宽度最大的是A。
【小问3详解】
遮光板越窄,遮光时间越短,平均速度越接近瞬时速度,四次测量中,第四次的遮光时间最短,所以第四次测得的速度最接近小车车头到达传感器时的瞬时速度。
【小问4详解】
[1]如图实验是用位移传感器记录的小车运动的位移随时间变化的图像;
[2]选择区域AB范围内平均速度为
12. 某兴趣小组“探究小车加速度与合外力的关系”的实验装置如下图。A为小车(质量为M),B为打点计时器,C为装有沙的沙桶(沙和沙桶的总质量为m),D为一端带有定滑轮的长木板,电源频率为50Hz。
(1)下列实验操作中,正确的是( )
A. 调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B. 每次实验,都要先放开小车,再接通打点计时器
C. 平衡阻力时,应将沙桶用细绳通过定滑轮系在小车上
D. 平衡阻力时,应将小车后面的纸带连接好
E. 改变小车的质量时,需要重新平衡摩擦力
(2)下图为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点AB、C、D、E,相邻2个计数点之间有4个点没有标出,测出各计数点到A点之间的距离。则此次实验中小车运动的加速度大小___________。(结果保留两位有效数字)
(3)小王同学根据测量数据作出的a-F图线如图(a)所示,他实验中可能存在的问题是___________;李同学根据测量数据作出的a-F图线如图(b)所示,图像末端发生弯曲的原因是___________;
(4)小张同学改进实验方案,采用下图的实验装置探究“小车加速度与合外力的关系”时,是否需要小车质量远大于钩码质量?___________(选填“需要”或“不需要”)。
【答案】(1)AD (2)1.0
(3) ①. 长木板倾角偏大 ②. 没有满足小车质量远远大于小砝码和盘的总质量
(4)不需要
【解析】
【小问1详解】
A.调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行,故A正确;
B.每次实验,都要先接通打点计时器,再放开小车,故B错误;
CD.平衡摩擦力时,不需要把砂桶放在小车上,但应将小车后面的纸带连接好,若通过纸带判断小车做匀速直线运动,即说明已经平衡摩擦力了,故C错误,D正确;
E.改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力,故E错误。
故选AD。
【小问2详解】
由题意可知相邻两计数点时间间隔为
根据逐差法可知加速度为
【小问3详解】
[1] 图中在F=0时已经有了加速度,说明长木板倾角偏大;
[2]对小车根据牛顿第二定律有
对沙和砂桶同理有
联立解得
由上式可知只有当
时F才近似等于mg;若砝码和盘的总质量不满足这个条件时,图像斜率将减小向下弯曲,所以图线在末端弯曲的原因是没有满足小车的质量远远大于小砝码和盘的总质量;
【小问4详解】
因为小车受到的拉力能直接从测力计读出来,所以不需要小车质量远大于钩码质量。
四、计算题(本题共3小题,共41分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的,不能得分。有数值运算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 如图所示,倾角θ = 37°的斜面体固定在水平地面上,一物块m放在斜面上恰能沿斜面匀速下滑,物块到达斜面底端时给物块一沿斜面向上的初速度v0 = 6 m/s,使其又沿斜面上升。已知重力加速度g = 10 m/s2,sin37° = 0.6,cs37° = 0.8。求:
(1)物块与斜面间的动摩擦因数µ;
(2)物块沿斜面上升的最大距离s。
【答案】(1)0.75
(2)1.5 m
【解析】
【小问1详解】
物块m放在斜面上恰能沿斜面匀速下滑,则有
,
解得
【小问2详解】
给物块一沿斜面向上的初速度,对物块分析有
利用逆向思维,根据速度与位移的关系式有
解得
14. 如图所示,轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B,悬挂滑轮的轻质细线竖直。A、B从距地为h的同一高度由静止释放,物体落地后不反弹,重物不会与滑轮碰撞。已知重力加速度为g,不计摩擦阻力和空气阻力。
(1)若释放后A、B静止,求A、B的质量之比;
(2)若,求:
①释放瞬间B的加速度大小;
②释放后B上升的最大高度。
【答案】(1);(2)①;②
【解析】
【详解】(1)若释放后A、B静止,由平衡条件
可得
(2)①释放瞬间的加速度为aA,则B的加速度为,则对A
对B
其中
联立解得释放瞬间B的加速度大小为
②若,设AB的质量分别为4m和m,则对A
对B
解得
则当A落地时的速度
此时B的速度
以后B做上抛运动,则还能上升的高度
则释放后B的最大高度为
15. 一个送货装置如图所示,质量为m1=1kg的货物(可视为质点)被无初速度地放在倾斜传送带的最上端A处,传送带保持v=10m/s匀速向下运动,物体被传送到B端,然后滑上平板车,货物从传送带滑上平板车过程无动能损失,随后在平板车上向左运动,经过一段时间后与平板车速度相同。在平板车左端一定距离的P处有一水平平台,高度与平板车等高,平板车左端与平台P边缘的锁定装置碰撞后立即停止运动,货物由于惯性滑上平台P,之后平板车立即被拉回装置匀速拉回到传送带B端,准备下一次货物转移。已知传送带长度L=16m,传送带与水平面的夹角θ=37°,传送带B端到平台P的水平距离x0=26m,货物与传送带间的摩擦因数μ1=0.5,货物与平板车的摩擦因数μ2=0.3,平板车与地面的摩擦因数μ3=0.1,平板车的质量m2=0.5kg,重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力。(sin37°=0.6,cs37°=0.8)求:
(1)货物刚放上传送带A端时的加速度大小;
(2)货物由传送带A端运动到B端时间;
(3)为了保证货物能被送至平台P,小车长度需要满足的条件。
【答案】(1)=10m/s2;(2)2s;(3)12m到17m
【解析】
【详解】(1)货物放上传送带上后先以加速度向下加速运动
,
解得
=10m/s2
(2)货物经过时间达到传送带相同的速度
=1s
运行的位移
=5m
此后,货物以加速度向下加速运动
=2m/s2,
代入数据,解得
t2=1s
所以,货物在传送带上运动的时间
t=t1+t2=2s
(3)设货物离开B点,刚滑上小车时的速度为,则
=12m/s
滑上平板车后,货物向左做匀减速运动,平板车做匀加速运动,经时间t3共速。
货物加速度
=3m/s2
平板车加速度
=3m/s2,
代入数据解得
=2s,=6m/s
平板车的位移为
=6m
货物的位移为
=18m
①若货物刚好在木板左端相对静止,随木板减速
=1m/s2
减速至停止需要通过的位移为
=18m>=8m
货物可以到达平台,则木板最短长度
=12m
②若相对静止时,货物与木板最左端的距离为,设木板与平台撞击前瞬间的速度为,则
木板撞击停止后,货物继续滑行至平台恰好停止,则
解得
=5m
则木板长度最大值为
Lmax=Lmin+=17m实验次数
不同的挡光片
通过传感器的时间
速度
第一次
A
0.23044
0.347
第二次
B
0.17464
0.344
第三次
C
0.11662
0.343
第四次
D
0.0585
0.342
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