福建省连城县第一中学2024-2025学年高三上学期12月月考（2）物理试卷(含答案)

这是一份福建省连城县第一中学2024-2025学年高三上学期12月月考（2）物理试卷(含答案)，共16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
1．人形机器人阿特拉斯（Atlas）可以模仿人类完成自主连续跳跃、空中转体等一系列高难度动作。如图所示，某次测试中，该机器人从木箱跳跃到前方矮桌后站稳，则机器人( )
A.从开始起跳到离开木箱的过程中，木箱对其支持力大于其对木箱的压力
B.从开始起跳到离开木箱的过程中，木箱对其摩擦力方向向前
C.从开始起跳到离开木箱的过程中，木箱对其支持力做正功
D.离开木箱后上升到最高点时，其速度为零
2．在某一飞镖比赛中，运动员在同一位置水平掷出两支飞镖，结果分别打在靶心的A点和与靶心等高的B点，如图所示。已知投掷点与靶心都在与飞镖靶垂直的竖直平面内，忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A.两飞镖运动的时间相同B.两飞镖掷出时的速度大小相同
C.两飞镖运动的位移大小相同D.两飞镖打在靶上时的速度大小相同
3．在高空运行的同步卫星功能失效后，往往会被送到同步轨道上空几百公里处的“墓地轨道”，以免影响其他在轨卫星并节省轨道资源。如图所示，我国实践21号卫星在地球同步轨道“捕获”已失效的北斗二号卫星后，成功将其送入“墓地轨道”。已知同步轨道和墓地轨道的轨道半径分别为、，转移轨道与同步轨道、墓地轨道分别相切于P、Q点，地球自转周期为，则北斗二号卫星( )
A.在墓地轨道运行时的速度大于其在同步轨道运行的速度
B.在转移轨道上经过P点的加速度大于在同步轨道上经过P点的加速度
C.若要从Q点逃脱地球的引力束缚，则在该处速度必须大于
D.沿转移轨道从P点运行到Q点所用最短时间为
4．经常低头玩手机，会使人颈椎长期受压引发颈椎病。当人体直立时颈椎所承受的压力大小等于头部的重量；人低头时，可粗略认为头受到重力G、肌肉拉力和颈椎支持力，如图所示。若某同学低头看手机时头颈弯曲与竖直方向成，此时肌肉对头的拉力与水平方向成，已知，，由此估算颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的( )
A.3倍B.5倍C.7倍D.9倍
二、多选题
5．局部空间静电场某平面的电场线分布如图所示，a、b、c、d为电场中的四个点，将一电荷量为的点电荷Q从无穷远处（电势为0）移到c点，此过程中，电场力做功为，受力为，再将Q从c点移到d点，受力为，则下列说法正确的是( )
A.a点的电场强度比b点的小
B.a点的电势比b点的低
C.比大
D.c点的电势为
6．人字梯是生产生活中的常见工具，人字梯由两个相同的梯子组成，两梯子的顶端用光滑铰链连接。现将梯子放在粗糙的水平地面上，人站在A横梁上，梯子处于静止状态，梯子质量不计。则( )
A.有人站的这侧梯子底部受到地面的摩擦力与没人站的那侧大小相等
B.有人站的这侧梯子底部受到地面的摩擦力比没人站的那侧大
C.人静止站在B横梁时地面对梯子的总支持力比站在A横梁时大
D.梯脚的间距越大，梯子的张力越大
7．一物块以初速度自固定斜面底端沿斜面向上运动，一段时间后回到斜面底端。该物体的动能随位移x的变化关系如图所示，图中、、均已知。根据图中信息可以求出的物理量有( )
A.重力加速度大小B.物体所受滑动摩擦力的大小
C.斜面的倾角D.沿斜面上滑的时间
8．如图所示，半径为R的光滑半圆弧轨道固定在水平地面上，质量分别为m、2m的物块A、B之间锁定一压缩的轻质弹簧，静止放置在半圆弧轨道最低点，弹簧长度忽略不计且与A、B均不拴接，A、B均视为质点。某一时刻解除锁定，弹簧瞬间恢复原长，A恰好可以到达半圆弧左端最高点P处。已知重力加速度为g，则( )
A.弹簧恢复原长瞬间，B的速度大小为
B.锁定时弹簧的弹性势能为
C.弹簧恢复原长瞬间，A、B对轨道的压力大小之比为
三、实验题
9．艺术体操运动员站在场地中以一定频率上下抖动长绸带的一端，绸带自左向右呈现波浪状起伏。某时刻绸带形状如图所示（符合正弦函数特征），此时绸带上P点运动方向________（填“向上”“向下”“向左”或“向右”）。保持抖动幅度不变，如果要在该绸带上产生更加密集的波浪状起伏效果，运动员上下抖动的频率应___________（填“增大”“减小”或“保持不变”）。
10．如图所示，长为L的平板静置于光滑的水平面上，一小滑块以某一初速度冲上平板的左端，当平板向右运动s时，小滑块刚好滑到平板最右端。已知小滑块与平板之间的摩擦力大小为f，在此过程中摩擦力对滑块做的功为__________，系统产生的热量为____________。
11．水平桌面上，一质量为m的物体在水平衡力F拉动下从静止开始运动，物体通过的路程等于时，速度的大小为，此时撤去F，物体继续滑行的路程后停止运动，重力加速度大小为g，则水平衡力F为__________，物体与桌面间的动摩擦因数为_____________。
12．单摆可作为研究简谐运动的理想模型。
（1）制作单摆时，在图甲、图乙两种单摆的悬挂方式中，选择图甲方式的目的是要保持摆动中__________不变；
（2）用游标卡尺测量摆球直径，测得读数如图丙，则摆球直径为________；
（3）若将一个周期为T的单摆，从平衡位置拉开的角度释放，忽略空气阻力，摆球的振动可看为简谐运动。当地重力加速度为g，以释放时刻作为计时起点，则摆球偏离平衡位置的位移x与时间t的关系为__________。
13．钱同学观察电容器的充、放电现象的实验装置如图甲所示，实验中用到的电流传感器可以像电流表一样测量电流，并且可以和计算机相连，显示出电流随时间变化的图像。
（1）先将开关S接1，电容器充电完成后电容器上极板带________（填“正”或“负”）电。
（2）然后把开关S接2，电容器放电，计算机记录下电流传感器中电流随时间的变化关系如图乙所示，已知图乙中图像与坐标轴所围图形的面积约为35个方格，分析图像可知，每一方格代表的电荷量为__________C；已知放电前电容器两极板间的电压为，则电容器的电容为__________F。
四、计算题
14．如图所示，倾角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，使其又沿斜面上升。已知重力加速度，，。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。
15．如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，现有一质量为m、带正电的小滑块可视为质点置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g。
（1）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，求滑块到达与圆心O等高的C点时，滑块对轨道的作用力；
（2）改变s的大小，使滑块恰好始终沿轨道滑行，且从G点飞出轨道，要求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度的大小。
16．某科学小组在室外用实验探究碰撞的“和谐之美”。其中的一种模型如图所示，一倾角的固定斜面足够长，质量的滑块B静止在斜面上，B与斜面间的动摩擦因数。在与B距离处，将另一质量的光滑小球A由静止释放，A与B发生多次弹性碰撞且碰撞时间极短，不计空气阻力，A、B均可视为质点。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。求：
（1）第一次碰撞前瞬间，A的速度大小；
（2）第一次与第二次碰撞的时间间隔；
（3）第一次与第十次碰撞位置间的距离。
参考答案
1．答案：B
解析：A.木箱对其支持力大于其对木箱的压力互为相互作用力，故二者大小相等，A错误；
B.从开始起跳到离开木箱的过程中，机器人脚对木箱有向后的运动趋势，故木箱对其摩擦力方向向前，B正确；
C.从开始起跳到离开木箱的过程中，木箱对其支持力主要作用于机器人脚上，而机器人脚并没有发生位移，故木箱支持力对机器人不做功。C错误；
D.离开木箱后上升到最高点时，其竖直方向上的分速度为零，水平方向分速度不为零，D错误。
故选B。
2．答案：A
解析：竖直方向，根据可得
可知两飞镖运动的时间相同，两飞镖打在靶上时竖直方向的速度相等，由图可知，两只飞镖水平方向的位移不相等，根据
可知两飞镖掷出时的速度大小不相同，根据运动的合成可知两飞镖运动的位移大小和速度大小均不同，故A正确，BCD错误。
故选A。
3．答案：D
解析：A.根据
可得
可知在墓地轨道运行时的速度小于其在同步轨道运行的速度，故A错误；
B.在转移轨道上经过P点和在同步轨道上经过P点时受到的万有引力相同，有
可知，在转移轨道上经过P点的加速度等于在同步轨道上经过P点的加速度，故B错误；
C.卫星要逃脱地球引力束缚，则卫星离开地球时的速度必须大于等于，卫星从离开地球到墓地轨道过程中动能减少，所以卫星要从墓地轨道逃脱地球，需要的速度比第二宇宙速度小，故C错误；
D.由开普勒第三定律
可得沿转移轨道从P点运行到Q点所用最短时间为
故D正确。
故选D。
4．答案：C
解析：低着头时，根据平衡条件：水平方向
竖直方向
解得
结合牛顿第三定律和题意可知颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的7倍，故C正确，ABD错误。
故选C。
5．答案：BC
解析：A.由图可知，a点电场线比b点电场线分布密集，故a点的电场强度比b点的大，故A项错误；
B.根据沿着电场线方向电势降低，可知a点电势较低，故B项正确；
C.由图可知，c点电场线比d点电场线分布密集，故c点的电场强度比d点的大，比大，故C项正确；
D.Q从无穷远处（电势为0）移到c点的过程，根据动能定理
解得
根据电势差与电势的关系
可得c点的电势为
故D项错误。
故选BC。
6．答案：AD
解析：AB.由于梯子处于平衡状态，两侧受地面的摩擦力大小相等，A正确，B错误；
C.无论站在A横梁还是B横梁时，地面的支持力都等于人的重量，C错误；
D.设两梯子的张力F与竖直方向夹角为θ，则对两梯子和人整体受力分析，由平衡条件有
可知：梯脚的间距越大，θ越大，从而梯子的张力F越大，D正确。
故选AD。
7．答案：BD
解析：ABC.由动能定义式得，则可求解质量m；上滑时，由动能定理
下滑时，由动能定理
为上滑的最远距离；由图像的斜率可知
，
两式相加可得
相减可知
即可求解所受滑动摩擦力f的大小，但重力加速度大小、斜面的倾角不能求出，故AC错误，B正确；
D.根据牛顿第二定律和运动学关系的
，
故可求解沿斜面上滑的时间，D正确。
故选BD。
8．答案：AC
解析：A.弹簧恢复原长过程中，A、B系统动量守恒，有
可得
物块A从最低点运动到P点的过程中，对A由机械能守恒定律得
解得
则
故A正确；
B.由机械能守恒定律得
故B错误；
C.弹簧恢复原长瞬间，对A、B分别由牛顿第二定律得
联立可得
由牛顿第三定律可知弹簧恢复原长瞬间，A、B对轨道的压力大小之比为，故C正确；
D.物块A从最低点运动到P点的过程中，相同时刻圆弧轨道对A、B的支持力大小不相等，所以在水平方向所受的合力不为零，所以A、B系统水平方向动量不守恒，故D错误。
故选AC。
9．答案：向上；增大
解析：从图中可知绸带上形成的波是自左向右传播的，根据波形平移法，可判断绸带上P点运动方向向上；
绸带上产生更加密集的波浪状起伏效果，说明波长变小，而同种介质中同类型波的传播波速是不变的，根据
可知运动员上下抖动的周期变短、频率增大。
10．答案：
解析：摩擦力对滑块做的功
系统产生的热量
11．答案：；
解析：对整个过程由动能定理
对撤掉F后的过程
解得；
12．答案：（1）摆长
（2）1.06
（3）
解析：（1）选择图甲方式的目的是要保持摆动中摆长不变；
（2）摆球直径为
（3）根据单摆的周期公式可得单摆的摆长为
从平衡位置拉开的角度处释放，可得振幅为
以该位置为计时起点，根据简谐运动规律可得摆球偏离平衡位置的位移x与时间t的关系为
13．答案：（1）正
（2）；
解析：（1）将开关S接1，电容器充电，电容器上极板与电源正极相连，因此充电完成后电容器上极板带正电。
（2）图像与坐标轴所围图形的面积表示电荷量，每一方格代表的电荷量
电容器充电结束时储存的电荷量
则电容器的电容
14．答案：（1）0.75
（2）
解析：（1）物块m放在斜面上恰能沿斜面匀速下滑，则有
；
解得
（2）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
15．答案：（1）；方向水平向左
（2）
解析：（1）设滑块到达C点时的速度为v，从A到C过程，由动能定理得
由题
代入解得
滑块到达C点时，由电场力和轨道作用力的合力提供向心力，则有
解得
由牛顿第三定律可知：滑块到达与圆心O等高的C点时，对轨道的作用力大小为，方向水平向左。
（2）重力和电场力的合力的大小为
设方向与竖直方向的夹角为α，则
得
滑块恰好由F提供向心力时，在圆轨道上滑行过程中速度最小，此时滑块到达DG间F点，相当于“最高点”，滑块与O连线和竖直方向的夹角为，设最小速度为
解得滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度为
16．答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）对于A球下滑的过程中，列动能定理，则有
可解得
（2）对于第一次发生弹性碰撞的过程中，满足动量守恒和能量守恒，则有
可解得
碰后由于B满足
所以B做匀速直线运动，而A做匀加速直线运动，则有
发生第二次碰撞，存在A和B位移相等，即
可解得
（3）刚要发生第二次碰撞前瞬间，小球与滑块的速度分别为
第二次碰撞的过程中，同样满足动量守恒和能量守恒，则有
可解得
发生第三次碰撞，仍需满足位移相等，则有
可解得
由此可知，每发生一次碰撞的时间间隔为，所以第n次碰撞B的速度为
所以直到第十次碰撞，距离为