2024德州一中高三上学期10月月考物理试题含解析

高三年级10月份阶段性测试

物理试题

考试时间：90分钟    2023.10

一、单选题（每小题3分，共24分）

1. 某同学用如图所示实验来认识超重和失重现象，先保持手指和钩码静止，感受橡皮筋对手指的压力。然后设法使钩码上下振动的同时手指保持静止，感受压力的变化，不计空气阻力下列说法正确的是（　　）

A. 超重时钩码所受重力增加

B. 钩码下降到最低点时处于超重状态

C. 橡皮筋对手指的压力逐渐增大时，钩码一定处于超重状态

D. 橡皮筋对手指的压力逐渐减小时，钩码一定处于失重状态

【答案】B

【解析】

【详解】A．超重时钩码所受向上的拉力大于重力，但重力不变，故A错误；

B．钩码下降到最低点时，钩码的速度为零，加速度向上，此时钩码的拉力大于重力，处于超重状态，故B正确；

C．如果橡皮筋对手指的压力逐渐增大，则橡皮筋处于不断被拉伸的状态，所以钩码一定处于下降阶段，当向下加速时，拉力小于重力，钩码处于失重状态，当向下减速时，拉力大于重力，钩码处于超重状态，故C错误；

D．如果橡皮筋对手指的压力逐渐减小，则橡皮筋处于回缩的状态，所以钩码一定处于上升阶段，向上加速时，拉力大于重力，钩码处于超重状态，当向上减速时，拉力小于重力，钩码处于失重状态，故D错误。

故选B。

2. 在一次训练中，甲、乙两消防员用图示装置提起救援箱。救援箱提升到与两消防员所处的平台等高后，两人保持位置不动，甲缓慢放长手中的绳子，乙用一根始终水平的绳子将救援箱缓慢向左拉动，最后将救援箱拉至乙所在位置，拿到救援箱。甲、乙两人及定滑轮在同一竖直平面内，绳的重力、滑轮的重力和摩擦忽略不计。则在救援箱向左移动过程中（    ）

A. 平台对甲的支持力不变

B. 天花板受到的拉力不变

C. 平台对甲、乙的摩擦力之和保持不变

D. 若甲手中的绳子短暂脱手，则脱手瞬间，救援箱加速度方向竖直向下

【答案】D

【解析】

【详解】A．开始时甲手中绳子上的拉力大小等于工件的重力，当工件向左移动时，甲手中绳子的拉力等于救援箱的重力和乙手中绳子上的拉力的合力大小，如下图所示

可知甲、乙手中的绳子拉力T均不断增大，设θ为甲手中的绳子与竖直方向的夹角，对甲受力分析，在竖直方向有

救援箱向左运动时，T增大，工人甲位置不变，即θ不变，楼顶对甲的支持力不断减小，故A错误；

B．以滑轮为研究对象，则滑轮收到的拉力为两边绳子拉力的合力，由于两边绳子拉力大小相等，且逐渐增大，夹角逐渐减小，根据力的合成可知两边绳子对滑轮的拉力逐渐增大，滑轮的重力不计，故天花板受到的拉力逐渐增大，故B错误；

C．以甲为研究对象，在水平方向上有

以乙为研究对象，设为乙侧绕过滑轮的绳子与竖直方向的夹角，则在水平方向上

平台对甲、乙的摩擦力之和为

当救援箱向左运动时，T增大，θ不变，增大，故平台对甲、乙的摩擦力之和增大，故C错误；

D．脱手瞬间，绳子的拉力消失，救援箱仅受重力，救援箱加速度方向竖直向下，故D正确。

故选D。

3. 一轻弹簧竖直固定在桌面上，将一小球从弹簧正上方的O点由静止释放。以开始下落的位置为坐标原点，以竖直向下为x轴正方向，不计空气阻力，则关于小球运动过程中的速度v或加速度a随位移x变化的关系图像中，可能正确的是（  ）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】本题考查牛顿第二定律，目的是考查学生的推理能力。小球在自由下落的过程中，速度随位移增大，加速度保持不变，在与弹簧作用过程中，速度随位移先增大后减小，加速度随位移先减小后增大，速度与位移的关系

小球与弹簧作用过程中的加速度大小

其中是O点到弹簧自然伸长时顶端的距离。

故选B。

4. 某燃脂呼啦圈如图甲所示，在圈外有一个用杆相连的重力锤。小明不小心将杆弄断了，换了一根细绳绑住重力锤，运动过程中腰带可看作不动，重力锤绕人体在水平面内做匀速圆周运动，细绳与竖直方向的夹角为，计数器显示1min内转了40圈，其简化图如图乙所示。已知绳长，取，则以下说法正确的是（    ）

A. 若细绳不慎断裂，重力锤将做斜抛运动 B. 增大转速再次稳定后，腰受到的摩擦力比之前大

C. 重力锤匀速转动的加速度大小约为 D. 细绳悬挂点到腰带中心的距离为0.39m

【答案】D

【解析】

【详解】A．若细绳不慎断裂，重力锤抛出是的速度水平，将做平抛运动，故A错误；

B．若增大转速，腰带始终不动，受力是平衡的，根据竖直方向的受力分析可知，腰带所受摩擦力等于总重力不变，则腰受到的摩擦力不变，故B错误；

C．对小球受力分析得，合力提供小球向心力，则水平方向

解得

m/s2

故C错误；

D．小球需要的向心加速度

代入数据得

n＝r/s

解得

r=0.39m

故D正确。

故选D。

5. 如图所示，圆1和圆2外切，它们的圆心在同一竖直线上。有四块光滑的板，它们的一端搭在竖直墙面上，另一端搭在圆2上，其中B、C、D三块板都通过两圆的切点，B上端在圆1上，C上端在圆1内，D上端在圆1外，A板与D板最低点交于一点a（d），且两板与竖直墙面的夹角分别为、。从A、B、C、D上端同时由静止释放一个物块，它们都沿板运动，到达板底端的时间分别为、、、，下列判断正确的是（    ）

A  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】对物块沿A板或D板运动到a点过程进行分析，设最低点a到竖直直线的距离为x，斜板与水平方向的夹角为θ，则斜板长为

根据牛顿第二定律可得物块的加速度为

根据运动学公式可得

解得

由于A板与D板最低点交于一点a（d），则x相等，且两板与竖直墙面的夹角分别为30°、60°，则与水平方向的夹角为60°和30°，则sin2θ相等，所以有

tA=tD

根据等时圆原理可知

tD＞tB＞tC

故有

tA=tD＞tB＞tC

故选C

6. 某学校办公大楼的楼梯每级台阶的形状和尺寸均相同，一小球向左水平抛出后从台阶上逐级弹下。如图所示，小球在每级台阶上弹起的高度相同，落在每级台阶上的位置到台阶边缘的距离也相同，不计空气阻力，则（    ）

A. 小球与台阶碰撞前与碰撞后的瞬间竖直速度大小相同

B. 小球通过每级台阶的运动时间相同

C. 小球在空中运动过程中的速度变化量在相等时间内逐渐增大

D. 每个最高点的速度依次减小

【答案】B

【解析】

【详解】A．从最高点向左右两边可知，两次下落高度不同，则竖直分速度不同，即小球与台阶碰撞前与碰撞后的瞬间竖直速度大小不相同，故A错误；

B．由逆向思维可得

结合对称性可知，所以小球在相邻台阶间运动的时间不变，故B正确；

C．根据

可知小球在空中运动过程中的速度变化量在相等时间内相同，故C错误；

D．由于小球每次弹起，竖直向上做加速度为重力加速度的匀减速直线运动，而每级台阶上弹起的高度相同，所以，每个最高点的速度不变，故D错误。

故选B。

7. 如图所示，在水平圆盘上，沿半径方向放置物体A和B，，，它们分居在圆心两侧，与圆心距离为，，中间用细线相连。A、B与盘间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若圆盘从静止开始绕中心转轴非常缓慢地加速转动，，以下正确的是（    ）

A. A的摩擦力先达到最大 B. 当时，绳子出现张力

C. 当时，AB两物体出现滑动 D. B物体所受摩擦力的方向一直指向圆心

【答案】C

【解析】

【详解】A．若A达到最大静摩擦力时的临界角速度满足

代入数据解得

同理可得B达到最大静摩擦力时的临界角速度为

代入数据解得

则当圆盘转动的速度逐渐变大时，B先达到临界角速度值，则B的摩擦力先达到最大，故A错误；

B．当B的摩擦力达到最大时，转速再增加时，绳子出现张力，即当时，绳子出现张力，故B错误；

CD．A与B的角速度相等，A的质量是B的4倍而A做圆周运动的半径是B的，根据可知A需要的向心力大，所以当AB两物体出现相对滑动时A背离圆心运动，B向着圆心运动，此时B受静摩擦力方向背离圆心，A受静摩擦力方向指向圆心，则对A有：

对B有：

解得

故D错误，C正确。

故选C。

8. 压缩机通过活塞在气缸内做往复运动来压缩和输送气体，活塞的中心A与圆盘在同一平面内，为圆盘圆心，B为圆盘上一点，A、B处通过铰链连接在轻杆两端，圆盘以角速度匀速转动，如图所示，，，则（　　）

A. 杆越长，活塞运动的范围越大

B. 圆盘从图示位置转过角的过程中活塞移动的距离比再转过角大

C. 图示位置时的活塞速度小于圆盘转过角时的活塞速度

D. 图示位置时的活塞速度等于圆盘转过角时的活塞速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．当B点在圆心左侧水平位置时，活塞运动到最左位置，距离O点为

s1=L+r

当B点在圆心右侧水平位置时，活塞运动到最右位置，距离O点为

s2=L-r

活塞运动范围为

s2-s1=2r

此距离与L无关，与r成正比。故A错误；

B．设杆长为 ,设

故B正确；

CD．图示位置时，即当OB垂直于AB时，此时B点速度方向一定沿杆，则

圆盘转过角时，即当OB垂直AO，活塞速度方向与圆盘上B点速度方向相同，活塞速度方向与杆夹角为，有

解得

即

故CD错误。故选B

二、多选题（每小题4分，共16分）

9. 如图所示，一渔民欲把重力均为G的虾笼A、B从水中缓慢拉出，此时虾笼A已被拉出水面，虾笼B还未完全拉出水面，轻质绳索1、2与水平面的夹角分别为60°和30°。下列说法正确的是（　　）

A. 绳索1上的拉力大小等于 B. 绳索2上的拉力大小等于G

C. 水对虾笼B的作用力等于 D. 水对虾笼B的作用力等于G

【答案】ABD

【解析】

【详解】虾笼A受到重力、轻绳1和轻绳2的拉力，虾笼B受到重力、轻绳2的拉力，水对它的浮力F和阻力f，受力分析如图所示；

AB．对虾笼A，根据平衡条件可得

T1sin60°=G+T2sin30°

T1cos60°=T2cos30°

解得绳索2上的拉力

T2=G

绳索1上的拉力

T1=G

故AB正确；
CD．对虾笼B，根据平衡条件可得

T2sin30°+N=G

T2cos30°=F

解得

所以水对虾笼B的作用力为

故C错误、D正确。
故选ABD。

10. 如图，光滑水平地面上有一质量为2m的小车在水平推力F的作用下加速运动。车厢内有质量均为m的A、B两小球，两球用轻杆相连，A球靠在光滑左壁上，B球处在车厢水平底面上，且与底面的动摩擦因数为，杆与竖直方向的夹角为，杆与车厢始终保持相对静止。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（    ）

A. 只要推力F取得合适的值，可使杆的弹力为零

B. 无论F多大，B受到的支持力都不变

C. F向左时，若值足够大，则推力F的最大值为

D. F向右时，若，则推力F的最大值为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据题意，对小球A受力分析，由平衡条件可知，杆的弹力竖直分力要平衡A球的重力，所以杆的弹力不可能等于零，故A错误；

B．A、B两小球组成的系统在竖直方向受力平衡，可知无论F多大，B受到的支持力都等于两物体的总重力，故B正确；

C．若值足够大，则B不会滑动。当A对左壁的压力恰好等于零时，分析A可知

可得

a=gtanθ

以小球A、B和小车整体为研究对象，根据牛顿第二定律有

F=4ma=4mgtanθ

故C正确；

D．若推力向右，，厢底对B的摩擦力达到最大静摩擦力，方向水平向右，F有最大值，则

对A竖直方向

联立解得

对整体，根据牛顿第二定律有

故D错误；

故选BC。

11. 如图所示，物块A、B的质量均为m，物块C的质量为2m。A放在一劲度系数为k的轻弹簧上（未连接），B、C通过一根绕过轻质光滑定滑轮的轻绳相连，B叠放在A上，用手托起C使绳子处于伸直但不拉紧的状态。某一时刻突然释放C，一段时间后A、B分离，此时C未触地，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ）

A. 刚释放C的瞬间，A、B间的弹力不变 B. 释放C后至A、B分离前，绳子中的张力不变

C. A、B分离时，A、B的加速度为 D. A、B分离时，A、B上升的高度为

【答案】CD

【解析】

【详解】A．释放C前，A、B间的弹力等于B的重力，为mg；

刚释放C瞬间，系统弹簧弹力

对整体，根据牛顿第二定律有

对A，根据牛顿第二定律有

解得

刚释放C的瞬间，A、B间的弹力变化，故A错误；

B．释放C后至A、B分离前对AB，根据牛顿第二定律有

可知释放C后至A、B分离前，绳子中的张力在变化，故B错误；

C．A、B分离时，对B、C有

解得

故C正确；

D．A、B分离时，对A有

同时有

解得

故D正确。

故选CD。

12. 2022年2月北京举办了第24届冬季奥运会，成为全球首座“双奥之城”。在此期间，17岁的中国运动员苏翊鸣夺得男子单板滑雪大跳台项目金牌，成为中国首个单板滑雪奥运冠军。图甲所示是苏翊鸣在北京首钢滑雪大跳台中心的比赛过程，现将其运动过程简化为如图乙所示。PN是半径为R的六分之一圆弧跳台，运动员到达跳台末端的N点时所受支持力为，离开跳台后M点为运动员的最高位置，之后运动员落在了倾角为的斜坡上，落点到Q点的距离为L。若忽略运动员及滑雪板运动过程中受到的一切阻力并将其看成质点，g取，则下列说法正确的是（    ）

A. 运动员在M点的速度为

B. 最高点M距水平面PQ的竖直距离为

C. 运动员离开圆弧跳台后在空中运动的时间为

D. 斜面倾角越小运动员落在斜面时的速度越小

【答案】AD

【解析】

【详解】A．在N点，根据牛顿第二定律有

脱离跳台时的水平速度

解得

运动员在M点速度等于脱离跳台时的水平速度，即，故A正确；

B．从N点到M点由机械能守恒

解得最高点M距水平面PQ竖直距离为

故B错误；

CD．运动员从N点到落在斜面时

解得运动员落在斜面时的速度大小为

则斜面倾角越小运动员落在斜面时的速度越小；

则运动员落在斜面时的竖直速度

则从离开跳台到落在斜面上

解得运动员离开圆弧跳台后在空中运动的时间

故C错误，D正确。

故选AD。

三、实验题（共14分）

13. 某同学用图甲所示装置研究自由落体运动，实验时打出一条较长的纸带，打点计时器在纸带上留下一串小点。他在该纸带上不同位置截取了（a）（b）（c）（d）四段进行测量处理，每段纸带上有三个小点，这些小点按打点的先后顺序依次编号为0~11，测量结果如图所示，所用电源频率为50Hz。

（1）2、3两点之间被撕掉的纸带上______（填“有”或“没有”）小点；

（2）打上面纸带的点“10”时，重锤的速度为______m/s（保留2位小数）。

（3）若重锤、纸带和夹子的总质量为1kg，当地重力加速度为，则重锤、纸带和夹子这个系统下落过程中受到的阻力约为______N（保留2位有效数字）。

【答案】    ①. 没有    ②. 2.73    ③. 0.050

【解析】

【详解】（1）[1] 由图示纸带可知，相邻计数点的位移之差

Δx=（1.37-0.98）cm=0.39cm

由图示纸带可知

所以2、3两点之间被撕掉的纸带上没有小点。

（2）[2]电源频率为50Hz,相邻计数点之间的时间间隔

根据匀变速直线运动在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打点10时重锤的速度

（3）[3] 根据匀变速运动推论

Δx=aT2

重锤下落的加速度

设重锤所受阻力为f，根据牛顿第二定律

mg-f=ma

代入数据解得阻力大小

f=0.050N

14. 某同学用图甲所示的实验装置探究“质量一定时，加速度与合外力的关系”。跨过处于同一水平面上的两个定滑轮的细绳，两端各挂有一个相同的小桶，在两个小桶内各有6个质量均为m的小钢球，左侧小桶下方有一个电磁铁，初始时电磁铁吸住左侧小桶。水平绳上靠近左侧定滑轮的位置固定有一个宽度为d的遮光条，天花板上靠近右侧定滑轮处固定有光电门，二者之间距离为x。每次实验时，从左侧小桶取出一个小钢球放到右侧小桶中，断开电磁铁电源，让两小桶从静止开始运动，分别记录遮光条通过光电门的时间t和系统受到的合力F。

（1）用螺旋测微器测出遮光条的宽度如图乙所示，其宽度为______mm；

（2）通过实验得出的图像如图丙所示，则每个小桶的质量为______（用题干和图丙中的字母表示）；

（3）若用该装置探究“力一定时，加速度与质量的关系”，在保证两桶内小钢球数量之______（填“和”或“差”）不变的情况下，在两桶中增减数量______（填“相同”或“不同”）的小钢球即可。

【答案】    ①. 2.090    ②.     ③. 差    ④. 相同

【解析】

【详解】（1）[1]螺旋测微器读数即遮光条的宽度为

（2）[2]设每个小桶的质量为M，遮光条经过光电门的速度为

根据运动学公式

解得

结合牛顿第二定律可得

可得

则图像的斜率

解得

（3）[3][4]若用该装置探究力一定时加速度与质量的关系，需要保持合外力不变，则保证两桶内小钢球数量差不变的情况下，在两桶中增减相同数量的小钢球即可。

四、计算题

15. 在水平道路上行驶的汽车，挡风玻璃与水平面成角。无风的天气里，车辆行驶时，挡风玻璃上的树叶受到水平方向空气的推力，推力方向与车前进方向相反，大小由车速v决定，且满足。只讨论树叶沿挡风玻璃向下或向上的运动，垂直于纸面的运动可视为静止，已知树叶质量，，取，，，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

（1）若忽略树叶与玻璃间的摩擦，车以匀速行驶时，树叶恰好能静止在玻璃上，求；

（2）若树叶与玻璃间有摩擦，且，车以匀速行驶，请通过计算说明，树叶能否静止在玻璃上？若不能，求出树叶加速度的大小和方向。

【答案】（1）；（2）不能，，方向沿玻璃向下

【解析】

【详解】（1）沿玻璃方向

代入数据，得

（2）根据

垂直于玻璃方向

沿玻璃方向

所以树叶不能静止在玻璃上

解得

所以，加速度大小为，方向沿玻璃向下。

16. 如图所示，两端开口的圆筒与水平地面成倾斜放置。是圆筒的中轴线，M、N是筒壁上的两个点，且。一个可视为质点的小球自M点正上方一定高度处自由释放，由M点无碰撞地进入圆筒后一直沿筒壁运动，小球的运动轨迹与MN的交点依次为a、b、c。已知小球质量为2kg，落在M点时的速度为5m/s，M、C两点间的距离为36m，圆筒的半径为2m，不计一切摩擦。取，，。求：

（1）小球从b到c的时间；

（2）小球经过a点时对筒壁的压力大小；

（3）小球经过b点时速度大小。

【答案】（1）1s；（2）16N；（3）

【解析】

【详解】（1）根据题意

，

根据牛顿第二定律

，

根据位移公式

解得

从b到c的时间为

（2）根据向心力方程

由牛顿第三定律得，小球对筒壁的压力大小为16N。

（3）根据匀变速公式

所以

17. 滑雪运动越来越受到青少年们的青睐，滑雪大跳台场地简化后的滑道示意图如图甲所示，A为最高点，B为起跳点。在某次训练中，运动员从A由静止开始下滑，到达B时速率为，并沿与水平面夹角成的方向飞出，落在倾角的坡道上的C点，不计一切阻力和摩擦，重力加速度大小取。

（1）求运动员由B到C的速度变化量；

（2）求运动员离坡面的最大距离；

（3）求B、C两点间的距离；

（4）求运动员落在C点时的速度方向与斜面间夹角的正切值。

【答案】（1），方向竖直向下；（2）；（3）；（4）

【解析】

【详解】（1）以B点为坐标原点，沿斜面向下建立x轴，垂直于斜面向上建立y轴，B到C的时间为

则运动员由B到C的速度变化量为

方向竖直向下

（2）根据速度与位移的关系有

（3）运动员在水平方向有

（4）设C点速度与斜面之间的夹角为

则

18. 如图所示，8块同样的木板一个一个紧挨着静止放在足够大的水平地面上，每个木板质量均为，长均为，它们与地面之间的动摩擦因数均为。在第1块木板左端放一质量为的可视为质点的铅块，它与木板间的动摩擦因数为，现给铅块一水平向右的初速度，使其在木板上滑行。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，。求：

（1）铅块刚滑过第1块木板时的速度大小；

（2）铅块从左向右滑过几块木板时，下面的木板开始滑动；

（3）第8块木板刚开始滑动时的加速度大小；

（4）请通过计算说明，铅块是否会从木板的右端掉下去？如果不会的话，最终停在哪块木板上？

【答案】（1）；（2）6块；（3）；（4）不会，第7块

【解析】

【详解】（1）铅块受滑动摩擦力为

8个板受最大静摩擦力为

由于，所以板静止

铅块的加速度

根据速度和位移的关系有

解得

（2）设右端还剩n块时，木板开始滑动

解得

所以，铅块滑过6块木板时，板开始滑动

（3）对7、8块整体，根据牛顿第二定律有

解得

（4）铅块刚滑上第7块板时的速度设为，根据速度和位移的关系有

解得

假设不会从右端掉下，共速时

解得

则

由于，所以铅块最终不会从木板右端掉下，停在第7块板上。