重慶市南開中學(xué)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期7月月考物理試題

重慶南開中學(xué)高2024級高三（上）7月月考物理試題本試卷分為第I卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分。滿分100分，考試時間75分鐘。第I卷和第Ⅱ卷都答在答題卷上。第I卷（選擇題共43分）一、單項選擇題（本大題共7個小題，每小題4分，共28分。下列各題四個選項中只有一個選項符合題意，請選出。不選、多選或錯選不給分）1.物理愛好者陳老師購買了一把電腦椅，某天她舒適地躺在電腦椅上，如圖所示。則電腦椅對陳老師的作用力方向為（）A.豎直向上 B.垂直椅背斜向右上 C.水平向右 D.無法確定【答案】A【解析】【詳解】陳老師靜止，則電腦椅對陳老師的作用力與陳老師的重力等大方向，即方向豎直向上。故選A。2.關(guān)于功和功率，下列說法正確的是（）A.物體做功越多，功率一定越大 B.力對物體做功為0表示物體的位移一定為0C.負功表示力對物體的運動起阻礙作用 D.物體的平均功率一定等于物體的瞬時功率【答案】C【解析】【詳解】A．由功率公式可知，功率的大小由功和力對物體做功的時間來決定，物體做功越多，功率不一定越大，A錯誤；B．力對物體做功是0，物體的位移不一定是0，如在水平面上做勻速直線運動的物體，位移不是0，可水平面對物體的支持力做功是0，B錯誤；C．物體受力方向與物體運動方向相反時，力對物體做負功，可知力對物體的運動起阻礙作用，C正確；D．物體的平均功率是，即在某段時間內(nèi)的功與所用時間的比值；物體的瞬時功率是指在某時刻的功率即，若物體在力的作用下沿粗糙的水平面做勻速直線運動，則力對物體的平均功率等于瞬時功率；若物體做勻加速直線運動，則平均功率不等于瞬時功率，D錯誤。故選C。3.都江堰是全世界年代最久、唯一存留、一直使用至今的偉大水利工程。為了解決水利工程治沙的老大難問題，修建者李冰設(shè)計了“二八分沙”的絕妙方法，其某部分河道簡化圖如下圖所示。則關(guān)于該段河道說法正確的是（）A.水流在彎道處做離心運動，導(dǎo)致凹岸堆積泥沙 B.水流在彎道處做離心運動，導(dǎo)致凸岸堆積泥沙C.水流在彎道處做近心運動，導(dǎo)致凹岸堆積泥沙 D.水流在彎道處做近心運動，導(dǎo)致凸岸堆積泥沙【答案】B【解析】【詳解】水流和泥沙一起流入彎道后將做圓周運動其需要的向心力為，由于水流的密度比泥沙小則水流在彎道處做離心運動，導(dǎo)致凸岸堆積泥沙。故選B。4.近年來貴州省黔東南州臺盤村舉辦的“村BA”籃球賽火遍全網(wǎng)，很好地促進當(dāng)?shù)剜l(xiāng)村振興發(fā)展。在某場比賽中，一名籃球運動員將籃球傳給隊友。傳球過程可簡化為一個斜拋運動，籃球以15m/s的速度拋出，初速度方向與水平方向的夾角為37°，最終籃球被隊友在與拋出點同一水平線上的接球點處接住。忽略空氣阻力影響，籃球可視為質(zhì)點，重力加速度g取10m/s2。sin37°=。下列說法正確的是（）A.籃球在空中做加速度逐漸減小的加速運動 B.籃球在空中運動時加速度先減小后增大C.籃球從拋球點運動到接球點所用時間為2s D.籃球從拋球點運動到接球點所用時間為【答案】D【解析】【詳解】AB．籃球在空中只受重力，則籃球在空中運動時加速度不變，故AB錯誤；CD．籃球從拋出到最高點過程中在豎直方向有vy=gt1vy=vsin37°t=2t1聯(lián)立解得t=故C錯誤、D正確。故選D。5.如圖所示，勻質(zhì)鐵鏈質(zhì)量為m，長度為L，現(xiàn)使其放在傾角為30°的光滑斜面上，其余部分豎直下垂。若由靜止釋放使鐵鏈自由運動，則鐵鏈下滑至整條鐵鏈剛好全部離開斜面時，鐵鏈的速度為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】把鐵鏈分成兩個部分，下一半鐵鏈重心下落的高度為上一半鐵鏈重心下落的高度為對整條鐵鏈從剛釋放到剛好全部離開斜面由動能定理得解得故選D6.為登月探測月球，上海航天局研制了“月球車”。某探究性學(xué)習(xí)小組對“月球車”的性能進行研究。他們讓額定功率P=的“月球車”在水平地面上以恒定加速度啟動，并將“月球車”運動的全過程記錄下來，通過數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的v—t圖像。已知學(xué)習(xí)小組在10s末停止遙控，讓“月球車”自由滑行，整個過程中“月球車”受到的阻力大小不變。下列說法正確的是（）A.停止遙控后月球車的加速度大小為3m/s2 B.月球車在7~10s內(nèi)不受牽引力的作用C.月球車的質(zhì)量m=100kg D.月球車受到的阻力大小為100N【答案】C【解析】【詳解】ACD．在10s末撤去牽引力后，“月球車”只在阻力f作用下做勻減速運動，由圖像可知，加速度大小由牛頓第二定律得，其阻力f=ma7~10s內(nèi)“月球車”勻速運動，設(shè)牽引力為F，則F=f則P=Fv1=fv1解得f=200Nm=100kg故AD錯誤、C正確；B．月球車在7~10s內(nèi)做勻速直線運動，牽引力與阻力平衡，故B錯誤。故選C。7.如圖所示，兩個半圓柱體甲、乙相接觸并靜置于水平地面上，其上有一光滑圓柱體丙，三者半徑相同。現(xiàn)用水平向左的力拉甲，使甲緩慢向左移動直至丙恰好降到地面，整個過程中乙保持靜止。已知甲和乙的質(zhì)量均為m，丙的質(zhì)量為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。則下列判斷正確的是（）A.沒有加拉力時，甲與地面間的摩擦力大小為B.沒有加拉力時，甲與地面間的摩擦力大小為C.整個過程中，甲位移為D.整個過程中，甲的位移為【答案】D【解析】【詳解】AB．沒有加拉力時，根據(jù)對稱性可知，甲乙對丙的彈力大小相等，令為，對丙進行受力分析，如圖所示則有沒有加拉力時，對甲進行受力分析如圖所示則有根據(jù)牛頓第三定律有解得故AB錯誤；CD．令半徑為R，沒有加拉力時，甲乙兩球心之間的距離為丙恰好降到地面時，丙地面相切，令甲丙球心連線與地面夾角為，則有解得此時甲乙兩球心之間的距離為則整個過程中，甲的位移為故C錯誤，D正確。故選D。二、多項選擇題（本大題共3個小題，每小題5分，共15分。下列各題四個選項中有多個選項符合題意，請選出。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，不選或錯選不給分）8.三顆質(zhì)量相同的人造衛(wèi)星a、b、c繞地球做勻速圓周運動，已知三顆衛(wèi)星的軌道半徑大小關(guān)系為ra<rb=rc，則三顆衛(wèi)星受到的向心力F、三顆衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期T、線速度v、角速度ω的大小關(guān)系正確的是（）A.Fa>Fb=Fc B.Ta<TB=Tc C.va<vb=vc D.ωa<ωb=ωc【答案】AB【解析】【詳解】A．三顆衛(wèi)星受到的萬有引力提供向心力，根據(jù)萬有引力的公式由題知人造衛(wèi)星a、b、c質(zhì)量相同，因為ra<rb，所以Fa>Fb又因為rb=rc，所以Fb=Fc故A正確；BCD．根據(jù)高軌低速，長周期；低軌高速，短周期，可知va>vb=vc，ωa>ωb=ωc，Ta<TB=Tc故B正確、故CD錯誤。故選AB。9.如圖所示為一豎直放置的軌道裝置，圓軌道最低點為A、最高點為B，小木塊從傾斜軌道CA上無初速釋放，在保證OA之間的距離不變的前提下，通過調(diào)節(jié)C點位置即可改變釋放小木塊距圓軌道底端的高度h。已知圓軌道的半徑為r，OA之間的水平距離為，傾斜軌道CA與小木塊間的動摩擦因數(shù)為，圓軌道光滑，小球視為質(zhì)點，重力加速度為g。下列判斷正確的是（）A.要使小球做完整的圓周運動，到達B點的速度即可B.要使小球做完整的圓周運動，到達B點的速度即可C.若，小木塊無法到達B點D.若，小木塊將在圓軌道上運動時脫離軌道【答案】BCD【解析】【詳解】AB．若恰好通過最高點有則要使小球做完整的圓周運動，到達B點的速度即可，故A錯誤、故B正確；C．由于小球在這樣的一個圓軌道上運行，到達最高點的速度為根據(jù)機械能守恒可知解得則當(dāng)hr，小木塊達不到B點，故C正確；D．由于當(dāng)，小木塊達不到B點，故當(dāng)3r<hr，小木塊將在到達B點前就脫離軌道，故D正確。故選BCD。10.如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定在水平面上O點的轉(zhuǎn)軸上，另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙固定直桿A處的小球（可視為質(zhì)點）相連，直桿的傾角為30°，OA=OC，B為AC的中點，OB等于彈簧原長．小球從A處由靜止開始下滑，初始加速度大小為aA，第一次經(jīng)過B處的速度為v，運動到C處速度為0，后又以大小為aC的初始加速度由靜止開始向上滑行．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．下列說法正確的是A.小球可以返回到出發(fā)點A處B.彈簧具有的最大彈性勢能為C.撤去彈簧，小球可以靜止在直桿上任意位置D.aA－aC＝g【答案】BD【解析】【詳解】AB.設(shè)小球從A運動到B的過程克服摩擦力做功為，AB間的豎直高度為h，小球的質(zhì)量為m，彈簧具有的最大彈性勢能為．根據(jù)能量守恒定律，對于小球A到B的過程有：A到C的過程有：解得：小球從C點向上運動時，假設(shè)能返回到A點，由能量守恒定律得：該式違反了能量守恒定律，可知小球不能返回到出發(fā)點A處．故A錯誤，B正確．C.設(shè)從A運動到C摩擦力的平均值為，AB=s，由：得：解得：在B點，摩擦力，由于彈簧對小球有拉力（除B點外），小球?qū)U的壓力大于，所以：可得：因此撤去彈簧，小球不能在直桿上處于靜止．故C錯誤．D.根據(jù)牛頓第二定律得，在A點有：在C點有：兩式相減得：故D正確．第Ⅱ卷（非選擇題共57分）三、實驗題（本大題共2個小題，其中第11題7分，第12題9分，共16分）11.用如圖所示實驗裝置驗證機械能守恒定律，通過電磁鐵控制小鐵球從A點由靜止釋放。下落過程中經(jīng)過光電門B時，通過與之相連的毫秒計時器（圖中未畫出）記錄下?lián)豕鈺r間t，實驗前應(yīng)調(diào)整光電門位置使小鐵球下落過程中球心通過光電門中的激光束。（當(dāng)?shù)刂亓铀俣扔胓表示）（1）為了驗證機械能守恒定律，還需要測量的物理量有______；A.A點與地面間的距離HB.小鐵球的質(zhì)量mC.小鐵球從A到B的下落時間D.小鐵球的直徑dE.A、B之間的距離h（2）小鐵球通過光電門時的瞬時速度______，如果關(guān)系式______成立，則可驗證小鐵球在下落過程中機械能守恒。（用測量的物理量表示）【答案】①.DE②.③.或者【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)光電門測速原理，小鐵球經(jīng)過光電門的速度為若機械能守恒，則有解得可知，為了驗證機械能守恒定律，還需要測量的物理量有小鐵球的直徑d與A、B之間的距離h。故選DE。（2）[2]根據(jù)上述可知，小鐵球通過光電門時的瞬時速度[3]根據(jù)上述可知，若驗證小球機械能守恒，則需要滿足關(guān)系式或者12.為了研究某金屬A與木板之間的滑動摩擦因數(shù)，小南同學(xué)設(shè)計了如圖所示實驗。把一根滿足胡克定律的彈性繩，通過力傳感器懸掛在天花板上。在自然伸長的橡皮筋末端固定一個鐵釘。實驗時把橡皮筋的另一端與金屬A相連，金屬A放在鐵釘正下方的木板上，此時鐵釘?shù)浇饘貯上端高度差為h。然后用水平外力拉動木板，使其緩慢從金屬A下方抽出，金屬塊再次靜止時與初始位置相距x（過程中金屬一直在木板上）。然后在金屬A上放置不同的砝碼，多次從原位置拉動木板，測得x的不同數(shù)值。當(dāng)x等于h時，傳感器示數(shù)為T，此時金屬與砝碼總質(zhì)量為M。已知重力加速度為g。（1）橡皮筋的勁度系數(shù)為___________。（2）為了測出金屬與木板的滑動摩擦因素，關(guān)于該實驗說法正確的是___________。A．金屬必須從鐵釘正下方開始移動B．木板與金屬A相對滑動時應(yīng)保持勻速C．必須保證鐵釘固定在橡皮筋原長末端（3）金屬A與木板之間的滑動摩擦因素為______（4）實驗中由于鐵釘與橡皮筋之間存在摩擦，所以實驗測得滑動摩擦因素___________。（填“偏大”、“偏小”、“不受影響”）【答案】①.②.C③.④.偏小【解析】【詳解】（1）[1]由題知當(dāng)x等于h時，傳感器示數(shù)為T，則此時橡皮筋的形變量為，則橡皮筋的勁度系數(shù)為（2）[2]AB．該實驗的原理為拉力的分力與滑動摩擦力等大反向，則金屬不一定從鐵釘正下方開始移動，木板與金屬A相對滑動即可不需要勻速，故AB錯誤；C．必須保證鐵釘固定橡皮筋原長末端，這樣才能準(zhǔn)確測量出和動摩擦因數(shù)，故C正確。故選C。（3）[3]由題知，當(dāng)x等于h時，傳感器示數(shù)為T，此時金屬與砝碼總質(zhì)量為M，則根據(jù)共點力的平衡有Tcos45°=μFNFN=Mg－Tsin45°聯(lián)立解得（4）[4]實驗中由于鐵釘與橡皮筋之間存在摩擦，會導(dǎo)致拉在金屬A上的拉力比傳感器的拉力小，所以實驗測得滑動摩擦因數(shù)偏小。四、計算題。本大題共3個小題，其中第13題10分，第14題13分，第15題18分，共42分。13.2023年6月21日，時隔32年的川渝龍舟精英邀請賽于四川渠縣渠江進行，經(jīng)過激烈角逐，重慶市潼南龍舟隊獲得金獎。比賽河道長為500米，比賽的起點設(shè)在水流上游。若潼南隊以2的加速度由靜止開始啟動龍舟，龍舟順流而下的最大速度為，到達最大速度后可長時間保持該速度。（1）求潼南隊完成比賽所用時間；（2）現(xiàn)已知參賽隊伍的龍舟長12米，若在中線附近有一個長為的標(biāo)志，求龍舟整個通過該標(biāo)志所需的時間。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）達到最大速度所需時間為勻加速階段位移勻速階段位移解得則總時間（2）龍舟經(jīng)過標(biāo)線的位移由于標(biāo)志在中線附近，根據(jù)上述可知，在龍舟經(jīng)過標(biāo)志過程中，龍舟做勻速直線運動，即在中線附近龍舟正以的速度勻速順流而下，則有14.中國空間站是以天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙以及兩艘載人飛船和一艘貨運飛船組成“三艙三船”的組合體。為了接送宇航員以及補給物資，飛船需要頻繁與空間站對接。在眾多變軌對接的方案中，有一種是從同一軌道變軌完成對接。具體方式如圖所示：空間站A和飛船B都在以半徑為r的圓軌道上逆時針運動。某時刻飛船B在與地球連線和空間站A與地球連線夾角為時，點火加速進入橢圓軌道。與空間站相遇時，可與空間站完成對接。假如某次對接前A、B的軌道半徑，飛船B點火加速，進入遠地點距地面高度為，近地點距地面高度為的橢圓軌道。已知地球半徑R，空間站轉(zhuǎn)動周期T，引力常數(shù)G。試求出：（1）地球質(zhì)量大??；（2）飛船進入橢圓軌道后的運動周期；（3）如果飛船第一次回到點火點時恰好與空間站相遇，則大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）對空間站，由地球的萬有引力提供向心力，則有解得（2）橢圓軌道半長軸為由開普勒第三定律可知解得（3）由題意可得（，，）又有因為則，解得15.如圖所示，光滑軌道ABC中：AB段豎直，BC段為半徑為R的圓弧形軌道，末端C處切線水平。緊鄰C右端依次為水平粗糙傳送帶甲、乙和水平粗糙地面：傳送帶甲以恒定的速率順時針轉(zhuǎn)動，傳送帶乙和上方的均質(zhì)木板處于靜止，其中木板長度與乙左右兩端DE等長，均為kR（k未知），忽略軌道、傳送帶、地面相互之間的間隙，且軌道末端C、傳送帶上方皮帶、地面等高?，F(xiàn)有一物塊從軌道上的P處靜止釋放，經(jīng)C點進入傳送帶甲，于D處與木板發(fā)生碰撞后取走