北京市第一○一中學2024-2025學年高三上學期10月月考物理試卷 含解析

北京一零一中2024—2025學年度高三物理月考測試一、不定項選擇題（本題共14小題：每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。全部選對的得3分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分）1.如圖所示，在一架摩天輪上懸掛著透明的座艙，乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動。從最低點到最高點運動的過程中，下列敘述正確的是（）A.乘客的機械能守恒 B.乘客先超重再失重C.乘客受合力沖量為零 D.乘客受合力做功為零【答案】BD【解析】【詳解】A．從最低點到最高點運動的過程中，乘客的動能不變，重力勢能增加，所以乘客的機械能不守恒，故A錯誤；B．從最低點到最高點運動的過程中，乘客的豎直分加速度方向先向上后向下，乘客先超重再失重，故B正確；C．從最低點到最高點運動的過程中，乘客的初末動量大小相等，方向相反，則動量變化不為0，根據(jù)動量定理可知，乘客受合力沖量不為零，故C錯誤；D．從最低點到最高點運動的過程中，乘客的動能不變，根據(jù)動能定理可知，乘客受合力做功為零，故D正確。故選BD。2.“天舟一號”貨運飛船于2017年4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空，它與“天宮二號”空間實驗室對接前，在距離地面約380km的圓軌道上飛行。已知地球同步衛(wèi)星距地面的高度約為36000km。關于“天舟一號”，下列說法正確的是（）A.線速度小于地球同步衛(wèi)星的線速度B.線速度小于第一宇宙速度C.向心加速度小于地球同步衛(wèi)星加速度D.周期大于地球自轉(zhuǎn)周期【答案】B【解析】【詳解】A．取環(huán)繞天體為研究對象，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律可得解得說明軌道半徑越小，線速度越大，“天舟一號”的線速度大于地球同步衛(wèi)星的線速度，故A錯誤；B．第一宇宙速度在數(shù)值上等于近地衛(wèi)星的線速度大小，由前面的推導可知軌道半徑越大，線速度越小，“天舟一號”線速度小于第一宇宙速度，故B正確；C．由牛頓第二定律可得解得說明軌道半徑越小，向心加速度越大，“天舟一號”的向心加速度大于地球同步衛(wèi)星加速度，故C錯誤；D．由牛頓第二定律可得解得說明軌道半徑越小，周期越小，“天舟一號”的周期小于地球同步衛(wèi)星，也就是說小于地球自轉(zhuǎn)周期，故D錯誤。故選B。3.雙人花樣滑冰比賽是一項極具觀賞性的項目。比賽中，女運動員有時會被男運動員拉著離開冰面在空中做水平面內(nèi)的勻速圓周運動，如圖所示。通過目測估計男運動員的手臂與水平冰面的夾角約為，女運動員與其身上的裝備總質(zhì)量約為，重力加速度g取。僅根據(jù)以上信息，可估算（）A.女運動員旋轉(zhuǎn)的向心加速度約為 B.女運動員旋轉(zhuǎn)的角速度約為C.男運動員對女運動員的拉力約為 D.男運動員對冰面的壓力約為【答案】A【解析】【詳解】女運動員做圓錐擺運動，由對女運動員受力分析可知，受到重力、男運動員對女運動員的拉力，豎直方向合力為零，由Fsin45°=mg解得水平方向的合力提供勻速圓周運動的向心力，有Fcos45°=ma向解得a向=g=10m/s2假設角速度為，則有可得轉(zhuǎn)動半徑過小與實際情況不符，對男演員受力分析可得故選A。4.如圖所示，為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點，左側是一輪軸，左側大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動過程中，皮帶不打滑，則（）A.a點與b點的線速度大小相等 B.a點與b點的角速度大小相等C.a點與c點的線速度大小相等 D.a點與d點的向心加速度大小相等【答案】CD【解析】【詳解】C．由于皮帶不打滑，因此a點與c點的線速度大小相等，即C正確；AB．由于b、c、d都繞同一個轉(zhuǎn)軸，一起轉(zhuǎn)動，因此角速度相等，即根據(jù)聯(lián)立可得，AB錯誤；D．根據(jù)可得D正確。故選CD。5.中歐班列在歐亞大陸開辟了“生命之路”，為國際抗疫貢獻了中國力量。某運送防疫物資的班列由40節(jié)質(zhì)量相等的車廂組成，在車頭牽引下，列車沿平直軌道勻加速行駛時，第2節(jié)對第3節(jié)車廂的牽引力為F。若每節(jié)車廂所受摩擦力、空氣阻力均相等，則倒數(shù)第3節(jié)對倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為（）A.F B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)題意可知第2節(jié)車廂對第3節(jié)車廂的牽引力為F，因為每節(jié)車廂質(zhì)量相等，阻力相同，故第2節(jié)對第3節(jié)車廂根據(jù)牛頓第二定律有設倒數(shù)第3節(jié)車廂對倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為F1，則根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立解得。故選C。6.某同學設計了一個研究平拋運動特點家庭實驗裝置，去驗證平拋運動水平方向做勻速直線運動，如圖所示，在水平桌面上放置一個斜面，每次都讓鋼球從斜面上的同一位置滾下，滾過桌邊后鋼球便做平拋運動，若已知物體做平拋運動時在豎直方向上為自由落體運動下列說法正確的是()A.除實驗中描述的器材外，該實驗還必需的實驗器材是刻度尺B.除實驗中描述的器材外，該實驗還必需的實驗器材是秒表、刻度尺C.相對平拋起始位置，測出下落高度與平拋水平位移的平方成正比，說明鋼球水平向做勻速運動D.相對平拋起始位置，測出平拋水平位移與下落高度的平方成正比，說明鋼球水平向做勻速運動【答案】AC【解析】【詳解】已知鋼球在豎直方向做自由落體運動，則h=gt2，水平方向若做勻速運動則滿足：，解得，則相對平拋起始位置，測出下落高度h與平拋水平位移x的平方成正比，說明鋼球水平向做勻速運動，選項C正確；，則相對平拋起始位置，測出平拋水平位移與下落高度的平方根成正比，說明鋼球水平向做勻速運動，選項D錯誤；由以上分析可知，實驗中需要用刻度尺測量距離，不需要秒表，選項A正確，B錯誤；故選AC.7.蹦床是體操運動的一種，有“空中芭蕾”之稱。為了能夠更好地完成空中動作，在網(wǎng)上準備階段運動員要設法使自己彈得足夠高。如圖所示，蹦床的中心由彈性網(wǎng)面組成，若運動員從離水平網(wǎng)面3m高處由靜止自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向回到離水平網(wǎng)面5m高處，則在此過程中（）A.只有重力對運動員做功，運動員的機械能守恒B.運動員的機械能增加，是因為彈性網(wǎng)彈力對運動員做正功C.彈性網(wǎng)彈力對運動員的沖量大小等于運動員重力的沖量大小D.彈性網(wǎng)彈力對運動員的沖量大小大于運動員重力的沖量大小【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．運動員從離水平網(wǎng)面3m高處由靜止自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向回到離水平網(wǎng)面5m高處，初末位置動能都為0，但末位置重力勢能大于初位置重力勢能，運動員的機械能增加了，故機械能不守恒，故A錯誤；B．彈性網(wǎng)彈力先對運動員做負功，再做正功，但總體不做功，運動員的機械能增加是運動員本身對自己做功的緣故，故B錯誤；CD．根據(jù)動量定理可知，運動員初末速度為0，故動量的變化量為0，合外力的沖量為0，故彈性網(wǎng)彈力對運動員的沖量大小等于運動員重力的沖量大小，故C正確D錯誤。故選C。8.“探究加速度與力的關系”的實驗裝置示意圖如圖所示。實驗中平衡了摩擦力，如果砂桶（含砂）的質(zhì)量m不滿足比小車質(zhì)量M小得多的條件，那么，若保持M不變，將m增大為原來的2倍，不計繩的質(zhì)量和滑輪摩擦，在砂桶下落相同高度的過程中，下列說法正確的是（）A.小車的加速度增大到原來的2倍B.繩上的拉力增大到原來的2倍C.砂桶機械能的減少量小于原來的2倍D.砂桶和小車組成的系統(tǒng)損失的機械能比原來多【答案】C【解析】【詳解】AB．以小車為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律可得以砂桶（含砂）為對象，根據(jù)牛頓第二定律可得聯(lián)立可得若保持不變，將增大為原來的2倍，則有故AB錯誤；C．繩子拉力對砂桶做負功，砂桶機械能的減少量為由于可得即砂桶機械能的減少量小于原來的2倍，故C正確；D．砂桶和小車組成的系統(tǒng)損失的機械能等于小車克服摩擦力做的功，由于摩擦力大小保持不變，則砂桶和小車組成的系統(tǒng)損失的機械能與原來相等，故D錯誤。故選C。9.如圖所示，將長平板的下端固定于鐵架臺水平底座上的擋板P處，上部架在橫桿上，物塊從靜止開始從Q點下滑至P點，將Q點上移使θ變大，下列說法正確的是（）A.若物塊與平板光滑，物塊下滑時間一定變小B.若物塊與平板光滑，物塊下滑時間可能相同C.若物塊與平板粗糙，物塊損失的機械能變小D.若物塊與平板粗糙，物塊損失機械能相同【答案】BD【解析】【詳解】AB．若物塊與平板光滑，設鐵架臺水平底座長度為d；物塊下滑過程，由牛頓第二定律可得物塊從Q滑至P，由運動學公式可得聯(lián)立解得由數(shù)學知識可知，當時，物塊下滑時間最短；所以將Q點上移使θ變大，物塊下滑時間不一定變小，物塊下滑時間可能相同，故A錯誤，B正確；CD．若物塊與平板粗糙，根據(jù)功能關系可知，物塊損失的機械能等于克服摩擦力做的功，則有則將Q點上移使θ變大，由于鐵架臺水平底座長度d不變，所以物塊損失的機械能相同，故C錯誤，D正確。故選BD。10.跳臺滑雪主要分為4個階段，助滑階段、起跳階段、飛行階段和落地階段．在飛行階段，運動員會采取一種身體向前傾，同時滑雪板向前分開呈“V”字型的經(jīng)典姿勢，如圖所示．這種姿勢能夠加大運動員與下方空氣接觸的面積，并且還可以讓身體和雪板與水平方向呈最為理想的夾角，就像飛機起飛一樣，從而獲得較大的空氣托舉力．關于運動員在飛行階段采用“V”字型姿勢，下列說法正確的是（）A.可以增加水平方向的飛行速度B.可以增加豎直方向的加速度C.可以增加運動員的機械能D.可以獲得更長的飛行時間【答案】D【解析】【詳解】運動員在飛行階段采用“V”字型姿勢是為了增加身體與下方空氣的接觸面積，從而增加空氣對身體的“托舉力”，根據(jù)牛頓第二定律可知，運動員在豎直方向做加速運動的加速度將減小，從而增加了在空中飛行的時間。故選D。11.如圖所示，繃緊的足夠長的水平傳送帶始終以恒定速率v0運行。一個質(zhì)量為m小物塊也以v0的速度從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶。從小物塊滑上傳送帶到離開傳送帶的過程中，下列說法正確的是（）A.傳送帶對小物塊的摩擦力方向先向右后向左B.傳送帶對小物塊的摩擦力方向一直向右C.傳送帶對小物塊所做的功為D.傳送帶與小物塊產(chǎn)生的內(nèi)能為【答案】BD【解析】【詳解】AB．由于傳送帶足夠長，所以小物塊滑上傳送帶后，先向左做勻減速直線運動，速度減為0后，再向右做勻加速直線運動，到達傳送帶右端離開時，速度剛好與傳送帶共速，可知傳送帶對小物塊的摩擦力方向一直向右，故A錯誤，B正確；C．由于小物塊離開傳送帶時的速度大小為，可知小物塊的動能變化為0，根據(jù)動能定理可知，傳送帶對小物塊所做的功為0，故C錯誤；D．設小物塊與傳送帶的動摩擦因數(shù)為，則小物塊從滑上傳送帶到離開傳送帶所用時間為小物塊與傳送帶發(fā)生的相對位移為則傳送帶與小物塊產(chǎn)生的內(nèi)能為故D正確。故選BD。12.如圖所示，長l=1m的輕質(zhì)細繩下端懸掛質(zhì)量m=1kg的鋼球，對鋼球施加水平恒力F=10N，將小球從最低點A由靜止開始拉動，且拉動過程中細繩始終繃直。若不計空氣阻力，g取10m/s2，下列說法正確的是（）A.θ=30°時，鋼球的速度最大 B.θ=45°時，鋼球的速度最大C.θ=60°時，鋼球的速度為零 D.θ=90°時，鋼球的速度為零【答案】BD【解析】【詳解】AB．設拉動過程中細繩與豎直方向的夾角為時，鋼球的速度最大，則此時沿切線方向的合力為0，則有可得解得故A錯誤，B正確；CD．設拉動過程中細繩與豎直方向的夾角為時，鋼球運動到最高點，此時鋼球的速度為0，根據(jù)動能定理可得又解得故C錯誤，D正確。故選BD。13.如圖所示，用高壓水槍噴出的強力水柱沖擊煤層，設水柱直徑為，水流速度大小為，方向水平向右。水柱垂直煤層表面，水柱沖擊煤層后水的速度變?yōu)榱?，水的密度為，高壓水槍的重力不可忽略，手持高壓水槍操作，下列說法正確的是（）A.水槍單位時間內(nèi)噴出水的質(zhì)量為B.高壓水槍的噴水功率為C.水柱對煤層的平均沖擊力大小為D.為了使高壓水槍保持靜止狀態(tài)，手對高壓水槍的作用力方向為水平向左【答案】B【解析】【詳解】A．高壓水槍的流量為水槍單位時間內(nèi)噴出水的質(zhì)量為B．水槍單位時間內(nèi)做功轉(zhuǎn)化為水柱的動能為故水槍的功率為故B正確；C．研究單位時間內(nèi)噴出的水，由動量定理得解得根據(jù)牛頓第三定律知，水柱對煤層的平均沖擊力大小為，故C錯誤；D．水對高壓水槍的作用力水平向左，則手對高壓水槍的作用力有水平向右的分力，還有豎直向上的分力（與重力平衡），所以手對高壓水槍的作用力斜向右上方，故D錯誤。故選B。14.2020年7月23日，我國首次火星探測任務“天問一號”探測器，在中國文昌航天發(fā)射場，應用長征五號運載火箭送入地火轉(zhuǎn)移軌道。火星距離地球最遠時有4億公里，最近時大約0.55億公里。由于距離遙遠，地球與火星之間的信號傳輸會有長時間的時延。當火星離我們最遠時，從地球發(fā)出一個指令，約22分鐘才能到達火星。為了節(jié)省燃料，我們要等火星與地球之間相對位置合適的時候發(fā)射探測器。受天體運行規(guī)律的影響，這樣的發(fā)射機會很少。為簡化計算，已知火星的公轉(zhuǎn)周期約是地球公轉(zhuǎn)周期的1.9倍，認為地球和火星在同一平面上、沿同一方向繞太陽做勻速圓周運動，如圖所示。根據(jù)上述材料，結合所學知識，判斷下列說法正確的是（）A.地球的公轉(zhuǎn)向心加速度小于火星的公轉(zhuǎn)向心加速度B.當火星離地球最近時，地球上發(fā)出的指令需要約3分鐘到達火星C.如果火星運動到B點，地球恰好在A點時發(fā)射探測器，那么探測器將沿軌跡AC運動到C點時，恰好與火星相遇D.下一個發(fā)射時機需要再等約2.1年【答案】BD【解析】【詳解】A．根據(jù)萬有引力提供向心力可知解得地球公轉(zhuǎn)半徑r較小，則向心加速度較大，故A錯誤；B．火星距離地球最遠時有4億公里，從地球發(fā)出一個指令，約22分鐘才能到達火星，最近時大約0.55億公里，因為指令傳播速度相同，則時間為則B正確；C．根據(jù)開普勒第三定律，火星與探測器的公轉(zhuǎn)半徑不同，則公轉(zhuǎn)周期不相同，因此探測器與火星不能在C點相遇，故C錯誤；D．地球的公轉(zhuǎn)周期為1年，火星的公轉(zhuǎn)周期約是地球公轉(zhuǎn)周期的1.9倍，兩者的角速度之差為則地球再一次追上火星的用時為故D正確。故選BD。二、論述、計算題。（本題共6小題，共58分。要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。有數(shù)值計算的題，答案必須明確寫出數(shù)值和單位）15.民航客機都有緊急出口，發(fā)生意外情況的飛機緊急著陸后，打開緊急出口，狹長的氣囊會自動充氣，生成一條連接出口與地面的斜面，人員可沿斜面滑行到地面，如圖所示。若機艙口下沿距地面h=3m，氣囊所構成的斜面長度為L=5m，一個質(zhì)量為60kg的人沿氣囊滑下時所受的阻力是210N，重力加速度g取10m/s2。求：（1）當人滑至氣囊底端時速度的大??；（2）當人滑至氣囊底端時重力的瞬時功率大??；（3）下滑過程中支持力沖量大小?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】【小問1詳解】設人滑至氣囊底端時速度的大小為，人沿氣囊滑下的過程，根據(jù)動能定理有代入數(shù)據(jù)解得【小問2詳解】設斜面傾角為，則有當人滑至氣囊底端時重力的瞬時功率大小為【小問3詳解】人沿氣囊滑下的過程，根據(jù)運動學公式可得解得所用時間為則下滑過程中支持力的沖量大小為16.如圖所示，有一高臺離地面的高度h=5.0m，摩托車運動員以v0=10m/s的初速度沖上高臺后，以v1=5m/s的速度水平飛出。摩托車從坡底沖上高臺過程中，歷時t=15s，發(fā)動機的功率恒為P=2kW。人和車的總質(zhì)量m=200kg（可視為質(zhì)點）。不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。求：（1）摩托車的落地點到高臺的水平距離；（2）摩托車落地時速度的大小；（3）摩托車沖上高臺過程中摩擦阻力做的功?！敬鸢浮浚?）（2）（3）【解析】【小問1詳解】摩托車離開高臺做平拋運動，則豎直方向有解得水平方向有解得【小問2詳解】摩托車落地時的豎直分速度大小為則摩托車落地時速度的大小為【小問3詳解】摩托車沖上高臺的過程中，根據(jù)動能定理得代入數(shù)據(jù)解得摩托車沖上高臺過程中摩擦阻力做的功為17.如圖所示，xOy為豎直平面內(nèi)的一個直角坐標系，y為豎直方向，OA為豎直平面內(nèi)的光滑拋物線軌道，其軌跡方程為。將一個光滑的小圓環(huán)穿在此軌道上，從O點由靜止狀態(tài)沿著此軌道下滑，P是拋物線軌道上的一點，已知O和P兩點連線與豎直方向的夾角為45°，重力加速度g取10m/s2。求：（1）要形成該拋物線軌跡所需的平拋初速度大?。唬?）小環(huán)通過P點時的速度大??；（3）小環(huán)通過P點時的速度方向與水平方向夾角的正切值?！敬鸢浮浚?）（2）（3）2【解析】【小問1詳解】設要形成該拋物線軌跡所需的平拋初速度大小為，根據(jù)平拋運動規(guī)律有，聯(lián)立可得結合可得解得【小問2詳解】由于O、P兩點的連線與豎直方向的夾角為45°，則有又解得根據(jù)機械能守恒可得可得小環(huán)通過P點時的速度大小為【小問3詳解】由于曲線運動中速度方向總是沿軌跡的切線方向，故小環(huán)沿軌道到達P點時其速度方向與做平拋運動到達P點時速度方向相同，根據(jù)平拋運動推論可知，速度方向與x軸夾角正切值等于位移與x軸夾角正切值的2倍，即小環(huán)通過P點時的速度方向與水平方向夾角的正切值為18.一籃球質(zhì)量為，一運動員使其從距地面高度為處由靜止自由落下，反彈高度為。若使籃球從距地面的高度由靜止下落，并在開始下落的同時向下拍球、球落地后反彈的高度也為。假設運動員拍球時對球的作用力為恒力，作用時間為；該籃球每次與地面碰撞前后的動能的比值不變。重力加速度大小取，不計空氣阻力。求：（1）運動員拍球過程中對籃球所做的功；（2）運動員拍球時對籃球的作用力的大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【分析】【詳解】（1）第一次籃球下落的過程中由動能定理可得籃球反彈后向上運動的過程由動能定理可得第二次從1.5m的高度靜止下落，同時向下拍球，在籃球反彈上升的過程中，由動能定理可得第二次從1.5m的高度靜止下落，同時向下拍球，籃球下落過程中，由動能定理可得因籃球每次和地面撞擊的前后動能的比值不變，則有比例關系代入數(shù)據(jù)可得（2）因作用力是恒力，在恒力作用下籃球向下做勻加速直線運動，因此有牛頓第二定律可得在拍球時間內(nèi)運動的位移為做得功為聯(lián)立可得（舍去）19.開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運動的三大定律，分別是軌道定律、面積定律和周期定律，這三大定律最終使他贏得了“天空立法者”的美名。開普勒第一定律：所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。開普勒第二定律：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即。如圖所示，人造地球衛(wèi)星在I軌道做勻速圓周運動時，衛(wèi)星距地面高度為h=3R，R為地球的半徑，衛(wèi)星質(zhì)量為m，地球表面的重力加速度為g，橢圓軌道的長軸PQ=10R。（1）a.求衛(wèi)星在I軌道運動時的速度大小；b.根據(jù)開普勒第三定律，求衛(wèi)星在II軌道運動時的周期大??；（2）在牛頓力學體系中，當兩個質(zhì)量分別為m1、m2的質(zhì)點相距為r時具有的勢能，稱為引力勢能，其大小為（規(guī)定無窮遠處勢能為零）。衛(wèi)星在I軌道的P點點火加速，變軌到II軌道；a.根據(jù)開普勒第二定律，求衛(wèi)星在橢圓軌道II運動時，在近地點P與在遠地點Q的速率之比；b.衛(wèi)星在I軌道的P點，變軌到II軌道，求至少需對衛(wèi)星做多少功（不考慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化和所受的阻力）?！敬鸢浮浚?）a．；b．（2）a．；b．【解析】【小問1詳解】a．人造地球衛(wèi)星在I軌道做勻速圓周運動時，根據(jù)萬有引力提供向心力可得在地球表面有聯(lián)立衛(wèi)星在I軌道運動時的速度大小b．在I

軌道時，根據(jù)有引力提供向心力可得解得根據(jù)開普勒第三定律可得解得衛(wèi)星在II軌道運動時的周期為【小問2詳解】a．衛(wèi)星橢圓軌道Ⅱ運行時，根據(jù)開普勒第二定律可得則在近地點P與在遠地點Q的速率之比等于PQ兩點與地球連線的長度的倒數(shù)之比，則有b．衛(wèi)星在軌道Ⅱ上運動時機械能守恒，在最遠點和最近點滿足解得則衛(wèi)星在I軌道的P點變軌到Ⅱ軌道至少需對