2024年北京八一學(xué)校高三（上）10月月考物理試題及答案

北京市八一學(xué)校月月考試題高三物理2024.10說明：本試卷共8分?？荚嚂r(shí)長(zhǎng)90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題紙上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題紙一并交回。第一部分本部分共10題，每題3分，共30分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的題只有一個(gè)選32不答的得0分。把正確的答案填涂在答題紙上。1．如圖1所示，兩個(gè)完全相同的物塊1和物塊2之間用輕彈簧連接，用一根不可伸長(zhǎng)的輕軟細(xì)繩懸掛在天花板上并保持靜止。剪斷細(xì)繩的瞬間，物塊1和物塊2的大小分別為a和a。已知重力加速度為g。下列說法正確的是121A．a(chǎn)＝gB．a(chǎn)＞gC．a(chǎn)＝0Da2＞g2圖122QPQM點(diǎn)位于“赤道”上，O為球心。下列說法正確的是AQP的線速度大小相等地軸轉(zhuǎn)動(dòng)方向P·BQM的角速度大小相等·OMCP、M的向心加速度大小相等·QDPM的向心加速度方向均指向O3F作用下沿水平桌面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體質(zhì)量為m圖2因數(shù)為，重力加速度為，在物體移動(dòng)距離為x的過程中（A.摩擦力做功大小與F方向無關(guān)）B.合力做功大小與F方向有關(guān)C.F為水平方向時(shí)，F(xiàn)做功為D.F做功的最小值為44向跟地鐵前進(jìn)方向垂直。由此判斷該地鐵在此段時(shí)間內(nèi)，可能左右A．向左加速駛出地鐵站B．向左減速駛?cè)氲罔F站C．向右加速駛出地鐵站D．向右減速駛?cè)氲罔F站圖45．如圖5所示，水平面上有3個(gè)完全相同的物塊、B和C，它們?cè)谒酵屏的作用下沿水平面一起加速運(yùn)動(dòng)。設(shè)它們與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，運(yùn)動(dòng)過程中物塊A和B之間的作用力大小為F、物塊B和C之間的作用力大小為FF2，下列說法正確的是ABCAμ0F＝F2．若＝，則F＝3F2D．若≠，則F＝3F2圖5Cμ0F＝2F26．如圖6所示，在傾角為θ的斜面上，質(zhì)量為m的物塊受到沿斜面向上的恒力F的作用，沿斜面以速度v勻速上升了高度hμg。關(guān)于上述過程，下列說法正確的是mA．合力對(duì)物塊做功為0vh1B．合力對(duì)物塊做功為mv2Fm2θhsin圖6C．摩擦力對(duì)物塊做功為?D．恒力F與摩擦力對(duì)物塊做功之和為mgh7．科學(xué)家在南天水蛇座發(fā)現(xiàn)由1HD10180”的恒星和7顆繞其旋轉(zhuǎn)的行星組成的WHD10180W繞“HD10180WHD10180轉(zhuǎn)軌道和地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)軌道都可看作圓。由上述信息可求AHD10180”與太陽(yáng)的質(zhì)量之比B．恒星“HD10180”與太陽(yáng)的平均密度之比C．行星W與地球的質(zhì)量之比D．行星W與地球的平均密度之比8＝0為正方向，忽略空氣阻力，圖7中能正確反映該物體的動(dòng)量p隨時(shí)間、動(dòng)能Ek隨位移x變化的圖像是ppEkEkOOOOxttxABCD圖79．輕彈簧的兩端分別與物塊B相連，它們靜止在光滑水平地面上?，F(xiàn)使物塊A以水平向右的速度v08化的規(guī)律如圖8乙所示。下列說法正確的是vA．＝1時(shí)，物塊A和B的加速度大小相等v00.75v0AB．＝2時(shí)，物塊A的速度大小為0.25v0v0Ct～t23D．t～t內(nèi)，彈簧對(duì)兩物塊做的功相等ABB23Ot1t2t3t甲乙圖8108kθAAB質(zhì)v量均為m的力F拉動(dòng)物塊，使B做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng)，AB兩物塊在開始一段時(shí)間內(nèi)的v-t關(guān)系分別對(duì)應(yīng)圖乙中AB圖線（1時(shí)刻ABBFB21AAθ0t1t2t甲乙2時(shí)刻對(duì)應(yīng)A圖8力加速度為g?????????AA、B兩物塊在開始運(yùn)動(dòng)時(shí)間1=√后兩物體開始分離??2(?????????)B．從開始到1時(shí)刻，物體B所受合外力的沖量為?=??√??(??????)2?3(??)2+2?2??????2?C．從開始到1時(shí)刻，拉力F做的功為?=√D．以上結(jié)果均不對(duì)第二部分本部分共8題，共（510B為兩個(gè)半徑相m和mmmO點(diǎn)是水平軌道末端在水平地面上的投影。1212實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓入射小球A多次從斜軌上位置S由靜止釋。然后把被碰小球BA從斜軌上位置S由靜止釋放，與小球BM、N程和。ASB重垂線mmOMOPON12應(yīng)滿足表達(dá)式_________。OMPN圖10（OMON還應(yīng)滿足ONOM_____OP1。A.小車質(zhì)量相同，鉤碼質(zhì)量不同B.小車質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量相同C.小車質(zhì)量不同，鉤碼質(zhì)量不同aM（2）某同學(xué)為了定量驗(yàn)證(1)中得到的初步關(guān)系，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并得到小車加速度與質(zhì)量的7組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如下表所示。在圖2所示的坐標(biāo)紙上已經(jīng)描好了6組數(shù)據(jù)點(diǎn)，請(qǐng)將余下1a?的一組數(shù)據(jù)描在坐標(biāo)紙上，并作出圖像。M次數(shù)1234567()2a/ms0.620.560290.480.330.400.320.240.15M/0.250.400.500.711.00（3）在探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)之前，需要思考如何測(cè)“力”。請(qǐng)?jiān)趫D3中畫出小車受力的示意圖。為了簡(jiǎn)化“力”的測(cè)量，下列說法正確的是：__________（選填選項(xiàng)前的字母A．使小車沿傾角合適的斜面運(yùn)動(dòng)，小車受力可等效為只受繩的拉力B．若斜面傾角過大，小車所受合力將小于繩的拉力C．無論小車運(yùn)動(dòng)的加速度多大，砂和桶的重力都等于繩的拉力D．讓小車的運(yùn)動(dòng)趨近于勻速運(yùn)動(dòng)，砂和桶的重力才近似等于繩的拉力（4）落體運(yùn)動(dòng)是特殊的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。在研究落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，伽利略認(rèn)為最簡(jiǎn)單的猜想就是速度v正比于通過的位移x或者所用的時(shí)間v正比于位移x的運(yùn)動(dòng)過程是不可能的，論證過程如下：x若速度正比于位移，設(shè)物體通過位移x時(shí)的速度為v，所用時(shí)間1=；通過2v2x2vx倍位移2x時(shí)的速度按比例應(yīng)為vt2==1段位v移xt與通過全程2x的時(shí)間t2段位移x不需要時(shí)間的12荒謬結(jié)論。v不能正比于位移請(qǐng)說明理由。13（814m＝2.0kg＝20N、與水平方向成θ＝37°角斜向上的拉力，使物塊沿水平地面做勻加速F直線運(yùn)動(dòng)。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝，sin37o＝0.60，cos37o＝，取重力加速度g10m/s2。（1）畫出物塊受力的示意圖；θ圖14（2）求物塊加速度的大小a；（32.0s內(nèi)拉力F對(duì)物塊做的功W及2.0s末拉力F對(duì)物塊做功的瞬時(shí)功率。14（8θ37°的段和水平BCB所示。用一質(zhì)量m＝60.0kgK（可視為質(zhì)點(diǎn)）代替載有人的氣墊，滑塊K從A點(diǎn)由靜止釋放后沿＝2.0m/s2AB段長(zhǎng)度L＝25.0m，sin37°＝，cos37°＝0.80，取重力加速度＝10m/s2，忽略空氣阻力。（1）求滑塊K與段滑道的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；（2A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，滑塊K所受重力沖·量的大小I；K（3）若滑塊K與段滑道的動(dòng)摩擦因數(shù)仍為μ。滑塊K滑下后，必須在Cd。KθB·C圖15158分）環(huán)保人員在一次檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，有一根排污管正在沿水平方向向河道內(nèi)排出大量污水，如圖16所示。水流穩(wěn)定時(shí)，環(huán)保人員測(cè)出了管口中心到河面的高度H，噴出污水的水平射程為，管口的直徑為DD遠(yuǎn)小于管口H度相同，忽略空氣阻力，已知重力加速度為。求：（1）污水從排污管噴出時(shí)初速度的大小v；（2）污水落至河面時(shí)速度的大小v；DHL（3）由管口至河面間空中污水的體積。圖16169分）如圖所示，段是長(zhǎng)為R的粗糙水平軌道，段是半徑為R的光滑豎直半圓形軌道，兩段軌道在B點(diǎn)處平滑連接，質(zhì)量均為m的滑塊1和滑塊2分別靜止于ABF對(duì)滑塊16的初速度沿軌道2運(yùn)動(dòng)并通過C已知兩滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4沿豎直方向，重力加速度為，滑塊1和2均可視為質(zhì)點(diǎn)。求：（1F對(duì)滑塊1所做的功W；（2）滑塊1和滑塊2組成的系統(tǒng)在碰撞過程中損失的機(jī)械能E損；（3）滑塊1和滑塊2C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大小F。CR滑塊1滑塊2AB圖1717（10mR的高空繞在繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)很多圈之后，其軌道的高度下降了△HH<<R，所以可以將衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的每一圈均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)地球可看成質(zhì)量為M的均勻球體，萬有引力常量為GrGMm的勢(shì)能可表示為EP=?。r（1）求人造衛(wèi)星在軌道半徑為R的高空繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期；（2）某同學(xué)為估算稀薄空氣對(duì)衛(wèi)星的阻力大小，做出了如下假設(shè)：衛(wèi)星運(yùn)行軌道范圍內(nèi)稀薄空氣的密度為ρ所有的顆粒原來都靜止，它們與人造衛(wèi)星在很短時(shí)間內(nèi)發(fā)生碰撞后都具有與衛(wèi)星相同的速推導(dǎo)：①估算空氣顆粒對(duì)衛(wèi)星在半徑為R軌道上運(yùn)行時(shí)，所受阻力F大小的表達(dá)式；②估算人造衛(wèi)星由半徑為R的軌道降低到半徑為△H的軌道的過程中，衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)圈數(shù)n的表達(dá)式。18分）壓強(qiáng)表示單位面積上壓力的大小，是物理學(xué)中的重要概念。（1）請(qǐng)導(dǎo)出壓強(qiáng)的單位（帕）與基本單位（千克）和s（秒）之間的關(guān)系。（2）單個(gè)粒子碰撞在某一平面上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)短暫的作用力，而大量粒子持續(xù)碰撞會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的作用力。一束均勻粒子流持續(xù)碰撞一平面，設(shè)該束粒子流中每個(gè)粒子的質(zhì)量均為mn平面碰撞后均不反彈，忽略空氣阻力，不考慮粒子所受重力以及粒子間的相互作用。求粒子流對(duì)該平面所產(chǎn)生的壓強(qiáng)p。（3）理論上可以證明：質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的萬有引力為零。利用該規(guī)律可給出一種計(jì)算恒星中心壓強(qiáng)的模型：恒星內(nèi)部的熱核反應(yīng)會(huì)向外輻射大量的電磁波，當(dāng)輻射所產(chǎn)生的擴(kuò)張壓力與萬有引力所產(chǎn)生的收縮壓力平衡時(shí)，恒星便穩(wěn)定下來。設(shè)想處于穩(wěn)定狀態(tài)的恒星是一質(zhì)量分布均勻、密度為ρ、半徑為R的球體。選取該恒星內(nèi)部一距恒星中心為（Rr遠(yuǎn)小于A20Ap力常量為G。忽略其它天體的影響。外Ar內(nèi)rOr恒星中心圖20圖21prpra．推導(dǎo)和r之間的關(guān)系式，并在圖中定性畫出隨r變化的圖像；b．若恒星表面處擴(kuò)張壓力所產(chǎn)生的壓強(qiáng)為零，求恒星中心處的壓強(qiáng)pC。北京市八一學(xué)校月月考試題參考答案高三物理2024.10第一部分共1033032錯(cuò)或不答的得0分。題號(hào)答案12345678910BCBDADACACDAABCBC第二部分共8705（1mOP＝mOMmON112（212（(1).B(2).(3).AD（4得分）138）如答圖1所示；（2）將答圖1中的拉力F分別沿水平和豎直方向進(jìn)行分解，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，可得Fcos?f=N+Fsin?=0物體所受滑動(dòng)摩擦力大小為θff=FN聯(lián)立上述三式，可得Fmga=sin(cos+)?g=6m/s2m答圖11x==12m2（3）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，可得214（8mgmgsin?f=maN?mgcos=0物體所受滑動(dòng)摩擦力大小為f=FN聯(lián)立上述三式，可得sincosa=?=0.5gcos1L=at2t=，解得（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有2因此可得滑塊K所受重力的沖量大小Img·＝3000N·s。v==（3）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，可得物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小at10m/s設(shè)滑塊K在段所受滑動(dòng)摩擦力大小為，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，可得滑塊f'KBC在f'a'===g=/s2段上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小mmv2所以物體停下所需距離d==10m。2a'1581方向分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)污水從離開管口到落入水中所用時(shí)間為，有1H=gt22L=v0tg2Hv0=L（2）設(shè)污水落入河道水面上時(shí)，豎直方向分速度大小為vyvy=gt=2gHv0v根據(jù)答圖2中所示幾何關(guān)系，有vy24H2v=v2+v2=2gH1+答圖20y（3）單位時(shí)間內(nèi)，從管口噴出的污水的體積D2LgQ=v0S=42H因此空中污水的體積為DL2A==412169）設(shè)滑塊1的初速度為v0，根據(jù)動(dòng)能定理，有W=（2）滑塊1從AB的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理，有mv2=18mgR112?=mv2B?m022可解得滑塊12碰前的速度大小v=B42gR。設(shè)滑塊1和2碰后的共同速度為v，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有mvB=2mv碰撞過程中損失的能量為112E=mvB2?2mv2損2聯(lián)立以上三式，可得E8mgR。（3B到C的過程中，只有重力做功，因此該過程機(jī)械能守恒，有1212mv2=22R+2mv2C2v=C2。解得根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，在C點(diǎn)，對(duì)滑塊1和2組成的整體有v2CR支+2=2mF支6mg因?yàn)榛瑝K1和2對(duì)軌道的壓力與其所受支持力為作用力與反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，有FF6mg。壓支17（R軌道運(yùn)行的周期為T，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律GMm4π24πR32=mR（2分）解得：T=有：（1R2T2GM（2At從圖中的實(shí)線位置運(yùn)動(dòng)到了圖中的虛線位置，該空間區(qū)域的稀薄空氣顆粒的質(zhì)量為m=t（1以這部分稀薄空氣顆粒為研究對(duì)象，碰撞后它們都獲得了速度vFt=空氣顆粒的平均作用力大小為F，根據(jù)動(dòng)量定理有：（分）1GMmv2AGMvA根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有：=mF=R2RRAGM根據(jù)牛頓第三定律，衛(wèi)星所受的阻力大小=F=1分）R②設(shè)衛(wèi)星在R軌道運(yùn)行時(shí)的速度為v、動(dòng)能為E、勢(shì)能為E、機(jī)械能為E，1k1p11GMmv12根據(jù)牛頓定律和萬有引力定律有：=mR2R1GMm?=E=2，勢(shì)能E衛(wèi)星的動(dòng)能k1P1R2GMm解得：12R衛(wèi)星高度下降ΔH，在半徑為（R-H）軌道上運(yùn)行，GMm同理可知其機(jī)械能E2?=?)(2GMm11?RH衛(wèi)星軌道高度下降ΔH，其機(jī)械能的改變量E?=(?)（12衛(wèi)星機(jī)械能減少是因?yàn)榭朔諝庾枇ψ隽斯?。設(shè)衛(wèi)星在沿半徑為R的軌道運(yùn)行一周過程中稀薄空氣顆粒作用于衛(wèi)星的阻力做的功為W0，利用小量累