湖南省長沙市2023-2024學(xué)年高三物理上學(xué)期月考卷試題三含解析

長沙市2024屆高三月考試卷（三）物理本試題卷分選擇題和非選擇題兩部分，共6頁。時(shí)量75分鐘，滿分100分。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共計(jì)24分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.平直公路旁有A、B、C、D、E五個(gè)石墩，一汽車在石墩A處由靜止開始勻加速行駛，途經(jīng)B、C、D、E四個(gè)石墩，如圖所示。已知B到C、C到D、D到E的時(shí)間相等（但時(shí)間未知），BC間距離為，DE間距離為，根據(jù)以上信息，以下說法正確的是（）A.可以求出汽車的加速度大小B.可以求出經(jīng)過C處的速度大小C.可以求出AB之間的距離D.可以求出AE之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知得因T未知，無法求a，A錯(cuò)誤；B．因?yàn)樗杂卸鴦蜃兯僦本€運(yùn)動(dòng)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，故有因T未知，無法求出，B錯(cuò)誤；C．對(duì)A到C過程，有有C正確；D．根據(jù)以上分析，可知對(duì)于運(yùn)動(dòng)時(shí)間只能求出與T的比值，D錯(cuò)誤。故選C。2.如圖所示，質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A、B中間用一輕彈簧相連。A、B的質(zhì)量分別為m和2m，A、B與水平地面上的傾角為的斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為、，且滿足，穩(wěn)定時(shí)，A、B兩物體一起在斜面上勻速下滑，斜面靜止不動(dòng)，則下列說法正確的是（）A.彈簧處于伸長狀態(tài)B.地面對(duì)斜面的摩擦力水平向右C.D.若增大，穩(wěn)定時(shí)A、B兩物體將一起加速下滑【答案】C【解析】【詳解】A．分析A物體，因彈簧對(duì)A必有壓力，彈簧應(yīng)處于壓縮狀態(tài)，A錯(cuò)誤；B．由整體平衡知，地面對(duì)斜面無摩擦力作用，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)AB與彈簧整體受力得C正確；D．由若增大，則故AB整體減速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤。故選C。3.如圖所示，質(zhì)量為M足夠長的斜面體始終靜止在粗糙水平地面上，有一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊在受到方向如圖所示的斜向左下方的拉力F的作用下，沿斜面下滑，此過程中地面對(duì)斜面體的摩擦力方向向左。已知重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A.此過程中斜面體對(duì)地面的壓力等于B.若將力F撤去，小物塊將做勻速運(yùn)動(dòng)C.若將力F撤去，則地面對(duì)斜面體的摩擦力不變D.若將力F減小，則斜面體對(duì)地面的壓力將增大【答案】D【解析】【詳解】A．A．對(duì)斜面體進(jìn)行受力分析，設(shè)斜面體的傾角為，斜面體與物塊和地面的摩擦力分別為f、f0，地面對(duì)斜面體的支持力為N，物塊對(duì)斜面體的壓力為N1，根據(jù)共點(diǎn)力平衡得對(duì)物塊進(jìn)行受力分析，F(xiàn)與斜面的夾角為，根據(jù)共點(diǎn)力平衡得綜上可得即又、為銳角故斜面體對(duì)地面的壓力小于，故A錯(cuò)誤；B．撤去F后，m合力沿斜面向下，所以必沿斜面加速下滑，故B錯(cuò)誤；C．撤去F后斜面受物塊的壓力增大，斜向右方向的作用也增大，故地面對(duì)斜面體摩擦增大，故C錯(cuò)誤；D．減少F時(shí)，物塊對(duì)斜面壓力增大，斜面體對(duì)地面壓力也增大，故D正確。故選D。4.如圖所示，蜘蛛在地面與豎直墻壁之間結(jié)網(wǎng)，蛛絲AB與水平地面之間的夾角為，A點(diǎn)到地面的距離為3m，已知重力加速度g取，空氣阻力不計(jì)，若蜘蛛從豎直墻上距地面2.2m的C點(diǎn)以水平速度跳出，要到達(dá)蛛絲，水平速度至少為（）A.2m/s B.3m/s C.4m/s D.5m/s【答案】C【解析】【詳解】要達(dá)到蛛絲在垂直蛛絲方向位移為根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有解得故選C。5.在地球上觀察，月球和太陽的角直徑（直徑對(duì)應(yīng)的張角）近似相等，如圖所示。地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期約為月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期的13.5倍，地球體積是月球體積的49倍，則地球與太陽的平均密度之比約為（）A.5.3 B.3.7 C.1.2 D.0.3【答案】B【解析】【詳解】月球和太陽半徑分別為和，地月距離和日地距離分別為和，根據(jù)萬有引力提供向心力分別有，聯(lián)立得由密度公式有解得由題中幾何關(guān)系有故故選B6.如圖所示，子彈水平射入放在光滑水平地面上靜止的木塊后不再穿出，此時(shí)木塊動(dòng)能增加了10J，已知木塊質(zhì)量大于子彈質(zhì)量，則此過程中產(chǎn)生的熱量不可能為（）A.20J B.35J C.50J D.120J【答案】A【解析】【詳解】設(shè)子彈初速度，打入木塊后速度v，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有解得打入深度故根據(jù)功能關(guān)系有，故故選A。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7.厄瓜多爾是唯一將首都建在赤道上的國家，首都基多常年氣候溫和。已知在赤道平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的某人造衛(wèi)星的繞行方向與同步衛(wèi)星相同，其軌道半徑為同步衛(wèi)星的四分之一。則關(guān)于該衛(wèi)星以下說法正確的是（）A.運(yùn)行速度是同步衛(wèi)星的4倍B.周期為3小時(shí)C.每天經(jīng)過基多上空7次D.每隔3小時(shí)經(jīng)過基多上空1次【答案】BC【解析】【詳解】A．由萬有引力提供向心力可得，線速度大小為所以即該衛(wèi)星的速度為同步衛(wèi)星的2倍，A錯(cuò)誤；B．由開普勒第三定律得該衛(wèi)星周期為B正確；CD．該衛(wèi)星每天繞地球運(yùn)行8周比地球自轉(zhuǎn)多7周，故通過基多上空7次，經(jīng)過基多上空時(shí)間間隔為。故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。8.一汽車在平直公路是以恒定的功率加速行駛，初速度為，經(jīng)過一段時(shí)間后速度增大到v，這一過程的平均速度為，中間時(shí)刻的速度為，以下關(guān)系正確的是（）A. B. C. D.【答案】AC【解析】【詳解】C．汽車在平直公路以恒定的功率加速行駛，則根據(jù)可知隨著速度增大，牽引力不斷減小，汽車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，則根據(jù)題意做出圖像如下圖。內(nèi)位移滿足故C正確。ABD．與圖中梯形面積相等，故故A正確，B、D錯(cuò)誤。故選AC。9.如圖所示，在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球A和質(zhì)量為的小球B通過輕彈簧相連并靜止，此時(shí)彈簧處于原長狀態(tài)，在小球B的右側(cè)有一豎直擋板（圖中未畫出，擋板和B間距離可調(diào)）；現(xiàn)給A瞬時(shí)沖量，使A獲得速度，當(dāng)小球B與擋板發(fā)生正碰后立刻將擋板撤走，不計(jì)碰撞過程中機(jī)械能損失。則B與擋板碰后的運(yùn)動(dòng)過程中當(dāng)彈簧最短時(shí)的彈性勢能可能是（）A. B. C. D.【答案】BC【解析】【詳解】當(dāng)B碰擋板時(shí)速度為0，則碰后AB總動(dòng)量最大，彈簧最短時(shí)動(dòng)能最大，彈性勢能最小。由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律有若B碰擋板時(shí)速度最大，碰后AB總動(dòng)量最小，當(dāng)兩者共速度動(dòng)能最小，彈性勢能最大。由彈性碰撞知識(shí)可知，B碰前最大速度碰后總動(dòng)量最小為共速時(shí)速度為彈性勢能故選BC。10.如圖，一帶有定滑輪的長方體A放置于粗糙水平地面上，物塊C通過跨過光滑定滑輪的柔軟輕繩與小球B連接，O點(diǎn)為輕繩與定滑輪的接觸點(diǎn)。初始時(shí)，小球B在水平向右的拉力F作用下，使輕繩OB段與水平拉力F的夾角，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將小球向右上方緩慢拉起，并保持夾角不變，從初始位置到使輕繩OB段水平的過程中，長方體與物塊C均保持靜止不動(dòng)，已知小球B的重力為30N，則在此過程中（）A.拉力F逐漸減小B.物塊C受到的摩擦力逐漸減小C.地面對(duì)長方體的支持力逐漸增大D.地面對(duì)長方體的摩擦力先增大后減小，最大值為【答案】BD【解析】【詳解】A．先分析B受力，動(dòng)態(tài)變化如圖，開始時(shí)F水平，最末狀態(tài)繩拉力T水平，這過程中，F(xiàn)一直拉大，T一直減小，F(xiàn)的水平分力先增大，后減小，最大值為F的豎直分力一直增大，故A錯(cuò)誤；B．C物塊受到的摩擦力與繩拉力T等大，故一直減小，故B正確；C．再分析ABC整體知地面支持力一直減小，故C錯(cuò)誤；D．摩擦力與F水平分力等大，故D正確。故選BD。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，11題6分、12題8分，共14分。11.某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，運(yùn)用牛頓第二定律測量滑塊的質(zhì)量M，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：A.懸掛一質(zhì)量為的鉤碼，調(diào)整長木板的傾角，直至輕推滑塊后，滑塊沿長木板向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)；B.保持長木板的傾角不變，取下細(xì)繩和鉤碼，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，然后讓滑塊沿長木板滑下，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖乙所示，圖中相鄰兩點(diǎn)之間均有四個(gè)點(diǎn)未畫出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接頻率為50Hz的交流電源。請回答下列問題：（計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字）（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打下C點(diǎn)時(shí)滑塊的速度________m/s；滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度________。（2）根據(jù)牛頓第二定律，滑塊質(zhì)量應(yīng)為________g（當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣热。?。【答案】?0.514②.0.625③.800【解析】【詳解】（1）[1][2]相鄰兩點(diǎn)之間均有四個(gè)點(diǎn)未畫出，即兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打下C點(diǎn)時(shí)滑塊的速度滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度（2）[3]滑塊受到的合外力等于F=mg則Ma=mg解得12.如圖1，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系。（1）先用天平測出半徑相同的兩個(gè)小球的質(zhì)量、，圖2中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將質(zhì)量較________（填“大”或“小”）的小球作為入射小球，先讓入射球多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測量O、P間距離x。然后，把被碰小球靜置于軌道的水平部分，再將入射球從斜軌上S位置靜止釋放，與小球相碰，并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是________。（填選項(xiàng)前的符號(hào)）A.測量小球開始釋放的高度hB.測量拋出點(diǎn)距地面的高度HC.確定、相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N，并分別測量M和N到O點(diǎn)的距離和（2）若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為________[用（1）中測量的量表示]。（3）經(jīng)測定，，若入射小球落地點(diǎn)的平均位置P距O點(diǎn)的距離為30.00cm，可計(jì)算出被碰小球平拋運(yùn)動(dòng)射程ON的最大值為________cm?！敬鸢浮竣?大②.C③.④.50【解析】【詳解】（1）[1]為保證入射小球不反彈，入射小球的質(zhì)量應(yīng)比被碰小球質(zhì)量大。[2]取向右為正方向，要驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即驗(yàn)證小球離開軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，它們拋出點(diǎn)的高度相等，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，上式兩邊同時(shí)乘以t得可知，實(shí)驗(yàn)需要驗(yàn)證上述等式，則還需要完成的必要步驟為，確定m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N，并分別測量M和N到O點(diǎn)的距離，故C正確，A、B錯(cuò)誤。故選C。（2）[3]根據(jù)[2]中分析可知，若兩球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可表示為（3）[4]當(dāng)兩球發(fā)生彈性碰撞時(shí)，被碰小球獲得速度最大，取向右為正方向，動(dòng)能守恒的表達(dá)式是等式兩邊同時(shí)乘以t2得與[3]中表達(dá)式聯(lián)立可得四、解答題：本題共3小題，13題10分、14題14分、15題18分，共42分。13.如圖所示，兩個(gè)半徑為R的四分之一圓弧構(gòu)成的細(xì)管道ABC豎直固定，下端與光滑水平面相切，其中AB部分粗糙，BC部分光滑，圓心連線水平。水平輕彈簧左端固定在豎直擋板上，右端與質(zhì)量為m的小球接觸（不拴接，小球的直徑略小于管的內(nèi)徑），開始時(shí)彈簧處于鎖定狀態(tài)，具有的彈性勢能為，其中g(shù)為重力加速度。解除鎖定，小球離開彈簧后進(jìn)入管道，經(jīng)C點(diǎn)時(shí)恰好對(duì)軌道無擠壓，從C點(diǎn)拋出后落在水平面上。求（1）小球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的速度大小；（2）小球經(jīng)過AB段時(shí)克服摩擦力所做的功；（3）小球經(jīng)過C點(diǎn)后平拋的水平位移。【答案】（1）；（2）；（3）2R【解析】【詳解】（1）小球離開彈簧后進(jìn)入管道，經(jīng)C點(diǎn)時(shí)恰好對(duì)軌道無擠壓，則有解得（2）由功能關(guān)系可知解得（3）小球從C平拋，落在水平面D點(diǎn)上豎直方向有CD間水平距離為解得14.如圖所示，A為半徑等于R的圓柱體，B、C是用一個(gè)與A完全相同的圓柱體切成的兩個(gè)相同半圓柱體，B、C靠在一起置于水平面上，圓柱體A放在半圓柱體B、C上，A與B和C間的接觸面光滑。已知B、C的質(zhì)量均為m，重力加速度為g。（1）若系統(tǒng)保持靜止?fàn)顟B(tài)，求水平面對(duì)B的支持力N和摩擦力f的大?。唬?）若無論用多大的豎直向下的力作用于A，都能使系統(tǒng)保持靜止，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，求BC與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)應(yīng)滿足的條件；（3）若水平面光滑，將A從如圖所示的位置靜止釋放，求B的最大動(dòng)能及B動(dòng)能達(dá)到最大時(shí)AB圓心連線與豎直方向的夾角的余弦值?！敬鸢浮浚?），；（2）；（3），【解析】詳解】（1）先分析ABC整體，由對(duì)稱性知解得分析A受力如圖，由對(duì)稱性可知根據(jù)平衡條件得解得再分析B，受力如圖，B受到重力mg、A對(duì)B的壓力、水平面對(duì)B的支持力N和摩擦力f由牛頓第三定律可知，則水平方向上，根據(jù)平衡條件可得解得（2）當(dāng)A受到豎直向下的力遠(yuǎn)大于它的重力時(shí)，也將遠(yuǎn)大于重力，B所受重力可忽略不計(jì)，B的受力如圖，要B靜止不動(dòng)，則摩擦力f和支持力N的合力應(yīng)與方向相反，故，解得（3）設(shè)當(dāng)AB中心連線與豎直方向的夾角為時(shí)，A、B、C的速度大小分別為、、。由對(duì)稱知，由系統(tǒng)機(jī)械能守恒可得整理得在A與B、C分離前，由A、B中心距離不變，可得解得A與B、C恰好分離時(shí)，B、C對(duì)A的彈力均為0，B和C的速度達(dá)到最大，即最大當(dāng)即時(shí)，A與B、C恰好分離時(shí)，此時(shí)動(dòng)能15.如圖所示，傾角為的足夠長的粗糙斜面上放置一質(zhì)量為的帶擋板的木板B，木板上有一質(zhì)量與木板相同的小滑塊A，與擋板P的距離為，將小滑塊和木板同時(shí)自靜止釋放，小滑塊A與木板B上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，木板下表面與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，已知滑塊與擋板P間的碰撞都是彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短，各接觸面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，已知小滑塊碰撞擋板前木板保持靜止，重力加速度為，，。求（1）木板下表面與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)至少多大？（2）若木板下表面與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，因AB間的摩擦力而產(chǎn)生的熱量Q等于多少？（3）若木板下表面與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，小滑塊與擋板發(fā)生第一次碰撞后經(jīng)多長時(shí)間不再發(fā)生碰撞？在這一段時(shí)間內(nèi)木板B的位移為多大？【答案】（1）；（2）；（3），【解析】【詳解】（1）要使小滑塊碰撞擋板前木板保持靜止，則得，木板下表面與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（2）小滑塊與擋板發(fā)生第一次碰撞前，由動(dòng)能定理得得，小滑塊與擋板第一次碰撞前的速度為第一次碰撞后，AB的速度分