2023-2024学年湖南省郴州市高三上册物理10月月考模拟试题（含解析）

2023-2024学年湖南省郴州市高三上册物理10月月考模拟试题一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1.电动平衡车越来越受到年轻人的喜爱，如图所示。当人站在电动平衡车上和车一起匀速水平前进的过程中，下列说法中正确的是（）A.人和平衡车的总机械能一直保持不变B.平衡车车轮往往做得比较粗糙是为了减小摩擦力C.人和平衡车匀速运动的速度越快，惯性越大D.平衡车受到的重力和地面对车的支持力是一对平衡力2.人原地起跳方式是先屈腿下蹲，然后突然蹬地向上加速，重心上升后离地向上运动，如果人起跳过程中，重心上升至离地前，其加速度与重心上升高度关系如图所示，那么人离地后重心上升的最大高度可达（g取10m/s2）（）A. B. C. D.3.某同学周末在家大扫除，移动衣橱时，无论怎么推也推不动，于是他组装了一个装置，如图所示，两块相同木板可绕A处的环转动，两木板的另一端点B、C分别用薄木板顶住衣橱和墙角，该同学站在该装置的A处。若调整装置A点距地面的高时，B、C两点的间距，B处衣橱恰好移动。已知该同学的质量为，重力加速度大小取，忽略A处的摩擦，则此时衣橱受到该装置的水平推力为（）A.1680N B.1470N C.875N D.840N4.如图，跨过光滑定滑轮的轻绳一端系着铁球（大小不可忽略，系绳延长线过球心）、一端连在水平台上的玩具小车上，车牵引着绳使球沿光滑竖直墙面从较低处竖直上升。则在球匀速竖直上升且未离开墙面的过程中（）A.绳对球拉力大小变小 B.墙面对球的支持力变小C.玩具小车做加速运动 D.玩具小车做减速运动5.2023年1月9日天文学家发现有史以来距离最近的两个黑洞，相距750光年，设质量大的为A，质量小的为B，它们在彼此之间的引力作用下互相环绕，周期相等，如图所示，不考虑其它星体对它们的作用，下列说法正确的是（）A.A、B的速度之比等于它们质量反比B.A、B组成的系统能量守恒，动量不守恒C.若A、B的间距增大，则周期越小D.若A、B因吞噬物质质量都增大而其中心间距不变，则它们的角速度不变6.如图所示，劲度系数为k竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端与质量为m的物块B连接，质量为2m的物块A叠放在B上，系统处于静止状态。现对物块A施加竖直向上的拉力，使A以加速度0.5g竖直向上做匀加速直线运动直至与B分离，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.拉力刚作用瞬间，拉力的大小为mgB.物块A、B分离时，弹簧弹力大小为2.5mgC.物块A、B分离时，物块的速度大小为D.从开始运动到物块A、B分离的过程中，拉力F做的功为二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）7.如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道OPQ固定在竖直平面内，O点为圆心。P点右侧相距R处固定一个光滑定滑轮G。质量为m的小圆环静止在圆弧轨道底端Q点，现用一根细线系在小圆环上，另一端跨过定滑轮系上质量为M的重物，使细线伸直。将重物由静止释放，小圆环沿圆弧轨道上滑，运动到P点时速度恰好变为零。则（）A.m、M的质量之比为B.重物释放瞬间处于超重状态C.小圆环到达P点后还能返回Q点D.小圆环速度在任意时刻都与重物速度大小相等8.如图甲所示为建筑行业使用的一种小型打夯机，其原理可简化为一个质量为M的支架（含电动机）上由一根长为L的轻杆带动一个质量为m的铁球（铁球可视为质点）在竖直平面内转动，如图乙所示，重力加速度为g。若在某次打夯过程中，铁球以角速度ω匀速转动，则（）A.铁球转动过程中受到向心力的作用B.铁球转动到最低点时，处于超重状态C.铁球做圆周运动的向心加速度始终不变D.若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，则9.如图所示为汽车的加速度和车速的倒数的关系图像，若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s，则（）A.汽车的最大功率为B.汽车匀加速所需时间为4sC.汽车所受阻力为D.汽车在车速为5m/s时，功率为10.如图所示，两端分别固定有小球A、B（均视为质点）的轻杆竖直立在水平面上并靠在竖直墙面右侧处于静止状态。由于轻微扰动，A球开始沿水平面向右滑动，B球随之下降，此过程中两球始终在同一竖直平面内。已知轻杆的长度为l，两球的质量均为m，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A.A球动能最大时对水平面的压力大小等于mgB.竖直墙面对B球的冲量大小为C.A球的最大动能为D.B球的最大动能为三、实验题（本题共2小题，共15分。第11题每空2分，共6分；第12题每空3分，共9分）11.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，各个计数点已经在纸带上标出，图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，其中，，，，，，打点计时器接频率的交流电源。（1）小车的加速度a=________m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度________m/s。（结果均保留两位有效数字）（2）如果交变电流的频率，但当时做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比______。（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。12.某实验小组设计了如图所示的实验装置来测量物体的质量，质量的物体Q通过一根跨过定滑轮的轻质细线连接质量未知的物体P，在外力作用下P、Q处于静止状态，左边竖直放置两个光电门，两个光电门间距为，Q上固定的挡光片宽度为，且Q在运动过程中，挡光片可以从两个光电门中间穿过。某次实验中，将Q从光电门1下方某一位置由静止释放，挡光片通过光电门1的时间为，通过光电门2的时间为，不计绳与滑轮间摩擦和定滑轮的质量，（结果均保留两位有效数字）。（1）Q物体的加速度大小a=________m/s2；（2）P物体的质量m2=________kg；（3）通过该装置还可以验证系统机械能守恒定律，根据该实验装置，验证系统机械能是否守恒的关系式为________（用题中所给物理量或者测量量的符号表示）四、解答题（13题10分，14题15分，15题16分）13.某中学禁止学生骑电动车上、放学，一学生违规驾驶电动车在平直公路上行驶，速度为。突然发现前方35m处静止停放着一辆交通事故车，马上紧急刹车，并以恒定加速度减速行驶，分情况讨论：（1）如果考虑到该名学生看到交通事故时的反应时间为0.1s，通过计算说明，该违规驾驶电动车学生是否会出现安全问题；（2）交通事故车发现后方35m处的学生，马上以速度匀速驾驶离开，两车均不考虑反应时间，求两车相距最近的距离。14.随着生活水平提高，网上购物逐渐增多，为提高效率，快递公司引进了包裹自动分捡设备。如图所示，传送带为自动分捡的一部分，其长为，倾斜角为，以v=9m/s顺时针转动。传送带与包裹之间的动摩擦因数为，可视为质点的包裹由传送带左上方以一定的速度水平抛出，抛出点与传送带顶部的高度差h=0.2m，恰好可以无碰撞地进入传送带顶端，之后沿传送带运动。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：（1）包裹水平抛出时的速度大小；（2）包裹刚抛到传送带上时加速度大小；（3）包裹从抛出到传送带底端的总时间。15.如图所示，P为固定的竖直挡板，质量为3m的长木板A静置于光滑水平面上（A的上表面略低于挡板P下端），质量为m的小物块B（可视为质点）置于长木板A的右端，此时给予长木板A和小物块B的一个冲量，使小物块A和长木板B获得相同的水平初速度v0（第一次共速）。然后物块B与长木板A一起向右运动，在时刻，物块B与挡板P发生了第一次碰撞，经过一段时间物块B与长木板A第二次达到共同速度，之后物块B与挡板P发生了很多次碰撞，最终B恰好相对地面静止（小物块B始终未从长木板A滑下）。已知A、B间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，物块与挡板P发生碰撞时无机械能损失且碰撞时间极短，求：（1）最初时刻，木板A获得冲量大小；（2）A、B第二次达到共同速度时B离A右端的距离；（3）小物块B从第一次碰撞后直至最终静止，该物体B运动的路程。

2023-2024学年湖南省郴州市高三上册物理10月月考模拟试题一、单选题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1.电动平衡车越来越受到年轻人的喜爱，如图所示。当人站在电动平衡车上和车一起匀速水平前进的过程中，下列说法中正确的是（）A.人和平衡车的总机械能一直保持不变B.平衡车车轮往往做得比较粗糙是为了减小摩擦力C.人和平衡车匀速运动的速度越快，惯性越大D.平衡车受到的重力和地面对车的支持力是一对平衡力【正确答案】A【分析】【详解】A．人站在电动平衡车上和车一起匀速水平前进的过程中，动能不变，重力势能不变，故人和平衡车的总机械能一直保持不变，A正确；B．平衡车车轮往往做得比较粗糙是为了增大车轮与地面的最大静摩擦力，避免车轮打滑，B错误；C．惯性只和质量有关，与运动的速度无关，C错误；D．人和平衡车受到的总重力和地面对车的支持力是一对平衡力，D错误。故选A。2.人原地起跳方式是先屈腿下蹲，然后突然蹬地向上加速，重心上升后离地向上运动，如果人起跳过程中，重心上升至离地前，其加速度与重心上升高度关系如图所示，那么人离地后重心上升的最大高度可达（g取10m/s2）（）A B. C. D.【正确答案】C【详解】根据题意，设人刚刚离地时速度，根据公式整理可得则图像围成的面积为，人离地后又有结合图像，联立可得故选C。3.某同学周末在家大扫除，移动衣橱时，无论怎么推也推不动，于是他组装了一个装置，如图所示，两块相同木板可绕A处的环转动，两木板的另一端点B、C分别用薄木板顶住衣橱和墙角，该同学站在该装置的A处。若调整装置A点距地面的高时，B、C两点的间距，B处衣橱恰好移动。已知该同学的质量为，重力加速度大小取，忽略A处的摩擦，则此时衣橱受到该装置的水平推力为（）A.1680N B.1470N C.875N D.840N【正确答案】B【详解】该同学站在A点时，重力产生两个作用效果力、，如图所示设、，与竖直方向夹角为，则有B点分解，如图所示则水平推力为由几何关系得联立并代入数据可得故选B。4.如图，跨过光滑定滑轮的轻绳一端系着铁球（大小不可忽略，系绳延长线过球心）、一端连在水平台上的玩具小车上，车牵引着绳使球沿光滑竖直墙面从较低处竖直上升。则在球匀速竖直上升且未离开墙面的过程中（）A.绳对球的拉力大小变小 B.墙面对球的支持力变小C.玩具小车做加速运动 D.玩具小车做减速运动【正确答案】D【详解】CD．设绳与竖直方向的夹角为，如图所示将球的速度分解，可知沿绳方向的分速度（即绳子的速度）为因球匀速上滑过程中角将增大，所以将减小，故小车做减速运动，故D正确，C错误；AB．球受三力作用处于平衡状态，设球重为G，则绳对球的拉力大小T、墙对球的支持力大小N分别为所以，随的增大，T、N均增大，故AB错误。故选D。5.2023年1月9日天文学家发现有史以来距离最近的两个黑洞，相距750光年，设质量大的为A，质量小的为B，它们在彼此之间的引力作用下互相环绕，周期相等，如图所示，不考虑其它星体对它们的作用，下列说法正确的是（）A.A、B的速度之比等于它们质量反比B.A、B组成的系统能量守恒，动量不守恒C.若A、B的间距增大，则周期越小D.若A、B因吞噬物质质量都增大而其中心间距不变，则它们的角速度不变【正确答案】A【详解】A．设AB质量分别为和，轨道半径分别为和，周期T相等，故可知角速度相等，根据万有引力提供向心力可得故A正确；B．AB在各自的轨道上做匀速圆周运动，系统能量守恒；系统所受合外力为零，动量守恒，故B错误；CD．万有引力提供向心力联立可得故可知若A、B的间距增大，则周期越大；若A、B因吞噬物质质量都增大而其中心间距不变，则它们的周期减小，角速度增大，故CD错误。故选A。6.如图所示，劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端与质量为m的物块B连接，质量为2m的物块A叠放在B上，系统处于静止状态。现对物块A施加竖直向上的拉力，使A以加速度0.5g竖直向上做匀加速直线运动直至与B分离，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.拉力刚作用瞬间，拉力的大小为mgB.物块A、B分离时，弹簧弹力大小为2.5mgC.物块A、B分离时，物块的速度大小为D.从开始运动到物块A、B分离的过程中，拉力F做的功为【正确答案】C【详解】A．拉力刚作用瞬间，以A、B为整体，由于此时弹簧弹力大小等于A、B的总重力，根据牛顿第二定律可得故A错误；B．物块A与物块B恰好分离，A、B间的弹力为0，以物块B为研究对象，由牛顿第二定律得解得故B错误；C．开始物块A、B叠放在弹簧上静止时有解得分离时有解得则上升的高度为由运动学公式得联立解得物块A、B分离时，物块的速度大小为故C正确；D．从开始运动到物块A、B分离的过程中，根据动能定理可得其中联立解得拉力F做的功为故D错误故选C。二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）7.如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道OPQ固定在竖直平面内，O点为圆心。P点右侧相距R处固定一个光滑定滑轮G。质量为m的小圆环静止在圆弧轨道底端Q点，现用一根细线系在小圆环上，另一端跨过定滑轮系上质量为M的重物，使细线伸直。将重物由静止释放，小圆环沿圆弧轨道上滑，运动到P点时速度恰好变为零。则（）A.m、M的质量之比为B.重物释放瞬间处于超重状态C.小圆环到达P点后还能返回Q点D.小圆环的速度在任意时刻都与重物速度大小相等【正确答案】AC【详解】A．由几何关系可知，，在运动过程中，对环和重物组成的系统，根据机械能守恒定律可知解得故A正确；B．重物物释放瞬间，加速度向下，绳子的拉力小于重物重力，处于失重状态，故B错误；C．小圆环由Q点开始运动，到达P点时速度恰好为零，然后小圆环从P点向Q点运动，由于系统机械能守恒，所以小圆环能再次回到Q点，故C正确；D．如图所示当圆环运动到N点时，细线与圆弧相切，圆环速度沿圆弧切线方向，圆环速度大小与重物速度大小相等，在m端细线与圆弧不想切且二者速度不为零的其它位置，二者速度大小都不相等，故D错误。故选AC。8.如图甲所示为建筑行业使用的一种小型打夯机，其原理可简化为一个质量为M的支架（含电动机）上由一根长为L的轻杆带动一个质量为m的铁球（铁球可视为质点）在竖直平面内转动，如图乙所示，重力加速度为g。若在某次打夯过程中，铁球以角速度ω匀速转动，则（）A.铁球转动过程中受到向心力的作用B.铁球转动到最低点时，处于超重状态C.铁球做圆周运动的向心加速度始终不变D.若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，则【正确答案】BD【详解】A．向心力是效果力，并不是铁球受到的力，故A错误；B．铁球转动到最低点时，有竖直向上的加速度，故杆对铁球的拉力大于铁球所受的重力，铁球处于超重状态，故B正确；C．铁球做圆周运动的角速度和半径均不发生变化，由可知，铁球做圆周运动的向心加速度大小不变，但其方向在不断地发生变化，故C错误；D．以支架和铁球整体为研究对象，铁球转动到最高点时，只有铁球有向下的加速度，由牛顿第二定律得解得故D正确。故选BD。9.如图所示为汽车的加速度和车速的倒数的关系图像，若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s，则（）A.汽车的最大功率为B.汽车匀加速所需时间为4sC.汽车所受阻力为D.汽车在车速为5m/s时，功率为【正确答案】CD【详解】AC．根据牛顿第二定律可得汽车的功率为解得汽车由恒定的加速度启动，先做匀加速直线运动，当时，功率达到额定功率，此后保持额定功率不变做加速度减小的变加速直线运动，当加速度等于零时，速度为，此后做匀速直线运动，结合图像可得代入数据解得，故A错误，C正确；B．匀加速运动的时间为故B错误；D．汽车匀加速直线运动的牵引力为汽车在车速为5m/s时正处于匀加速直线运动的阶段，汽车的瞬时功率为故D正确。故选CD。10.如图所示，两端分别固定有小球A、B（均视为质点）的轻杆竖直立在水平面上并靠在竖直墙面右侧处于静止状态。由于轻微扰动，A球开始沿水平面向右滑动，B球随之下降，此过程中两球始终在同一竖直平面内。已知轻杆的长度为l，两球的质量均为m，重力加速度大小为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A.A球动能最大时对水平面的压力大小等于mgB.竖直墙面对B球的冲量大小为C.A球的最大动能为D.B球的最大动能为【正确答案】AD【详解】AC．假设小球B能一直沿着墙面向下运动，设轻杆与水平方向的夹角为θ时，两小球的速度大小分别为、，根据关联速度知识，两小球沿杆方向速度相等，可得解得由根据机械能守恒，有运用数学知识，整理得当时取等号，说明小球A的动能先增大后减小，即杆中先存在挤压的内力，之后出现拉伸的内力，当杆中内力为0时，A球的动能最大，最大动能为此时对水平面的压力大小等于mg，故A正确，C错误；B．当杆中存在挤压的内力，此时墙壁对B球有冲量，又由于在运动过程中B球水平方向速度始终为零，所以竖直墙面对B球的冲量大小等于杆对B球在水平方向的冲量大小，进一步可知竖直墙面对B球的冲量大小等于杆对A球在水平方向的冲量大小，该过程就是A球获得最大动量过程，由动量定理，可知故B错误；D．分析可知B球着地时的动能最大，由于杆中先存在挤压的内力，之后出现拉伸的内力，当杆中内力为0时，B球与竖直墙面分离，分离后两球在水平方向动量守恒，设B球着地时A球的速度大小为，则有解得整个过程根据能量守恒，可得B球的最大动能为故D正确。故选AD。三、实验题（本题共2小题，共15分。第11题每空2分，共6分；第12题每空3分，共9分）11.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，各个计数点已经在纸带上标出，图中每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，其中，，，，，，打点计时器接频率的交流电源。（1）小车的加速度a=________m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度________m/s。（结果均保留两位有效数字）（2）如果交变电流的频率，但当时做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比______。（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【正确答案】①.0.80②.0.40③.偏小【详解】（1）[1]电火花计时器工作电压交流220V，它们正常工作时，频率为50Hz；每相邻两个计数点间还有4个点，则两点的时间间隔为0.1s；由逐差法可以得代入数据解得[2]打点计时器在打B点时小车的速度为代入数据解得（2）[3]如果在某次实验中，交流电的频率f>50Hz，则实际打点周期变小，根据运动学公式可知真实的加速度值就会偏大，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小。12.某实验小组设计了如图所示的实验装置来测量物体的质量，质量的物体Q通过一根跨过定滑轮的轻质细线连接质量未知的物体P，在外力作用下P、Q处于静止状态，左边竖直放置两个光电门，两个光电门间距为，Q上固定的挡光片宽度为，且Q在运动过程中，挡光片可以从两个光电门中间穿过。某次实验中，将Q从光电门1下方某一位置由静止释放，挡光片通过光电门1的时间为，通过光电门2的时间为，不计绳与滑轮间摩擦和定滑轮的质量，（结果均保留两位有效数字）。（1）Q物体的加速度大小a=________m/s2；（2）P物体的质量m2=________kg；（3）通过该装置还可以验证系统机械能守恒定律，根据该实验装置，验证系统机械能是否守恒的关系式为________（用题中所给物理量或者测量量的符号表示）【正确答案】①.8.0②.9.0③.【详解】（1）[1]挡光片通过光电门1、2的速度分别为，根据速度位移公式有由题给数据解得（2）[2]设运动过程中绳的拉力为T，则对P分析有对Q分析有联立并代入数据解得（3）[3]若系统满足机械能守恒，则有将，代入，则有四、解答题（13题10分，14题15分，15题16分）13.某中学禁止学生骑电动车上、放学，一学生违规驾驶电动车在平直公路上行驶，速度为。突然发现前方35m处静止停放着一辆交通事故车，马上紧急刹车，并以的恒定加速度减速行驶，分情况讨论：（1）如果考虑到该名学生看到交通事故时的反应时间为0.1s，通过计算说明，该违规驾驶电动车学生是否会出现安全问题；（2）交通事故车发现后方35m处的学生，马上以速度匀速驾驶离开，两车均不考虑反应时间，求两车相距最近的距离。【正确答案】（1）会，详见解析；（2）11m【详解】（1）由题意，可得该学生在反应时间内前进的距离为设刹车距离为x，由得因为所以会出现安全问题。（2）两车速度相等时，距离最近，有最近距离联立解得14.随着生活水平提高，网上购物逐渐增多，为提高效率，快递公司引进了包裹自动分捡设备。如图所示，传送带为自动分捡的一部分，其长为，倾斜角为，以v=9m/s顺时