河南省部分名校2024-2025学年高三上学期第一次联考物理试题

高三年级物理月考试卷（一）满分：100分考试时间：75分钟一、单选题（共8小题，每小题4分，共32分）1.如图所示的装置中，物体A、B的质量mA>mB．最初，滑轮两侧的轻绳都处于竖直方向，现用水平力F向右拉A，使B匀速上升．设水平地面对A的摩擦力为Ff，绳对A的拉力为FT，A所受合力为F合，则在A向右运动的过程()A.F合＝0，Ff变小，FT变大B.F合≠0，Ff变大，FT不变C.F合＝0，Ff变大，FT不变D.F合≠0，Ff变小，FT变大2.如图所示，套在竖直细杆上的轻环A由跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，施加外力让A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平的N位置，已知AO与竖直杆成θ角，则()A.刚开始时B的速度大小为vcosθB.A匀速上升时，重物C.重物B下降过程，绳对B的拉力小于B的重力D.A运动到位置N时，B的速度大小为03.如图所示，小球从斜面的顶端以不同的初速度沿水平方向抛出，落在倾角一定、足够长的固定斜面上.不计空气阻力，下列说法错误的是()A.小球落到斜面上时的速度大小与初速度大小成正比B.小球运动到距离斜面最远处所用的时间与初速度大小成正比C.当用一束平行光垂直照射斜面，小球在斜面上的投影做匀加速直线运动D.初速度越大，小球落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角越大4.钩码M悬挂在拉力传感器N的下方，如图所示，以下说法中正确的是()A.M拉传感器N的力与N拉钩码M的力是一对平衡力B.M受地球的吸引力与N对M的拉力是一对作用力和反作用力C.M拉N与N拉M的力同时产生，但性质可以不相同D.M拉N与N拉M的力是同时产生的一对作用力和反作用力5.自行车用链条传动来驱动后轮前进，如图是链条传动的示意图，两个齿轮俗称“牙盘”。A、B、C分别为牙盘边缘和后轮边缘上的点，大齿轮半径为r1、小齿轮半径为r2、后轮半径为r3。下列说法正确的是()A.A、B两点的角速度相等B.B、C两点的线速度大小相等C.大、小齿轮的转速之比为D.在水平路面匀速骑行时，脚踏板转一圈，自行车前进的距离为2πr36.如图所示，轻弹簧两端拴接两个质量均为m的小球a、b，拴接小球的细线固定在天花板上，两球静止，两细线与天花板的夹角均为α＝30°，弹簧水平，重力加速度为g，下列说法正确的是()A.细线的拉力大小为mgB.弹簧的弹力大小为32C.剪断左侧细线的瞬间，小球b的加速度为0D.剪断左侧细线的瞬间，小球a的加速度为127.如图所示，两木块的质量分别为m1和m2，两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2，上面木块压在上面的轻质弹簧上(但不拴接)，整个系统处于平衡状态，重力加速度为g.现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面的轻质弹簧，在此过程中上面木块移动的距离为()A.m1gk1B.m2gk2C.m1g8.一物体沿直线运动，以s表示其相对出发点(即坐标原点)的位移，一段时间内物体的s－t图像如图所示，曲线在s2处的切线与t轴交点的横坐标为t0，下列说法正确的是()A.t＝0时刻物体在坐标原点B.0～t2时间内，物体的速度越来越大C.t2～t3时间内物体的速度方向与t3～t4时间内物体的速度方向相反D.t1时刻物体的速度大小为二、多选题（共4小题，每小题4分，共16分。选对但不全得2分，全对得4分，有错选不得分）9.载着登陆舱的探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹如图，其中轨道I、Ⅲ为椭圆，轨道Ⅱ为圆，探测器经轨道I、Ⅱ、Ⅲ运动后在Q点登陆火星，O点是轨道I、Ⅱ、Ⅲ的交点，轨道上的O、P、Q三点与火星中心在同一直线上，O、Q两点分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点。已知火星的半径为R，OQ=4R，轨道Ⅱ上经过O点的速度为v，下列说法正确的有（）A.在相等时间内，轨道I上探测器与火星中心的连线扫过的面积与轨道Ⅱ上探测器与火星中心的连线扫过的面积相等B.探测器在轨道I上运动时，经过O点的速度大于vC.探测器在轨道Ⅲ上运动时，经过O点的加速度小于D.在轨道Ⅱ上第一次由O点到P点与轨道Ⅲ上第一次由O点到Q点的时间之比是3∶410.如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是()A.质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角大于90°B.质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C.质点经过D点时的加速度比B点的大D.质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小11.如图甲、乙所示，细绳拴一个质量为m的小球，小球分别用固定在墙上的轻质铰链杆和轻质弹簧支撑，平衡时细绳与竖直方向的夹角均为53°，轻杆和轻弹簧均水平。已知重力加速度为g，sin53°=0.8，cos53°=0.6。下列结论正确的是()A.甲、乙两种情境中，小球静止时，细绳的拉力大小均为4B.甲图所示情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为gC.乙图所示情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为5D.甲、乙两种情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小均为512.如图甲所示，质量为m的木块在斜向左上方的推力F的作用下沿着竖直墙面向下匀速运动。已知木块与墙面间的动摩擦因数恒为μ(μ<1)，设推力F与墙面间的夹角为α，在α从0°逐渐增大到90°的过程中，木块始终未离开墙面且保持速度不变。把支持力与滑动摩擦力看成一个力F0，重力加速度为g，四力平衡可以等效为三力平衡，其矢量三角形如图乙所示，下列说法正确的是()A.F0与竖直方向的夹角是定值，且有tanθ=1B.推力F与重力mg的合力与水平方向的夹角为θC.推力F的最小值为mgsinθD.推力F的最大值为mg三、实验题（共2小题,共14分）13.(4分)为了验证机械能守恒定律，同学们设计了如下的实验：(1)不计挡光片的质量，所用钩码的质量相同，如图所示，由静止释放钩码A、B、C，实验测得，释放钩码时挡光片距光电门的距离为h，挡光片遮光的时间为t，挡光片宽度为d.若系统机械能守恒，则需要验证：h＝________(用物理量字母表示，已知当地的重力加速度为g)；(2)下列建议中能对减小该实验误差有作用的是________．A．绳子越长越好B．使用质量小且结实的绳子C．尽量保证钩码只沿竖直方向运动，不要摇晃14.(10分)甲、乙两物理兴趣小组采用不同的实验方案分别完成了“探究加速度与力、质量的关系”的实验。(1)如图是甲组同学实验时打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02s，1、2、3、4、5是他们选取的计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出。结合图中给出的数据，求出小车运动加速度的大小为__________m/s2。(计算结果保留2位有效数字)(2)乙组同学设计了如图所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像。他们在轨道水平的情况下做了实验，得到a-F图像，如图所示。(已知当地重力加速度为①下列操作或说法正确的是。(选填选项前的字母)A．本实验不需要测出重物的总质量B．连接滑块的细线必须与轨道保持平行C．为减小误差，实验中一定要保证重物的质量远小于滑块和位移传感器发射部分的总质量②若a-F图像的斜率为k，纵轴截距为-b(b>0)，则滑块和位移传感器发射部分的总质量m=，滑块和轨道间的动摩擦因数μ=③经分析，a-F图像在纵轴有截距的原因是轨道摩擦的影响，请你提出一种可以从理论上让a-四、计算题（共3小题，共38分）15．(10分)如图所示，火箭内平台上放有测试仪，火箭从地面启动后，以加速度g2(g为地面附近的重力加速度)竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪对平台的压力为启动前压力的1718.已知地球的半径为16．(12分)我校物理兴趣小组的同学决定举行遥控赛车比赛，比赛路径如图所示。可视为质点的赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道，并通过半圆轨道的最高点C，才算完成比赛。B是半圆轨道的最低点，水平直线轨道和半圆轨道相切于B点。已知赛车质量m＝0.5kg，通电后以额定功率P＝2W工作，进入半圆轨道前电动机已停止工作，进入竖直圆轨道前受到的阻力大小恒为f＝0.4N，随后在运动中受到的阻力均可不计，L＝10.00m，R＝0.32m(g取10m/s2)。求：(1)要使赛车完成比赛，赛车在半圆轨道的B点速度至少多大；(2)要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间；(3)若电动机工作时间为t0＝5s，当R为多少时赛车既能完成比赛且飞出的水平距离又最大，水平距离最大是多少。17．(16分)如图所示，一足够长的倾斜传送带以速度顺时针匀速运动，传送带与水平方向的夹角。质量为的小物块(底部有墨粉)和质量为的小物块Q由跨过光滑定滑轮不可伸长的轻绳连接，小物块与定滑轮间的轻绳与传送带平行。某时刻小物块P从传送带顶端以初速度冲上传送带(此时P、Q的速率相等)，整个运动过程中物块Q都没有上升到定滑轮处。已知小物块P与传送带间的动摩擦因数0.5，不计滑轮质量，，，重力加速度取。求：(1)小物块P刚冲上传送带时，轻绳的拉力大小；(2)小物块Q上升的最大高度；(3)小物块P从冲上传送带到速度减为零的过程中，传送带上留下的墨迹长度。参考答案1.【答案】B【解析】隔离B物体对B受力分析有FT＝mBg，则FT保持不变．隔离A物体对A受力分析如图甲所示，设绳与水平方向夹角为θ，则随着A物体右移，θ变小，由竖直方向受力平衡可以判断支持力变大，由Ff＝μFN，得Ff变大．将A物体的速度分解如图乙所示，有vB＝vAcosθ，随着θ变小，cosθ变大，vB不变，故vA变小，A物体的速度时刻改变，必有F合≠0，故B项正确．2.【答案】D【解析】如图所示，v为A合运动的速度，根据它的实际运动效果，两分速度分别是va、vb，其中va等于重物B的速度vB(同一根绳子，大小相同)，刚开始时B的速度为vB＝vcosθ；当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时，va＝0，所以B的速度vB＝0，故A错误，D正确；A匀速上升时，夹角θ逐渐增大，由公式vB＝vcosθ，可知B做减速运动，由牛顿第二定律可知，绳对B的拉力大于B的重力，故B、C错误.3.【答案】D【解析】根据题意可得tanθ＝yx＝12gt2v0t＝gt2v0，小球落在斜面上的竖直分速度为vy＝gt＝2v0tanθ，根据平行四边形定则可知落在斜面上的速度为v＝v01+4tan2θ，可知小球落到斜面上时的速度大小与初速度大小成正比，故A正确；当小球的速度方向与斜面平行时，距离斜面最远，根据题意可得tanθ＝vyvx＝4.【答案】D【解析】M拉传感器N的力与N拉钩码M的力是一对作用力和反作用力，故A错误；M受地球的引力和M对地球的引力是一对作用力和反作用力，故B错误；M拉N与N拉M的力是一对作用力和反作用力，同时产生、同时变化、同时消失，是同种性质的力，故C错误，D正确。5.【答案】D【解析】A、B两点属于皮带传动，线速度大小相等，因为半径不同，所以角速度不相等，故A错误；B、C两点属于同轴转动，角速度相等，因为半径不同，所以线速度大小不相等，故B错误；转速之比为＝＝＝，故C错误；脚踏板转动一圈，自行车前进的距离为s＝×2πr3＝2πr3，故D正确。6.【答案】C【解析】对小球a，根据共点力平衡条件可得，细线的拉力FT＝mgsinα＝2mg，弹簧的弹力F＝FTcos

α＝3mg，选项A、B错误；剪断左侧细线的瞬间，弹簧的弹力不变，故小球b所受的合力为0，加速度为0，选项C正确；剪断左侧细线的瞬间，弹簧的弹力不变，小球a所受的合力大小F合＝FT＝2mg，根据牛顿第二定律得a＝2g，选项7.【答案】C【解析】最初状态时，设弹簧k1压缩量为x1，k2压缩量为x2.根据胡克定律和平衡条件得：对m1：m1g＝k1x1，对m1、m2整体：(m1＋m2)g＝k2x2，则得x1＝m1gk1，x2当上面弹簧恢复原长时，设弹簧k2压缩量为x3对m2：m2g＝k2x3，得：x3＝m则上面木块移动的距离：x＝x1＋x2－x3＝m1gk1＋8.【答案】D【解析】根据题图可知，t＝0时刻物体在距离坐标原点s1位置，A错误；s－t图像的斜率表示物体的速度大小，0～t2时间内，图线的斜率先增大后减小，则0～t2时间内物体的速度先增大后减小，B错误；根据s－t图像斜率的正负表示物体的速度方向可知，t2～t3时间内物体的速度方向与t3～t4时间内物体的速度方向相同，C错误；t1时刻物体的速度大小为v＝＝，D正确。9.【答案】BD【解析】根据开普勒第二定律，在同一轨道上探测器与火星中心的连线在相等时间内扫过相等的面积，在两个不同的轨道上，不具备上述关系，即在相等时间内，轨道Ⅰ上探测器与火星中心的连线扫过的面积与轨道Ⅱ上探测器与火星中心的连线扫过的面积不相等，故A错误；探测器在轨道Ⅰ运动时，经过O点减速变轨到轨道Ⅱ，则在轨道Ⅰ运动时经过O点的速度大于v，故B正确；探测器经过三个轨道的O点时，受到的万有引力相同，所以加速度相同，轨道Ⅱ是圆轨道，半径为3R，经过O点的速度为v，根据圆周运动的规律可知，探测器经过O点的加速度，故C错误；轨道Ⅲ的半长轴为2R，根据开普勒第三定律可知，解得，则在轨道Ⅱ上第一次由O点到P点与轨道Ⅲ上第一次由O点到Q点的时间之比是3∶4，故D正确。故选BD。10.【答案】AD【解析】质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则有A、B、C三点速度与加速度方向夹角大于90°，故选项A正确，B错误；质点做匀变速曲线运动，则加速度不变，所以质点经过D点时的加速度与B点相同，故选项C错误；质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小，故选项D正确。11.【答案】BC【解析】甲、乙两种情境中，小球静止时，轻杆对小球与轻弹簧对小球的作用力都是水平向右，如图所示由平衡条件得细绳的拉力大小都为T=mgcos53o，解得T=53mg，故A错误；甲图所示情境中，细绳烧断瞬间，小球即将做圆周运动，所以小球的加速度大小为12.【答案】AC【解析】木块受到的滑动摩擦力Ff=μFN，由支持力与滑动摩擦力合成的矢量三角形可知tanθ=FNFf=1μ，故A正确；木块做匀速直线运动，由平衡条件可知，推力F与重力mg的合力与F0等大反向，即推力F与重力mg的合力与竖直方向的夹角为θ，故B错误；由题图乙所示矢量三角形可知，当推力F与F0垂直时，F有最小值为mgsinθ，故C正确；由以上分析可知，tanθ>1，所以θ一定大于45°，当α为90°时，推力F达到最大值为mgtanθ=13.【答案】(1)(2)BC【解析】(1)钩码通过光电门的速度为v＝若系统机械能守恒，则有(2m－m)gh＝×3mv2解得h＝＝(2)由h＝知，与绳子长度无关，A错误；钩码在运动的过程中，细绳也在运动，也具有动能，故使用质量小且结实的绳子可使实验减小系统误差，B正确；尽量保证钩码只沿竖直方向运动，因为摇晃会使得钩码在水平方向上有速度分量，影响实验验证结果，C正确．14.【答案】(1)2.0(2)ABm=【解析】(1)由逐差法可得小车运动加速度的大小为a(2)①力传感器能准确测出滑块所受到的拉力，因此无需测出重物的总质量，也不需要保证重物的质量远小于滑块和位移传感器发射部分的总质量，故A正确，C错误；连接滑块的细线与轨道保持平行，使得力传感器测得的力的大小等于滑块在水平方向上受到的拉力，才能更好地减小误差，故B正确。②由牛顿第二定律得F-f=ma，由滑动摩擦力公式得f=μmg，联立得a=1m⋅F-μg，故③由图可知需要将力增加到某一值物体才有加速度，即物体在拉力作用的同时，还有摩擦阻力，导致加速度不能随着拉力产生而产生，所以需要平衡摩擦力或者将轨道换为气垫导轨来尽可能将摩擦力减小至可以忽略。15.【答案】R【解析】启动前测试仪