山西省晋中市联考2024-2025学年高三上学期9月月考物理试题 含解析

2024~2025学年高三9月质量检测卷物理考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：必修第一册，必修第二册第五、六、七章。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.小明乘电梯从1楼上到4楼，他运动的位移为x，时间为t，速度为v，速度平方为，加速度为a，则下列关系图像可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】A．电梯上楼过程,先加速后匀速再减速，则图像的切线斜率应先变大后不变再变小,故A错误；B．根据速度位移关系可知图像斜率先为正，且大小不变，匀速阶段斜率为0，减速阶段为负，且大小不变，故B正确；C．电梯的最后阶段减速上升，故C错误；D．加速运动与减速运动的加速度方向相反，故D错误。故选B。2.如图所示，某同学用一根细线穿过光滑圆环，左右两手握住细线保持静止。现保持右手位置不变，将左手缓慢竖直向上移动，在左手向上移动过程中（圆环没有到达右手），细线上的张力（）A.变大 B.变小 C.不变 D.可能先变小后变大【答案】C【解析】【详解】左手缓慢竖直向上移动过程中，圆环两边的细线间的夹角保持不变，根据力的合成可知，细线上的张力不变。故选C。3.如图所示，用轻绳竖直悬挂的铁质黑板处于静止状态，磁性黑板擦吸在黑板上，空气阻力不计，则下列说法正确的是（）A.黑板擦受到3个力的作用B.黑板对黑板擦的磁力大于黑板对黑板擦的弹力C.若轻绳断开，黑板擦随黑板一起自由下落过程中，黑板擦只受2个力作用D.若轻绳断开，黒板擦随黑板一起自由下落过程中，黑板对黑板擦的摩擦力为零【答案】D【解析】【详解】A．黑板擦受重力、摩擦力、黑板对黑板擦的磁力、黑板对黑板擦的弹力共4个力作用，故A错误；B．根据平衡条件，黑板对黑板擦的磁力大小等于黑板对黑板擦的弹力，故B错误；C．若轻绳断开，黑板擦随黑板一起自由下落过程中，没有摩擦力，黑板擦受3个力作用，故C错误；D．若轻绳断开，黑板擦随黑板一起自由下落过程中，黑板擦受到的合外力等于重力，黑板对黑板擦的摩擦力为零，故D正确。故选D。4.如图所示，小船正向前做匀加速直线行驶，某时刻船头的一个小球以相对于船向上的大小为的初速度抛出，结果小球恰好落在船尾，已知船长为L，重力加速度为g，空气阻力不计。则船做匀加速运动的加速度大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】球在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，球在空中运动的时间为设球抛出瞬间船的速度为，则在水平方向有解得故选A。5.某动车每天一次从A站沿直线驶向B站，动车从A站由静止出发先做匀加速直线运动，速度达到v后做匀速直线运动，最后做匀减速直线运动到达B站时速度刚好为零。若第一天匀加速和匀减速运动的加速度大小均为a，第二天匀加速和匀减速运动的加速度大小均为0.8a，匀速运动速度不变。则第一天匀速运动的时间比第二天匀速运动的时间（）A.多 B.多 C.少 D.少【答案】A【解析】【详解】设第一天匀速运动的时间为，第二天匀速运动的时间为，由题意有解得即第一天匀速运动的时间比第二天匀速运动的时间多。故选A。6.如图所示，从倾角为θ的斜面体底端Q的正上方P点水平抛出一个小球，经过时间t小球落到斜面上，小球落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角也为θ，重力加速度为g，则P到Q的距离为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】设初速度大小为，P到斜面落点的高度为，则有，斜面落点到Q的高度为，则有解得则P到Q的距离故选B7.小物块放在倾角为θ斜面底端，第一次用平行于斜面向上的拉力作用在物块上，使物块沿斜面从静止开始匀加速运动到斜面顶端，如图甲所示；第二次用与斜面夹角为的拉力作用在物块上，也使物块沿斜面从静止开始匀加速运动到斜面顶端，如图乙所示。若两次物块运动的时间相等，则（）A.一定大于 B.一定小于C.若斜面光滑，一定大于 D.若斜面粗糙，一定大于【答案】C【解析】【详解】设斜面不光滑，则有解得其中，由此可见，当斜面粗糙时有可能大于、可能等于，也可能小于；当斜面光滑时，有一定大于。故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.在水平地面上的P点先后斜向上抛出A、B两个小球，结果两个小球落在地面上的同一点Q，已知A球运动的最大高度比B球运动的最大高度大，不计空气阻力，不计小球的大小，则下列说法正确的是（）A.A球在空中运动的时间长 B.A球在空中运动的最小速度大C.A球的速度变化量大 D.A球抛出时的初速度大【答案】AC【解析】【详解】AB。由于A球运动的最大高度比B球运动的最大高度大，竖直方向因此A球抛出初速度的竖直分速度大，因而在空中运动的时间长，水平方向，由于水平位移相同，因此A球在空中运动的最小速度小，故A正确，B错误；C．因A球在空中运动的时间长，由可知，A球的速度变化量大，故C正确；D．A球抛出时竖直分速度大，水平分速度小，因此两抛出的初速度大小关系不能确定，故D错误。故选AC。9.某天文爱好者观测绕地球做匀速圆周运动卫星，测出不同卫星的线速度v和轨道半径r，作出图像如图所示，已知地球的半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是（）A.地球的质量为B.地球的第一宇宙速度为C.地球表面的重力加速度为D.线速度为的卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积为【答案】BD【解析】【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得结合图像可得解得故A错误；B．对于地球近地卫星，同理，根据解得故B正确；C．根据万有引力等于重力解得故C错误；D．由题图可得线速度为的卫星绕地球做圆周运动的半径则卫星做圆周运动的周期则单位时间内扫过的面积故D正确。故选BD。10.如图所示，物体A、B放在水平圆盘的一个直径上，用不可伸长的轻绳相连，绳子刚好伸直，圆盘可绕竖直轴转动，A、B到轴的距离分别为2r和r，两物块的质量关系为两物块与圆盘面的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，轻绳能承受的拉力足够大，当圆盘以不同角速度绕轴匀速转动时，下列说法正确的是（）A.由于，因此A、B受到的摩擦力始终为零B.随着转动角速度增大，A、B始终不会滑动C.随着转动角速度增大，最终A沿圆盘半径向外滑动D.随着转动角速度增大，B受到的最大摩擦力与A受到的最大摩擦力相等【答案】BD【解析】【详解】A．由于轻绳开始刚好伸直，没有张力，因此圆盘转动后，A、B开始随圆盘转动需要的向心力由静摩擦力提供，故A错误；BCD．物块A刚好要滑动时，有解得此时B受到的摩擦力继续增大转动角速度，轻绳开始有拉力并和摩擦力一起提供向心力，当转动角速度为时，由于可见增加的向心力相同且都由轻绳提供，因此从A刚好要滑动开始，随着转动的角速度增大，A、B受到的摩擦力大小始终不变，始终等于A、B不可能滑动，故BD正确，C错误。故选BD。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某兴趣小组用图甲所示的装置做“探究加速度与质量的关系”实验，打点计时器所接交流电的频率为50Hz，沙和沙桶的总质量为m，小车与砝码的总质量为M。（1）若要探究加速度a与M的关系，实验时应该让m与M的大小关系满足______（填“m远小于M”“m等于M”或“m远大于M”）。平衡摩擦力时，调整长木板的倾斜程度使得被轻推出的小车在______（填“挂”或“不挂”）沙桶的情况下，能沿长木板匀速下滑，实验时应该调整长木板左端滑轮的高度让牵引小车的细线______。（2）某次实验，按正确的操作打出的一条纸带如图乙所示，纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间还有四个计时点未标出，图上标出了各计数点到A点之间的距离，由此求得此次实验中小车的加速度______（结果保留两位有效数字），若此次实验过程交流电发生波动，实际频率大于50Hz，则测出的加速度______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。（3）保持沙桶和沙的质量m不变，多次改变车上砝码的质量进行实验，测得多组小车运动的加速度a及小车与砝码的总质量M，若由实验数据作出的图线应该是下图中的______。A. B.C. D.【答案】（1）①.远小于②.不挂③.平行（2）①.②.偏小（3）C【解析】【小问1详解】[1]实验探究a与M关系时，应该让m与M的大小关系满足m远小于M；[2]平衡摩擦力时，调整长木板的倾斜程度使得被轻推出的小车在不挂沙桶的情况下，能沿长木板匀速下滑；[3]实验时应该调整长木板左端滑轮的高度让牵引小车的细线与长木板平行。【小问2详解】根据题意可知相邻计数点间时间间隔[1]由逐差法可得加速度[2]若实际频率大于50Hz，则实际打点周期小于0.02s，若计算时还用0.02s计算，则测出的加速度偏小。【小问3详解】在研究加速度与质量的关系时，由于平衡了摩擦力，分别对小车、沙桶及沙受力分析，由牛顿第二定律可得，解得得由于沙和沙桶的质量不变，所以由实验数据作出的图线为正比例函数。故选C。12.某同学用如图所示装置做“探究向心力大小与角速度大小的关系”实验，力传感器A、B（厚度忽略不计）分别固定在竖直杆上，质量为m的磁性小球（可视为质点）用细线a、b连接，细线a、b的另一端分别连接在力传感器A、B上，拉动小球，调节细线a和b的长度，使a、b两细线都伸直时细线a水平，测出细线a、b的长度L1、L2，两细线拉直时，在磁性小球附近固定磁传感器。重力加速度大小为g。（1）让竖直杆转动，带动磁性小球在水平面内做匀速圆周运动（细线a、b始终绷直），磁性小球经过磁传感器时，磁传感器会显示一个磁场脉冲，将其中一个脉冲记为1，并开始计时，到出现第n个脉冲时用时为t，力传感器A、B分别记录下细线a、b上的拉力大小F1、F2。则小球做圆周运动的角速度大小为ω=______；向心力大小为Fn=______；小球的质量m=______（用含g的式子表达）；（2）改变转动的角速度，测得多组F1及时间t，作图像，如果作出的图像是一条倾斜直线，图线的斜率等于______，图像与纵轴的截距等于______，则表明小球做匀速圆周运动时，在质量、半径一定的条件下、向心力与角速度平方成正比。（3）实验中会发现，改变转动的角速度，力传感器B的示数______（填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】（1）①.②.③.（2）①.②.（3）不变【解析】【小问1详解】[1]从接收到第一个强磁场记为1，并开始计时，测得磁传感器接收到n次强磁场所用时间为t，则小球做圆周运动的周期为小球做圆周运动的角速度为[2][3]设细线b与竖直方向夹角为θ，竖直方向水平方向上解得，【小问2详解】[1][2]由（1）问可知整理可得由于图像是一条倾斜直线，则图线的斜率为图像与纵轴的截距为【小问3详解】由（1）问可知，力传感器B的示数为由于a、b两细线都伸直，则细线a、b的长度L1、L2保持不变，小球的质量m也不变，所以F2不变。13.如图所示，A、B是绕地球做匀速圆周运动的两颗卫星，两卫星运动轨道在同一平面内，且绕地球做圆周运动的绕行方向相同，A、B绕行的周期分别为和T，A、B在运动过程中的最近距离为d，地球半径为R，引力常量为G，忽略地球的自转，求：（1）卫星B的轨道半径；（2）地球表面的重力加速度。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】设B的轨道半径为r,则A的轨道半径为，根据万有引力提供向心力，对A、B分别有联立解得【小问2详解】根据结合联立解得14.如图所示，长、质量的平板车A静止在光滑的水平面上，水平面右端固定一平台C，C的上表面光滑，水平传送带的左端紧靠平台，传送带上表面、平台上表面及平板车上表面在同一水平面上，传送带以的速度沿逆时针方向匀速转动，质量的物块B以的水平速度从平板车的左端滑上平板车，在平板车右端到达平台前，物块与平板车已相对静止，平板车与平台碰撞瞬间即与平台C链接固定不动，物块继续向右滑行但不会从传送带的右端滑离，物块与平板车间的动摩擦因数为0.5，与传送带间的动摩擦因数为0.2，重力加速度g取，求：（1）平板车与平台碰撞前的速度大小；（2）传送带至少为多长。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】物块B在平板车上滑行时，根据牛顿第二定律解得对平板车由牛顿第二定律解得设物块滑上平板车至与平板车相对静止运动的时间为，则有解得