2024年北京牛栏山一中高三（上）9月月考物理试题及答案

2024北京牛栏山一中高三9月月考物理9.14本试卷分第一部分和第二部分。满分100分，考试时间分钟。第一部分本部分共小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.下列属于国际单位制基本单位符号的是（A.sB.N）C.FD.T2、如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面呈水平，在水平面上放一个小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线C．无规则曲线D．抛物线3．如图是某自行车的传动结构示意图，其中I是半径r=10cmII是半径r=4cm的飞轮12III是半径r3=36cm的后轮，A、B、C分别是牙盘、飞轮、后轮边缘的点。在匀速骑行时，关于各点的角速度ω及线速度v的大小判断正确的是（）A=BACA．B．C．vA<vBD．vA<vC4.如图所示，一辆装满石块的货车在平直道路上从静止开始以加速度a向前运动位移为x的过程中，若货箱中石块B的质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是A.石块B周围的物体对它的作用力的合力大小为mgB.石块B周围的物体对它的作用力的合力做功为mgxC.石块B周围的物体对它的作用力的合力大小为+ga22mD.石块B周围的物体对它的作用力的合力冲量大小为m2axg5．如图所示，在向右做加速度为的匀加速直线运动的车厢内，小球与车厢相对静止，轻绳a斜向上，3轻质弹簧b水平。某一时刻，轻绳a突然断裂（重力加速度为g543A．GB．2gC．gD．g36．一根轻弹簧竖直直立在水平面上，下端固定。在弹簧正上方有一个物块从高处自由下落到弹簧上端O，将弹簧压缩。当弹簧被压缩了x0时，物块的速度减小到零。从物块和弹簧接触开始到物块速度减小到零过程中，物块的加速度大小a随下降位移大小x变化的图像，可能是下图中的（）A．B．C．D．7.摩托车特技表演中的飞檐走壁让人震撼，其运动可简化为如图所示的小球在光滑的半球形容器内做圆周运动。小球的质量为m，容器的球心为O、半径为R，小球在水平面内做圆周运动，运动到a点时，Oa与竖直方向夹角为θ，运动过程中容器静止在水平地面上。半球形容器及底座的质量为M，重力加速度为g，则下列说法不正确的是（）gA．小球运动的角速度大小为RcosB．小球运动的线速度大小为gRtanC．底座受到地面的摩擦力大小为mgtanD．底座对地面的压力等于(Mm)g+8．“移动靶射击”是模仿猎取走兽的射击竞赛项目，射手用步枪向移动的野兽靶进行射击。移动靶做快速的横方向移动，射手站在移动靶前方不移动。图乙为简化的比赛现场图，设移动靶移动的速度为1，射手射出的子弹的速度为v2，移动靶离射手的最近距离为d，要想在最短的时间内射中目标，则（）dA．子弹射中目标的最短时间为B．子弹射中目标的最短时间为1dv2212d22+12dv2C．射击时，枪口离目标的距离为D．射击时，枪口离目标的距离为v22−1229.如图所示某物体以水平初速度抛出,飞行一段时间s,垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上,(g=10√3m/s2),由此计算出物体的水平位移x和水平初速度v0分别是()A.x=25mB.x=5mC.v=10m/sD.v=20m/s√21m10.如图所示，斜面静止于粗糙水平面上，质量为的小物块P恰好能沿斜面匀速下滑，该过程斜面保持静止。现给P施加一沿斜面向下的推力F，使P沿斜面匀加速下滑。施加F后，下列说法不正确的是（）A.斜面对P的支持力和摩擦力都不变B.P对斜面的作用力方向竖直向下C.水平面对斜面的支持力增大FD.小物块的加速度为a=m．如图所示，光滑轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定于竖直杆上的a、b两点，一质量为m的衣服静止悬挂于绳上某点；若在绳上另一点继续悬挂另一质量为M的衣服，已知m<M，两衣架质量均可忽略不计，则最终两衣服在绳上的状态为（）A．B．C．D．12．“八字刹车”是滑雪的减速技术，其滑行时的滑行姿态如图甲所示，左边雪板的受力情况可简化为图乙。雪板与水平雪面成β角，雪面对雪板的总作用力大小为F．方向可认为垂直于雪板所在平面ABCD．则其水平方向上的分力大小为（）A.FsinβB．FcosβFsinC．FtanβD．13.如图所示，为环绕地球运转的航天器在变轨时，由低轨道升到高轨道时的变轨示意图。航天器先在圆形轨道1的A点加速后，进入到椭圆轨道2运行，当航天器运行到椭圆轨道2的远地点B时，再次加速而v进入到圆轨道3而完成变轨运动。设：航天器在圆轨道1匀速运转时的速率为；靠惯性在椭圆轨道2运1v2av；在圆轨道3匀速运转时的速率为。那么以下判断正确的2bv行时通过A、B两点时的速率分别为和3是（）vvvv2bA.B.2a31vvvv2b2a13C.卫星在A点的加速度小于卫星在B点的加速度D.卫星从轨道2上B点变轨进入轨道3时需要喷气减速14．如图所示，在足够大的水平地面上静置一木板，可视为质点的物块以v0=3m/s的速度滑上木板，最终物块恰好到达木板的右端，木板沿地面运动的距离恰好等于木板的长度。已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ=0.05，取重力加速度大小g=10m/s2，则木板的长度为（）12A．1.0mB．1.5mC．2.0mD．2.5m第二部分本部分共5小题，共分。1518分）下面是某班级学生做“探究加速度与物体受力、物体质量关系”的实验。采用如图甲所示的实验装置，让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。(1)为完成实验，除图中已有的器材，还需要交流电源、天平（含配套砝码）和(2)如图甲，关于本实验，下列说法正确的是______。。A．应适当调节滑轮高度，使线与桌面平行，确保小车能做匀加速直线运动B．此时有可能正在进行“补偿阻力”的实验操作C．实验时小车应从靠近打点计时器处静止释放D．电火花计时器的工作电压应为交流8V(3)小夏同学在这次实验中获得一条如图乙所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标分别为0、x、x、x、xx、x已知打点计时器的打点周期为T=0.02s，则打计数点5时小车速度1234、56.v=m/s（保留3。6−2x36−2x3x+x−(x+x)54322(푥+푥+푥)−(푥+푥+푥)a=a=a=．A.a=456123B．C．2T)2T)9푇2T)(4)小同王学也挑选的一条较为清晰的纸带，如图丙所示，并选取了部分点为计数点（计数点间的距离如T=0.02s，由图可知小车做匀加速直线运动的加速度a=m/s_____________。______2（5）小赵同学觉得用图甲装置测量加速度较大时系统误差较大，所以他大胆创新，选用图丁所示器材进行实验，测量小车质量M：所用交流电频率为50Hz，共6个槽码，每个槽码的质量均为m=10g。实验步骤如下：i.安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。调整轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑；ii.保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂5上打的点迹测出加速度；iii.逐个减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii；1111()以取下槽码的总个数n1n6的倒数为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出−关系图线。naan已知重力加速度大小g=9.80m/s2，计算结果均保留三位有效数字，请完成下列填空：请将步骤i中画横线的部分填写完整：11写出测得随变化的关系式（用Mm，g，a，nan11−关系图线的斜率为2.5s2/m，则小车质量M=kg。an169分）人类从事滑雪活动已有数千年历史，滑雪爱好者可在雪场上轻松、愉快地滑行，饱享滑雪运动的乐趣。一名滑雪爱好者以1m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡的倾角为30°。若人与滑板的总质量为60kg，受到的总阻力为60N，重力加速度g取10m/s（1）滑雪者加速度的大小；2（2）3s内滑雪者下滑位移的大小；（3）3s末人与滑板总重力的瞬时功率。179分）如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在距离水平地面高为h的O点，另一端系有质量为m，可视为质点的小球，将小球拉至O点正上方的A点，给其一水平方向的初速度，使其恰好通过点后，在vA0竖直平面内以O点为圆心做半径为r的圆周运动。当小球运动到最低点B时，绳恰好被拉断，小球水平飞出。不计空气阻力及绳断时的能量损失，重力加速度为g（1）小球初速度的大小v。0（2）绳能承受拉力的最大值Fm。（3）小球落地时的速度大小v。18.（10分）在不同的条件下，我们可以建立不同的物理模型。将一根绳的B端与一质量为M的小物块Q相连，小物块Q可视为质点。用水平向右大小为F的恒力作用在绳的A端，使小物块Q沿光滑水平面做直线运动，如图18-1所示。（1）轻绳模型将绳的质量忽略不计。若图18-1中绳为轻绳，请利用牛顿第二定律，证明稳定后轻绳各处的弹力大小均等于A端所受恒力F，并据此求出小物块运动加速度a的大小。（2）实际上绳是有质量的。若图18-1中的绳长为l且不可伸长，质量为m且分布均匀，设距离绳A端x处（）为DD点处绳的弹力与x的关xlT系式。（3）事实上，真实情况下绳会下垂，水平面也不光滑。如图18-2所示，若已知绳在A、B两端拉力的大小分别为，拉力的方向分别沿A、B端的切线方向，并已知在A、B两端绳切线与水平方向所夹锐和F12角分别为和，E为绳的最低点。当绳和物块组成的系统稳定向右加速（绳的形态保持不变）时，求绳的最低点E处的弹力的大小。E19.（12分）建立物理模型对实际问题进行分析，是重要的科学思维方法。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。假设地球可视为一个质量分布均匀且密度为ρ的球体，地球的半径为R引力常量为G,不考虑地球自转的影响。（1）试推导第一宇宙速度v的表达式；（2）如图19-1所示，假设沿地轴的方向凿通一条贯穿地球南北两极的小洞，把一个质量为m的小球从北极的洞口由静止状态释放后，小球能够在洞内运动，不考虑其它星体的作用，以地心为原点，向北为正方向建立x轴，在图19-2中画出小球所受引力F随x（-R≤R）变化的图像，求出小球在洞内运动过程中的最大速度vm。（3球与木星球心之间的距离小于某个值d时，地球表面物体就会被木星吸走，进而导致地球可能被撕裂。这个临界距离d和，木星和地球的半径分别为R00和R，且。请据此近似推导木星使地球产生撕裂危险的临界距离dd示：当x很小时，1+x)n1+nx参考答案第一部分本部分共小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.【答案】A【解析】国际单位制中的基本单位分别是：长度的单位是米，符号m；质量的单位是千克，符号kg；时间的单位是秒，符号s；电流的单位是安培，符号是A；热力学温度的单位是开尔文，符号K；物质的量单位是摩尔，符号mol；发光强度的单位是坎德拉，符号cd。故选A。2、答案：B3D【详解】C．飞轮与牙盘通过链条连接，飞轮边缘的线速度与牙盘边缘的线速度大小相等，即vA=vB故C错误；AB．后轮与飞轮绕同轴转动，后轮的角速度与飞轮的角速度相等，即B=C根据v=r可知AB则AC故AB错误；D．根据v=r且ArrAC，C则vAC故D正确。故选D。4.答案：C5B【详解】a断裂前，对小球受力分析，如图所示gFsin37=mgFcos37−F=mF=mgb则有，联立解得轻质弹簧b的弹力为当a突然断裂时，弹簧弹aab3F力保持不变，则小球受到的合力大小为合=F2b+(mg)2=2mg小球的加速度大小为a=合=2g故选mB。6D【详解】物块接触弹簧后，在开始阶段，物块的重力大于弹簧的弹力，合力向下，加速度向下，根据牛顿第二定律得mg-kx=ma解得ka=g−xm可知，a与x是线性关系，当x增大时，a减小。当弹力等于重力时，物块的合力为零，加速度为0，,当弹力大于重力后，物块的合力向上，加速度向上，根据牛顿第二定律kx-mg=ma解得ka=x−gma与x是纯性关系，当x增大时，a增大。若物块接触弹簧时无初速度，根据简谐运动的对称性，可知物块运动到最低点时加速度大小等于g。方向竖直向上，当小球以一定的初速度压缩弹簧后，物块到达最低点时，弹簧的压缩增大，加速度增大，大于gD。7.【答案】B【详解】A．对小球受力分析，如图由牛顿第二定律，可得mgcosmgtan=2r，N=根据几何关系，有r=Rsin联立，解得g=Rcos故A正确；B．根据线速度与角速度关系，可得v=r=gRsintan故B错误；C．对容器受力分析，如图由平衡条件，可得f=Nsin又=NN联立，解得f=mgtan故C正确；D．同理=+mg=(M+)NMgNcos根据牛顿第三定律，可得=(M+m)gF'N故D正确。故选B。8C【详解】AB．子弹射中目标的最短时间为dtmin=v2选项AB错误；CD．射击时，枪口离目标的距离为2+12x=d2+(vt2)=d21min2选项C正确，D错误。故选C。9.【答案】C푣0√3【解析】物体撞在斜面上时竖直分速度vygt=10m/s,根据平行四边形定则知,tan30°=,解得v=10√3×√30푣푦3m/s=10m/s,则水平位移=v0t=10×m=10m,C正确。故选C。√3√310.【答案】C【解析】【详解】ABC．由题可知，给P施加一沿斜面向下的推力F，并不改变斜面对P的支持力大小，即斜面对P的支持力大小不变，同时根据滑动摩擦力的特点可知，P所受的摩擦力也不发生变化，对平衡时P的分析可知，P所受摩擦力和支持力的合力与其重力等大反向，由牛顿第三定律可知，P对斜面的作用力方向竖直向下，斜面的受力没有发生变化，AB正确，C错误；D．给P施加一沿斜面向下的推力F，物块所受合力等于F，根据牛顿第二定律可得Fa=mD正确。故选C。D【详解】对衣架受力分析如图所示因为同一根绳子上的拉力大小处处相等，所以衣架两侧绳子是对称的，与竖直方向夹角是相等的。设绳子G2sin与水平方向的夹角为，根据受力平衡可得F=F=由于m<M，若左端绳与水平方向夹角小于Mm12右绳与水平方向夹角，则无法平衡，故最终二者靠在一起才能保持平衡。故选D。12A【详解】将F分解在水平方向和竖直方向，则F与竖直方向的夹角为β，则F水平方向上的分力大小为Fsinβ。故选A。13.【答案】B【解析】【详解】第一次点火加速，有v2a1第二次点火加速，有3v2b、vmr都是航天器绕地球做匀速圆周运动的速度，设地球质量为M，航天器的质量为，轨道半径为，3由v2=mr2r得GMrv=又1r3得13因此得vvvv2b2a13故选B。14Bm【详解】设滑块的质量为，木板的质量为，在滑块减速和木板加速到共速的时间为，加速度为、Mt1a1a2，有1mgm1=a2==2m/s2mg−(M+m)12Mv−at=at=v01121木板的位移为v1=121a3两者共速后，因，则一起减速到停止，共同减速的加速度为，有22(m+M)g3==0.5m/s2m+M木板的位移为v22=23木板沿地面运动的距离恰好等于木板的长度，即L=1+2最终物块恰好到达木板的右端，即滑块相对滑动的位移为板长，有0+v2L=1−1联立各式解得1=，L=1.5m故选B。第二部分本部分共5小题，共分。15(1)刻度尺(2)C(3)0.625（0.620—0.638）C(4)3.01不满足槽码的质量远小于小车的质量，在实验中用槽码重力来代替小车受到的拉力时产生的误差较大）为完成实验，除图中已有的器材，还需要刻度尺测量纸带。（2）A．应适当调节滑轮高度，使线与木板平行，保证线对小车的拉力等于小车受到的合力，故A错误；B．进行“补偿阻力”的实验操作时，小车前面不能悬挂槽码，故B错误；C．实验时小车应从靠近打点计时器处静止释放，以能在纸带上打出更多的点，充分利用纸带，故C正确；D．电火花计时器的工作电压应为交流220V，故D错误。故选C。46T(7.80−5.30)10−2（3）[1]打计数点5时小车速度v==m/s=0.625m/s0.04(63)−−xx−23[2]小车加速度的表达式是a=3=6T)2T)2（x+x+x（x+x+x）a==（4）[1]根据逐差法可得45612329）2[2]根据加速度计算结果看，其值较大，可知，实验过程中不合理之处为：不满足槽码的质量远小于小车的质量，在实验中需要用槽码重力来代替小车受到的拉力，此时的误差较大。16m+M11=−（5①②③0.185amgng【详解】[1]若小车匀速下滑则a，由x=vt故纸带上打出一系列等间距的点。②对于小车匀速时有Mgsinθ−6mg=0减小n个槽码后，对小车和槽码分别有sinθ−T=MaT−(6−n)mg=(6−n)ma则nmgM+6m−nma=即16m+M11=−amgng11由[4]中分析可知6m+M−关系图线斜率，代入解得ank==2.50s/m2mg而m=10g，g9.80m/s=2M=0.185kg161）4m/s2221m3）3900Wmgsin30−f=ma）由牛顿第二定律解得滑雪者加速度的大小为a=4m/s21x=vt+at2其中0=，t=（2）由运动学公式02解得3s内滑雪者下滑位移的大小为x=21mv=0+at（3）由运动学公式P=mgvsin30重力的瞬时功率联立解得，3s末人与滑板总重力的瞬时功率为P=3900W171）0=gr2）6mg3）v=g(2h+r)）小球刚好通过A点，绳子拉力为零，仅重力提供向心力v20mg=mr解得0=gr（2）从AB点，由动能定理1122mgr=mv2B−mv022解得vB=5gr在B点，由绳子拉力和小球重力共同提供向心力v2BrT−mg=m解得T=6mg再由牛顿第三定律可得m=T=6mg（3）小球从B点到落地的过程中，只有重力做功，由动能定理11mg(h−r)=mv2−mv2B22解得v=g(2h+r)1810分）（1）任取