2024年北京八十中高三（上）10月月考物理试题及答案

2024北京八十中高三10月月考物理2024.10（考试时间90分钟满分100分）一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.如图所示，体重秤放在水平地面上，人站在体重秤上。下列说法正确的是（）A.人受三个力的作用B.人给体重秤的压力就是人的重力C.人静止在体重秤上是因为人对秤的压力与秤对人的支持力大小相等D.在任何情况下，人对秤的压力都与秤对人的支持力大小相等2.以30m/s速度行驶的汽车遇到紧急情况时突然刹车，刹车时汽车的加速度大小为5m/s²。下列说法正确的是（）A.经过2s汽车的速度为40m/sB.经过2s汽车前进的距离为60mC.汽车从开始刹车到停下来需要6sD.汽车从开始刹车到停下来前进了180m3.质量为m的物体从某一高度由静止开始下落，除了重力之外还受到水平方向的恒力F的作用，下列说法正确的是（）A.物体的运动轨迹是抛物线B.若物体运动到某一位置（落地前）撤去力F，此后物体运动轨迹是直线C.若在物体运动过程中增大水平力F，则物体从开始运动到落地的时间增大D.物体落地时速度方向与水平方向夹角的正切值等于F4.篮球场上，某同学在练习投篮，篮球在空中划过一条漂亮的弧线落入篮筐，篮球的运动轨迹如图中虚线所示。不计空气阻力，从篮球出手到落入篮管的过程中，则下列说法正确的是（）A.篮球先处于超重状态后处于失重状态B.篮球的机械能先减小后增大C.篮球重力的功率先减小后增大D.手对篮球先做正功后做负功5.北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h。要求运动员经过c点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于（）hk+1hk2h2hk−1A.B.C.D.k6.有一种趣味运动，运动员手持乒乓球拍托实心塑料球移动，距离大者获胜。若某运动员在趣味运动中沿水平面做匀加速直线运动，手、球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间的夹角为θ，如图所示。设球拍和球质量分别为M、m，不计球拍和球之间的摩擦，不计空气阻力，则（）A.该运动员的加速度大小为gsinθB.球拍对球的作用力大小为mgC.球拍对球的作用力大小为mgcosθ(+)MmgD.该运动员对球拍的作用力大小为cosθ7.2023年月，“神舟十七号”飞船从酒泉卫星发射中心发射升空后与在轨的“天宫”空间站核心舱对接，为之后空间科学实验和技术试验提供更多条件。已知“天宫”空间站在轨高度约为400km，下列说法正确的是（）A.神舟十七号飞船的发射速度一定大于地球的第二宇宙速度B.空间站绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/sC.空间站绕地球运动周期等于地球同步卫星的周期D.空间站绕地球做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度8.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到x＝5mM点，从此时起经过0.1s，平衡位置在x＝1.5m处的质点第一次回到平衡位置。则下列判断正确的是（）A.t＝0时刻，x＝1m处的质点P正沿y轴正方向运动B.从t0时刻开始，经过0.2s质点P传播到x2m处C.这列波的传播速度大小为5m/sD.质点Q开始振动的方向沿y轴正方向vv29.如图所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率运行。初速度大小为的小物块从与传送带等高的光滑1v−t水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的图像（以vv，则（1地面为参考系）如图乙所示。已知＞）2tA.时刻，小物块离A处的距离达到最大2B.t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C.0~t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左tD.0~时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用310.乒乓球被称为中国的“国球”，是一种世界流行的球类体育项目，如图所示为某同学训练时的情景，若某次乒乓球从某一高度由静止下落，以v0=2m/s的速度竖直向下碰撞乒乓球拍，同时使乒乓球拍的接球面保持水平且以1m/s的速度水平移动，乒乓球与球拍碰撞反弹后的高度与下落高度相等。已知乒乓球与球拍5=之间的动摩擦因数为，不计空气阻力，碰撞时间极短，且碰撞过程忽略乒乓球所受重力的影响，4周围环境无风，则乒乓球与球拍碰撞后的瞬时速度大小为（）A.4m/sB.3m/sC.2m/sD.1m/s1.如图所示，两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度v分别水平抛出和竖直向上抛出，下列说法正确的是（）A.两小球落地时的速度相同B.两小球落地时，重力的瞬时功率大小一样C.从开始运动至落地，A球速度的变化率较大D.从开始运动至落地，重力对两球做功的平均功率A的大于B的12.地球同步卫星的发射过程可以简化如下：卫星先在近地圆形轨道I上运动，在点A时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入同步轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，同步卫星轨道半径为r，设卫星质量保持不变，下列说法中不正确的是（）R3A.卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上的运动周期之比为r332RB.卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上的运动周期之比为32R+r2rC.卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上运动的动能之比RrD.卫星在轨道Ⅱ上运动经过A点和B点的速度之比为R13.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑，经过B处时速度最大，到达C处时速度为零，ACh。若圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A处；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，则圆环（）A.下滑过程中，加速度一直减小B.下滑过程中，克服摩擦力做功为1421E=mgh−2C.在C处时，弹簧的弹性势能为p2D.上滑经过B的速度大小等于下滑经过B的速度大小14.如图所示，当彗星运动到A处，部分尘埃粒子被释放出来，它们不再沿着彗星运行轨道运动，一种观点认为太阳光产生的辐射压强把它们沿径向向外推开，假设尘埃粒子都是实心球体，并且它们所截取的太R阳光全都被吸收，如果探测发现，半径为的尘埃粒子的运动路径为图中b所示，为直线，Aa、Ac为0曲线。假设太阳的辐射功率恒定不变，A处小范围内太阳风等其它力的作用可忽略不计，则下列说法错误．．的是（）RA.半径的大小与尘埃粒子离太阳的距离无关0RRB.沿Aa路径运动的尘埃粒子半径大于C.沿Ac路径运动的尘埃粒子半径大于00D.沿Ab路径运动的尘埃粒子所受太阳的引力等于太阳光对它的辐射压力二、本部分共6题，共58分。15.某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验，图甲为“向心力演示器”装置，已知挡板A、C到左右塔轮中心轴的距离相等，B到左塔轮中心轴距离是A的2倍，皮带按图乙三种方式连接左右变速塔轮，每层半径之比由上至下依次为1∶121和31。在探究向心力与角速度的关系时，为了控制角速度之比为∶3，需要将传动皮带调至第______（填“一”、“二”或“三”）层塔轮，然后将两个质量相同的钢球分别放在______挡板（填“A、B”，、C”或“B、C”）处，匀速转动手柄，左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，则可得出的结论是______。16.采同学用如图所示的仪器研究平抛运动的规律。（1）实验，下列说法正确的是______。A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下B.斜槽轨道必须光滑C.挡板每次往下移动的距离必须相等D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起（2）在实验中，该同学只记录了A、B、C三点（A初速度为______m/s，从抛出点运动到B点所需时间为______s（计算结果保留二位有效数字，g取10m/s2）17.某同学利用如图甲的装置探究加速度与质量的关系，在气垫导轨上安装了两个光电门1、，滑块上固定一遮光条（宽度为d（1）滑块的质量用M表示，托盘和砝码的总质量用m表示，本实验用托盘和托盘中砝码的总重力mg代替绳对滑块的拉力，为了减小实验误差，要求m与M之间满足的关系是m______。t1、t（2）滑块在轨道上做匀加速运动时，先后通过光电门1、2所用的时间分别为，两光电门间的距离2a=、L表示滑块运动的加速度______。t1、t为L，用d、21a−（3）保持托盘和盘中砝码的总质量m不变，改变滑块的质量M，某同学绘制了图线的上端出现了弯曲，原因是____________。图像如图乙所示，M1a−mM（4）如果该同学绘制的是图像，此时图线的形状与和之间的大小关系______关（填m−M______。8.2022年北京冬奥会上，一名滑雪运动员在倾角=m=70kg30的山坡滑道上进行训练，运动员及装备的总质量t=。滑道与水平地面平滑连接，如图所示。他从滑道上由静止开始匀加速下滑，经过到达坡底，滑下的路程x=50m。运动员视为质点，重力加速度g=10m/s2，求∶（1）滑雪运动员沿山坡下滑时的加速度大小a；（2）滑雪运动员沿山坡下滑过程中受到的阻力大小f；（3）滑雪运动员在全过程中合力的冲量I。19.人造瀑布景观由供水装置和瀑布景观两部分组成。一水泵将水池中的水抽到高处，龙头喷出的水流入高处的水平槽道内，然后从槽道另一端水平流出，落入步道边的水池中，形成瀑布景观。水池的水面距离地面为Hh，龙头喷水管的半径为r，龙头喷出的水从管口处以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出。若不接水平槽道，龙头喷出的水直接落地（如图中虚线=2h。已知水的密度为ρ，重力加速度为g，不计空气阻力。（1）求单位时间内从龙头管口流出水的质量m0；（2）不计额外功的损失，求水泵的输出功率P。1（3）在施工前，先制作一个为实际尺寸的瀑布景观模型展示效果，求模型中槽道里的水流速度应为实际水流速度的多少倍？20.2022年月1日，梦天实验舱与天和核心舱成功对接，这标志着中国空间站从此成为我们中国人的太空家园。地球近似为半径为R的均匀球体，其表面附近的重力加速度为g。不考虑地球自转的影响。（1）2022年10月31日，甲同学看梦天实验舱发射的现场直播，他听到现场总指挥发出“点火”命令后立即用秒表计时，假设测得火箭底部从开始发射到离开塔顶所用时间为t，如果他想估算该火箭的推力有多大，还需要知道哪些数据?请将这些数据用相应的符号表示出来，并推导出火箭推力的表达式。（2）梦天实验舱与天和核心舱成功对接后的组合体质量为m，绕地球做匀速圆周运动的半径为r。a．求组合体的动能；b．在空间站工作将长期处于微重力状态，微重力并非地球对物体的重力很小，为了帮助大家理解微重力在此举例来说明：当我们站立时会受到向下的重力和向上的弹力，那么我们平时说自己多重并不是来自地球引力，而是来自弹力，也就是平时常说的“视重”。如果没有任何弹力“支撑”也没有其它外力，我们将处于完全失重，但如果有空气阻力那我们就可以感受到由于这个空气阻力支撑带来的一点点极其微弱的m2“重力”，这就是所谓的微重力。请估算空间站内质量为的物体速度为v时沿轨道半径方向的微重力F微大小。1m2Rm1mEp=−G（3）已知质量为和、距离为R的两个质点间的引力势能2，G为万有引力常量。如果r质量均为m时速0v度刚好垂直，如图所示。经过很长时间二者可相距无穷远，则二者垂直时的速率需要满足什么条件。021.用轻弹簧相连的质量均为2kg的A、B两物块都以v6m/s=的速度在光滑的水平面上运动，弹簧处于原长，质量为4kgC在前方静止，如图所示，B与C碰后二者粘在一起运动．在以后的运动中，则：（1）当弹簧的弹性势能最大时，物体A的速度是多大？（2）弹性势能最大值是多少？（3）请根据系统运动特点，尽可能定量的做出速度-时间图线，并且用文字表述系统运动的总体特点（至参考答案一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1.【答案】D【详解】A．人受重力和支持力这两个力的作用，故A错误；B．人给体重秤的压力作用在体重秤上，人的重力作用在人上，人给体重秤的压力不是人的重力，故B错误；C．人静止在体重秤上是因为秤对人的支持力大小与人的重力大小相等，使人处于平衡状态，故C错误；D．由于人对秤的压力与秤对人的支持力是一对相互作用力，所以在任何情况下，人对秤的压力都与秤对人的支持力大小相等，故D正确。故选D。2.【答案】C【详解】A．经过2s汽车的速度为v=0−at=20m/s故A错误；B．经过2s汽车前进的距离为v2−02x==50m−2a故B错误；C．汽车从开始刹车到停下来需要v==t0a故C正确；D．汽车从开始刹车到停下来前进了v==x0t90m2故D错误。故选C。3.【答案】D【详解】AD．物体受到的合力为恒力，大小为合=F2+m2g2合力方向与水平方向夹角的正切值为Ftan=可知物体在合力作用下，由静止沿合力方向做匀加速直线运动，物体落地时速度方向与水平方向夹角的正切值等于，故A错误，D正确；FB．若物体运动到某一位置（落地前）撤去力F，此后速度方向与重力不同一直线上，物体做曲线运动，故B错误；C．若在物体运动过程中增大水平力F，则物体从开始运动到落地，在竖直方向的分运动为自由落体运动，则有2ht=g可知物体从开始运动到落地的时间不变，故C错误。故选D。4.【答案】C【详解】AB．从篮球出手到落入篮管的过程中，篮球只受重力的作用，一直处于失重状态，且机械能守恒，故AB错误；C．篮球上升过程中竖直分速度减小，在最高点竖直分速度为零，下降过程竖直分速度增大，根据P=可知篮球的重力功率先减小后增大，故C正确；yD．篮球出手后手对篮球不做功，故D错误。故选C。5.【答案】D【详解】运动员从a到c根据动能定理有12=c2在c点有v2ccNc−mg=mFNc≤kmg联立有2hk−1c故选D。6.【答案】D【详解】A．球和运动员具有相同的加速度，对小球分析如图所示tan则小球所受的合力为，根据牛顿第二定律得tana==gtanmA错误；BC．根据平行四边形定则知，球拍对球的作用力cosN=BC错误；(M+m)aD．对球拍和球整体分析，整体的合力为，根据平行四边形定则知，运动员对球拍的作用力为mg(M+)F=cosD正确；故选D。7.【答案】D【详解】A．神舟十七号飞船的发射速度一定大于地球的第一宇宙速度，小于地球的第二宇宙速度，故A错误；B．根据v2G=mr2r可得GMrv=可知轨道半径越大，运行速度越小，在地面处的运行速度为7.9km/s，因此空间站绕地球做圆周运动的速度小于7.9km/s，故B错误；C．根据42G=mrr2T2可得r3T=空间站绕地球运动的半径小于地球同步卫星的半径，则空间站绕地球运动的周期小于地球同步卫星的周期，故C错误；D．根据MmG=ma2r可得GMa=r2空间站绕地球做圆周运动的半径大于地球半径，向心加速度小于地球表面的重力加速度，故D正确。故选D。8.【答案】C【分析】【详解】A．t＝0时刻，根据波动规律可知，质点P沿y轴负方向运动，故A错误；B．波传播过程中，质点不随波迁移，故B错误；C．经过0.1s，平衡位置在x＝1.5m处的质点第一次回到平衡位置，即波在0.1s内，传播了0.5m，波速为5m/s，故C正确；D．分析质点M可知，起振方向沿y轴负方向，故质点Q起振方向为沿y轴负方向，故D错误；故选C。9.【答案】B【详解】A．0~t时间内小物块向左做匀减速直线运动，t时刻小物块向左速度减为零，此时离A处的距离11达到最大，故A错误；B．t时刻前小物块相对传送带向左运动，之后小物块相对传送带静止，t时刻小物块相对传送带滑动的距22离达到最大，故B正确；C．0~2时间内小物块先减速，后反向加速，小物块受到大小不变，方向始终向右的摩擦力作用，故C错误；D．t时刻小物块向右速度增加到与皮带相等，t时刻之后小物块与皮带保持相对静止随水平传送带一起22匀速运动，摩擦力消失，故D错误。故选B。10.【答案】B【详解】由题意可知，乒乓球与球拍碰撞后反弹的高度与下落高度相等，则碰后竖直方向的速度大小为=vv0=2m/sy设乒乓球的质量为m，乒乓球与球拍的碰撞时间为∆t，在竖直方向上，根据动量定理有Nt=−(−)y0在水平方向上，根据动量定理有ft=Nt=mvxv=vx+vy22联立解得vx=，v=故选B。【答案】D【详解】A．两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，所以根据机械能守恒可以知两物体落地时速度大小相等，方向不同，所以速度不同，故A错误；B．到达底端时两物体的速率相同，重力也相同，但A物体重力与速度有夹角，B物体重力与速度方向相同，所以落地前的瞬间B物体重力的瞬时功率大于A物体重力的瞬时功率，故B错误；C．根据v=gt速度的变化量是相同的，则vtg=速度的变化率是一个定值，且相等，A、B的速度变化率相等，故C错误；D．从开始运动至落地，重力对两小球做功相同，但过程A所需时间小于B所需时间，根据=知道重力对A小球做功的平均功率较大，故D正确。故选D。12.【答案】Aa32=k可得，卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上运动周期之比为【详解】AB．由开普勒第三定律TR3=r3卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上的运动周期之比为3R2=32Rr+2A错误，符合题意，B正确，不符合题意；C．由万有引力提供向心力，卫星在轨道Ⅰ上可得2G=mR2R在轨道Ⅲ上可得v2G=mr2r则有卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上运动的动能之比为EkEkr=RC正确，不符合题意；D．设卫星在轨道Ⅱ上运动经过A点的速度为vA，在B点的速度为，由开普勒第二定律可得vB121RvA=rvB2解得经过A点和B点的速度之比为vAvBr=RD正确，不符合题意。故选A。13.【答案】B【详解】A．如图所示圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，所以圆环先做加速运动，再做减速运动，经过B处的速度最大，所以经过B处的加速度为零，所以加速度先减小后增大，故A错误；BC．研究圆环从A处由静止开始下滑到C过程，根据动能定理有mgh+W−W=0−0f弹v在C处获得一竖直向上的速度，恰好能回到A，根据动能定理有1−mgh+W+W=0−2f弹2解得11W=−mv2W=弹2−mgh，f44故B正确，C错误；D．研究圆环从A处由静止开始下滑到B过程，根据动能定理有12+−=2B−0mghWfWmv弹研究圆环从B处上滑到A过程，根据动能定理有1−mgh+W+W=0−2Bf弹2由于所以Wf01212B2Bmvmv2上滑经过B的速度大小大于下滑经过B的速度大小，故D错误。故选B。14.【答案】B【详解】D．依题意，沿Ab路径运动的尘埃粒子受力平衡，所受太阳的引力等于太阳光对它的辐射压力。故D正确，与题意不符；ABC．设半径为R0的粒子运动到距离太阳r处时，t时间内接受到的太阳光能量为0R20E=r2t时间内接受到的光的动量为0tR02Ep==c4rc2F压设粒子受到的辐射压力为，根据动量定理有0tR20压t=4r2c解得0R20cF=压4r2设尘埃粒子的密度为，该粒子的质量为该粒子运动到距离太阳r处时所受的引力为解得4m=R303F=引r2Fc3P引=0F压0运动路径Ab为直线的尘埃粒子受力平衡，即引=F压由上式可见，二者的比值与尘埃粒子到太阳的距离r无关，也与速度大小无关，仅由尘埃粒子的半径决定。由于Ac路径向内弯曲，说明引F压即该尘埃粒子的半径c0由于Aa路径向外弯曲，说明即该尘埃粒子的半径引F压a0故AC正确，与题意不符；B错误，与题意相符。本题选错误的，故选。二、本部分共6题，共58分。15.【答案】①.三.A、C③.在质量和半径一定时，F与ω2成正比【详解】[1]变速塔轮边缘处的线速度相等，根据v=r可知为了控制角速度之比为1∶3，需要将传动皮带调至第三层塔轮。[2]根据F=r2可知在探究向心力大小与角速度的关系时，需控制小球质量和轨道半径相同，将两个质量相等的钢球分别放在A、C挡板处。[3]左右两球所受向心力大小之比为F：F=nn=1:9左右左右则可得出的结论是在质量和半径一定时，F与2成正比。16.1）AD（2）①.1.0②.0.20【小问1AB．为了使小球平抛运动的初速度相同，小球需从斜槽上相同的位置自由滑下，斜槽轨道不一定需要光滑，故A正确，B错误；C．挡板每次向下移动的距离不必须相等，下移位置合适即可，故C错误；D．要画出轨迹，必须让小球在同一位置多次释放，才能在坐标纸上多找到一些点，然后将这些点平滑连接起来，就能描绘出平抛运动轨迹，所以要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确；E．实验总是有误差的，不能用一条曲线把所有的点连接起来，应该将找到的点用平滑的曲线连接起来，有的点可能在平滑的曲线上，有的点也可能不在平滑的曲线上，故E错误。故选AD。【小问2[1]竖直方向有y−y=2水平方向有x=T解得物体运动的初速度[2]B点竖直分速度0=1.0m/syTv=又vBy=gt解得从抛出点运动到B点所需时间t=0.20sd211（−）217.1）远小于（2）2Lt22t1（3）随着M的减小，不满足M远大于m的条件（4）①.无②.【小问1设绳的张力为F，滑块的加速度大小为a，由牛顿第二定律，对托盘和托盘中的砝码有ma−F=ma对滑块有F=Ma联立得F=m1+M根据实验要求，有Fmg可得m0M即m远小于M。【小问2滑块在气垫导轨上做匀加速直线运动，由匀变速直线运动的速度与位移关系式知v22−1=2aL2又dd1=v=2，1t2联立解得d211a=（−）2Lt22t21【小问3Fmg当m≪M时，细线上的拉力又F=Ma可得F1a==MM1当则增大，即M减小，m不再远小于M时，由（）中分析得MF=M+mmM+ma=g1随着M减小，a逐渐趋向于g，即a—图线上端出现弯曲。M【小问4[1][2]由第（1）问分析可知M+a即1a=mgM+m11mg一定，a∝，所以a—图像与m和M之间的大小关系无关，如图所示M+mM+m18.1）4m/s22）70N3）s）根据题意可知，运动员下滑时做匀加速直线运动，即1x=at22解得a=4m/s2（2）下坡时根据牛顿第二定律可知sin−f=f=70N代入数据，解得阻力大小为（3）滑到坡底时，运动员的速度大小为合力的冲量等于动量的变化量，则v=at=20m/sI=mv−0=1400Nsr22gh19.1）2g2hh+）（2）（3）r14【小问1由题意可知龙头喷水管的半径为r，可知横截面积为S=r2单位时间内从龙头管口流出水的体积为由平抛运动规律得V=0S2hd=0t=0g联立解得体积为V=r22gh单位时间内从龙头管口流出的水的质量为0=V=r22gh【