河北省张家口市张垣联盟2023-2024学年高三上学期11月月考试题物理（Word版附解析）

2023—2024学年第一学期11月高三阶段测试卷物理注意事项：1.考试时间为75分钟，满分100分。2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。一、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.如图所示，在水平桌面上有一光滑圆盘，圆盘圆心O点有一个固定的带正电的物体，带负电的物体P仅在库仑力的作用下绕O点做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.在图示位置物体P所带的负电荷突然消失，一定沿a轨迹运动B.物体P沿b轨迹运动一定是在图示位置物体P所带的负电荷减少了C.物体P沿c轨迹运动一定是在图示位置物体P所带的负电荷减少了D.物体P无论如何都不可能沿PO方向运动2.2021年12月9日航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站授课，他们在距地面400km的圆轨道上的“天和”核心舱内为地球上的学生授课，实现天地互动，被称为“天宫课堂”。2022年3月23日下午，中国空间站“天宫课堂”再度开课，演示了水油分离实验、太空抛物实验等，下列说法正确的是（）A.因为宇航员在空间站中处于完全失重状态，所以宇航员不受地球的万有引力B.空间站绕地球的运行速度一定大于第一宇宙速度但是小于第二宇宙速度C.“水油分离实验”中，同位置相同体积的水比油做圆周运动所需向心力小D.“太空抛物实验”中，冰墩墩被抛出后，不会做平抛运动3.一潜水运动员在深水中将一小铁球竖直上抛，经过一段时间后小球又返回至出发点。已知小球在运动过程中受到水的阻力大小不变，关于小球从抛出到返回出发点的过程，下列说法正确的是（）A.小球上升过程中的加速度小于下降过程中的加速度B.小球上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功C.小球上升过程中机械能的变化小于下降过程中机械能的变化D.小球上升过程中所受重力做功的平均功率小于下降过程中重力做功的平均功率4.铲车是我国现代化建设中一种不可缺少的必备工具。某铲车运送货物可以简化为如图所示模型，质量为m的货物放在“V”型挡板上，两板间夹角保持不变，“V”型挡板可绕P轴在竖直面内转动，使BP板由水平位置逆时针缓慢转动，忽略“V”型挡板对货物的摩擦力，已知重力加速度大小为g，则在AP板转到水平之前，下列说法正确的是（） A.AP板对货物的支持力一直增大，BP板对货物的支持力一直减小B.AP板对货物的支持力一直减小，BP板对货物的支持力一直增大C.AP板对货物的支持力先减小后增大，BP板对货物的支持力先增大后减小D.AP板对货物的支持力先增大后减小，BP板对货物的支持力先减小后增大5.火车轨道的转弯处外轨高于内轨，如图所示。若已知某转弯处外轨和内轨的高度差为h，内外轨道之间的距离为L，弯道处的圆弧半径为R。已知h远小于L，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（）A.该转弯处规定的安全行驶速度B.该转弯处规定的安全行驶速度C.该转弯处规定的安全行驶速度D.当实际行驶速度大于规定的安全行驶速度v时，轮缘挤压内轨6.如图所示为某汽车在平直公路上启动过程中速度v与牵引力F大小的倒数之间的关系图像，即图像，ab平行于v轴，bc反向延长过原点O。已知汽车的质量为，汽车的额定功率为50kW，汽车受到的阻力恒定，下列说法正确的是（）A.汽车在bc过程做匀加速直线运动B.汽车受到的阻力大小为 C.汽车的最大速度为10m/sD.汽车在ab过程持续的时间为20s7.有一条均匀金属链条，一半长度在光滑的足够高斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为，另一半长度竖直下垂，由静止释放后链条滑动，已知重力加速度，链条刚好全部滑出斜面时的速度大小为，则金属链条的长度为（）A.0.6mB.1mC.2mD.2.6m二、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，有多项符合题目要求。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.甲乙两颗星体绕着同一个中心天体做匀速圆周运动，甲的轨道半径是乙的1.5倍。已知甲的直径是乙的0.5倍，质量是乙的0.1倍，不考虑星体自转的影响，下列说法正确的是（）A.甲星体绕中心天体做匀速圆周运动的周期比乙星体大B.甲星体绕中心天体做匀速圆周运动的动能比乙星体大C.甲星体表面的重力加速度比乙星体小D.甲星体的第一宇宙速度比乙星体小9.如图甲所示，用黏性材料粘在一起的A、B两物块静止于光滑水平面上，两物块的质量分别为、。时刻开始对物块A施加一水平推力，同时对物块B施加同一方向的拉力，使A、B从静止开始运动，运动过程中、方向保持不变，、的大小随时间变化的规律如图乙所示。已知时A、B恰好分离，则下列说法正确的是（）A.A、B之间最大的黏力为0.3NB.从时刻到A、B分离，它们运动的位移为5.4mC.时刻，A、B之间作用力大小为0.4ND.时刻，A对B的作用力方向向左10.如图，两个质量均为m的小球M、N通过轻质细杆连接，M套在固定的竖直杆上，N放在水平地面上。一轻质弹簧水平放置，左端固定在杆上，右端与N相连。弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度大小为g。当弹簧处于原长状态时，M到地面的距离为h，将M由此处静止释放，在小球M向下运动至与地面接触的过程中，下列说法正确的是（） A.小球M释放的瞬间，地面对小球N的支持力大于2mgB.小球N的速度先增大后减小C.当小球N的速度最大时，小球M的加速度大小等于gD.若小球M落地时的速度大小为v，此时弹簧的弹性势能为三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11.（6分）用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。（1）（多选）关于“研究物体平抛运动”实验，下列说法正确是______。A.安装斜槽时其末端切线应水平B.钢球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差C.建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点D.钢球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放（2）某同学通过实验得到的轨迹如图乙所示，已知每个小方格的边长为0.45cm，重力加速度。则钢球做平抛运动的初速度大小为______m/s（计算结果保留两位有效数字）。12.（9分）某实验小组用如图甲所示装置做验证机械能守恒定律的实验，所用打点计时器为电火花打点计时器，打点周期为0.02s。（计算结果均保留三位有效数字） （1）该同学选取了一条纸带，取点迹清晰的一段如图乙所示，若实验中所用重锤质量，重力加速度，则记录B点时，重锤动能______。从开始下落点O起至B点，重锤的重力势能减少量是______，因此可得出的结论是：____________。（2）由于阻力的作用，使测得的重锤重力势能的减小量总是大于重锤动能的增加量，根据（1）中纸带所测数据可求得该实验中存在的平均阻力大小______N。13.（10分）如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道处于竖直平面内，半圆形轨道与光滑的水平地面相切于半圆的端点A。一质量为m的小球在水平地面上C点受水平向左的恒力由静止开始运动，当运动到A点时撤去恒力，小球沿竖直半圆形轨道能运动到轨道最高点B点。已知A、C间的距离为L，重力加速度为g。（1）若小球到达半圆形轨道B点时对轨道的压力大小为，求恒力大小F；（2）求恒力的最小值。14.（13分）如图所示，倾角、高的斜面体固定在水平地面上，小球从斜面体顶端A点以的初速度水平向右抛出。空气阻力忽略不计，重力加速度，，。求：（1）小球落在斜面上的位置；（2）若在小球水平抛出的同时，解除斜面固定并使斜面体在水平地面上由静止开始向右做加速度的匀加速直线运动，则小球能否落在斜面上？若能，请求出小球落在斜面上的位置。15.（16分）如图所示，质量为m的小球甲穿过一竖直固定的光滑杆拴在轻弹簧上，质量为4m的物体乙用轻绳跨过光滑的定滑轮与小球甲连接，开始用手托住物体乙，轻绳刚好伸直，滑轮左侧绳竖直，右侧绳与水平方向夹角为，某时刻由静止释放物体乙（足够高），经过一段时间小球甲运动到Q点，O、Q两点的连线水平，，且小球甲在P、Q两点处时弹簧的弹力大小相等。已知重力加速度为g，，。求： （1）弹簧的劲度系数k；（2）小球甲位于Q点时的速度大小v；（3）在小球甲从P点上升到PQ中点的过程中，弹簧弹力做的功W。 2023-2024学年第一学期11月高三阶段测试卷物理参考答案1.A【解析】在图示位置物体P所带的负电荷突然消失，一定沿a轨迹运动，A正确；沿b轨迹做离心运动，可能是所需要的向心力增大了，即v增大了，也可能是力F减小了，B错误；沿c轨迹做向心运动，可能是所需要的向心力减小了，即v减小了，也可能是力F增大了，C错误；当物体P速度突然为零时，物体P可能沿PO方向运动，D错误。2.D【解析】宇航员在空间站中处于完全失重状态，地球对宇航员的万有引力提供他们围绕地球做圆周运动的向心力，A错误；由于空间站的轨道半径大于地球的球体半径，所以该空间站绕地球的运行速度小于第一宇宙速度，B错误；“水油分离实验”中，同位置的水和油向心加速度相同，但由于水和油的密度不同，相同体积下水的质量比油的质量大，所需的向心力比油大，C错误；由于空间站中物体处于完全失重状态，在空间站中做“太空抛物实验”时，冰墩墩被抛出后近似做直线运动，D正确。3.C【解析】小球运动过程中受到水的浮力和阻力大小不变，则上升、下降过程中加速度大小分别为，，所以，A错误；小球上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功，即，B错误；小球机械能的变化，等于水的阻力和浮力对小球做的功之和，上升过程中，下降过程，所以小球上升过程中的机械能变化小于下降过程中机械能的变化，C正确；上升、下降过程所用时间分别为、t，则有，由于，则上升、下降过程的平均功率分别为，，所以，D错误。4.A【解析】如图所示，设BP板转动的角度为，货物的重力为mg，根据正弦定理有，，在增大的过程中，AP板对货物的支持力一直增大，BP板对货物的支持力一直减小，A正确。5.B【解析】若火车以速度v经过弯道，内、外轨道均不受侧压力作用时，其所受的重力和支持力的合力提 供向心力，如图所示，根据牛顿第二定律得，因为h远小于L，很小，则，联立解得，AC错误，B正确；当转弯的实际速度大于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与外轨相互挤压，D错误。6.D【解析】由于图像bc斜率为定值，即可知，发电机功率为定值，由牛顿第二定律可得，可得，所以，P不变，v增大，则加速度a减小，故汽车在bc过程中做加速度减小的变加速直线运动，A错误；汽车速度达到最大速度时，牵引力等于阻力，即阻力，B错误；汽车的最大速度为，C错误；汽车在ab过程中匀加速的末速度，设匀加速加速度大小为，根据牛顿第二定律有，解得，汽车从a到b持续的时间为，D正确。7.C【解析】设链条的质量为2m，以开始时链条的最高点为零势能面，链条的机械能为，链条全部滑出后，动能为，重力势能为，由机械能守恒可得，即，解得，C正确。8.ACD【解析】设中心天体质量为M，环绕天体质量为m，根据万有引力提供向心力有，得，由于甲星体的公转半径比乙星体的公转半径大，所以甲星体的公转周期比乙星体的公转周 期大，A正确；根据，解得，则有，代入数据可知，甲星体的动能比乙星体小，B错误；设在环绕天体表面上物体的质量为，环绕天体的半径为R，根据万有引力提供向心力，可得，甲星体上表面重力加速度小于乙星体表面，C正确；根据第一宇宙速度表达式知，甲星体表面的第一宇宙速度小于乙星体的第一宇宙速度，D正确。9.AB【解析】由乙图可知，分离之前A、B物体受到的合力不变，故以相同加速度a共同加速，以整体为研究对象，据牛顿第二定律可得，加速度为，分离时对B由牛顿第二定律可得，由乙图可知，此时，联立解得黏力，A正确；根据位移公式可得，整体的位移大小为，B正确；当时，，对B据牛顿第二定律可得，解得B受到的压力大小为，C错误；当时，，对B据牛顿第二定律可得，解得B受到的压力大小为，即A对B的作用力方向向右，D错误。10.BD【解析】把小球M、N作为整体，小球释放瞬间，因为小球M有竖直向下的加速度，小球M、N系统处于失重状态，所以地面对N的支持力小于2mg，A错误；小球M释放的瞬间，小球N的速度为0，当小球M落地时，小球M没有沿杆的分速度，所以小球N的速度为0，故小球N的速度先增大后减小，B正确；当小球N的速度最大时，细杆对小球N的水平推力等于弹簧的拉力，细杆对小球M有向上的推力，所以小球M的加速度大小小于g，C错误；整个系统机械能守恒，则有，则此时弹簧的弹性势能，D正确。11.（1）AD（2）0.45（每空3分，共6分）【解析】（1）安装斜槽时其末端切线必须水平，这样钢球到达斜槽末端时小球速度才水平，故A正确；钢球与斜槽之间有摩擦力，但钢球每次从相同的位置滚下，摩擦力每次都是相同的，不影响实验过程，故B错误；建立坐标系时，应以斜槽末端端口钢球球心的位置为坐标原点，故C错误；钢球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放，这样才能保证钢球初速度相同，故D正确。（2）由，代入数据计算可得，由，代入数据并解得。12.（1）0.169J（3分），0.175J（3分），在误差允许的范围内，重锤机械能守恒（1分）（2）0.220N（2分）【解析】（1）打B点时重锤的瞬时速度为，重锤动能为 ，重力势能减少量为，重锤重力势能减少量约等于动能增加量，机械能守恒。（2）由图乙计算可知，重锤的加速度，据牛顿第二定律，代数并解得。13.【解析】（1）设小球到B点速度为v，从C到B根据动能定理有（3分）在B点，由牛顿第二定律有（3分）解得：（1分）（2）小球恰能运动到轨道最高点时，恒力F有最小值，则有（2分）解得：（1分）14.【解析】（1）设水平位移为x，由平抛运动规律有（1分）（1分），由几何知识可得（1分），联立并代入已知数据得（1分）（1分），小球落在B点（1分）（2）如图所示，假设小球能落在斜面上，斜面体运动的位移为，小球做平抛运动竖直位移为，水平位移为。由平抛运动规律有（1分），（1分），又（1分）由几何知识可得（1分），联立并代入已知数据得（1分）所以小球可以落在斜面上（1分）落在斜面上距A点的距离（1分） 15.【解析】（1）由几何关系知（2分）则小球位于P点时弹簧的压缩量为（2分）对P点的小球由力的平衡条件可知（2分）解得（1分）（2）当小球运动到Q点时，设小球甲的速度为v，此时小球甲的速度与绳子OQ垂直，所以物体乙的速度为零，又小球、物体和弹簧组成的系统机械能守恒，则由机械能守恒定律得（4分），解得（1分）（3）在小球甲从P点上升到PQ中点的过程中，弹簧弹力做的功