2023-2024学年高三上学期月考（三）物理试卷（Word版附答案）

湖南师大附中2024届高三月考试卷（三）物理得分：________本试题卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共8页。时量75分钟，满分100分。第Ⅰ卷一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）1．在万有引力定律理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（）A．牛顿进行了“月一地检验”，从而测出了地球与月球中心的距离B．牛顿第一、第二、第三定律都可以用实验直接验证C．开普勒通过研究行星观测记录，得出在相等时间内，地球与太阳的连线和火星与太阳的连线扫过的面积相等的结论D．牛顿在万有引力定律的发现过程中，用到了“牛顿第二定律”、“力的作用是相互的"等理论作为推理依据2．链球运动员用链子拉着铁球做速度逐渐增大的曲线运动，在此过程中，运动员的手和链球的运动轨迹都可以近似为圆。关于手和球的位置关系，下面四幅图中正确的是（）A．B．C．D．3．某同学在墙边踢毽子时不小心将毽子踢出围墙，他请墙外的路人帮他将毽子踢进围墙内，围墙有一定厚度。路人从点（P点可左右移动）将毽子踢过围墙。设毽子踢出时的速度与水平向右的方向成角，不计空气阻力，以下说法正确的是（）A．若P点位置确定，无论角多大，只要速度足够大，一定能将毽子踢进围墙内B．路人将毽子踢过围墙内做的功越小，毽子从踢出到越过墙壁后落到地面所花的时间越短 C．路人越靠近围墙，将毽子踢过围墙所做的功越小D．路人将毽子踢过围墙内做的功最小时，角应满足4．如图所示，竖直的圆环置于水平向左的匀强电场中，三个完全相同的带正电的绝缘小球（未画出）分别套在固定于的三根光滑细杆上，其中与竖直方向夹角为，经过圆心，竖直。现将小球无初速度地从端释放，小球分别沿下滑到三点。已知小球所受电场力大小与重力大小之比为，则小球在三根细杆上运动的时间关系为（）A．B．C．D．无法确定5．如图所示，竖直平面内有一圆环，圆心为，半径为为水平直径，为倾斜直径，与间的夹角为，一条不可伸长的轻绳长为，两端分别固定在圆环的两点，轻质滑轮连接一个质量为的重物，放置在轻绳上，不计滑轮与轻绳间的摩擦，滑轮大小不计，重力加速度为。现将圆环从图示位置绕圆心顺时针缓慢转过角，下列说法正确的是（）A．直径水平时，轻绳的张力大小为B．圆环从图示位置顺时针缓慢转过的过程中，轻绳的张角先减小再增大C．圆环从图示位置顺时针缓慢转过的过程中，重物的重力势能先增大后减小D．圆环从图示位置顺时针缓慢转过的过程中，轻绳的张力逐渐减小6．如图所示，轻弹簧一端连接质量为的物体，另一端固定在光滑的固定的斜面底端，通过轻绳跨过光滑的定滑轮与质量为的物体连接，绳、弹簧与斜面平行。将由弹簧原长处静止释放，已知轻绳始终有力，重力加速度为，则的位移、速度和弹簧弹力、绳子张力与时间或位移的关系图像可能正确的是（） A．B．C．D．二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）7，当今社会卫星为人们提供了太多的便利，如手机导航等。若两颗卫星均围绕地球运动，如图所示。卫星甲的轨道为椭圆，其近地点恰好位于地面处，远地点距地面的距离为，卫星乙的轨道为圆形，乙卫星距地面的距离为，其中R为地球半径，已知两轨道在同一平面内，下列说法正确的是（）A．甲、乙两卫星的轨道平面可能不过地心B．甲卫星近地点的速率大于乙卫星运动的速率C．甲、乙两卫星运动的周期之比为D．甲卫星的最大加速度与乙卫星的加速度大小之比为8．宇宙尘埃有很大的科研价值，某人造地球卫星携带的收集装置如图所示。卫星飞行进入一个尘埃区，尘埃区每单位体积空间有颗尘埃，尘埃的平均质量为，卫星正面面积为，前进速度保持为，为了保持卫星原有的飞行速度，以下说法正确的是（） A．卫星推进器需要提供的推力随卫星质量增大而增加B．随卫星质量的增大，卫星推进器需要提供的推力不变C．卫星推进器提供的推进功率为D．卫星推进器提供的推进功率为9．如图所示，在水平地面上方固定一足够长水平轨道，质量为的滑块套在水平轨道上，一不可伸长的轻绳一端固定在滑块底部点，另一端连接质量为的小球。已知点到地面的高度为，重力加速度大小为，不计小球与滑块受到的空气阻力。现将小球拉至与点等高的处（在水平轨道正下方），轻绳伸直后由静止释放。下列说法正确的是（）A．若水平轨道光滑，则滑块和小球组成的系统动量守恒，机械能守恒B．若水平轨道光滑，轻绳长度为，当小球摆动到最低点时，迅速剪断轻绳，小球运动一段时间后落地（不反弹），小球落地时与滑块间的水平距离是C．若水平轨道粗糙，小球在摆动过程中滑块始终保持静止，当小球所受重力的功率最大时，轻绳与水平方向的夹角的正弦值是D．若水平轨道粗粮，滑块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小球在摆动过程中滑块始终保持静止，滑块与水平轨道间的动摩擦因数10．如图所示装置，A为L形框架，定滑轮1固定在A上方，定滑轮2、3固定在竖直墙面上，定滑轮1和定滑轮2处于同一水平线上，定滑轮2和定滑轮3处于同一竖直线上。物体B被一根细线通过三个定滑轮与L形框架A相连，连线始终处于竖直或者水平。初始状态系统静止，物体距离底板上表面为，已知的质量为的质量为，当地重力加速度为，所有接触面均光滑，不计定滑轮的质量。从物体下落到恰与底板上表面接触的过程中，下列说法正确的是（） A．和接触面有弹力，且弹力对做正功B．物体下落过程中，与的速度大小始终相等C．物体下落的时间为D．物体下落到刚与底板上表面接触时，的速度为第Ⅱ卷三、实验题（共2题，每题6分，共12分）11．某同学利用测质量的小型家用电子科，设计了测量木块和木板间动摩擦因数的实验。如图（a）所示，木板和木块放在水平桌面上，电子科放在水平地面上，木块和放在电子秤上的重物通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮，使其与木块间的轻绳水平，与重物间的轻绳竖直。在木块上放置个砝码（电子秤称得每个砝码的质量为），向左拉动木板的同时，记录电子秤的对应示数。（1）实验中，拉动木板时________（填“必须”或“不必”）保持匀速。（2）用和分别表示木块和重物的质量，则和、所满足的关系式为________．（3）根据测量数据在坐标纸上绘制出图像，如图（b）所示，可得木块和木板间的动摩擦因数 ________（保留2位有效数字）。12．某实验小组利用量角器、一段均匀电阻丝、电阻箱及灵敏电流计设计了一个测量电阻（待测电阻为）的方案，实验电路如图甲所示。主要实验步骤如下：①将电阻丝紧贴量角器弧边弯曲成型，并依量角器直径端点裁剪好；②按甲图所示的电路原理图连接好各元件；③将电阻箱的阻值调至，并使金属夹从端沿弧形电阻丝向移动，当灵敏电流计的示数为零时，停止移动金属夹，此时从量角器上读出与间的夹角；④改变电阻箱的阻值，重复步骤③，测得多组值；⑤整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示。根据分析，试回答下列问题：（1）已知图乙中图像与纵轴的截距为，由此可求得________．（2）实验时，当金属夹调至某位置时，实验小组的同学因为观察不仔细认为灵敏电流计的读数已经为零，实际上，灵敏电流计还有从到的电流，那么此时测出的值与真实值相比________（填“偏小”“相等”或“偏大”）。（3）该小组同学所在学校与供电站间有两根埋在地下的输电线，其中一根导线因损坏而与大地相通，现尝试采用上述实验所涉及的原理找到损坏的大致位置，其方法如图丙所示（终端用导线接通），电阻丙丝长，输电距离，若金属夹在电阻丝上距端时，灵敏电流计示数为零，则损坏处与输电线起始处的距离为________m（结果保留两位有效数字）。 四、解答题（共44分）13．（12分）如图所示，有两容器，其容积均为（包括各自连接管道的容积），压强均为，连接管道中间有一开口，可以与打气筒相连，且该连接口左右两侧各有一开关均为单向通气），若打气筒容积为，且初始状态活塞在最下方，向上提到最上端后再向下压至底端，为一次抽压全过程，所有过程气体温度视为不变。试求：（1）抽压1次后，容器的压强是多少；（2）抽压次后，容器的压强是多少；（3）抽压次后，容器的压强是多少。14．（14分）如图甲所示，固定在水平面上的滑道由三部分组成，其中部分为“”形平台，其上表面光滑，上方有一与其等长轻质弹簧，弹簧左端固定，右端自然伸长；部分为质量，长的长木板，其上表面粗糙、下表面光滑；部分为半径的竖直光滑半圆轨道，其直径竖直。现用质量的小物块将弹簧压缩至点，由静止释放后，小物块沿滑道运动至点水平抛出后恰好落在的最右端。已知小物块与上表面的动摩擦因数。求： （1）小物块运动至点时对竖直半圆轨道的压力；（2）弹簧压缩至点时的弹性势能；（3）如图乙所示，将竖直半圆轨道向右移动一段较长的距离后固定，并解除对长木板的固定。再次将小物块压缩弹簧至点由静止释放，改变小物块与上表面的动摩擦因数使小物块滑上且恰好未滑下，此后与碰撞，小物块冲上竖直半圆轨道。求小物块冲上竖直半圆轨道至落地过程中上升的最大高度。15．（18分）如图所示，在光滑水平地面上，固定一个倾角的斜面，斜面与小木块（视为质点）的动摩擦因数为。在斜面底端附近放有一个匀质物块，物块的质量、长度。在物块内部有如图所示一条左右对称的均匀细通道。通道的倾角。现在斜面上高处有一个质量的小木块正以的速度沿斜面向上运动时，突然获得一个沿斜面向下的瞬时冲量，小木块在末恰好到达斜面底部，以后小木块进入物块中的通道运动（，）。（1）求瞬时冲量的大小。（2）已知小木块在整个运动过程中所经过的路径都平滑相连，小小块在细通道运动时所受到的摩擦阻力大小为。通过计算判断小木块能否通过物块，如果能，则求小木块离开物块时速度的大小。（3）改变条件，假设某次小木块离开物块时，小木块的速度为，物块为，此时它们进入一段特殊的路面，该路面是在光滑路面上铺设了8段粗糙程度不同的路面，每段长度为，它们与物块的动摩擦因数分别是，相邻的两段粗糙路面之间是每段长的光滑路面，整个路面依然水平，假设小木块的运动不受该路面的影响仍然保持匀速，求： ①物块停下时，其右端离该段特殊路面起始端多远？②如果仅当物块在经过这段特殊路面时，对其施加一个恒力，使物块以后能够再次与小木块相遇，则这个恒力应大于多少？湖南师大附中2024届高三月考试卷（三）物理参考答案一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）题号123456答案DADBCD1．D【解析】月地检验证明了万有引力定律的正确性，A错；牛顿第一定律是理想实验定律，不能用实验直接验证，故B错误；相同时间内，不同行星与太阳连线扫过的面积不等，故C错误；牛顿发现万有引力定律过程中，用到开普勒第三定律、力的作用是相互的且具有相同的性质、牛顿第二定律等物理规律及结论，D正确。2．A【解析】链球做速率增大的曲线运动，因此合力沿切线方向的分量与速度方向相同，拉力应与速度成锐角，并且链球运动半径大于手的运动半径。故选A。3．D【解析】若点位置确定，如果，则将毽子竖直抛出，不能将毽子踢进围墙内，故A错误；根据斜抛运动飞行时间，毽子飞的高度越低，所需的时间越小，所以当做的功最小时，过点相等高度的夹角为，对应的飞行高度并不是最低高度，故B错误。当点位于点下面时，，则将毽子竖直抛出，不能将毽子踢进围墙内，故C错误；从点到点再到点位置做斜抛运动，设在点的速度为，此时速度方向与水平方向的夹角为间距离为，从点到点水平方向做匀速直线运动，竖直方向为竖直上抛，解得，根据数学知识，当，即时，点的速度最小，则抛出的动能最小，路人将毽子踢过围墙内做的功最小，根据斜抛运动可知，点速度的夹角一定大于点速度的夹角，即，故选D。4．B【解析】小球所受电场力大小与重力大小之比为，可知小球所受重力与电场力的合力的方向恰好与平行，且由指向。延长，作交于，以为直径画一个圆（图中虚线），与该圆交于。设，则小球沿杆运动的加速度为，位移为，由得，与无关，由等时圆模型知，而，，故，故选B． 5．C【解析】左右为同一根绳子，拉力相等，设绳子与竖直方向夹角为，并作出辅助线，如图所示，由几何关系可知整理得①对物体进行受力分析因此②当转到水平位置时，，代入②式可得，故A错误；由于均为锐角，由①可得，越小，越大，当转到水平位置时，，此时取得最大值，因此张角先增大，后减小，故B错误；由几何关系可得，滑轮到点的高度差等于，可得重物的高度先升高后降低，故C正确；由②可得越小，绳子拉力越大，因此当时，绳子拉力最大，因此圆环从图示位置顺时针缓慢转过的过程中，轻绳的张力先增大后减小，故D错误。故选C。6．D【解析】将由弹簧原长处静止释放，设的位移为，对整体，由牛顿第二定律可知先沿斜面向上做加速度逐渐减小的加速运动，当增大到某值时减小到零，然后向上做加速度反向增大的减速运动，运动到最高点时速度减小到零；然后沿斜面向下先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，由系统机械能守恒可知， 运动到释放位置时速度刚好减小到零。由于加速度与成线性关系，故在斜面上做以某点（速度最大加速度为零位置）为中心的简谐运动。图像切线的斜率表示瞬时速度，由上述分析知不可能先做减速后做加速运动，A错误；由上述分析可知，做简谐运动，其图像应是正弦函数图像，B错误；刚释放时，弹簧弹力等于零，此时的加速度，A运动到最高点时，根据简谐运动的对称性，加速度与等大反向，则，解得，C错误；对物体，由牛顿第二定律得，，将与及对应的弹簧弹力分别代入可知，上滑过程中，随均匀增加，最小值是，最大值是，D正确。故选D。二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）题号78910答案BDBCBCACD7．BD【解析】所有卫星的轨道平面均要过地心，故A错误；甲在近地点的速率大于近地卫星的速率，根据可知，近地卫星的速率大于乙卫星的速率，故甲卫星近地点的速率大于乙卫星运动的速率，故B正确；根据题意可知，甲卫星的半长轴为，乙卫星的轨道半径为，再由开普勒第三定律可知，两者周期相同，故C错误；甲卫星的最大加速度为，乙卫星的加速度，故，故D正确。故选BD。8．BC【解析】设卫星在尘埃区飞行时间为，飞船扫过的尘埃数量为，对卫星和尘埃整体分析，根据动量定理可得，解得卫星推进器需要提供推力可知，为了保持卫星原有的飞行速度，卫星推进器需要提供的推力不变。推进功率为，结合上述解得。9．BC【解析】若水平轨道光滑，则滑块和小球组成的系统水平方向合外力为零，则滑块和小球组成的系统水平方向动量守恒，机械能守恒，A错误；设小球摆到最低点时速度大小为，滑块速度大小为，根据水平方向系统动量守恒，有，根据系统机械能守恒，有，剪断轻绳后，滑块做匀速运动，小球做平抛运动，经时间落地，有，小球落地时与滑块间的水平距离 ，联立解得，B正确；设轻绳长度为，轻绳与水平方向夹角为时，绳中张力为，小球速度为，对小球，根据动能定理，有，根据牛顿第二定律，有。小球的功率，重力功率最大时，小球速度的竖直分量最大，即小球加速度的竖直分量，则，联立解得，C正确；对滑块，根据力的平衡，水平方向，竖直方向，滑块始终保持静止，联立解得，则，解得，D错误。故选BC。10．ACD【解析】物体下落到恰与底板上表面接触的过程中，定滑轮1和2间的绳子变短，则在水平方向一起往右移动，则和接触面有弹力，且对的弹力向右，对做正功，A正确；由于下落的过程中定滑轮1和2间的绳子变短，则带动着向右运动，两者水平方向速度相同，水平方向上有的运动由水平方向和竖直的两个分运动组成，且下落多少距离就同时带动向右运动下落距离的一半，则竖直方向速度，联立可得，B错误；由选项B的分析对在水平和竖直方向分别列牛顿第二定律有，由于下落多少距离就同时带动向右运动下落距离的一半，则，，联立得：；，在竖直方向运动了，则，解得，C正确；在竖直方向运动了，则下落到刚与接触时，在方向的速度为，解得，则，则物体下落到刚与接触时，的速度为，正确。故选ACD。三、实验题（共2题，每题6分，共12分）11．（6分，每空2分）（1）不必（2）（3）0.40【解析】（1）木块与木板间的滑动摩擦力与两者之间的相对速度无关，则实验拉动木板时不必保持匀速； （2）对木块、砝码以及重物分析可知，解得（3）根据，结合图像可知，则12．（6分，每空2分）（1）（2）偏大（3）【解析】（1）由题意可知，此方法是电桥法测电阻，当电流表示数为零时，与串联，与并联；同时与并联，所以有，化简可得。最后，得被测电阻的阻值为，整理得，故已知乙图中图像与纵轴的截距为，由此可求得（2）若要使灵敏电流计示数为零，则需增大角（或减小电阻箱阻值），由知，此时测出的值大于真实值；（3）同理，由（1）可知，解得13．（12分）【解析】（1）对于，则抽压第一次时有得（2）当抽压第二次时，有得同理有 得（3）对于，则可将视为整体有次后有代入上式得（14分）【解析】（1）根据题意可知，小物块从点飞出做平拋运动，设小物块在点的速度为，水平方向上有竖直方向上有小物块在点，由牛顿第二定律有联立代入数据解得由牛顿第三定律可得，小物块运动至点时对竖直半圆轨道的压力为（2）根据题意，设弹簧压缩至点时的弹性势能为，小物块由点到点的过程中，由能量守恒定律有解得（3）设小物块滑上的速度为，有之后小物块与共速根据题意，设小物块脱离轨道时速度大小为，方向与竖直方向夹角为，在脱离位置，由牛顿第二定律有小物块冲上到脱离轨道位置，由动能定理有 脱离轨道时，脱离轨道后，小物块做斜抛运动，则上升的最大高度为则小物块冲上竖直半圆轨道至落地过程中上升的最大高度联立代入数据解得15．（18分）【解析】（1）小木块向下运动的时候，由牛顿第二定律有可得所以匀速运动，依题意有得（2）易知，每段通道长，高，假设走完左边通道二者恰好共速，速度大小为，则小木块应该上升高度设为，由动量守恒和能量守恒有得因为，所以能够通过物块。设通过后，小木块和物块速度分别为和，则有解得（3）令①物块在经过每段粗踈路面时，第一个摩擦力随位移均匀增大，第二个摩擦力不变且最大，第三个摩擦力随位移均匀减小。最大摩擦力每经过一个粗糙路面克服摩擦力做功 由于所以会停在之间，设物块位移为，由动能定理有得②物块走完这段特殊路面，发生的位移以后要追上小木块，则物块的末速度由动能定理有