2024-2025学年湖南省长沙一中高三（上）月考物理试卷（一）（含答案）

2024-2025学年湖南省长沙一中高三（上）月考物理试卷（一）
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.下列说法正确的是( )
A. 由牛顿第二定律，可以得到加速度的定义式为
B. 伽利略最先建立描述运动的物理量，如平均速度、瞬时速度和加速度
C. 千克、米和牛顿都是国际单位制中的基本单位
D. 根据开普勒第二定律，不同行星与太阳的连线在相同的时间扫过相同的面积
2.北京时间月日凌晨，年巴黎奥运会田径赛事在法兰西体育场的赛场火热进行中。中国选手巩立姣和宋佳媛进入女子铅球的决赛，其中巩立姣已经是奥运会的“五朝元老”。如图所示，运动员斜向上推出铅球，铅球飞行一段时间后落地，若不计空气阻力，则( )
A. 铅球飞到最高点时速度为零
B. 运动员斜向上推出铅球过程，运动员做的功全部转化为铅球的动能
C. 铅球在空中飞行过程中，铅球的动量变化率恒定
D. 只要铅球离手时初速度更大，在空中飞行的时间一定更长
3.一根粗细不均匀的绳子摆放在地面上，已知绳子的质量为，绳长为，抓住绳子一端缓慢往上提起，直到另一端恰好离开地面，此过程需做功。若抓住绳子的另一端把绳子缓慢提起来，拉力做功为取( )
A. B. C. D.
4.质量为的均匀木块静止在光滑水平面上，木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手。首先左侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为，然后右侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为，如图所示，设子弹均未射穿木块，且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相同。当两颗子弹均相对于木块静止时，下列判断正确的是( )
A. 木块静止， B. 木块向右运动，
C. 木块静止， D. 木块向左运动，
5.如图所示，金属环、用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环始终相对杆不动，下列判断正确的是( )
A. 转动的角速度越大，细线的拉力越大
B. 转动的角速度越大，环与竖直杆之间的弹力越大
C. 转动的角速度不同，环与水平杆之间的弹力大小可能不相等
D. 转动的角速度不同，环与水平杆之间的摩擦力大小可能相等
6.如图所示静止于水平地面的箱子内有一粗糙斜面，将物体无初速放在斜面上，物体将沿斜面下滑。若要使物体相对斜面静止，下列情况中不可能达到要求的是( )
A. 使箱子沿水平方向做匀加速直线运动
B. 使箱子做自由落体运动
C. 使箱子沿竖直向上的方向做匀加速直线运动
D. 使箱子沿水平面内的圆轨道做匀速圆周运动
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.如图所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为的小球，构成竖直方向的弹簧振子。取小球平衡位置为轴原点，竖直向下为轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图所示，若时刻弹簧弹力为，重力加速度为，则有( )
A. 时刻弹簧弹力大小为
B. 弹簧劲度系数为
C. 时间段，回复力冲量为
D. 时间段，小球动能与重力势能之和减小
8.我国北斗卫星导航系统定位精度可达米级，如图点是北纬即地球表面上一颗等待发射的卫星，质量相同的北斗导航卫星、均绕地心做匀速圆周运动，卫星是地球静止轨道卫星同步地球卫星。某时刻、、、在同一平面内，其中、、在一条直线上，且垂直，则( )
A. 三颗卫星中角速度最大的是卫星
B. 三颗卫星中线速度最大的是卫星
C. 卫星、的加速度之比：
D. 卫星、的动能之比：
9.某景区的彩虹滑梯如图所示，由两段倾角不同的直轨道第一段倾角较大组成，同种材料制成的粗糙斜面和高度相同，以底端所在水平直线为轴，顶端在轴上的投影为原点建立坐标系。一游客静止开始从顶端下滑到底端，若规定轴所在的水平面为零势能面，则物体在两段斜面上运动过程中动能、重力势能、机械能、产生的热量随物体在轴上投影位置坐标的变化关系图像中正确的是( )
A. B. C. D.
10.如图甲所示，质量为的足够长木板置于水平面上，滑块、质量均为，置于上，位于右方某处。、间的动摩擦因数，、间和与地面间的动摩擦因数。给施加一水平向右的恒力，从开始施加恒力到、第一次相遇时间为。可得与的关系如图乙所示最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，下列说法正确的是( )
A. 滑块能获得的最大加速度为 B. A、之间的初始距离为
C. 滑块的质量为 D. 若，、之间将发生相对滑动
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.实验小组在“探究加速度与力、质量的关系”时，用图甲所示的装置进行实验。实验中，用槽码的重力代替细线中的拉力。
如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度 ______。
下列说法中正确的是______。
A.槽码的质量应远小于滑块的质量
B.气垫导轨右端应比左端高
C.先释放滑块再打开气垫导轨的气源
实验小组用如下方法测量滑块的加速度：将滑块从图甲所示位置由静止释放，测得遮光条通过光电门、的时间分别为、，两个光电门间的距离为，则滑块的加速度大小 ______用字母、、、表示。
为了减小偶然误差，该小组同学设计了另一种方案，测得遮光条从光电门到的时间为，两个光电门间的距离为，保持光电门的位置及滑块在导轨上释放的位置不变，改变光电门的位置进行多次测量，测得多组和的数据，作出了图像如图丙所示，已知纵轴截距为，横轴截距为，则表示遮光条通过光电门______选填“”或“”时的速度大小，滑块的加速度大小 ______。
12.某同学用如图所示的装置做验证动量守恒定律的实验操作步骤如下：
I.先将光滑斜槽轨道的末端调至水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板立于靠近槽口处，使小球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，撞到木板在记录纸上留下压痕。
Ⅱ将木板向右平移适当距离，再使小球从原固定点由静止释放，落到木板在记录纸上留下压痕。
Ⅲ把半径相同的小球静止放在斜槽轨道水平段的右边缘，让小球仍从原固定点由静止开始滚下，与小球相碰后，球沿轨道反弹后返回，两球撞在木板上留下压痕。将这些压痕标记为、、，已知球的压痕为。
本实验必须测量的物理量是______填选项前的字母。
A.小球、的质量、
B.小球、的半径
C.斜槽轨道末端到木板的水平距离
D.记录纸上点到、、的距离、、
放上被碰小球，两球相碰后，小球在图中的压痕点为______填“”或“”。
用本实验中所测得的物理量来验证两球碰撞过程动量守恒，其表达式为______。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图甲所示，形木块放在光滑水平地面上，木块水平表面粗糙，光滑表面与水平面夹角。木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，当力传感器受压时，其示数为正值，当力传感器被拉时，其示数为负值。一个可视为质点的滑块从点由静止开始下滑，运动过程中，传感器记录到的力和时间的关系如图乙所示。已知，，取。求：
斜面的长度；
滑块的质量；
木块水平表面段长度。
14.如图所示，光滑圆弧在竖直平面内，圆弧处的切线水平。、两端的高度差为，端高出水平地面，点在点的正下方。将一滑块从端由静止释放，落在水平面上的点处。取。
求的长；
在端水平衔接一长为的木板，滑块从端释放后正好运动到端停止，求木板与滑块间的动摩擦因数；
在问的条件下，若将木板右端截去长为的一段，滑块从端释放后将滑离木板落在水平面上点处，要使落地点距点的距离最远，应为多少？
15.如图甲所示，在光滑水平面上有、、三个小球，、两球分别用水平轻杆通过光滑铰链与球连接，两球间夹有劲度系数足够大、长度可忽略的压缩轻弹簧，弹簧与球不拴接。固定住球，释放弹簧，、两球瞬间脱离弹簧并被弹出，已知此过程中弹簧释放的弹性势能，、两球的质量均为，球的质量，杆长，弹簧在弹性限度内。
求、两球与弹簧分离瞬间杆中弹力大小；
若球不固定，求释放弹簧后球的最大速度；
若球不固定，求从、两球与弹簧分离时到两杆间夹角第一次为的过程中如图乙，杆对球所做的功。
参考答案
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13.解：对滑块受力分析如图所示。
滑块沿斜面向下运动时，由牛顿第二定律得
滑块在斜面上运动的时间为，则斜面的长度为
滑块沿斜面向下运动时，滑块对斜面的压力为
木块对传感器的压力为
由题图乙可知，解得滑块的质量为
滑块滑到点的速度为
滑块在木块表面上运动时，由图乙可知，，根据牛顿第二定律得
水平表面段长度为
解之得：
答：斜面的长度为；
滑块的质量为；
木块水平表面段长度为。
14.解：根据动能定理有
代入数据解得
做平抛运动时有
，
代入数据解得
滑块从端运动到端停止的过程有
代入数据解得
若将木板右端截去长为的一段后，由动能定理有
则落地点距点的距离为
联立得
根据数学知识知，当
即时，最大，且
答：的长；
木板与滑块的动摩擦因数；
要使落地点距点的距离最远，应为。
15.解：根据对称性可知，与弹簧分离的瞬间，两球的速度大小相等，方向相反，根据能量守恒定律可得：
根据牛顿第二定律得：
联立解得：
如图所示，设两杆的夹角为时，球的速度为，将两球的速度正交分解，根据对称性和几何关系可得：
选竖直向下的方向为正方向，由方向的动量守恒可得：
根据能量守恒定律可得：
根据关联速度的特点可知，两球沿杆方向的分速度相同，则
联立解得：
故当时，球的速度最大，且最大值为
球与弹簧分离后到两杆间夹角第一次为时，根据上述公式解得：
解得：
对球，根据动能定理可得：
代入数据解得：
答：、两球与弹簧分离瞬间杆中弹力大小为；
若球不固定，求释放弹簧后球的最大速度为；
杆对球所做的功为。
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