2024-2025学年北京市顺义区杨镇第一中学高三上学期9月月考物理试题（含答案）

2024-2025学年北京市顺义区杨镇第一中学高三上学期9月月考
物理试题
一、单选题：本大题共14小题，共56分。
1.在研究共点力平衡条件的实验中，用三个弹簧测力计通过轻软线对同一个小圆环施加水平拉力作用，三个拉力的方向如图所示，如果小圆环可视为质点，且其所受重力可忽略不计，小圆环平衡时三个弹簧测力计的示数分别为、和，关于这三个力的大小关系，下列说法中正确的是
A. B.
C. D.
2.如图所示，光滑水平桌面上木块、叠放在一起，木块受到一个大小为水平向右的力，、一起向右运动且保持相对静止。已知的质量为、的质量为，重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 木块受到两个力的作用
B. 木块受到四个力的作用
C. 木块所受合力大小为
D. 木块受到的作用力大小为
3.我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高，极大丰富了我国自主对地观测数据源，为现代农业、防灾减灾、环境监测等领域提供了可靠稳定的卫星数据支持。系列卫星中的“高分三号”的轨道高度约为，“高分四号”的轨道为高度约的地球同步轨道。若将卫星的运动均看作是绕地球的匀速圆周运动，则( )
A. “高分三号”的运行周期大于
B. “高分三号”的向心加速度大于
C. “高分四号”的运行角速度大于地球自转的角速度
D. “高分三号”的运行速度大于“高分四号”的运行速度
4.地铁在水平直轨道上运行时某节车厢的示意图如图所示。某段时间内，车厢内两拉手、分别向前进方向偏离竖直方向角度和并保持不变。重力加速度为。则该段时间内( )
A. 拉手所受合力的方向不一定沿水平方向 B. 两拉手偏离竖直方向的角度满足
C. 列车的加速度大小为 D. 列车正在加速行驶
5.真空中电荷量为的点电荷周围存在电场，根据电场强度的定义式可推导出点电荷周围某点的电场强度大小为静电力常量，为点电荷到该点的距离，质量为的质点周围存在引力场，类比点电荷，可写出该质点周围某点的引力场强度大小为为引力常量，为质点到该点的距离，则引力场强度的单位是( )
A. B. C. D.
6.质量为的跳伞运动员做低空跳伞表演。他从离开悬停的飞机后到落地前的运动过程可以大致用如图所示的图像描述，已知，由图像可以推测出( )
A. 打开降落伞时运动员距地面的高度为
B. 打开降落伞后运动员的加速度小于
C. 内运动员受到的空气阻力大于
D. 内运动员的机械能先增大后减小
7.年月日，我国在酒泉卫星发射中心利用长征二号运载火箭成功发射一型可重复使用的试验航天器，右图为此发射过程的简化示意图。航天器先进入圆轨道做匀速圆周运动，再经椭圆轨道，最终进入圆轨道做匀速圆周运动。轨道分别与轨道、轨道相切于点、点。下列说法正确的是( )
A. 航天器在轨道的运行周期大于其在轨道的运行周期
B. 航天器在轨道上从点运动到点过程中，速度越来越大
C. 航天器在轨道上从点运动到点过程中，地球的万有引力对其做负功
D. 航天器在轨道上运行的加速度小于其在轨道上运行的加速度
8.如图所示，不可伸长的轻质细绳的一端固定于点，另一端系一个小球，在点的正下方一个钉子，小球从右侧某一高度，由静止释放后摆下，不计空气阻力和细绳与钉子相碰时的能量损失。下列说法中正确的是( )
A. 小球摆动过程中，所受合力大小保持不变
B. 小球在左侧所能达到的最大高度可能大于在右侧释放时的高度
C. 当细绳与钉子碰后的瞬间，小球的向心加速度突然变小
D. 钉子的位置靠近小球，在细绳与钉子相碰时绳就越容易断
9.如图所示，塔吊用钢绳沿竖直方向将质量为的建材以加速度匀加速向上提起高，已知重力加速度为，则在此过程中，下列说法正确的是
A. 建材重力做功为
B. 建材的重力势能减少了
C. 建材的动能增加了
D. 建材的机械能增加了
10.某同学在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，使用了如图甲所示的实验装置。保持小车质量不变，改变砂桶中砂的质量，小车的加速度随其所受拉力变化图线如图乙所示。对图线未经过原点的原因分析，可能正确的是
A. 平衡小车所受阻力时木板右端垫得过高 B. 未将木板右端垫高以平衡小车所受阻力
C. 实验过程中先释放小车后通电 D. 小车质量未远大于砂和砂桶的总质量
11.场地自行车比赛中某段圆形赛道如图所示，赛道与水平面的夹角为，某运动员骑自行车在该赛道上做水平面内的匀速圆周运动。当自行车的速度为时，自行车不受侧向摩擦力作用；当自行车的速度为时，自行车受到侧向摩擦力作用。不考虑空气阻力。重力加速度为。已知自行车和运动员的总质量为。则( )
A. 速度为时，自行车所受的支持力大小为
B. 速度为时，自行车和运动员的向心力大小为
C. 速度为时，自行车和运动员的向心力大于
D. 速度为时，自行车所受的侧向摩擦力方向沿赛道向外
12.一辆质量为 的汽车，启动后沿平直路面行驶，行驶过程中受到的阻力大小一定，如果发动机的输出功率恒为，经过时间，汽车能够达到的最大速度为。则( )
A. 当汽车的速度大小为时，汽车的加速度的大小为
B. 汽车速度达到的过程中，牵引力做的功为
C. 汽车速度达到的过程中，汽车行驶的距离为
D. 汽车速度达到的过程中，牵引力做的功为
13.如图所示，人们用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过轻绳对质量为的重物各施加一个大小为、与竖直方向夹角为的拉力，重物离开地面上升时两人停止施力，最后重物下落将地面砸下的深度为。重物对地面的冲击力可视为恒力。重力加速度为。不计空气阻力。则( )
A. 重物上升过程中的最大动能为
B. 重物刚落地时的动能为
C. 仅根据题中信息可以推算出重物对地面的冲击力大小
D. 仅根据题中信息无法推算出一次打夯过程所用时间
14.旋转在乒乓球运动中往往有一击制胜的作用。乒乓球在飞行过程中，如果发生旋转，球就会带动周围的空气在球体附近产生环流。已知乒乓球球心开始以速度水平向左飞行，球上各点同时绕球心以角速度顺时针旋转，如图甲所示。根据物理学原理可知，气体流速越大，压强越小，由于乒乓球附近、两处空气流速不同，两处的空气对乒乓球就形成压力差，这个压力差称为马格努斯力。由于旋转球在飞行过程中受到马格努斯力，其落点与无旋转球的落点就会不同。图乙所示的实线、虚线两条轨迹中，一条为球心以水平速度开始向左飞行的无旋转球的轨迹，另一条为图甲中旋转球从同一点飞出时的轨迹。下列说法正确的是( )
A. 图甲中乒乓球下方处气体的流速比处的小
B. 图乙中为无旋转球的轨迹，为旋转球的轨迹
C. 马格努斯力与乒乓球转动的角速度大小无关
D. 无旋球弹起的高度可能超过发球位置的高度
二、实验题：本大题共3小题，共27分。
15.用如图所示的装置研究平抛物体的运动规律，击打弹片时，球做平抛运动，球做自由落体。
经过多次实验发现两个小球总是同时落地，则得到的结论是：_________________。
以球的抛出点做为坐标原点，建立直角坐标系，如图所示，物体平抛的初速度是多少________用、、表示
16.某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。保持小车所受的拉力不变，改变小车质量，该同学分别测得不同质量时小车加速度，并作出图像，如图乙所示。根据图像__________选填“能”或“不能”直接得出加速度与质量成反比；如何验证与是否成反比？__________
17.利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。
为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_________。
A.动能变化量与势能变化量
B.速度变化量和势能变化量
C.速度变化量和高度变化量
除带夹子的重物、纸带、铁架台含铁夹、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_________。
A.交流电源 刻度尺 天平含砝码
此实验过程中机械能是否守恒，可以通过计算纸带打下两点的过程中，重锤减少的重力势能是否等于其增加的动能来验证。下图是实验中得到的一条纸带。为重锤开始下落时记录的点，在纸带上选取三个连续打出的点、、，得到它们之间的距离分别为、、。若重锤质量用表示，已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为。则在打下点到点的过程中，重力势能的减少量 ，动能的增加量 _________。
大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是_________。
A.利用公式 计算重物速度
B.利用公式计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法
某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点的距离，计算对应计数点的重物速度，描绘 图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确。__________________________
三、计算题：本大题共4小题，共40分。
18.如图所示，一个质量 的物体放在水平地面上。对物体施加一个 的拉力，使物体做初速为零的匀加速直线运动。已知拉力与水平方向的夹角 ，物体与水平地面间的动摩擦因数 ，，，取重力加速度 。
求物体运动的加速度大小；
求物体在末的速度大小；
求末拉力的功率。
19.一小孩自己不会荡秋千．爸爸让他坐在秋千板上，将小孩和秋千板一起拉到某一高度，此时绳子与竖直方向的偏角为，然后由静止释放．已知小孩的质量为，小孩在最低点时离系绳子的横梁。重力加速度，。忽略秋千的质量，可把小孩看做质点。
假设小孩和秋千受到的阻力可以忽略，当摆到最低点时，求：
小孩的速度大小；
秋千对小孩作用力的大小；
假设小孩和秋千受到的平均阻力是小孩重力的倍，求从小孩被释放到停止经过的总路程。
20.如图所示，“嫦娥一号”卫星在飞向月球的过程中，经“地月转移轨道”到达近月点，为了被月球捕获成为月球的卫星，需要在点进行制动减速。制动之后进入轨道Ⅲ，随后在点再经过两次制动，最终进入环绕月球的圆形轨道Ⅰ。已知“嫦娥一号卫星”在轨道Ⅰ上运动时，卫星距离月球的高度为，月球的质量，月球的半径，万有引力恒量为。忽略月球自转，求：
“嫦娥一号”在点的加速度。
“嫦娥一号”在轨道Ⅰ上绕月球做圆周运动的线速度。
若规定两质点相距无际远时引力势能为零，则质量分别为、的两个质点相距为时的引力势能，式中为引力常量．为使“嫦娥一号”卫星在点进行第一次制动后能成为月球的卫星，同时在随后的运动过程其高度都不小于轨道Ⅰ的高度，试计算卫星第一次制动后的速度大小应满足什么条件。
21.体育课上，直立起跳是一项常见的热身运动，运动员先蹲下，然后瞬间向上直立跳起，如图所示。
一位同学站在力传感器上做直立起跳，力传感器采集到的图线如图所示。根据图像求这位同学的质量，分析他在力传感器上由静止起跳过程中的超重和失重情况。取重力加速度。
为了进一步研究直立起跳过程，这位同学构建了如图所示的简化模型。考虑到起跳过程中，身体各部分肌肉包括上肢、腹部、腿部等肌肉的作用，他把人体的上、下半身看作质量均为的两部分和，这两部分用一个劲度系数为的轻弹簧相连。起跳过程相当于压缩的弹簧被释放后使系统弹起的过程。已知弹簧的弹性势能与其形变量的关系为。要想人的双脚能够离地，即能离地，起跳前弹簧的压缩量至少是多少？已知重力加速度为。
“爆发力”是体育运动中对运动员身体水平评估的一项重要指标，人们通常用肌肉收缩产生的力与速度的乘积来衡量肌肉收缩的爆发能力，其最大值称之为“爆发力”。某同学想在家通过直立起跳评估自己的“爆发力”，为了简化问题研究，他把人离地前重心的运动看作匀加速直线运动，认为起跳时人对地面的平均蹬踏力大小等于肌肉的收缩力。他计划用体重计和米尺测量“爆发力”，请写出需要测量的物理量，并利用这些物理量写出计算“爆发力”的公式。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.做平抛运动的物体，在竖直方向上是自由落体运动


16.不能 作出 图像，如果图像是一条过原点的直线，则说明 与 成反比
17.

见解析

18.

19. ，；
20. ； ；
21. ，见解析； ；见解析
第1页，共1页