2024-2025学年湖南省常德市第一中学高三（上）第二次月考物理试卷（含答案）

2024-2025学年湖南省常德市第一中学高三（上）第二次月考物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.如图为冬奥会上安置在比赛场地外侧的高速轨道摄像机系统，当运动员加速通过弯道时，摄像机与运动员保持同步运动以获得高清视频。关于摄像机，下列说法正确的是( )
A. 在弯道上运动的速度不变 B. 角速度比运动员在弯道上运动的更大
C. 所受合外力的大致方向为 D. 向心加速度比运动员的向心加速度更小
2.年月日，“嫦娥六号”探测器成功发射，开启了人类首次从月球背面采样返回之旅。已知地球质量约为月球质量的倍，地球半径约为月球半径的倍，近地卫星绕地球做匀速圆周运动的周期约为。若“嫦娥六号”探测器在近月轨道绕月做匀速圆周运动，周期约为( )
A. B. C. D.
3.国家跳台滑雪中心是中国首座跳台滑雪场馆，主体建筑灵感来自于中国传统饰物“如意”，因此被形象地称作“雪如意”。如图所示，现有甲、乙两名可视为质点的运动员从跳台处先后沿水平方向向左飞出，初速度大小之比为：，不计空气阻力，则甲、乙从飞出至落到斜坡可视为斜面上的过程中，下列说法正确的是( )
A. 甲、乙飞行时间之比为：
B. 甲、乙飞行的水平位移之比为：
C. 甲、乙在空中竖直方向下落的距离之比为：
D. 甲、乙落到坡面上的瞬时速度方向与水平方向的夹角之比为：
4.如图，相同的物块、用沿半径方向的细线相连放置在水平圆盘上。当圆盘绕转轴转动时，物块、始终相对圆盘静止。下列关于物块所受的摩擦力随圆盘角速度的平方的变化关系正确的是( )
A. B. C. D.
5.如图所示，高速公路上一辆速度为的汽车紧贴超车道的路基行驶。驾驶员在点发现刹车失灵，短暂反应后，控制汽车通过图中两段弧长相等的圆弧从点紧贴避险车道左侧驶入。已知汽车速率不变，、两点沿道路方向距离为，超车道和行车道宽度均为，应急车道宽度为，路面提供的最大静摩擦力是车重的倍，汽车转弯时恰好不与路面发生相对滑动，重力加速度，估算驾驶员反应时间为( )
A. B. C. D.
6.如图甲、乙所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图丙所示，弹簧一端固定在顶部，另一端与小物块连接，当车轮转动的角速度达到一定值时，拉伸弹簧后使触点、接触，从而接通电路使气嘴灯发光。触点与车轮圆心距离为，车轮静止且气嘴灯在最低点时触点、距离为，已知与触点的总质量为，弹簧劲度系数为，重力加速度大小为，不计接触式开关中的一切摩擦，小物块和触点、均视为质点。当该自行车在平直的道路上行驶时，下列说法中正确的是( )
A. 要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为
B. 要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为
C. 要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为
D. 要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.如图所示，竖直平面内有两完全相同的轻质弹簧，它们的一端分别固定于水平线上的、两点，另一端均连接在质量为的小球上。开始时，在竖直向上的拉力作用下，小球静止于连线的中点，弹簧处于原长。后将小球竖直向上。缓慢拉至点，并保持静止，此时拉力大小为。已知重力加速度大小为，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。若撤去拉力，则小球从点运动到点的过程中( )
A. 速度一直增大 B. 速度先增大后减小
C. 加速度的最大值为 D. 加速度先增大后减小
8.如图所示，两个完全相同的小车质量均为，放在光滑的水平面上，小车横梁上用细线各悬挂一质量均为的小球，若对甲中的小车施加水平向左的恒力，对乙中小球施加水平向右的恒力，稳定后整个装置分别以大小为、的加速度做匀加速直线运动，两条细线与竖直方向的夹角均为，细线的拉力分别为、，地面对小车的支持力分别为、，则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
9.大型风洞是研发飞行器不可缺的重要设施，我国的风洞技术处于世界领先地位。如图所示，某次风洞实验中，风力大小和方向均恒定，一质量为的轻质小球先后经过、两点，其中在点的速度大小为，方向与连线成角；在点的速度大小也为，方向与连线成角。已知连线长为，小球只受风力的作用，小球的重力忽略不计。下列说法中正确的是( )
A. 风力方向垂直于连线 B. 从点运动到点所用的时间为
C. 小球的最小速度为 D. 风力大小为
10.如图所示，一轻弹簧的一端固定在倾角为的固定光滑斜面的底部，另一端和质量为的小物块相连，质量为的小物块紧靠静止在斜面上，此时弹簧的压缩量为，从开始，对施加沿斜面向上的外力，使始终做匀加速直线运动。经过一段时间后，物块、分离再经过同样长的时间，距其出发点的距离恰好也为。弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 弹簧的劲度系数为
B. 在物块、分离时，弹簧的压缩量为
C. 物块加速度的大小为
D. 在物块、分离前，外力大小随时间变化的关系式为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.一同学利用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。一长木板被铁架台竖直固定，其上固定一张白纸。甲、乙两个力传感器分别固定在木板上的、两点，、两点可在木板上移动。
如图所示，将质量未知的重物用细绳竖直悬挂在力传感器甲上，重物静止时，记录力传感器甲的示数；
如图所示，三根细绳通过结点连接在一起，另一端分别与力传感器或重物相连，调节、两点的位置，重物静止时，记录结点的位置、竖直细绳方向、甲、乙力传感器的示数、和连接甲、乙力传感器细绳的________；
在点根据、、的大小和方向作力的图示；
改变、两点的位置重复步骤、，此过程________填“需要”或“不需要”保持结点位置不变；
初始时三根细绳互成，若保持结点的位置和连接甲、乙力传感器的两细绳间的夹角不变，当、绕点逆时针缓慢转动的过程中，力传感器乙的示数会________。
A.一直增大先增大后减小
C.一直减小先减小后增大
12.某实验小组做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，实验装置如图所示。
为较准确地完成实验，下列操作正确的是 。
A.实验通过力传感器测量细线拉力，故不需要补偿阻力
B.调节滑轮的高度，使牵引重物的细线与长木板保持平行
C.为减小误差，实验中探究力与小车加速度关系时一定要保证重物质量远远小于小车的质量
D.实验时小车应靠近打点计时器，先接通电源再释放小车
已知电源频率为，实验中打出的某条纸带如图所示，则重物下落的加速度 结果保留位有效数字。
若保持重物和传感器的总质量不变，在小车上放置砝码改变小车质量，测出小车和车上砝码的总质量和对应的加速度，根据实验数据分别作出图像与如图、所示，则如图中实线所示的图线偏离直线的主要原因是 ；若已补偿阻力，但图中图线仍不过原点，则图线的延长线与纵轴交点的纵坐标值为 用题中所给的字母表示。
另一小组的同学采用如图所示装置，两个小组实验时使用的小车完全相同，力传感器示数均为，他们根据多组数据作出的图线分别如图中、所示，则图实验装置对应的图线是图中的 填“”或“”。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心的对称轴重合，转台以一定角速度匀速旋转，一质量为的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，且受到的摩擦力恰好为零，它和点的连线与之间的夹角为。重力加速度大小为．
求转台角速度；
若转速变为，且，小物块没有与罐壁发生相对滑动，求小物块受到的摩擦力大小和方向。
14.如图所示，倾斜传送带倾角，顶端到底端的长度为，以的速度绕轴逆时针转动。一个质量为的黑色煤块可看作质点从距点高度差的点以一定的初速度水平抛出，经过一段时间后运动至传送带顶端，此时速度方向恰好沿传送带向下，已知煤块与传送带之间的动摩擦因数，煤块在传送带上经过时会留下黑色划痕。不考虑空气阻力，，，。求：
煤块水平抛出时初速度大小；
煤块从传送带顶端运动至底端所用的时间；
煤块从传送带顶端运动至底端的过程中在传送带上留下的划痕长度。
15.如图所示，木板质量初始时刻静止在粗糙水平地面上，右端与墙壁相距，可视为质点的质量的小物块，以初速度从木板左端滑上。物块与木板之间的动摩擦因数，木板与地面之间的动摩擦因数，重力加速度，物块或木板与墙壁相碰，碰撞时间极短且都以原速率反弹，物块始终没有从木板右端掉落。求：
物块滑上木板时物块和木板的加速度大小；
若木板第一次与墙壁碰撞时，物块未与木板共速，木板第一次向左运动的最大距离；
要保证物块与木板始终不共速，某次物块和木板同时与墙壁相碰，木板长度的可能值。
参考答案
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10.
11. 方向 不需要
12.
未满足小车质量远大于重物和传感器的总质量

13.解：对小物块受力分析，由向心力公式得：
又：
联立解之得：
当时，对物块受力分析，建立如图坐标系
轴：．
轴：
联立代入数据解之得：，方向沿罐壁切线向下
答：转台角速度为；
小物块受到的摩擦力大小为，方向沿罐壁切线向下。
14.煤块平抛，在竖直方向，有
解得
煤块在点 ，
煤块到达传送带顶端时，有
解得
煤块先沿传送带向下做匀加速直线运动，有
解得
由
得
则
随后煤块继续向下做匀加速直线运动，有
解得
煤块运动至底端发生的位移为
而
得
则
煤块在第一段匀加速直线运动中，传送带的位移为
则煤块相对于传送带的位移大小为
此过程中煤块相对于传送带向上运动，留下的划痕。
煤块在第二段匀加速直线运动中，传送带的位移为
则煤块相对于传送带的位移大小为
此过程中煤块相对于传送带向下运动，留下的划痕。
则传送带上留下的划痕的长度为。

15.解：对物块，
解得：，
对木板，
解得：；
木板第一次与墙壁碰撞时的速度为，，
解得，
木板第一次向左减为零时木板运动的距离最大，
解得：，
根据，
解得；
木板第一次向右加速的时间设为，则，
解得：，
木板第一次向左减速的时间设为，则，
解得：，
木板第一个来回用时，
木板第二次向右加速的时间设为，则，
解得：，
木板第二次向左减速的时间设为，则，
解得：，
木板第二个来回用时，
木板第三次向右加速的时间设为，则，
解得：，
木板第二次向左减速的时间设为，则，
解得：，
木板第一个来回用时，
同理得：，
设木板第次与墙壁碰撞时与物块同时撞上墙壁，所用时间为，
解得：，
物块一直做匀减速直线运动，
可得当时，板长为，
当时，板长为，
当时，物块的速度，故不满足题意，舍掉。
答：物块滑上木板时物块和木板的加速度大小分别为，
木板第一次向左运动的最大距离为
木板长度的可能值为，。
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