2024北京顺义一中高三10月月考物理（图片版，含答案）

2024北京顺义一中高三 10月月考
物 理
（90分钟）
一、单项选择题（共 14小题，每小题 3分）
1.如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水桶内壁上，有一件湿衣服随圆桶一起转动而未滑动，有关这件衣服
的受力状况，下列说法正确的是（ ）
A.只受重力作用 B.只受到重力和摩擦力
C.只受到重力、摩擦力和支持力 D.只受到重力和向心力
2.如图所示，一条不可伸长的轻绳一端固定于悬点 O，另一端连接着一个质量为 m 的小球，在水平力 F 的
作用下，小球处于静止状态，轻绳与竖直方向的夹角为 ，已知重力加速度为 g，则下列说法正确的是（ ）
A.绳的拉力大小为mg tan B.绳的拉力大小为mg cos
C.水平力 F大小为mg tan D.水平力 F大小为mg cos
3.一辆汽车在水平公路上沿曲线由 M向 N行驶，速度逐渐减小。图中分别画出了汽车转弯所受合力 F的四
种方向，其中可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
4.如图所示，人造卫星 A、B在同一平面内绕地球做匀速圆周运动。则这两颗卫星相比（ ）
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A.卫星 A的线速度较大 B.卫星 A的加速度较小
C.卫星 A的角速度较大 D.卫星 A的周期较小
5.向心力演示器如图所示。把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们做圆周运动的半径相同。
依次调整塔轮上的皮带的位置，匀速转动手柄，可以探究（ ）
A.向心力的大小与角速度的关系 B.向心力的大小与质量的关系
C.向心力的大小与半径的关系 D.角速度与周期的关系
6.如图所示，质量为 m 的小球在竖直平面内的光滑圆环轨道上做圆周运动。圆环半径为 R，小球经过圆环
最高点时刚好不脱离圆环，重力加速度为 g，则其通过最高点时（ ）
A.小球对圆环的压力大小等于 mg B.小球所需的向心力等于 0
C.小球的线速度大小等于 gR D.小球的向心加速度大小等于 2g
7.如图为我国航天员在“天宫一号”空间实验室测量自己的质量：航天员可以把自己固定在支架的一端，
另一位航天员把支架拉开到与初始位置（舱壁）相距 s 的位置；松手后，支架能够产生一个恒定拉力 F 拉
着航天员从静止返回到初始位置（舱壁），不计其它处力，仪器记录下这段时间为 t。由此可测出航天员的
质量为（ ）
2Fs Fs Ft2 2Ft 2
A. B. C. D.
t 2 2t2 2s s
8.某同学站在电梯的水平地板上，利用速度传感器研究电梯的升降过程。取竖直向上为正方向，电梯在某
一段时间内速度的变化情况如图所示。根据图像提供的信息，下列说法正确的是（ ）
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A.在 0～5s 内，电梯加速上升，该同学处于失重状态
B.在 5s～10s 内，该同学对电梯地板的压力小于其重力
C.在 10s～20s 内，电梯减速上升，该同学处于失重状态
D.在 20s～25s 内，电梯加速下降，该同学处于超重状态
9.我国一箭多星技术居世界前列，一箭多星是用一枚运载火箭同时或先后将数颗卫星送入轨道的技术。某
两颗卫星释放过程简化为如图所示，火箭运行至 P点时，同时将 A、B两颗卫星送入预定轨道。A卫星进入
轨道 1 做圆周运动，B卫星进入轨道 2 沿椭圆轨道运动，P点为椭圆轨道的近地点，Q点为远地点，B卫星
在 Q点喷气变轨到轨道 3，之后绕地球做圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A.A卫星在轨道 1 的运行周期大于 B卫星在轨道 2 的运行周期
B.B卫星在轨道 3 的运行速度小于地球的第一宇宙速度
C.B卫星从轨道 2 上 Q点变轨进入轨道 3 时需要在 Q点喷气减速
D.B卫星沿轨道 2 从 P点运动到 Q点过程中动能增大
10.如图所示，以10m / s 的水平速度抛出的物体，飞行一段时间后垂直撞在倾角为 = 30 的斜面上，g 取
10m / s2 ，以下结论正确的是（ ）
A.物体的飞行时间是 2s
B.物体水平方向运动位移为 20m
C.物体撞击斜面时的速度大小为 20m / s
D.物体下降的距离是 10m
11.如图甲所示，质量为 4kg 的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小 F随位移大小 x变化的情况如图
2
乙所示，物体与水平地面间的动摩擦因数为 = 0.5，g取10m / s 。则（ ）
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甲 乙
A.物体在 F减为零之前一直做加速运动
B.运动过程中推力做的功为 400J
C.该物体所走位移为 4 米时获得的动能为 120J
D.物体在运动过程中的加速度先增大后减小，最后保持不变。
12.在一次杂技表演中，表演者顶着杆沿水平地面运动，以水平向右为 x轴正方向，其 x t 图像如图甲所示。
与此同时猴子沿竖直杆向上运动，以竖直向上为 y 轴正方向如图乙所示，其v t 图像如图丙所示，以地面
为参考系，下列说法正确的是（ ）
甲 乙 丙
A.猴子做匀变速运动，运动轨迹为直线
B.猴子从出发到爬到最大高度的过程中，实际位移为8 2m
C.猴子的运动轨迹为曲线，速度与竖直方向的夹角逐渐减小
D.第 1s 末和第 2s 末猴子的速度大小之比为 2 :1
13.如图所示，一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球 a 和 b，用手托住球 b，当绳刚好被拉紧时，
球 b离地面的高度为 h，球 a静止于地面。已知球 a的质量为 m，球 b的质量为 3m，重力加速度为 g，定
滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计。若无初速度释放球 b，则下列判断正确的是（ ）
A.球 b落地前瞬间速度大小为 2gh
B.在球 b下落过程中，球 a的机械能不变
C.在球 b下落过程中，球 b的加速度大小为 g
2h
D.经过时 ，球 b恰好落地
g
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14.如图甲，辘轳是古代民间提水设施，由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成。如图乙为提水设施工作
原理简化图，某次需从井中汲取 m = 2kg 的水，辘轳绕绳轮轴半径为 r = 0.1m ，水斗的质量为 0.5kg，井
足够深且井绳的质量忽略不计。 t = 0时刻，轮轴由静止开始绕中心轴转动，其角速度随时间变化规律如题
10m / s2图丙所示，g取 ，则（ ）
甲 乙 丙
A.水斗速度随时间变化规律为 v = 4t B.井绳拉力瞬时功率随时间变化规律为 p =10t
C.0～10s 内水斗上升的高度为 12m D.0～10s 内井绳拉力所做的功为 520J
二、实验题（每空 2分，共 18分）
15.（每空 2 分，共 10 分）
某同学做探究“加速度与力、质量的关系”的实验，实验装置如图甲所示。
甲
（1）下面列出了一些实验器材：打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶、
刻度尺。除以上器材外，还需要的实验器材有（ ）
A.秒表 B.天平（附砝码） C.低压交流电流 D.低压直流电源
（2）在进行实验时，需要先将长木板倾斜适当的角度，这样做的目的是______，还要求砂和砂桶的质量
远小于小车的质量，这样做的目的是______。
A.使小车获得较大的加速度 B.使细线的拉力等于小车受到的合外力
C.使小车最终能匀速运动 D.使砂和砂桶的重力近似等于细线的拉力
（3）在图甲所示装置中，打点计时器的打点频率为 50Hz。实验中得到一条纸带，在纸带上从 A 点开始，
每隔 4 个点取一个计数点，分别为 B、C、D、E、F，如图乙所示，相邻两计数点间的距离分别为 10.0mm、
2
12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则小车的加速度为______ m / s 。
乙
（4）在做该实验时，另一位同学使砂和砂桶的质量 m 保持不变，研究小车加速度与小车质量 M 的关系。
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1 1
根据获得的数据，以小车的加速度的倒数 为纵轴，以车和车上砝码的总质量 M 为横轴，描绘出 M
a a
图像，假设实验中他已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响，但 m与M并没满足本实验所需的条件；则
1
从理论上分析，图丙中能够正确反映他所得到的 M 关系的示意图是（ ）
a
A. B. C. D.
丙
16.（每空 2 分，共 8 分）
某同学在做“研究平抛运动的特点”实验中。
（1）用图甲所示装置研究平抛运动竖直分运动的特点。A、B 为两个完全相同的小球，用小锤击打弹性金
属片后，A 球沿水平方向飞出，同时 B 球自由下落。两球在空中运动的过程中，下列说法正确的是______。
甲
A.A球的运动时间比较长
B.两球的运动时间一样长
C.改变小锤的击打力度，会影响两球的运动时间
D.此实验说明 A小球竖直方向的分运动是自由落体运动
（2）用频闪照相的方法研究平抛运动水平分运动的特点。图乙所示的频闪照片中记录了做平抛运动的小
球每隔相等时间的位置。有同学认为，小球在水平方向做匀速直线运动，其判断依据是______。
乙 丙 丁
（3）如图丙，某同学在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上某一位置滚下，钢球沿
桌面飞出后做平抛运动。他仅用钢尺测量出了小球的下落高度 h和水平位移 x，则该同学得到的小球做平抛
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运动的初速度表达式为v = ______。
（4）图丁是在每小格的边长为 5cm 的背景下拍摄的频闪照片的一部分（A 点不是抛出点），不计空气阻力，
取重力加速度 g =10m / s
2
。则小球被抛出时的水平速度大小v = ______ m / s 。
三、计算题（要求有必要的文字叙述，原始方程，结果是具体数值的必须写单位）
17.（9 分）如图所示，倾角 = 37 、长度 L =1.0m的斜面与水平面平滑连接。小木块从斜面顶端由静止
开始滑下，滑到水平面上的A点停止。已知小木块的质量m =1kg ，它与斜面间的动摩擦因数均为 = 0.5，
2
重力加速度 g =10m / s 。 sin37 = 0.6， cos37 = 0.8 。
求：
（1）小木块在斜面上运动时的加速度大小 a；
（2）小木块滑至斜面底端时的速度大小 v；
（3）小木块到达斜面底端时重力的瞬时功率 P。
18.（9 分）如图所示，在高为 h的平台上有一半径为 R的圆弧轨道，轨道末端水平。一质量为 m的小球从
圆弧轨道上高为 H 处的 A 点无初速释放，到达轨道末端 B 点时速度大小为 v，重力加速度为 g，空气阻力
忽略不计。求：
（1）小球从 B点到落地所经历的时间 t；
（2）小球到达 B点时受到轨道的支持力 F；
（3）小球从 A点运动至 B点的过程中圆弧轨道对小球的阻力所做的功 W。
19.（11 分）2020 年“天问一号”火星探测器成功发射，实现火星环绕和着陆；我国计划在 2025～2030 年
间先后发射“天问二号”和“天问三号”，对火星实施探测和采样返回任务。假设火星探测器着陆前绕火
星做匀速圆周运动，探测器距火星表面的高度为 h，运行周期为 T。已知火星半径为 R，引力常量为 G。
（1）求火星的质量 M；
（2）求火星表面的重力加速度大小 g。
（3）为进行某项科学研究，探测器需将运行轨道进行调整，从半径为 r（已知）的圆轨道经过系列调整后
要进入半径为 r （已知）的更高圆轨道上.若上述过程忽略探测器质量变化.以无穷远为引力势能零点，探
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Mm
测器与火星间的引力势能为 Ep = G ，若式中各量均为已知（M表示火星质量，m表示探测器质量，
r
r表示探测器到火星球心的距离），求探测器为完成这一变轨过程至少需要消耗多少能量。
20.（11 分）蹦床是很受欢迎的儿童游乐项目之一。一质量为的小孩（可视为质点）在做跳跃过程中，从距
离蹦床床面高为 H 处由静止下落，将蹦床下压到最低点后，再被弹回至空中。若此过程中小孩不做功，机
械能损失可忽略，则蹦床可以简化为一个竖直放置的轻弹簧，如图 1 所示，弹力大小为 kx（x 为床面下沉
的距离，也叫形变 k为常量），蹦床的初始形变量为 0，整个过程中蹦床的形变始终在弹性限度内。
图 1 图 2 图 3
（1）在如图 2 中请画出小孩接触蹦床后，所受蹦床弹力 F随形变量 x变化的示意图。
（2）类比是种常用的研究方法，对于直线运动，教科书中讲解了由 v t 图象求位移的方法，借鉴此方法，
我们借助 F x 图，可确定弹力做功的规律。据此，求小孩从开始下落到最低点的过程中，请你选取合适
的过程和合适的规律，分析蹦床的最大压缩量 h和小孩的最大动能 EKm 。
（3）请在如图 3中定性画出小孩从开始下落到最低点的过程中，速度 v随时间 t变化的图象。（规定竖直向
下为正方向）。
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参考答案
一、单选
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
答案 C C B B A C C C B C C B A D
二、实验题
15.（1）BC （2）BD （3）0.2 （4）C
g
16.（1）BD （2）相等时间间隔内水平位移相等 （3） x （4）2.0
2h
三、计算题
17.（1）小木块在斜面上运动时，由牛顿第二定律可知
mg sin mg cos = ma
解得加速度大小 a = 2m / s
2
（2）根据 v2 = 2aL ，
可得小木块滑至斜面底端时的速度大小 v = 2m / s
（3） P = mgvsin 37 =12W
1 2 2h
18.【详解】（1）小球从 B点飞出后做平抛运动，则有 h = gt 解得 t =
2 g
mv2 mv2
（2）小球到达 B点时，故牛顿第二定律有 F mg = 解得 F = +mg 方向竖直向上。
R R
1 2
（3）小球从 A点运动至 B点的过程中，根据动能定理mg (H h)+W = mv
2
1
解得W = mv2 mg (H h)
2
19.（1）探测器绕火星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
GMm 4 2
= m (R + h2 2 )
(R + h) T
2 34 (R + h)
解得火星的质量为M =
GT 2
GMm
（2）在火星表面 = m g
R2
2 3
GM 4 (R + h)
可得火星表面的重力加速度大小为 g = =
R2 R2T 2
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GMm v2 GMm GMm
（3）由牛顿第二定律 = m 可知，由 r 增大到到 r ，动能由 变为 ，动能增加，引力
r2 r 2r 2r
GMm GMm
势能由 变为 ，引力势能交小，需要消耗的机械能
r r
GMm GMm GMm GMm GMm 1 1
E = =
2r r 2r r 2 r r
20.（1）因为弹力 F = kx ，弹力 F随形变量 x变化的示意图如图：
（2）当弹簧被压缩到最低点时，弹性势能最大，此时速度为 0
从最高点 H处到最低点，重力做功mg (H + h)
Kh2
根据 F x图象的面积可求出弹力做功为：W弹 =
2
Kh2
从最高点 H到最低点，根据动能定理得：mg (H + h) = 0
2
2mg + 4m2g 2 +8mgHK
解得： h =
2K
小孩在平衡位置的动能最大，此时 a = 0
此时有：mg = kx
mg
解得压缩量为： x =
k
Kx2
从最高点到平衡位置，根据动能定理得：mg (H + x) = Ekm 0
2
m2g 2
解得： Ekm = mgH +
2k
（3）从最高点到接触蹦床、将蹦床压缩到最低点又回弹至最高点，小孩分别经历了自由落体（匀加速运
动，接触蹦床时速度为V1 ）、加速度减小的加速运动（加速度为 0时有最大速度Vm ）、加速度增大的减速运
动（压缩最大时，速度为 0），反弹时先做加速度减小的加速运动（至最大速度Vm ）、然后做加速度增大的
减速运动（至离开弹簧，速度仍为V1 ）、在空中做竖直上抛运动（匀减速运动回到最高点 H处）
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