2024北京通州潞河中学高三10月月考物理（图片版，无答案）

2024-10 高三物理月考题
一、单项选择题（每题 3 分，共 42 分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1. 11科学家设想未来较为理想的可控核聚变反应方程为 11H+ 5 B→3X，下列说法正确的是（ ）
A．X 12为 6 C B．该方程为α衰变方程
C．大亚湾核电站采用核聚变反应发电 D．该反应质量数守恒
2.把铁丝圈在肥皂水中蘸一下，让它挂上一层薄薄的液膜，用它观察灯焰。右图为肥皂
膜在竖直平面内静置时的干涉条纹照片。下列说法正确的是（ ）
A．拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于 b附近
B．拍摄这张照片时铁丝圈最高点可能位于 a附近
C．肥皂膜在竖直平面内静置时，其厚度处处相同
D．为了便于观察干涉图样，观察者和灯焰位于肥皂膜的两侧
3.水能够浸润玻璃。向正方形的玻璃鱼缸内注入一定体积的水（图中阴影区域），然后盖上玻璃板，完全密封。
如果把这个鱼缸放置在天宫空间站，即处于完全失重的环境中，则稳定后鱼缸内水的形状可能是（ ）
A． B． C． D．
4.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A．如图 a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态
B．如图 b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变
C．如图 c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的 A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在 A位置小球所受
筒壁的支持力要大于在 B位置时的支持力
D．如图 d，火车转弯超过规定速度行驶时，车轮会对内轨有挤压作用
5.如图甲所示为光滑水平面上的弹簧振子，以平衡位置O为原点，在 A、B之间做简谐运动，某时刻开始计时，
其偏离平衡位置的位移 x随时间 t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．该弹簧振子的振幅为10cm
B．该振动系统的振动周期为 2.5s
C． t 0时，弹簧振子动能最大
D．t=1.5s时，弹簧处于压缩状态
6.如图所示，小球在力 F的作用下处于静止状态。现保持 不变，缓慢转动 F，下列
说法中正确是（ ）
A．细绳中的拉力始终不变 B．当 F转到水平位置时最小
C．F可以竖直向上 D．F可以竖直向下
7.太空碎片会对航天器带来危害。设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图中实线所示。为了避
开碎片，空间站在 P点向图中箭头所指径向方向极短时间喷射气体，使空间站获得一定
的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。
则（ ）
A．空间站变轨后的运动周期比变轨前的小
B．空间站变轨前、后在 P点的加速度相同
C．空间站变轨后在 P点的速度比变轨前的小
D．空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的大
8．铅球投掷比赛中，铅球离手时的初速度为 v0，落地时的速度为 v，忽略空气阻力。下列四个图中能够正确反映
各时刻铅球速度矢量的示意图是（ ）
A． B． C． D．
9.某研究小组在研究“估测甩手时指尖的最大向心加速度”课题研究时，利用摄像机记录甩
手动作，A、B、C是甩手动作最后 3帧（每秒 25帧）照片指尖的位置。根据照片建构 A、B
之间运动模型：开始阶段，指尖 A以肘关节 M为圆心做圆周运动，到接近 B的最后时刻，
指尖以腕关节 N为圆心做圆周运动。测得 A、B之间的距离为 26cm，B、N之间的距离为 17cm。
粗略认为 A、B之间平均速度为甩手动作最后阶段指尖做圆周运动的线速度。重力加速度为
g。请估测甩手时指尖的最大向心加速度（ ）
A．5g B．10g C．25g D．50g
10．如图所示，一个理想变压器的原、副线圈的匝数比为 10∶1，原线圈两端 a、b接正弦式交流电源。在原线圈
前串联一个规格为“熔断电流 0.2A、电阻 5 ”的保险丝，与原线圈并联的电压表的示数稳定为 220V，电压表为理
想电表，若电路可以长时间正常工作，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻 R的最大瞬时电流为 2A
B．变压器的输出功率最大值为 44 2W
C．保证保险丝不断的电阻 R的最小值为 11Ω
D．电阻 R增大时，流经保险丝的电流也增大
11．北京冬奥会高台滑雪场地示意如图。一运动员（含装备）的质量为 m，从助滑坡上 A点由静止沿坡（曲线轨
道）下滑，经最低点 B从坡的末端 C起跳，在空中飞行一段时间后着陆于着陆坡上 D点。已知 A、C的高度差为
h1，C、D的高度差为 h2，重力加速度大小为 g，摩擦阻力和空气阻力不能忽略，运动员可视为质点。则下列判断正
确的是（ ）
A．运动员在 B点处于失重状态
B．运动员起跳时的速率 vC 2gh1
C．运动员着陆前瞬间的动能 EkD mg h1 h2
2h
D．运动员在空中飞行的时间 t 2
g
12．蹦极是体验者把一端固定的弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处自由落下的一项极限运动（可近似看作在
竖直方向运动）。已知某体验者质量为 50kg，在一次下落过程中，所受弹性绳的拉力 F与下落位移 x的图像如图甲
所示，下落位移 x与运动时间 t图像如图乙所示，其中 t1为弹性绳恰好绷直的时刻，t2为体验者运动到最低点的时
刻，不计空气阻力（g取 10m/s2）。下列说法正确的是（ ）
A．F0大小为 1000N
B．体验者下落的最大速度为 20m/s
C．下落过程中，体验者的最大加速度为 30m/s2
D．下落过程中，弹性绳的最大弹性势能为 2×103J
13．如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为 m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到
2
最高点时绳对小球的拉力为 T，小球在最高点的速度大小为 v，其T v 图像如图乙所示，则下列说法不正确的是
（ ）
mb
A．轻质绳长为
a
a
B．当地的重力加速度为
m
ac
C．当 v2 c时，轻质绳最高点拉力大小为 ab
D 2．若小球在最低点时的速度 v1 b，小球运动到最低点时绳的拉力为 mg
14．近 10年来我国大力发展空军和海军，新增舰船是除美国外其他国家的总和。无论是飞机还是战舰设计，都
需要复杂的流体力学知识。当流体流动时，根据流动特征可以分成湍流和层流：如果流体质点的轨迹（一般说随初
始空间坐标 x、y、z随时间 t而变）是有规则的光滑曲线（最简单的情形是直线），这种流动叫层流，此时流体分层
流动，各层互不混合，没有这种性质的流动叫湍流。不同状态的流体动力学方程不一样。流体力学中用一个无量纲
的数--雷诺数 Re（Reynoldsnumber），来表征流体的这一特征，一般情况下，雷诺数小的时候是层流，雷诺数大的时
候是湍流。已知雷诺数由四个变量决定，流体的流速 v、流体的密度ρ、特征长度 d，黏性系数μ。请根据所学知识
对雷诺数的表达式做出判断，以下表达式中可能正确的是：（已知黏性系数μ为流体中相距 dx的两平行液层，由于
dv
内摩擦，使垂直于流动方向的液层间存在速度梯度 ，当速度梯度为 1个单位，相邻层“单位”接触面 S上所产生的
dx
F
S
黏滞力 F(亦称内摩擦力)即黏性系数，以μ表示： dv /它的单位是 Pa·s）
dx
vd vd 2
A． R e Re B．
vd
C． R e vd D． R e
3
第二部分 综合题
二、实验题
15．（共 6分）
（1）（2分）在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列操作正确的是（ ）
A． B． C．
（2）（2分）实验获得一条纸带，截取点迹清晰的一段并测得数据如图所示已知打点的频率为 50Hz，则打点“13”
时，重锤下落的速度大小为 m/s（保留三位有效数字）。
（3）（2分）某同学用纸带的数据求出重力加速度 g=9.77m/s2，并用此 g值计算得出打点“1”到“13”过程重锤的重力
势能减小值为 5.09m，另计算得动能增加值为 5.08m（m为重锤质量），请说明该结果能否验证机械能守恒定律，并
说明理由。
16. （共 12分）
某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图（a）所示，水平轨道上安装两个光电门，小车
上固定一遮光片，细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上钩码。
（1）实验前调节轨道右端滑轮高度，使细线与轨道平行，再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力。
（2）小车的质量为 M1=320g。利用光电门系统测出不同钩码质量 m时小车加速度 a。钩码所受重力记为 F，作出
a F图像，如图（b）中图线甲所示。
（3）由图线甲可知，F较小时，a与 F成正比；F较大时，a与 F不成正比。为了进一步探究，将小车的质量增加
至 M2=470g，重复步骤（2）的测量过程，作出 a F图像，如图（b）中图线乙所示。
（4）（4分）与图线甲相比，图线乙的线性区间 （填较小、不变或较大），非线性区间 （填
较小、不变或较大）。再将小车的质量增加至 M3=720g，重复步骤（2）的测量过程，记录钩码所受重力 F与小车加
速度 a，如表所示（表中第9 ~ 14组数据未列出）。
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ~ 14 15
钩码所受重力 F/(9.8N) 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140 0.160 …… 0.300
小车加速度 a/(m s-2) 0.26 0.55 0.82 1.08 1.36 1.67 1.95 2.20 …… 3.92
（5）（2分）请在图（b）中补充描出第 6至 8三个数据点，并补充完成图线丙 。
（6）（6分）根据以上实验结果猜想和推断：小车的质量 时，a与 F成正比。结合所学
知识对上述推断进行解释： 。
三、计算题
17. （9分）如图所示，一个质量 m=10kg的物体放在水平地面上。对物体施加一个 F=50N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θ=37°，物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.50，sin37°=0.60，
cos37°=0.80，取重力加速度 g=10m/s2。
（1）求物体运动的加速度大小；
（2）求物体在 2.0s末的瞬时速率；
（3）若在 2.0s末时撤去拉力 F，求此后物体沿水平地面可滑行的最大距离。
18. （9分）中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。图甲是北斗导航系统卫星分布示意图，
图乙所示为其中一颗北斗卫星的轨道示意图。已知该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为 T，地球半径为 R，地球
表面附近的重力加速度为 g，引力常量为 G。
（1）求地球的质量 M；
（2）求该卫星的轨道距离地面的高度 h；
（3）请推导第一宇宙速度 v1的表达式，并分析比较该卫星的运行速度 v 与第一宇宙速度 v1的大小关系。
19．（10分）跑酷不仅可以强健体质，也可使得自身反应能力更加迅速。现有一运动员在图示位置起跳，运动过程
姿势不变且不发生转动，到达墙面时鞋底与墙面接触并恰好不发生滑动，通过鞋底与墙面间相互作用可以获得向上
的升力。已知运动员起跳时速度为 v0，v0与水平方向夹角为θ，到达墙壁时速度方向恰好与墙面垂直，运动员鞋底
与墙面的动摩擦因数为μ（4 tan ），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g，全过程忽略空气阻力影响。
（1）求运动员起跳时的水平分速度 vx与竖直分速度 vy；
（2）运动员与墙发生相互作用的时间为 t，蹬墙后速度竖直向上，不再与墙发生相互作用，求蹬墙后运动员上升
的最大高度 H；
（3）若运动员蹬墙后水平方向速度大小不变，方向相反，为了能够到达起跳位置的正上方，且距离地面高度不
低于蹬墙结束时的高度，求运动员与墙发生相互作用的最长时间 tm 。
20．（12分）阿特伍德机是由英国物理学家乔治·阿特伍德在 1784年发表的《关于物体的直线运动和转动》一文中
提出的，用于测量加速度及验证运动定律的机械。如图所示，一定滑轮两端分别与质量为 3m的物体 A和质量为 m
的物体 B相连。不计轮轴间的摩擦力和空气阻力，假设绳子与轮轴间不会打滑。
（1）若不计滑轮质量，两物体均由静止释放，试求物体 A下落高度 h后，两物体的速度大小；
（2）类比是一种常见的解决物理问题的方式。若滑轮的质量不可忽略，由于其自身惯性的存在，其角速度增加的
过程也会受到阻碍。因此我们可以用转动惯量 I作为其转动过程中惯性大小的量度，用角加速度β描述其转动加快过
程中角速度的变化率；
a．在把物体视为质点时，我们可以利用牛顿第二定律描述合力与加速度的关系。类比这种关系，在刚体（形
变可忽略的物体）转动过程中，我们同样可以用类似的关系描述刚体的合力矩 M（力矩是矢量，大小等于物体某点
所受的力与其力臂的乘积，以使物体逆时针旋转的力矩方向为正方向）与角加速度β（角速度的变化率）的关系。
请根据角加速度的定义，类比线速度与角速度的关系，直接写出角加速度β与半径为 r的圆盘边缘的线加速度 a的
关系；并类比质点的牛顿第二定律，直接写出刚体转动过程中合力矩 M、转动惯量 I和角加速度β的关系；
b．在把系统内各物体都视为质点时，我们可以利用机械能守恒描述物体重力势能与动能的相互转化。若考虑
到刚体的转动动能，我们在使用机械能守恒的过程中，动能除了我们熟知的质点的平动动能以外，还需要加上有质
量的刚体的转动动能。试类比质点的平动动能，写出刚体转动角速度为ω时刚体的转动动能 EK 转；
1
c 2．若滑轮的质量为 m，半径为 R，其转动惯量的表达式 I mR 。请根据以上关系，考虑滑轮质量的前提下，
2
求：与物体 A相连的轻绳拉力 T1的大小，与物体 B相连的轻绳拉力 T2的大小，以及物体 A下落高度 h后的速度大
小。