2024-2025学年湖南省长沙市雨花区雅礼中学高三（上）月考物理试卷（10月份）（二）（含答案）

2024-2025学年湖南省长沙市雨花区雅礼中学高三（上）月考物理试卷（10月份）（二）
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.关于物理学家和他们的贡献，下列说法中正确的是( )
A. 哥白尼提出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
B. 卡文迪什在实验室里通过扭秤实验，得出了引力常量的数值
C. 伽利略用“月地检验”证实了万有引力定律的正确性
D. 牛顿通过理想斜面实验得出“物体运动不需要力来维持”
2.俯卧撑是一项深受学生们喜欢的课外健身运动，做中距俯卧撑图甲时双臂基本与肩同宽，做宽距俯卧撑图乙时双臂大约在倍肩宽。某位同学正在尝试用不同姿势的做俯卧撑；对于该同学做俯卧撑的过程，下列说法中正确的是( )
A. 在俯卧撑向下运动的过程中，地面对手掌的支持力小于手掌对地面的压力
B. 宽距俯卧撑比中距俯卧撑省力
C. 在俯卧撑向上运动的过程中，地面对该同学的支持力不做功
D. 在做俯卧撑运动的过程中，地面对该同学的冲量为零
3.做简谐运动的物体经过点时，加速度大小为，方向指向点；当它经过点时，加速度大小为，方向指向点。若、之间的距离是，则关于它的平衡位置，说法正确的是( )
A. 平衡位置在连线左侧
B. 平衡位置在连线右侧
C. 平衡位置在连线之间，且距离点为处
D. 平衡位置在连线之间，且距离点为处
4.如图所示，太阳系外行星、均绕恒星做同向匀速圆周运动。由于的遮挡，行星被照亮的亮度随时间做如图所示的周期性变化，其中为绕运动的公转周期。则两行星、运动过程中相距最近时的距离与相距最远时的距离之比为( )
A. ： B. ： C. ： D. ：
5.乌鲁木齐乌拉泊地区和达坂城地区属于沙尘暴频发地区，如表为风级风速对照表。假设不同风级的风迎面垂直吹向某一广告牌，且吹到广告牌后速度立刻减小为零，则“级”风对广告牌的最小作用力约为“级”风对广告牌最大作用力的( )
风级 风速 风级 风速
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
6.某同学投掷篮球空心入筐，篮球的出手点与篮筐的距离为，篮球进入篮筐时的速度方向恰好与出手时的速度方向垂直。不考虑空气阻力，重力加速度大小取。则篮球从出手到入筐的时间为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.图像可以直观地反映一个物理量随另一个物理量变化的规律。一小球从距地面高处由静止开始下落，与水平地面碰撞后弹起所达到的最高点距地面的高度为。若忽略空气阻力的影响，规定向下为正方向，下列关于这个过程中小球的速度、位置随时间的变化规律以及动能、机械能随空间位置的变化规律，描述正确的是( )
A. B. C. D.
8.复兴号电力动车组是由中国铁路总公司牵头组织研制，具有完全自主知识产权，达到世界先进水平的电力动车组的统称，其中由系列担当的部分车次是世界上商业运营时速最高的动车组列车。若某“复兴号”列车的额定功率为，列车的质量为，列车在水平路面上行驶时，阻力是车重的倍，。列车在水平轨道上行驶，受到的阻力保持不变，重力加速度取。下列选项正确的是( )
A. 若列车保持额定功率行驶，当列车行驶速度为时，列车的加速度大小为
B. 列车保持额定功率行驶，列车能达到的最大速度
C. 若列车由静止开始，保持以的加速度做匀加速运动的最长时间为
D. 若列车由静止开始，保持以的加速度做匀加速运动则秒末列车的瞬时功率为
9.如图所示，一抛物线形状的光滑导轨竖直放置，固定在点，为导轨的顶点，点离地面的高度为，在点正下方，、两点相距，轨道上套有一个小球，小球通过轻杆与光滑地面上的小球相连，两小球的质量均为，轻杆的长度为。现将小球从距地面高度为处由静止释放，下列说法正确的是( )
A. 小球即将落地时，它的速度大小为
B. 小球即将落地时，它的速度方向与水平面的夹角为
C. 从静止释放到小球即将落地，轻杆对小球做的功为
D. 若小球落地后不反弹，则地面对小球的作用力的冲量大小为
10.如图所示为竖直放置的轻质弹簧，下端固定在地面上，上端与物块甲连接。初始时物块甲静止在点。现有质量为的物块乙从距物块甲上方处由静止释放，乙与甲相碰，碰撞时间极短，碰后立即一起向下运动但不粘连，此时甲、乙两物块的总动能为，向下运动到点时总动能最大为，继续向下运动到最低点未标出。整个过程中弹簧始终在弹性限度内且处于竖直状态，重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 物块甲与物块乙的质量比为：
B. 乙弹起后将在弹簧原长位置离开甲
C. 碰后由到过程中弹簧增加的弹性势能大小为
D. 碰后由到过程中弹簧增加的弹性势能大小为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.在“用单摆测量重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过次全振动的总时间为，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为，再用游标卡尺测量摆球的直径为。回答下列问题：
为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标记时开始计时，该标记应该放置在摆球摆动的______。
A.最高点
B.最低点
C.任意位置
该单摆的周期为______，重力加速度 ______用题干中字母表示。
如果测得的值偏小，可能的原因是______。
A.实验时误将次全振动记为次
B.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C.开始计时时，停表过迟按下
为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长并测出相应的周期，从而得出几组对应的和的数值，以为横坐标、为纵坐标作出图线，但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的图像是图乙中的______选填“”“”或“”。
12.某实验小组验证动量守恒定律的装置如图甲所示。
选择两个半径相等的小球，其中一个小球有经过球心的孔，用游标卡尺测量两小球直径，如图乙所示 ______；
用天平测出小球的质量，有孔的小球质量记为，另一个球记为；本实验中______选填“需要”或“不需要”满足；
将铁架台放置在水平桌面上，上端固定力传感器，通过数据采集器和计算机相连；将长约米的细线穿过小球的小孔并挂在力传感器上，测出悬点到小球上边缘的距离；
将小球放在可升降平台上，调节平台位置和高度，保证两个小球能发生正碰；在地面上铺上复写纸和白纸，以显示小球落地点；
拉起小球由某一特定位置静止释放，两个小球发生正碰，通过与拉力传感器连接的计算机实时显示拉力大小；读出拉力碰前和碰后的两个峰值和；通过推导可以得到碰撞前瞬间速度 ______；同样方式可以得到碰撞后瞬间速度；已知当地的重力加速度为
测出小球做平抛的水平位移和竖直位移，已知当地的重力加速度为，则碰后瞬间速度 ______；
数据处理后若满足表达式：______已知本次实验中，速度用、、表示则说明与碰撞过程中动量守恒。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图所示，足够长的光滑水平杆离地的高度为，滑块套在水平杆上，通过长度为的细线连接质量为的小球。将小球拉至与滑块等高，细线水平伸直，由静止释放小球，当细线运动到竖直方向时，细线刚好断裂，此时滑块向右运动了。重力加速度为，不计一切阻力，求：
滑块质量；
小球落地时到滑块的距离。
14.质量为的“”型装置通过两个光滑轻质滑轮与木块连接，“”型装置内表面光滑，外表面与地面的动摩擦因数，重力加速度为。
若“”型装置静止，求悬挂木块质量的最大值；
若悬挂木块质量，水平外力将“”型装置向左缓慢移动，求水平外力所做的功；
若悬挂木块质量，静止释放木块和“”型装置，求物块下落高度时物块的速度大小。
15.如图所示，一足够长的固定轻杆与水平方向夹角为。质量为的环套在轻杆上恰好不下滑，距离环的位置有一质量为的光滑环从静止释放。下滑过程中，环与环的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短。重力加速度为，不计空气阻力。求：
环与环第一次碰撞结束后的速度大小；
环与环第一次碰撞结束到第二次碰撞前相距最远的距离；
若将环的初始位置记为坐标原点，沿杆斜向下为轴正方向建立直线坐标系，求第次碰撞时环的位置坐标。
参考答案
1.
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10.
11.
12. 不需要
13.解：设滑块的质量为，滑块、小球为系统水平方向动量守恒，取向右为正方向，则
可得
即
解得
设细线运动到竖直方向时，滑块的速度为，小球的速度为，取向左为正方向，根据动量守恒有
根据能量守恒有
设细线断后，小球运动到地面的时间为，这段时间内小球的水平位移为，滑块的位移为，则
小球落地时到滑块的距离为
解得
答：滑块质量为；
小球落地时到滑块的距离。
14.解：“”型装置静止时，对物体受力分析可得绳中张力为
对装置受力分析，由平衡条件得
解得
装置左移时，木块上升，对木块和装置整体，由动能定理得
解得水平外力所做的功为
设木块向下的加速度为，由牛顿第二定律得
设装置和木块水平方向加速度，由牛顿第二定律得
由绳子长度关系得
联立解得
，
设木块向下的速度，水平方向的速度，由运动学公式得
，
所以物块下落高度时物块的速度大小为
答：悬挂木块质量的最大值为；
水平外力所做的功为；
物块下落高度时物块的速度大小为。
15.解：设环与碰前速度为，则由动能定理可得：
由于与的碰撞为弹性碰撞，则由动量守恒定律和能量守恒定律可得：
联立解得：，
由于环恰好不下滑静止于轻杆上，所以有：
则碰后环匀速下滑，环沿杆向上做匀减速直线运动，当二者速度相同时，两环相距最远，以为参考系，相对速度为零时，二者相距最远，相对的初速度为
相对的加速度为：
两环相距最远的距离为：；
设与第二次碰前速度为，则有：，
解得：，与第二次碰后速度分别为、，由动量守恒定律与机械能守恒定律得：，
联立解得：，
设与第三次碰前速度为，则有：，
解得：，与第三次碰前后，根据动量守恒定律与机械能守恒定律得：
，
联立解得：，
由于与碰撞为弹性碰撞，所以二者的相对速度大小不变，始终为，根据以上分析得第一次碰前与的速度分别为、，碰后分别为、；第二次碰前与的速度分别为、；碰后分别为，；第三次碰前与的速度分别为、；碰后分别为、，，可知从第一次碰撞后，每经历时间
两环就发生一次碰撞，则第一次碰后环位移为：
第二次碰后环位移为：
第三次碰后环位移为：
所以第次碰后环位移为：
则第次碰撞时环的位置坐标为。
答：环与环第一次碰撞结束后的速度大小分别为，；
环与环第一次碰撞结束到第二次碰撞前相距最远的距离为；
第次碰撞时环的位置坐标为。
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