2024-2025学年湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学高三（上）月度检测物理试卷（10月）（含答案）

2024-2025学年湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学高三（上）月度检测物理试卷（10月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.比值定义法是物理学中常用的研究方法，它用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量。定义的物理量往往是反映物质的最本质的属性，它不随定义所用物理量的大小而改变，下面式子属于比值定义法的是( )
A. B. C. D.
2.橘子洲大桥主桥长米，引桥长米，引桥相当于从岸上搭到主桥的上一个斜面。下列说法正确的是( )
A. 橘子洲大桥建很长的引桥是为了增大汽车重力沿斜面向下的分力
B. 如果橘子洲大桥高度不变，增大引桥的长度，则停在引桥桥面上的汽车对桥面的压力变小
C. 如果橘子洲大桥高度不变，减小引桥的长度，则停在引桥桥面上的汽车对桥面的摩擦力变大
D. 如果橘子洲大桥高度不变，减小引桥的长度，则停在引桥桥面上的汽车对桥面的最大静摩擦力变大
3.如图，甲将排球从离地面高为的位置由静止击出并沿轨迹运动，当排球运动到离地面高为的位置时，速度大小为，此时，被乙击回并以水平速度沿轨迹运动，恰好落回到位置。已知排球的质量约为，取，忽略空气阻力，则( )
A. 排球沿轨迹运动的时间为
B. 、两位置的水平距离为
C. 排球沿轨迹运动的最小速度为
D. 乙对排球做的功约为
4.北京时间年月日，神舟十八号载人飞船发射取得成功。假如“神舟十八号”仅受地球施加的万有引力作用下，绕地球沿如图椭圆形轨道运动，它在、、三点以下关系正确的是
A. 从点运动至点的过程中，“神舟十八号”的机械能不断减少
B. 从点运动至点的时间小于从点运动至点的时间
C. “神舟十八号”在点处的加速度最小
D. “神舟十八号”在点处受到的地球施加的万有引力最大
5.如图所示，静止框架中的杆竖直，杆与水平面间的夹角，且杆光滑。弹簧与竖直方向间的夹角，上端用铰链与固定点相连，下端与穿在杆上的质量为的小环相连，已知两点间的距离为。则( )
A. 杆对小环的弹力大小为
B. 弹簧弹力的大小为
C. 若整个框架以为轴开始转动，当小环稳定在与点等高的点时转速为
D. 若整个框架以为轴开始转动，若小环缓慢运动到与点等高的点，则此过程杆对小环做的功为
6.如图，质量为的小船在静止水面上以的速率向右匀速行驶，一质量为的救生员站在船尾，相对小船静止。若救生员以相对船的速率水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为( )
A. B. C. D.
7.两列简谐横波在同一介质中相向传播，时刻的波形如图所示，两波源的平衡位置分别位于、两点处，点为、连线的中点，两波源的振动方向平行。已知、两点的间距，振动频率均为，处波源的振幅，处波源的振幅。时刻处的质点开始振动。下列说法正确的是( )
A. 两列波的波速大小均为
B. 从到，处质点运动的路程为
C. 从到，处质点的动能先增大后减小
D. 经过足够长的时间，间不包括、两点振幅为的点共有个
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.蹦极也叫机索跳，是近年来新兴的一项非常刺激的户外休闲体育运动，其运动过程与下述模型相似，如图所示，质量为的小球从与轻弹簧上端相距处由静止释放，弹簧的劲度系数为，重力加速度为，不计一切摩擦力，则在小球向下运动的过程中( )
A. 最大加速度为
B. 最大加速度大于
C. 最大速度为
D. 最大速度为
9.如图所示，倾角为的光滑固定斜面底端有一固定挡板，两个用轻弹簧连接在一起的滑块、置于斜面上处于静止状态。现给滑块一个沿斜面向上的瞬时冲量使之沿斜面向上运动，当滑块刚要离开挡板时滑块的速度为。已知、的质量均为弹簧的劲度系数为，弹簧始终处于弹性限度内。则关于从物块开始运动到物块刚要离开挡板的过程，已知重力加速度为，下列说法中正确的是( )
A. 滑块的位移为
B. 滑块刚要离开挡板的瞬间，滑块的加速度大小为
C. 滑块获得瞬时冲量的大小为
D. 重力对滑块做的功为
10.如图所示，倾角为的斜面足够长，现从斜面上点以与斜面成相同的角，大小为、速度分别抛出小球、，小球、刚要落在斜面上、两点时的速度分别为、。设、间的距离为，、间的距离为，不计空气阻力，当取不同值时，下列说法正确的是( )
A. 、在空中飞行的时间可能相等
B. 方向与斜面的夹角一定等于方向与斜面的夹角
C. 一定等于
D. 可能大于
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某实验小组用轻杆、小球和硬纸板等制作一个简易加速度计，如图甲所示。在轻杆上端装上转轴，固定于竖直放置的标有角度的纸板上的点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直纸面内自由转动。将此装置固定于运动小车上，可粗略测量小车的加速度。主要操作如下：
先让连着纸带的重锤做自由落体运动，打点计时器在纸带上打出一系列点选取一条较理想的纸带，纸带上计数点的间距如图乙所示，相邻两个计数点间的时间间隔为。根据数据求出当地重力加速度__________保留位有效数字；
若轻杆从竖直位置突然向左摆动，则小车可能向_________填“左”或“右”加速运动；
若轻杆摆动稳定时与竖直方向的夹角为，则小车加速度_________用表示。
12.某同学用如图所示的装置验证轻弹簧和小物块带有遮光条组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的栓接点、在同一水平线上，且弹簧处于原长。滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计，细线始终伸直。小物块连同遮光条的总质量为，弹簧的劲度系数为，弹性势能为弹簧形变量，重力加速度为，遮光条的宽度为，小物块释放点与光电门之间的距离为远远小于。现将小物块由静止释放，记录物块通过光电门的时间。
物块通过光电门时的速度为_____；
改变光电门的位置，重复实验，每次滑块均从点静止释放，记录多组和对应的时间，做出图像如图所示，若在误差允许的范围内，满足关系式________________时，可验证轻弹簧和小物块组成的系统机械能守恒；
在中条件下，和时，物块通过光电门时弹簧具有的两弹性势能分别为、，则______用、、、表示；
在中条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为__________、、表示。
四、简答题：本大题共1小题，共16分。
13.如图所示，一传送带倾斜放置，其与水平面间的夹角，传送带顺时针匀速率运转，速度大小。传送带上表面两点间的距离。时刻，物块以初速度从点滑上传送带向下运动、物块以初速度从点滑上传送带向上运动，经过时间，物块、在传送带上点图中未画出发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知物块的质量，其与传送带间的动摩擦因数；物块的质量，其与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，，。
求点到点间的距离；
求物块从时刻到离开传送带经历的时间；
从时刻，到两物块恰好要相碰，求传送带多消耗的能量。
五、计算题：本大题共2小题，共24分。
14.某同学设计的抛射装置如图所示，固定倾斜长直导轨与水平面的夹角，开始滑块和小球均位于导轨底端。某时刻滑块以的初速度沿导轨上滑，同时小球斜向上抛出，滑块滑至轨道最高点时恰好被小球击中。已知滑块与导轨间的动摩擦因数，不计空气阻力，滑块和小球均可视为质点。重力加速度大小。求：
滑块运动到最高点的时间与位移的大小；
小球初速度的大小及初速度与导轨间夹角的正切值。
15.如图所示，内壁粗糙、半径的四分之一圆弧轨道在最低点与足够长光滑水平轨道相切。质量的小球左端连接一轻质弹簧，静止在光滑水平轨道上，另一质量的小球自圆弧轨道顶端由静止释放，运动到圆弧轨道最低点时，对轨道的压力为小球重力的两倍。忽略空气阻力，重力加速度取。
求小球由点运动到点的过程中，摩擦力做功。
求小球通过弹簧与小球相互作用的过程中，弹簧的最大弹性势能；
求小球通过弹簧与小球相互作用的整个过程中，弹簧对小球的冲量的大小。
参考答案
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10.
11.；右； 。
12.；；
；
13.解：对物块受力分析，由牛顿第二定律有
代入数据解得：
同理对物块受力，由牛顿第二定律有：
代入数据解得：
故物块沿斜面向下做匀加速运动，物块沿斜面向上做匀速运动
在时间内，物块的位移：
物块的位移
由位移关系
代入数据解得：
由可知 则碰前物块的速度
代入数据解得：
碰撞过程，由动量守恒、机械能守恒，以沿斜面向下为正方向有：
联立解二次方程得：，
则物块将以的速度沿传送带向下做匀速直线运动直至离开传送带，向下运动的时间：
代入解得：
故物块运动总时间：
物块下滑的过程中，对传送带产生沿传送带向下的滑动摩擦力：
物块在上滑的过程中，对传送带产生沿传送带向下的最大静摩擦力：
电动机多消耗的能量等于传送带克服摩擦力做的功，则有
代入数据得：
答：点到点间的距离为；
求物块从时刻到离开传送带经历的时间为；
从时刻，到两物块恰好要相碰，求传送带多消耗的能量为。
14.由牛顿第二定律得
解得
滑块运动到最高点的时间
位移为
以斜面方向和垂直斜面方向建立直角坐标系，则
，
由于它们同时到达最高点，则
解得
小球初速度 的大小
初速度与导轨间夹角 的正切值

15.解：小球由释放到最低点的过程中，根据动能定理：
小球在最低点，根据牛顿第二定律：
联立可得：；
小球与小球通过弹簧相互作用，达到共同速度过程中，由动量守恒定律得：
由能量转化和守恒：
联立可得小球通过弹簧与小球相互作用的过程中，弹簧的最大弹性势能：；
小球与小球通过弹簧相互作用的整个过程中，后来速度为，后来速度为，由动量守恒定律得：
由能量转化和守恒：
根据动量定理有：
联立可得：。
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