2024-2025学年重庆八中高三（上）月考物理试卷（10月份）（含答案）

2024-2025学年重庆八中高三（上）月考物理试卷（10月份）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图所示，运动员把质量为、静止在水平地面上的足球从点斜向上踢出，是足球运动轨迹的最高点，是下落过程中运动轨迹上的点。已知、两点的高度差为，、两点的高度差为，重力加速度大小为，不计空气阻力。足球在从运动到的过程中，所受重力的冲量大小为( )
A. B. C. D.
2.如图所示，、和是光滑水平面上的三个大小相同的小球，、球的质量为，球质量为，其中、两小球用不计质量的轻质弹簧连接后静止在水平面上。现球以速度沿、两球球心的连线向球运动，碰后、两球粘在一起。对、、及弹簧组成的系统，下列说法正确的是( )
A. 三球速度相等时，弹簧一定处于压缩状态 B. 弹簧的最大弹性势能等于
C. 全过程中系统的机械能不守恒，动量守恒 D. 三球速度相等后，速度将保持不变
3.如图甲所示，左端接有轻弹簧的物块静止在光滑水平面上，物块以一初速度向运动，时与弹簧接触，内两物体的图像如图乙所示，则( )
A. 的质量比的小 B. 内，弹簧对、的冲量相同
C. 时，弹簧的弹性势能为零 D. 时，的动量比的大
4.年月日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭成功将互联网高轨卫星星发射升空。这是长征系列运载火箭的第次飞行。如图所示，最初该卫星在轨道上绕地球做匀速圆周运动，后来卫星通过变轨在轨道上绕地球做匀速圆周运动不考虑卫星变轨后质量的变化。下列说法正确的是( )
A. 卫星在轨道上运行的向心加速度大于在轨道上运行的向心加速度
B. 卫星在轨道上运行的动能大于在轨道上运行的动能
C. 卫星在轨道上运行的角速度小于在轨道上运行的角速度
D. 卫星在轨道上运行的线速度大于地球的第一宇宙速度
5.有一匀强电场的方向平行于平面，平面内、、、四点的位置如图所示，、分别垂直于轴、轴，其中、、三点电势分别为、、。电荷量为的点电荷由点开始沿路线运动过程中，下列说法正确的是( )
A. 点的电势
B. 点电荷在点的电势能
C. 匀强电场的方向为指向
D. 匀强电场的电场强度大小
6.如图所示，绝缘轨道固定于竖直平面内，其中部分是半径为的光滑半圆轨道，是半圆轨道的中点，部分竖直、部分水平，整个轨道处在电场强度为的匀强电场中。将质量为、带电荷量为的小滑块，从轨道上与相距处由静止释放，已知滑块与间的动摩擦因数为，，滑块大小可以忽略不计，则滑块( )
A. 到达点时速度的大小为 B. 到达点时对轨道的压力大小为
C. 到达点时对轨道的压力大小为 D. 从到的过程中，动能增大
7.如图所示，水平面上一小滑块置于长木板上，且均处于静止状态。已知滑块与木板左、右两端距离分别为，，木板与滑块、水平面间的动摩擦因数分别为、，木板的质量，滑块的质量。现给滑块一水平向右的初速度，取重力加速度。则下列说法正确的是( )
A. 给木板一个竖直向下的力能使木板保持静止
B. 给木板一个竖直向下的力能使木板保持静止
C. 给木板上加一水平向右的力，可以使滑块不滑离木板
D. 给木板上加一水平向右的力，可以使滑块不滑离木板
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.游乐场中有一种魔盘游戏，如图所示有一质量为的小孩可以看作质点，坐在水平圆盘上到转轴距离为处。小孩与圆盘之间的摩擦因数为，某时刻圆盘从静止开始加速转动，小孩始终相对圆盘静止，经时间圆盘角速度从零增加到的过程中，下列说法正确的是( )
A. 小孩所受摩擦力的冲量大小为
B. 小孩所受摩擦力做功为
C. 小孩所受重力的冲量为
D. 小孩所受摩擦力的方向指向圆心
9.A、两个点电荷分别固定于轴上，电量大小关系为。在它们形成的电场中，将试探电荷沿轴从移动到坐标原点，其电势能随变化的关系如图所示，当时，电势能；当时，电势能。根据图像提供的信息，可以确定( )
A. 在轴上上各点的电场方向均沿轴正方向
B. 电荷在轴上的坐标为
C. 电荷为正电荷
D. 电荷在轴上的坐标为原点
10.如图所示，真空中，与水平面成角的固定绝缘长细杆，垂直穿过一固定均匀带电圆环的圆心。套在细杆上的带电小球从杆上的点以某一初速度沿杆向上运动，恰好能运动到杆上点，已知圆环半径为、电荷量为，小球质量为、电荷量为，小球半径远小于，，静电力常量为，重力加速度大小为，绝缘细杆与小球间的动摩擦因数，，。则( )
A. 小球在点受到的电场力的大小
B. 小球在点的加速度大小
C. 小球在点的动能
D. 点的场强为，方向沿细杆向下
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11.探究电容器充放电规律，实验装置如图甲所示，有电源、定值电阻、电容器、单刀双掷开关。
为测量电容器充放电过程电压和电流的变化，需在电路中接入电流表和电压表，请问电压表应该接在图甲中______选填“”或“”位置。
先将开关接通，待电表示数稳定后将开关切换到，此后电压表示数随时间变化的关系如图乙所示。由此可知，当开关接通且电流表示数为时，电压表的示数为______。
在图丙所示的过程中，电容器中的能量在______选填“增加”或“减少”。
12.用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。如图所示，先让入射小球从倾斜轨道某固定位置由静止释放，从水平轨道抛出后撞击竖直挡板；再把被撞小球静置于水平轨道末端，将入射小球仍从位置由静止释放，两球发生正碰后各自飞出撞击竖直挡板。多次重复上述步骤。小球平均落点位置分别为图中、、，点与小球在斜槽末端时球心的位置等高，测量出、、的长度和、。
入射小球质量为，半径为；被撞小球质量为，半径为，则需要______。
A.，
B.，
C.，
D.，
若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______用、、、、表示。若还要验证两球是弹性碰撞，那么它们还应该满足______只用、、表示。
在这次实验中测得、、，与的质量之比为：。有同学认为在上述实验中仅更换两个小球的材质，其它条件不变，可以使被撞小球做平抛运动的竖直高度发生改变。请你根据已知的数据，分析计算出被撞小球平抛运动竖直高度的最小值为______。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，粗糙斜面的动摩擦因数为，倾角为，斜面足够长。一个质量为的物块可视为质点，在电动机作用下，从点由静止匀加速至点时达到最大速度，之后立即做匀速运动至点，关闭电动机，从点又恰好到达最高点，且段经历时间只有段时间的倍，全程电机功率不恒定，取重力加速度，求：
段的长度；
物块刚到达点时电动机的功率。
14.如图所示，位于同一水平面上的物块甲、乙、丙均可视为质点，质量分别为、和，初始时甲以速度向右匀速运动，乙、丙分别静止在两点。已知水平面足够长，：：：：，、两点间距为，重力加速度为，仅、两点之间的地面可能存在摩擦，所有碰撞均没有能量损失。
若、两点之间光滑，甲与乙、乙与丙各发生一次碰撞后立即将乙取走，判断甲和丙能否再次发生碰撞；
若甲、乙与间地面的动摩擦因数均为，为使三个物块间只能发生共次碰撞，求应满足的条件。
15.如图甲所示，平面直角坐标系中，的范围内有场强大小和方向均未知的匀强电场，一质量为、电荷量为的带电粒子可视为点电荷与质点从点处飞出，其在之后一段过程内的速度可用如图乙所示的图像中动点表示，其中、分别为粒子在图甲中沿轴和轴方向的速度分量。甲图中粒子在点出发时，乙图中的点位于，粒子在电场力作用下由运动到的过程中，乙图的点由沿线段运动到；随后粒子从点离开电场，立刻沿切线进入轴下方的一条固定光滑圆弧轨道并沿轨道运动至点，该过程中图乙的点沿以为圆心的圆弧从移动至；之后粒子离开轨道返回电场，点沿线段回到点，后续的运动过程不再在图乙中表示。已知任意相等时间内点沿图乙中闭合曲线通过的曲线长度都相等，不计重力，图甲中为圆弧轨道的圆心，坐标未知。
求电场强度的大小和方向；
求图甲中轴下方圆弧轨道的半径大小；
若粒子在后续运动中与轨道的碰撞均满足：“沿轨道切线方向速度在碰撞前后保持不变，沿轨道半径方向的速度在碰撞前后等大反向”，求图甲中粒子从点出发到第一次返回点所需的时间。
参考答案
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11. 减少
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13.解：电动机在段做匀减速运动，设加速度为，由牛顿第二定律可得：，由运动学公式可得：，联立解得：；
设物块在段运动的加速度为，时间为，段运动的时间为，由运动学公式可得：
由牛顿第二定律：
联立代入数据解得：。
答：段的长度为；
物块刚到达点时电动机的功率为。
14.解：以下解答均以向右为正方向。
甲与乙先发生弹性碰撞，根据动量守恒定律与机械能守恒定律得：
已知：：：
解得：，
此后乙与丙发生弹性碰撞，同理可得：
已知：：：
解得：
因，故取走乙后甲和丙不能再次发生碰撞。
由可知，甲与乙先发生第一次碰撞，碰后两者的速度分别为，，此后乙在、间的运动过程中，根据动能定理得：
解得：
由，可得：
解得：
然后乙与丙发生第二次弹性碰撞，同理可得：
为使乙不会与甲再次碰撞，应使甲、乙都在间减速直至都静止时也不相遇，根据动能定理得：
解得：
综上可得：
答：甲和丙不能再次发生碰撞；
应满足的条件为：。
15.解：粒子从运动到的过程中，其速度在图乙中从沿线段变化到，故该过程中，保持不变始终为，则电场力方向与轴相互垂直。又因为从变为，则电场力方向沿轴负方向。可知粒子在间作类平抛运动，如图所示：
对点速度正交分解并结合图乙的点可知：，又：，解得：
因为点沿图乙中闭合曲线，通过的曲线长度就是粒子在对应过程中的速度变化量，且已知任意相等时间内点沿图乙中闭合曲线通过的曲线长度都相等，即为定值。
故粒子在圆弧轨道内做匀速圆周运动的向心加速度与其在间作类平抛运动的加速度大小相等，即：
其中为圆弧轨道的半径。由图乙可知：，解得：
由乙图可知，粒子从点回到电场后，在电场中的运动可分解为轴方向上的匀速直线运动速度大小为和轴方向上的匀变速直线运动初速度沿正方向，加速度，沿负方向。故其在电场中运动的最大高度：
恰好不离开电场，重新离开电场的位置点到点的距离：，且：，解得：
根据对称性，从点再次离开时的速度大小为：，与轴正方向成，此后粒子做匀速直线运动如图所示：
过点作的延长线交圆弧轨道于点，根据圆的对称性可知：，故四边形为菱形，即：
根据题意，粒子在点与轨道发生弹性碰撞后的运动轨迹与圆弧轨道的交点满足：
同理可知粒子还会与圆弧轨道在点相撞最后从点返回电场，且：，，
与轴正方向成角，根据对称性：，故J点横坐标为：，其中：
故曲线与对称，故粒子从返回电场后做类斜抛运动恰好回到点，粒子从点出发再回到点的轨迹可分为三部分：段对称的抛物线、段圆弧、段直线段，其总时间为：
，解得：
答：电场强度的大小为：，方向为沿轴负方向。
图甲中轴下方圆弧轨道的半径大小为：；
图甲中粒子从点出发到第一次返回点所需的时间为：。
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