广东省深圳外国语学校2024-2025学年高三（上）第四次月考物理试卷（含解析）

广东省深圳外国语学校2024-2025学年高三（上）第四次月考物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.月日浙江杭州正式启用多条无人机物流配送航线，开启基于无人机公共起降场的城市低空配送新模式。下面是无人机在直线运输过程中记录的次运动图像，反映无人机在内的平均速度最大的是( )
A. B.
C. D.
2.年月日，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回地面时，使用降落伞能有效降低着地的速度，如图所示是返回舱和降落伞示意图，舱和伞之间通过根等长的轻绳按十等分点连接，每根绳与竖直方向的夹角均为。仅在降落伞的作用下，研究某次匀速竖直下落阶段，已知返回舱的总重力大小为，返回舱受到的空气阻力恒为，下列说法正确的是( )
A. 根轻绳对返回舱的合力为，方向竖直向上
B. 根轻绳对返回舱的合力为
C. 每根绳子上的拉力大小为
D. 每根绳子上的拉力大小为
3.篮球是中学生喜欢的运动，如图所示，小明在某次训练投球时从同一高度的、两点先后将篮球抛出，篮球恰好都能垂直打在篮板上的点，不计空气阻力，上述两个过程中( )
A. 篮球从点抛出击中点时速度大 B. 篮球从点抛出后速度的变化率大
C. 篮球从点抛出时小明对球做的功少 D. 篮球从点抛出时重力的瞬时功率小
4.年月日，神舟十九号将年轻的后航天员宋令东送入中国空间站天和核心舱，开启了年轻航天员进入太空的新时代，完成了到的接力棒交接。已知空间站的高度是地球半径的倍，空间站运行周期是，引力常量是，将地球看成是一个质地均匀的球体，利用以上数据求出的物理量正确的是( )
A. 地球的质量： B. 地球的密度：
C. 空间站的线速度： D. 空间站的加速度：
5.年年终总决赛我国网球选手郑钦文获得亚军，追平了网球名将李娜的记录。郑钦文在决赛中发球速度最高达到，达到网球选手世界顶尖水平，此次发球时网球与球拍接触时间为，网球的质量约为，下列关于此次发球过程的说法正确的是( )
A. 球拍对网球的冲量约为 B. 球拍对网球的平均作用力约为
C. 球拍对网球做的功约为 D. 球拍对网球做功的平均功率约为
6.一列简谐横波的传播方向上有两个质点和，、的距离是，这列波由向传播，且这列波由传到所用时间是。已知时，质点处在平衡位置向上振动，质点恰好处在波峰，下列说法正确的是( )
A. 机械波的波速是 B. 机械波的波长一定是
C. 时，质点可能位于波谷位置 D. 经过质点沿传播方向移动
7.如图所示，光滑绝缘正方形方框竖直固定，边长是，两个质量均为的带电小球、套在方框上。球带正电，固定于底边中点处；带电荷量为的小球置于方框右边中点时恰好静止不动，已知重力加速度大小为，静电力常量为，两小球均看成点电荷，下列说法正确的是( )
A. 小球带负电
B. 小球受到的库仑力大小是
C. 小球所带电荷量是
D. 小球在方框中心处产生的电场强度大小是
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.第十五届中国航展首次展出了红地空导弹武器系统，主要用于对弹道导弹类目标实施区域拦截。在某次演习中某型号导弹在竖直方向从静止开始沿直线加速时速度达到，已知该导弹的质量是，所受阻力大小随导弹速度的变化而变化，在这段加速过程中导弹受到的平均阻力是，重力加速度是，忽略导弹质量的变化，关于这段加速过程，下列说法正确的是( )
A. 导弹的加速度恒为
B. 导弹发动机提供的平均反冲力大小是
C. 导弹增加的机械能是
D. 导弹发动机对导弹做的功是
9.水平飞行的子弹打穿固定在水平面上的木块，经历时间为，子弹损失的动能为，子弹和木块组成的系统损失的机械能为，打穿后系统的总动量为；同样的子弹以同样的初速度打穿放在光滑水平面上同样的木块，经历时间为，子弹损失的动能为，系统损失的机械能为，打穿后系统的总动量为。设木块对子弹的阻力为恒力，且上述两种情况下该阻力大小相等，则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
10.某同学用平行板电容器探究材料竖直方向尺度随温度变化的特征，探究电路如图所示。电容器上极板固定，下极板可随材料竖直方向的尺度变化而上下移动。电源输出电压恒定，闭合开关，被测材料热胀冷缩，调节滑动变阻器，滑片处在中间一位置时带电液滴恰好可以静止在电容器极板间，下列说法中正确的是( )
A. 改变的阻值，带电液滴仍能处于静止状态
B. 材料温度降低，带电液滴将向上运动
C. 材料温度升高，极板所带电荷量减小
D. 检测到灵敏电流计的电流方向为从到，说明材料温度升高
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.下面是高中物理中必做的实验的部分步骤，请按照要求完成操作和计算。
某实验小组采用如图所示的实验装置在水平桌面上探究“小车的加速度与力和质量之间的关系”。
实验之前要补偿小车所受的阻力，具体的步骤是：_____填“挂”或“不挂”砂桶，连接好纸带后，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列间距均匀的点。打出的纸带及数据如图所示，若打点计时器使用的交流电频率为，、、、、为连续相邻计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，则小车的加速度大小为_____结果保留位有效数字。
单摆可作为研究简谐运动的理想模型。制作单摆时，在图甲、图乙两种单摆的悬挂方式中，选择图乙方式的目的是要保持摆动中_____填“振幅”或“摆长”不变；用游标卡尺测量摆球直径，测得读数如图丙，则摆球直径为_____。
12.某实验小组要测量阻值约为的定值电阻的阻值，为了精确测量该电阻阻值，实验室提供了如下实验器材：
A.电压表量程为，内阻约为；
B.电压表量程为，内阻约为；
C.电流表量程为，内阻；
D.滑动变阻器最大阻值为；
E.滑动变阻器最大阻值为；
F.电阻箱最大阻值；
G.电源电动势、内阻不计、开关，导线若干。
该小组同学分析实验器材，发现电流表的量程太小，需将该电流表改装成量程的电流表，应并联电阻箱，并将的阻值调为_____；
实验时，通过调整测量方法消除测量方案中的系统误差，请设计电路并画在虚线方框中_____，并要求实验操作时电压可以从零开始调节。在设计的电路中电压表选用_____，滑动变阻器选用_____填写各器材前的字母序号；
某次测量时，电压表与电流表的示数分别为、，则待测电阻的阻值_____用已知物理量的字母表示。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.如图，中空的水平圆形转盘内径，外径足够大，沿转盘某条直径有两条粗糙凹槽，凹槽内有、两个物块，两根不可伸长的轻绳一端系在物块上，另一端分别绕过转盘内侧的光滑小定滑轮系在、两个物块上，转盘不转动时两个物块放在距离竖直转轴处系统恰好保持静止。每根绳长，、两个物块的质量均为，物块的质量，所有物块均可视为质点，取重力加速度。
启动转盘，缓慢增大转速，求、与凹槽间摩擦力恰好为零时转盘的角速度；
时，改变物块的质量，要使、相对凹槽不滑动，求物块的质量最小值。
14.传送带运输经常应用于分拣货物中。如图甲为传送带输送机简化模型图，传送带输送机倾角，顺时针匀速转动，在传送带下端点无初速度放入货物。货物从下端点运动到上端点的过程中，其机械能与位移的关系图像以位置所在水平面为零势能面如图乙所示。货物视为质点，质量，重力加速度。求：
货物与传送带间的动摩擦因数；
货物从下端点运动到上端点的时间；
传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能。
15.如图所示，光滑绝缘直轨道与光滑绝缘圆轨道相切于点，圆轨道半径，以距点处的为坐标原点建立直角坐标系。一个质量、不带电的绝缘滑块放在原点处。第二象限存在一个水平向右的匀强电场。现有一个质量、电荷量的带正电滑块从点静止释放，运动到原点时与滑块发生弹性碰撞，碰撞过程滑块、之间没有电荷转移，随后滑块沿轨道运动到点，离开后落到直轨道上立即被拿走，没有和滑块发生第二次碰撞。已知点与原点之间的电势差，重力加速度，两个滑块均可以视为质点。，。
求滑块从点离开再次落到直轨道上的位置与点的距离；
若滑块第一次运动到点时，在第一象限加水平向左的匀强电场，电场强度，滑块能否不脱离圆弧轨道一直运动到点？请写明推理过程。
若滑块第一次运动到点时，在圆弧区域加竖直方向的匀强电场，使滑块不脱离轨道且从点离开后在直轨道上的落点与滑块的落点相距，求匀强电场的电场强度。
答案和解析
1.
【解析】由图可知，经，无人机的位移为，故平均速度 ；由图可知，经，无人机的位移为，故平均速度为
由图可知，经，无人机的位移为
故平均速度为
由图可知，经，无人机的位移为
故平均速度为
故平均速度最大是图，为。
故选D。
2.
【解析】设根轻绳对返回舱的合力为 ，根据平衡条件可知
解得
故AB错误；
设每根绳的拉力为 ，根据平行四边形定则有
解得
故C正确，D错误。
故选C。
3.
【解析】A.将篮球看成反向平抛运动，篮球在竖直方向下降的高度相同，在竖直方向有
可知篮球从两点下落的时间相同；在水平方向，可知 ，根据
可知
击中点时速度即水平方向的速度，故篮球从点抛出击中点时速度大，故A正确；
B.根据
可知篮球从两点抛出到击中点，速度变化率相同，都为重力加速度，故B错误；
C.将篮球看成反向平抛运动，篮球在竖直方向下降的高度相同，在竖直方向有
说明从两点抛出的竖直方向速度相同，但在水平方向有 ，根据
故从点抛出的速度更大，根据动能定理有
篮球从点抛出时小明对球做的功更大，故C错误；
D.根据
可知从两点抛出的竖直速度相同，故篮球从点抛出时重力的瞬时功率相等，故D错误。
故选A。
4.
【解析】A.根据万有引力定律有
解得地球质量为
故A错误；
B.地球的密度为
其中 ， ，代入上式，可得
故B正确；
C.根据
可得空间站的线速度
故C错误；
D.根据
可得空间站的加速度
故D错误。
故选B。
5.
【解析】郑钦文在此次发球速度可达到
根据动量定理可得球拍对网球的冲量约为
可得球拍对网球的平均作用力约为
故A错误，B正确；
根据动能定理可知，球拍对网球做的功约为
球拍对网球做功的平均功率约为
故CD错误。
故选B。
6.
【解析】A.根据波速计算公式可得
故A错误；
B.根据题意可得
解得
、、、
故B错误；
C.该波的周期为
、、、时，即
、、、
当时，
此时质点处于波谷，故C正确；
D.质点不会随波迁移，故D错误。
故选C。
7.
【解析】A.小球置于方框右边中点时恰好静止不动，根据平衡条件可知，所受库仑力一定为斥力，即小球带正电，故A错误；
B.结合上述，对进行分析，根据平衡条件有
解得
故B错误；
C.根据库仑定律有
结合上述解得
故C错误；
D.小球在方框中心处产生的电场强度大小
结合上述解得
故D正确。
故选D。
8.
【解析】A.由于导弹所受阻力大小随导弹速度的变化而变化，可知导弹的加速度不是恒定不变的，故A错误；
B.根据动能定理可得
代入数据解得导弹发动机提供的平均反冲力大小为
故B正确；
C.导弹增加的机械能为
故C错误；
D.导弹发动机对导弹做的功为
故D正确。
故选BD。
9.
【解析】A.两次击中木块过程中，子弹受到的阻力相同，根据牛顿第二定律
两次的加速度相等；第二次以同样的速度击穿放在光滑水平面上同样的木块，由于在子弹穿过木块的过程中，木块会在水平面内滑动，所以第二次时子弹的位移 要大于第一次的位移 ，即 ，子弹做减速运动，由位移公式
可知 ，A错误；
B.两次击中木块过程中，子弹受到的阻力相同，阻力对子弹做的功等于子弹损失的动能，即
由于 ，故有
B正确；
C.两次击中木块过程中，子弹受到的平均阻力相同，系统摩擦生热
其中为阻力，为子弹相对于木块的位移。由于两次子弹相对于木块的位移都是木块的厚度，所以系统机械能的损失相等，即
C错误；
D.第一次子弹穿透木块后，系统的动量小于子弹的初动量，而第二次子弹穿透木块的过程，系统的动量守恒，则等于子弹的初动量，所以
D正确。
故选BD。
10.
【解析】A.由图可知， 与电容器串联，故其作用相当于导线，所以改变 的阻值，并不会改变回路中的总电阻，故不会改变电路稳定时总电流，故 两端的电压也不会改变，电容器两电压等于 两端的电压，故电路稳定时电容两端电压不变，粒子所受电场力不变，故带电液滴仍能处于静止状态，故A正确；
B.材料温度降低，材料体积变小，电容器两板间距增大，根据
可知电场强度减小，电场力减小，故带电液滴将向下运动，故B错误；
C.材料温度升高，材料体积变大，电容器两板间距减小，根据
可知电容增大；根据
又电压不变，故极板所带电荷量增大，故C错误；
D.检测到灵敏电流计的电流方向为从到，说明电容器正充电，则电容增大，根据
可知电容器两板间距减小，说明材料温度升高，故D正确。
故选AD。
11. 不挂
摆长

【解析】平衡摩擦力时，调整木板右端的高度，不挂砂桶，让小车的下滑分力与摩擦力相平衡。
相邻计数点间的时间间隔
根据
可知
甲图中，悬点未固定，摆球在摆动的过程中，摆长会发生变化，而乙图中，悬点固定，摆球在摆动的过程中，摆长不会发生变化，易于测量。
摆球直径
12.



【解析】根据题意，若电流表量程为，量程扩大到倍，则根据并联电压相等的关系
即
解得
电源电动势，所以电压表应选用 ；实验操作时电压可以从零开始调节，故滑动变阻器采用分压接法，为了调节方便，使电表示数变化明显，滑动变阻器应选用阻值较小的 ；由于电流表内阻已知，所以电流表采用内接法，可消除测量方案中的系统误差，实验电路图如图所示
根据欧姆定律可得
13.设绳子上的拉力为，绳子与竖直方向的夹角为，由几何知识可得
即有
对于物块而言，则有
解得
A、与凹槽间摩擦力恰好为零时，绳子的拉力为其做圆周运动提供向心力，根据牛顿第二定律可得
解得
转盘不动时，、受到的摩擦力与绳子的拉力平衡，则有
解得
当转盘的转动的角速度 ，、所需的向心力
要使物块的质量最小，绳子上的拉力应最小，对物块、受力分析可知
联立解得
对物块受力分析可得
联立可得

14.由图乙知，货物沿传送带向上运动 后，与传送带保持相对静止，根据功能关系有
可得货物与传送带间的动摩擦因数为
货物沿传送带向上运动 时，与传送带保持相对静止，此时有
解得传送带速度为
设货物加速过程所用时间为 ，根据运动学公式可得
解得
设点到点的距离为 ，货物在点时，有
解得
则货物匀速阶段所用时间为
货物从下端点运动到上端点的时间为
货物在与传送带共速前，发生的相对位移为
因摩擦产生的热量为
根据能量守恒可知传送带输送机因运送该货物而多消耗的电能为

15.在电场中加速过程，根据动能定理有
解得
、发生弹性碰撞过程有
，
解得
，
滑块运动到点过程，根据动能定理有
解得
根据平抛运动规律有
，
解得
与碰撞后，结合上述可知，在电场中做双向匀变速直线运动，根据对称性，再次返回坐标原点时速度大小仍然为
令在第一象限运动时，方向水平向左的电场力与重力合力的方向与竖直方向夹角为 ，则有
解得
在圆弧上运行时，电场力与合力方向指向圆心的位置为等效物理最高点，令该点为点，若能够运动到点，则必需能够顺利通过等效物理最高点，根据动能定理有
解得
若滑块能不脱离圆弧轨道一直运动到点，则能够顺利通过等效物理最高点，在点有
解得
由于
可知，滑块能不脱离圆弧轨道一直运动到点。
与碰撞后，结合上述可知，在电场中做双向匀变速直线运动，根据对称性，再次返回坐标原点时速度大小仍然为
若滑块第一次运动到点时，该过程向右做匀速直线运动，速度
令从点离开后的初速度为 ，在直轨道上的落点与滑块的落点相距 ，当落点在落点右侧时有
，
解得
假设电场强度方向竖直向上，则有
解得
假设不成立，电场强度方向应竖直向下，此过程，点速度大于点速度，即点为等效物理最高点，若滑块不脱离轨道，则在点的速度有最小值，根据牛顿第二定律有
解得
可知，滑块不能够顺利通过点，该种情况不成立。当落点在落点左侧时有
解得
令电场强度方向竖直向上，则有
解得
假设成立，根据牛顿第二定律有
解得
可知，滑块能够顺利通过点，没有脱离轨道。综合上述，落点在落点左侧，电场强度大小为 ，方向竖直向上。
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