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长春市南关区2023-2024学年高三上学期9月月考
物理试题
一。选择题（1-7单选，8-10多选，单选每题4分，多选每题6分，错选0分，漏选3分，总分46分）
1. 某同学利用手机导航从城港大桥出发步行前往木兰陂进行研学活动，路线如图所示。已知该同学从起点步行到终点的路程为3.2km，用时40min，起点到终点的直线距离为2.6km，则从起点步行到终点的过程中（　　）
A. 该同学位移大小为3.2km
B. 该同学的平均速率约为1.3m/s
C. 该同学的平均速度大小约为1.3m/s
D. 若以该同学为参考系，木兰陂是静止的
2. 如图所示为智能机器人协助派件员分拣快递的场景，派件员将包裹放在机器人的水平托盘上后，机器人通过扫码读取目的地信息，并生成最优路线，将不同目的地的包裹送至不同的位置，从而实现包裹的分拣功能。关于机器人和包裹，下列说法正确的是（　　）
A. 机器人加速前进则包裹对水平托盘的摩擦力方向向后
B. 包裹受到向上的支持力是包裹发生形变产生的
C. 包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对平衡力
D. 包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹受到向前的摩擦力
3. 如图所示，餐厅服务员水平托举菜盘给顾客上菜。若服务员托举菜盘先匀速前行，此时手对菜盘的作用力大小为，当服务员加速向前运动的过程中，手对菜盘的作用力大小为，下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
4. 1889年第一届国际计量大会批准制造的“国际千克原器”保存在巴黎西郊一间地下储藏室内，其质量受空气污染和氧化等因素影响出现细微变化，已难以适应现代精密测量要求，因此2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义，即1kg。则普朗克常量h的单位可表示为（　　）
A. J s B. N m C. W D.
5. 打弹弓是一款传统游戏，射弹花样繁多，燕子钻天是游戏的一种，如图所示，一表演者将弹丸竖直向上射出后，弹丸上升过程中在最初1s内上升的高度与最后1s内上升的高度之比为9:1，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则弹丸在上升过程中最初1s内中间时刻的速度大小和上升的最大高度分别为（　　）
A 45m/s；125m B. 45m/s；75m C. 36m/s；125m D. 36m/s；75m
6. 滑雪运动是2022年北京冬季奥运会主要的比赛项目。如图所示，水平滑道上运动员A、B间距。运动员A以速度向前匀速运动。同时运动员B以初速度向前匀减速运动，加速度的大小，运动员A在运动员B继续运动后追上运动员B，则的大小为（　　）
A. 4 m B. 10 m C. 16 m D. 20 m
7. 如图所示，P、Q两物体的质量分别为、，二者间用轻弹簧连接，在大小为、的水平力作用下，沿光滑水平面做匀加速直线运动。撤去的瞬间，P、Q的加速度大小分别为（ ）
A. ； B. 0；
C. ； D. ；
8. 足球比赛中，某队甲、乙队员表演了一次精彩的直塞球传递：在甲、乙相距L时，甲将足球以15m/s的初速度沿水平地面传出，速度方向沿甲、乙连线，在球传出的同时，乙由静止开始沿二者连线向远离甲的方向运动，其运动过程的v—t图像如图所示，当t＝3s时乙与球到达同一位置，重力加速度为10m/s2，下列说法不正确的是（　　）
A. 0~3s内球一直在靠近乙 B. 球所受阻力大小是其重力的
C. 相遇时乙队员的位移为33.75m D. 甲乙相距L为12.5m
9. 工地工人用如图所示的方法将带挂钩的重物拉起。不可伸长的轻绳AB两端分别固定于刚性直杆上的A、B两点，轻绳AB长度大于A、B两点间的距离，杆右端用铰链固定在墙壁上。现将挂钩挂在轻绳AB上，工人用另一轻绳连接杆的左端通过滑轮缓慢将杆左端拉起，开始时左端低于右端，不计挂钩与绳之间的摩擦。在工人将杆拉起到左端高于右端的过程中，下列说法正确的是（　　）
A. 轻绳AB的张力变大
B. 轻绳AB的张力先变大后变小
C. 轻绳AB对挂钩作用力不变
D. 轻绳AB对挂钩的作用力先变大后变小
10. 如图甲所示，一足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动，一根轻弹簧一端与竖直墙壁连接，另一端与物块不栓接。物块将弹簧压缩一段距离后置于传送带最左端无初速度释放，物块向右运动受到的摩擦力f随位移x的关系如图乙所示，x0为已知量，则下列说法正确的是（　　）
A. 工件在传送带上先加速，后减速
B. 工件向右运动2x0后与弹簧分离
C 弹簧劲度系数
D. 无初速释放物块瞬间，弹簧压缩量为2x0
二。实验题（18分）
11. 如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，所用交流电的频率等于50Hz，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带的一部分如图1所示，每5个计时点选为一个计数点。该同学将纸带从每个计数点处截断，得到6条短纸带，再把6条短纸带的下端对齐贴在纸上，以纸带下端为横轴建立直角坐标系，并将刻尺边缘紧靠纵轴，其示数如图2所示（结果保留两位有效数字）。
（1）打下计数点“5”时小车的速度大小为______m/s；
（2）小车的加速度大小为______m/s2；
（3）在某次实验中，若该同学所用交流电的频率大于50Hz，则加速度的测量值______真实值（选填“>”“＝”“<”）。
12. 某实验小组利用如图所示的实验装置测量橡皮绳的劲度系数。将手机悬挂在橡皮绳下，手机软件中的“定位”功能可以测量手机竖直方向上的位移。
实验小组进行了如下主要的实验步骤
a、安装实验器材，橡皮绳分别与手机和铁架台连接，手机重心和橡皮绳在同一竖直线；
b、手掌托着手机，使橡皮绳处于原长状态，打开手机中的位移传感器软件；
c、缓慢释放手机，当手机平衡时记录下手机下降的高度x0；
d、在手机下方悬挂质量为m＝50g等重钩码，缓慢释放，当钩码平衡时记录手机下降的高度x；
e、重复上述第4步操作；
f、作出钩码数量n及对应手机从橡皮绳原长开始下降高度x的关系图像，如图所示。
根据n－x图像，回答以下问题：
（1）不挂钩码时，橡皮绳的伸长量为x0＝______cm；
（2）该橡皮绳的劲度系数k＝______N/m（取g＝9.8m/s ）；
（3）通过分析计算可得到手机的质量为______kg。
三。计算题（36分）
13. 如图所示，半径为r圆柱体B、C固定在两个不计质量、不计厚度的相同水平底座上，且B、C靠在一起，底座与水平面间的动摩擦因数为μ，圆柱体A（半径为r）放在圆柱体B、C的上方，三者处于静止状态，质量关系为mA＝2mB＝2mC＝2m，三个圆柱面间均光滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。
（1）求B对A的支持力FN。
（2）要使系统保持静止状态，求μ的最小值。
14. 如图所示，一足够长的斜面倾角为37°，斜面BC与水平面AB圆滑连接。质量m＝2kg的物体静止于水平面上的M点，M点距B点之间的距离L＝9m，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，现使物体受到一水平向右的恒力F＝14N作用，运动至B点时撤去该力（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2）。则：
(1)物体到达B点时的速度是多大？
(2)物体在斜面上滑行的时间是多少？
15. 如图所示，质量M＝2kg的木板A静置于水平面上，质量m＝1kg的小滑块B静置于A的右端，现给A一水平向右的初速度v0＝6m/s，B在相对于A的运动过程中恰好没有滑落，已知AB间、A与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10m/s2。求：
（1）A刚获得初速度时A、B加速度的大小aA、aB；
（2）A的长度L；
（3）A在地面上滑行的距离x。
长春市南关区2023-2024学年高三上学期9月月考
物理试题 答案解析
一。选择题（1-7单选，8-10多选，单选每题4分，多选每题6分，错选0分，漏选3分，总分46分）
1. 某同学利用手机导航从城港大桥出发步行前往木兰陂进行研学活动，路线如图所示。已知该同学从起点步行到终点的路程为3.2km，用时40min，起点到终点的直线距离为2.6km，则从起点步行到终点的过程中（　　）
A. 该同学的位移大小为3.2km
B. 该同学的平均速率约为1.3m/s
C. 该同学平均速度大小约为1.3m/s
D. 若以该同学为参考系，木兰陂是静止的
【答案】B
【解析】
【详解】A．该同学的位移大小为2.6km，A错误；
B．该同学的平均速率约为
B正确；
C．该同学的平均速度大小约为
C错误；
D．该同学为参考系，木兰陂是运动的，D错误。
故选B。
2. 如图所示为智能机器人协助派件员分拣快递的场景，派件员将包裹放在机器人的水平托盘上后，机器人通过扫码读取目的地信息，并生成最优路线，将不同目的地的包裹送至不同的位置，从而实现包裹的分拣功能。关于机器人和包裹，下列说法正确的是（　　）
A. 机器人加速前进则包裹对水平托盘的摩擦力方向向后
B. 包裹受到向上的支持力是包裹发生形变产生的
C. 包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对平衡力
D. 包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹受到向前的摩擦力
【答案】A
【解析】
【详解】A．机器人加速前进时，相对包裹机器人有向前运动的趋势，故此时包裹对水平托盘的摩擦力方向向后，A正确；
B．包裹受到向上的支持力是托盘发生形变产生的，B错误；
C．包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对相互作用力，C错误；
D．包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹加速度为零，故此时不受到摩擦力，D错误。
故选A。
3. 如图所示，餐厅服务员水平托举菜盘给顾客上菜。若服务员托举菜盘先匀速前行，此时手对菜盘的作用力大小为，当服务员加速向前运动的过程中，手对菜盘的作用力大小为，下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】若服务员托举菜盘先匀速前行，此时手对菜盘的作用力大小为
服务员加速向前运动的过程中，菜盘有沿速度方向的加速度，如下图
则手对菜盘的作用力大小
即
故选B。
4. 1889年第一届国际计量大会批准制造的“国际千克原器”保存在巴黎西郊一间地下储藏室内，其质量受空气污染和氧化等因素影响出现细微变化，已难以适应现代精密测量要求，因此2018年11月16日，第26届国际计量大会决定，千克由普朗克常量h及米和秒定义，即1kg。则普朗克常量h的单位可表示为（　　）
A. J s B. N m C. W D.
【答案】A
【解析】
【详解】普朗克常量
故选A
5. 打弹弓是一款传统游戏，射弹花样繁多，燕子钻天是游戏的一种，如图所示，一表演者将弹丸竖直向上射出后，弹丸上升过程中在最初1s内上升的高度与最后1s内上升的高度之比为9:1，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则弹丸在上升过程中最初1s内中间时刻的速度大小和上升的最大高度分别为（　　）
A. 45m/s；125m B. 45m/s；75m C. 36m/s；125m D. 36m/s；75m
【答案】A
【解析】
【详解】射出的弹丸做竖直上抛运动，可看成自由落体运动的逆运动，由运动学公式
弹丸最后内下落的高度
则最初内下落的高度
最初内中间时刻的速度
弹丸自由下落的时间
弹丸下落的总高度
则弹丸上升的最大高度为。
故选A。
6. 滑雪运动是2022年北京冬季奥运会主要的比赛项目。如图所示，水平滑道上运动员A、B间距。运动员A以速度向前匀速运动。同时运动员B以初速度向前匀减速运动，加速度的大小，运动员A在运动员B继续运动后追上运动员B，则的大小为（　　）
A. 4 m B. 10 m C. 16 m D. 20 m
【答案】C
【解析】
【详解】运动员B做匀减速直线运动，速度减为零的时间为
此时运动员A的位移为
运动员B的位移为
因为
即运动员B速度减少为零时，运动员A还未追上运动员B，则运动员A在运动员B停下来的位置追上运动员B，即
故C正确，ABD错误。
故选C。
7. 如图所示，P、Q两物体的质量分别为、，二者间用轻弹簧连接，在大小为、的水平力作用下，沿光滑水平面做匀加速直线运动。撤去的瞬间，P、Q的加速度大小分别为（ ）
A. ； B. 0；
C. ； D. ；
【答案】D
【解析】
【详解】在水平力F1、F2作用下，两物体沿光滑水平面做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得
解得
对物体P，由牛顿第二定律可得
解得弹簧弹力
撤去的瞬间，弹簧弹力不变，对物体P，由牛顿第二定律可得
解得
撤去的瞬间，对物体Q，由牛顿第二定律可得
解得
故选D。
8. 足球比赛中，某队甲、乙队员表演了一次精彩的直塞球传递：在甲、乙相距L时，甲将足球以15m/s的初速度沿水平地面传出，速度方向沿甲、乙连线，在球传出的同时，乙由静止开始沿二者连线向远离甲的方向运动，其运动过程的v—t图像如图所示，当t＝3s时乙与球到达同一位置，重力加速度为10m/s2，下列说法不正确的是（　　）
A. 0~3s内球一直在靠近乙 B. 球所受阻力大小是其重力的
C. 相遇时乙队员的位移为33.75m D. 甲乙相距L为12.5m
【答案】CD
【解析】
【详解】A．根据题意可知，球踢出后，0~3s内乙在前，球在后，且球的速度比乙大，因而球一直在靠近乙，A正确；
B．根据v-t图像斜率表示球的加速度
由牛顿第二定律有
B正确；
C．根据v-t图像面积表示位移可知相遇时乙的位移为
C错误；
D．相遇时甲的位移为
故甲乙相距
D错误。
本题选不正确的，故选CD。
9. 工地工人用如图所示的方法将带挂钩的重物拉起。不可伸长的轻绳AB两端分别固定于刚性直杆上的A、B两点，轻绳AB长度大于A、B两点间的距离，杆右端用铰链固定在墙壁上。现将挂钩挂在轻绳AB上，工人用另一轻绳连接杆的左端通过滑轮缓慢将杆左端拉起，开始时左端低于右端，不计挂钩与绳之间的摩擦。在工人将杆拉起到左端高于右端的过程中，下列说法正确的是（　　）
A. 轻绳AB的张力变大
B. 轻绳AB张力先变大后变小
C. 轻绳AB对挂钩的作用力不变
D. 轻绳AB对挂钩的作用力先变大后变小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．不计挂钩与绳之间摩擦，则挂钩可视为“活结”。挂钩两侧绳上的拉力大小相等。设挂钩两侧轻绳的夹角为θ，设轻绳上的拉力为F，则由共点力的平衡可得
则
当A点升高时，AB之间的水平距离变大，故轻绳间的夹角θ先变大，先变小，轻绳的张力先变大；当杆水平时轻绳间夹角最大，轻绳的张力最大；当A的高度超过B时，AB之间的水平距离开始变小，故轻绳间的夹角θ变小，变大，轻绳的张力变小；故轻绳的张力先变大后变小，A错误，B正确；
CD．轻绳对挂钩的作用力，等于重物的重力大小，保持不变，C正确，D错误。
故选BC。
10. 如图甲所示，一足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动，一根轻弹簧一端与竖直墙壁连接，另一端与物块不栓接。物块将弹簧压缩一段距离后置于传送带最左端无初速度释放，物块向右运动受到的摩擦力f随位移x的关系如图乙所示，x0为已知量，则下列说法正确的是（　　）
A. 工件在传送带上先加速，后减速
B. 工件向右运动2x0后与弹簧分离
C. 弹簧劲度系数
D. 无初速释放物块瞬间，弹簧压缩量为2x0
【答案】BCD
【解析】
【详解】ABD．结合图乙分析可知，0~x0过程，物块相对于传送带向左运动，物块受到向右的滑动摩擦力，物体做加速运动；x0~2x0过程，物体相对于传送带静止，相对于地面做匀速直线运动，物体受到向左的静摩擦力，静摩擦力大小与弹簧弹力大小相等、方向相反，直到2x0处弹簧恢复原长后，物块与弹簧分离，不再受到弹力和静摩擦力作用，继续匀速直线运动，故物体先加速后匀速，故A错误，BD正确；
C．在x0处物块与传送带共速，此时物块受力平衡，即
解得
故C正确。
故选BCD。
二。实验题（18分）
11. 如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，所用交流电的频率等于50Hz，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带的一部分如图1所示，每5个计时点选为一个计数点。该同学将纸带从每个计数点处截断，得到6条短纸带，再把6条短纸带的下端对齐贴在纸上，以纸带下端为横轴建立直角坐标系，并将刻尺边缘紧靠纵轴，其示数如图2所示（结果保留两位有效数字）。
（1）打下计数点“5”时小车的速度大小为______m/s；
（2）小车的加速度大小为______m/s2；
（3）在某次实验中，若该同学所用交流电的频率大于50Hz，则加速度的测量值______真实值（选填“>”“＝”“<”）。
【答案】 ①. 0.68 ②. 0.70 ③. <
【解析】
【详解】（1）[1]打下计数点“5”时小车的速度大小为
（2）[2]小车的加速度大小为
（3）[3]若该同学所用交流电的频率大于50Hz，则实际周期较小，求得加速度的测量值小于真实值。
12. 某实验小组利用如图所示的实验装置测量橡皮绳的劲度系数。将手机悬挂在橡皮绳下，手机软件中的“定位”功能可以测量手机竖直方向上的位移。
实验小组进行了如下主要的实验步骤
a、安装实验器材，橡皮绳分别与手机和铁架台连接，手机重心和橡皮绳在同一竖直线；
b、手掌托着手机，使橡皮绳处于原长状态，打开手机中的位移传感器软件；
c、缓慢释放手机，当手机平衡时记录下手机下降的高度x0；
d、在手机下方悬挂质量为m＝50g等重钩码，缓慢释放，当钩码平衡时记录手机下降的高度x；
e、重复上述第4步操作；
f、作出钩码数量n及对应手机从橡皮绳原长开始下降高度x的关系图像，如图所示。
根据n－x图像，回答以下问题：
（1）不挂钩码时，橡皮绳的伸长量为x0＝______cm；
（2）该橡皮绳的劲度系数k＝______N/m（取g＝9.8m/s ）；
（3）通过分析计算可得到手机的质量为______kg。
【答案】 ①. 1.50 ②. 98 ③. 0.15
【解析】
【详解】（1）[1]根据图像可知不挂钩码时，橡皮绳的伸长量为
x0=1.5cm
（2）[2]根据胡克定律F=kx可得
nmg=kx
整理得
由图像可知，图线的斜率为
联立可得劲度系数为
k=98N/m
（3）[3]手机静止时，根据平衡条件可得手机的重力为
G=kx0=98×0015N=1.47N
手机的质量为
三。计算题（36分）
13. 如图所示，半径为r圆柱体B、C固定在两个不计质量、不计厚度的相同水平底座上，且B、C靠在一起，底座与水平面间的动摩擦因数为μ，圆柱体A（半径为r）放在圆柱体B、C的上方，三者处于静止状态，质量关系为mA＝2mB＝2mC＝2m，三个圆柱面间均光滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。
（1）求B对A的支持力FN。
（2）要使系统保持静止状态，求μ的最小值。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）如图，对A受力分析，由对称性可知C对A的作用力与B对A的作用力大小相等，
设，则
解得求B对A的支持力
（2）对B受力分析，如图
水平方向
竖直方向
由最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则
解得
14. 如图所示，一足够长的斜面倾角为37°，斜面BC与水平面AB圆滑连接。质量m＝2kg的物体静止于水平面上的M点，M点距B点之间的距离L＝9m，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，现使物体受到一水平向右的恒力F＝14N作用，运动至B点时撤去该力（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2）。则：
(1)物体到达B点时的速度是多大？
(2)物体在斜面上滑行的时间是多少？
【答案】(1)；(2)。
【解析】
【详解】(1)在水平面上，根据牛顿第二定律可知
解得
；
到，根据速度位移公式可知
解得
；
(2)在斜面上向上运动，根据牛顿第二定律可知
代入数据解得
根据速度位移公式可知
解得
由得
因，所以物体速度减为零后会继续下滑
下滑时根据牛顿第二定律可知
解得
由得
所以物体在斜面上滑行的总时间
15. 如图所示，质量M＝2kg的木板A静置于水平面上，质量m＝1kg的小滑块B静置于A的右端，现给A一水平向右的初速度v0＝6m/s，B在相对于A的运动过程中恰好没有滑落，已知AB间、A与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10m/s2。求：
（1）A刚获得初速度时A、B加速度的大小aA、aB；
（2）A的长度L；
（3）A在地面上滑行的距离x。
【答案】（1），；（2）3m；（3）5m
【解析】
【详解】（1）对B由牛顿第二定律有
解得
对A由牛顿第二定律有
解得
（2）设经过t时间AB共速，有
解得
A的位移
解得
B的位移
解得
B在相对于A的运动过程中恰好没有滑落，则A的长度
解得
（3）A、B共速时有
解得
A、B共速后，一起匀减速滑行，对A、B整体由牛顿第二定律有
解得
此阶段的位移
解得
所以A在地面上滑行的距离
代入数值解得

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