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2024-2025学年辽宁省实验中学高三（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.“急动度”表示加速度随时间的变化率，在实际应用中是一个重要的概念。在汽车工程领域急动度被用来衡量乘客的舒适程度，在结构动力学等其他方面也有应用。急动度的单位应是( )
A. B. C. D.
2.如图所示，轻绳、、在点连接，端和端固定在汽车的水平天花板上，端连接一质量为的物体。汽车在平直路面上行驶的某段时间内，轻绳均伸直，恰好构成直角三角形，，，轻绳偏离竖直方向的夹角为。已知，，重力加速度为。该段时间内轻绳对点的拉力大小为( )
A. B. C. D.
3.晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的、两点，、两点等高，无风状态下衣服保持静止。某一时刻衣服受到水平向右的恒定风力而发生滑动，并在新的位置保持静止，如图所示。两杆间的距离为，绳长，衣服和衣架的总质量为，重力加速度为，不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，。则( )
A. 无风时，轻绳的拉力大小为
B. 衣服在新的平衡位置时，挂钩左、右两侧绳子的拉力大小不相等
C. 相比无风时，在有风的情况下更小
D. 在有风的情况下，绳右侧固定端从点沿杆缓慢向下移动过程中绳子拉力大小不变
4.如图所示，光滑水平桌面上放置长的木板。时，小物块可视为质点从木板的左端以的速度向右滑上木板，同时木板以的速度向左滑动；时，小物块从木板的右端滑下。已知小物块与木板之间的动摩擦因数，重力加速度大小，则小物块与木板的质量之比为( )
A. ： B. ： C. ： D. ：
5.汽车发动机的工作原理如图所示，轮轴与活塞通过连接杆连接，连接杆与轮轴的连接点为，与活塞的连接点为，其中轮轴可绕圆心做圆周运动，活塞可在汽缸内做上下的直线运动，则下列说法正确的是( )
A. 当与垂直时，若点的速率为，则点的速率小于
B. 当与垂直时，若点的速率为，则点的速率小于
C. 当与轮轴相切时，若点的速率为，则点的速率等于
D. 当与轮轴相切时，若点的速率为，则点的速率小于
6.如图所示，在斜面顶端处以速度水平抛出一小球，恰好落在斜面底端处；今在点上方与等高的处以速度水平抛出另一小球，恰好落在斜面的中点处．不计空气阻力，则两球分别到达斜面、时瞬时速度之比为( )
A. ： B. ： C. ：： D. ：
7.一根轻质细线一端系一可视为质点的小球，细线另一端固定在一光滑圆锥顶上，如图甲所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为，线的张力随变化的图像如图乙所示，取。下列说法正确的是( )
A. 细线的长度为
B. 细线的长度为
C. 小球的质量为
D. 小球的质量为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有( )
A. 飞船上的人观测到飞船上的钟较快 B. 飞船上的人观测到飞船上的钟较慢
C. 地球上的人观测到地球上的钟较快 D. 地球上的人观测到地球上的钟较慢
9.如图所示，两个同轴心的玻璃漏斗内表面光滑，两漏斗与竖直转轴的夹角分别是、且，、、三个小球在漏斗上做匀速圆周运动，、两球在同一漏斗的不同位置，球在另一个漏斗上且与球位置等高，下列说法正确的是( )
A. 球与球受到的支持力一定大小相等 B. 球与球的向心加速度一定大小相等
C. 球与球的速度一定大小相等 D. 球的周期一定等于球的周期
10.年月日，神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮顺利进入太空，并与神舟十五号乘组会师，如图所示。若航天员在空间站中观测地球，忽略地球的公转，测得空间站对地球的张角为，记录到相邻两次“日落”的时间间隔为，简化模型如图所示，已知地球的半径为，引力常量为，则下列说法正确的是( )
A. 地球的自转周期为
B. 空间站的环绕速度为
C. 地球的平均密度为
D. 空间站环绕地球运行一周的过程，航天员感受黑夜的时间为
三、实验题：本大题共2小题，共13分。
11.在“探究向心力大小与哪些因素有关”的实验中，所用向心力演示仪如图甲所示，、、为三根固定在转臂上的短臂，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，其中和的半径相同。图乙是变速塔轮的原理示意图：其中塔轮、的半径相同，轮的半径是轮的倍，轮是轮的倍，轮的半径是轮的倍，是轮的倍。可供选择的实验小球有：质量均为的球和球Ⅱ，质量为的球Ⅲ。
这个实验主要采用的方法是______。
A.等效替代法 B.控制变量法 C.理想实验法 D.放大法
选择球和球Ⅱ分别置于短臂和短臂，是为了探究向心力大小与______。
A.质量之间的关系 B.半径之间的关系 C.标尺之间的关系 D.角速度之间的关系
为探究向心力大小与圆周运动轨道半径的关系，应将实验小球和______选填“Ⅱ”或“Ⅲ”分别置于短臂和短臂______处选填“”或“”，实验时应将皮带与轮和轮______相连，使两小球角速度相等。
12.用如图所示的装置研究平抛运动。在水平实验桌右端固定一个光电门，桌上固定竖直挡板，水平放置轻质弹簧一端固定在挡板上。长木板的上端与桌面等高且紧挨着桌面，木板的中央正对弹簧，然后将木板与水平面夹角倾斜固定。用小铁球压缩弹簧，然后由静止释放，小铁球离开桌面抛出后落在斜面上，标记出落点位置。通过小球以不同的形变量压缩弹簧，不同的初速度平抛，落在斜面上的不同位置，探索光电门记录的挡光时间和、间距离的关系，进而研究平抛运动规律。已知小球直径，查资料可知当地重力加速度，请回答下列问题：
完成此实验，还需要的实验器材有______。填选项序号
A.秒表 B.天平 C.刻度尺 D.弹簧测力计
在坐标纸上，以为纵坐标，以______选填“”、“”“”为横坐标，把记录各组数据在坐标纸上描点，连线得到一条过原点的直线。若斜率为______，则说明平抛运动水平方向做匀速直线运动和竖直方向做自由落体运动。
从实验数据可知，若小球的初速度增加倍，则、间的距离将变为原来的______倍。
四、计算题：本大题共3小题，共41分。
13.我国计划在年前实现载人登月。假设航天员来到月球表面开展科学探究，如图甲所示，航天员驾驶一辆质量为包括航天员的月球探测车前往月球表面的一个不太深且可看作部分球面的陨石坑内进行科学考察，探测车上安装有速度传感器与压力传感器，它们分别可测量车速大小与车对地面的压力大小。在探测车经过陨石坑最低点时获取两传感器测出的车速与车对地面压力的数据。航天员通过改变车速，多次重复测出每次探测车在陨石坑最低点时的车速与相应车对地面的压力，用多次测出的数据通过车载计算机软件拟合出，图像如图乙中直线所示，软件自动计算此直线在纵轴上的截距为，直线斜率为，已知月球半径为，引力常量为，不考虑探测车的大小。求：
陨石坑的半径；
月球的质量；
月球的第一宇宙速度。
14.如图所示，借助电动机和斜面将质量为的货物用最短的时间从斜面底端拉到斜面顶端。货物依次经历匀加速、变加速、匀速、匀减速四个阶段，到达顶端时速度刚好为零。已知电动机的额定功率为、绳子的最大拉力为，绳子与斜面平行，斜面长度为，倾角，货物与斜面的摩擦因数为，减速阶段加速度大小不超过，取。求：
减速阶段电动机的牵引力；
货物运动总时间。
15.高台滑雪以其惊险刺激而闻名，运动员在空中的飞跃姿势具有很强的观赏性。如图所示为滑雪轨道一段简化图，运动员经过点时速度水平，经过点恰好沿切线方向进入一段半径为的光滑圆弧轨道，在点调整姿态后飞出，腾空落到倾角为的斜坡轨道上。已知运动员的质量为，、两点的高度差为，水平距离为，、两点在同一水平面上即运动员经过、两点速度大小相等，不考虑空气阻力，重力加速度为，在处调整姿态只改变速度方向，不改变速度大小，斜坡足够长。求：
运动员经过点的速度大小；
运动员在点时对轨道的压力大小；
运动员调整姿态，使其在斜坡上的落点距点最远，则在点飞出时的速度方向及落点到点的最远距离。
参考答案
1.
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10.
11. Ⅱ
12.
13.解设月球表面的重力加速度为。车对地面的压力与地面对车的支持力等大反向，故探测车在陨石坑最低点处，由牛顿第二定律有
即
由图乙知
可得
由图乙知，纵轴截距
又
可得
在月球表面附近，由万有引力提供向心力，可得
可得
答：陨石坑的半径为；
月球的质量为；
月球的第一宇宙速度为。
14.为了以最短时间提升货物，开始先以最大拉力拉货物做匀加速上升，当功率达到额定功率时，保持功率不变直到货物达到最大速度，接着做匀速运动，最后以最大加速度做匀减速上升至平台速度刚好为零。
沿斜面向上匀减速阶段，加速度大小为，根据牛顿第二定律可得
代入，，，，
解得；
货物在第一阶段做匀加速上升过程，根据牛顿第二定律可得，
代入，解得
设货物的匀加速的末速度为，则有
当功率达到额定功率时，此过程所用时间和上滑的距离分别为，
货物以最大速度匀速时，有，解得
货物最后以最大加速度做匀减速运动的时间和上滑的距离分别为，
因此，从电动机达到额定功率到货物即将减速，上滑的距离，设重物从结束匀加速运动到开始做匀减速运动所用时间为，该过程根据动能定理可得
得
所以总时间。
答：减速阶段电动机的牵引力为；
货物运动总时间为。
15.解：根据平抛运动的特点，由可得，又，得运动员经过点的速度；
运动员在点竖直方向速度，运动员在点速度大小，在点受力分析如下图，
故，即，由牛顿第二定律得，运动员在点所受轨道的支持力，由牛顿第三定律得，运动员在点时对轨道的压力大小为。
设运动员从飞出时的速度方向与斜面的夹角为，则在垂直于斜面方向上，，得，初速度；在平行于斜面方向上，，得，初速度，则运动员从点落到斜坡上的时间，运动员落到斜坡上距点的距离，代入数据并整理可得：，
由数学知识可知，当时，即速度方向与斜面夹斜向上时，，此时最大，最大值为。
答：运动员经过点的速度大小为；运动员在点时对轨道的压力大小为；当飞出时的速度与斜面夹角为时，运动员在斜坡上的落点距点最远，最远距离为。
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