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2023级高三上物理第二次月考试题
考试时间：75分钟
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的4个选项中，只有一项是最符合题目要求的。
1.人在水平地面上原地起跳时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地向上加速，人的重心由静止开始加速上升的过程中，下列说法正确的是（ ）
A.地面对人的支持力等于人的重力 B.地面对人的支持力大于人的重力
C.地面对人的支持力对人做正功 D.地面对人的支持力的冲量为0
2.如图所示，在升降电梯里固定一倾角为的光滑斜面，将质量为m的光滑小球置于斜面和一个光滑竖直固定挡板之间。当电梯具有竖直向上的加速度a时，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A.电梯一定正在加速上升
B.斜面对小球的弹力大小为
C.若增大加速度a，挡板对小球的弹力不变
D.若增大加速度a，挡板对小球的弹力一定增大
3.如图所示，一轻质弹簧竖直固定在水平地面上，O为弹簧原长时上端的位置。一物块从A点由静止释放，落在弹簧上将弹簧压缩至最低点B。不计空气阻力，弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是（ ）
A.从A到O的过程中，物块的机械能一直增大
B.从O到B的过程中物块的机械能守恒
C.从O到B的过程中，物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和先减小后增大
D.从O到B的过程中，物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和一直增大
4.如图甲所示，游乐场里有一种空中飞椅游戏，可以将之简化成如图乙所示的结构装置，装置可绕竖直轴匀速转动，绳子与竖直方向夹角为，绳子长L，水平杆长，小球的质量为m。不计绳子重力和空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A.装置旋转一周，小球的动量变化为0 B.装置转动的角速度为
C.装置转动的周期为 D.装置中绳子的拉力为
5.中国的二十四节气是中华民族优秀的文化传统与祖先广博智慧的世代传承，被国际气象界誉为中国“第五大发明”。如图所示为地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处的四个位置，分别对应我国的四个节气。冬至和夏至时地球中心与太阳中心的距离分别为、，下列说法正确的是（ ）
A.冬至时地球的运行速度最小
B.地球运行到冬至和夏至时，运行速度之比为
C.地球从秋分到冬至的运行时间为公转周期的
D.地球在冬至和夏至时，所受太阳的万有引力之比为
6.如图（a）为某索桥模型的示意图，图（b）为改进后的示意图。图（a）中桥索与两竖直杆上等高的P、Q点连接，且放重物后P、Q处切线方向与水平面的夹角均为30°。图（b）中在P、Q两点固定了两个光滑定滑轮，桥索绕过竖直杆上的定滑轮接入地下且固定，接地绳索与水平面的夹角均为60°。若竖直杆所受桥索拉力的合力在水平方向上的分力不能超过300N，则改进后索桥能承受的最大重量增加了（ ）
A. B.
C. D.
7.质量均为m的物体甲和乙，从静止开始做加速直线运动的和关系图象分别如图1、2所示。分析图象，则下列说法正确的是（ ）
A.甲、乙的运动性质相同，加速度随时间都均匀增大
B.甲、乙都做匀变速直线运动
C.时刻甲的动能为
D.乙运动到处的速度为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8.为了测试新设计的消防用高压水枪，测试人员站在高度为的平台上手持水枪向外喷射，地面测试人员以高台底部为原点，沿水平方向和竖直方向建立x、y轴并根据水柱轨迹绘制了图像，其轨迹为抛物线，如图所示，水枪喷口与水平方向夹角为。下列说法正确的是（ ）
A.水枪喷射出水柱的初速度为
B.水柱从被喷射出到落地所用时间为
C.水枪喷口与水平方向夹角的正切值为
D.水柱落地位置距离喷射位置的水平距离为
9.现代交通运输有公路、水路、航空、铁道等多种方式，但在古代主要的交通运输工具是马车。如图所示，一匹马拉着两厢货物在水平道路上行走。货厢A、货厢B和车的质量分别为m、2m、3m，货厢A与B、B与车之间的动摩擦因数分别为、，各接触面都水平，马给车的水平拉力为F，两货厢均未脱离各接触面，不计地面对车的摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A.若，逐渐增大F，B相对于车比A相对B先滑动
B.若，A、B与车都相对静止，则F的最大值为
C.若，当时，A与B开始发生相对滑动
D.若，当时，B与车之间相对滑动
10.为缓解高三学生的压力，班主任利用班会课时间组织了一次游戏活动。游戏如下：以教室里等宽的磁砖为标记线，如图所示，一位同学坐进箱子后，其他同学将箱子从同一指定位置O推出，只要箱子的任意部分能停靠在和之间将获奖。某次游戏中，箱子前端紧靠指定位置O，以的速度被推出，箱子前端刚好停靠在第一块磁砖的边线上，箱子前端从第三块磁砖的左边界滑到第二块磁砖的右边界所用的时间为。箱子和磁砖的宽度均为，重力加速度，箱子在运动中阻力保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A.若换成体重更大的同学坐进箱子，并以相同的速度推出箱子，箱子滑行的距离会变小
B.箱子和磁砖间的动摩擦因数
C.若箱子的初速度为，箱子前端到达边界线的速度为v，则箱子前端到达的速度为
D.若要获奖，箱子被推出的速度大小必须满足
三、非选择题：本题共5个小题，共54分。其中13～15小题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位
11.（6分）某兴趣小组利用题图1所示装置，来测量“当地重力加速度大小”。主要实验步骤如下：
①将两块带有转轴A的平板按图示方式安装在铁架台上，使固定螺丝B与转轴A在同一水平线上，测得A、B的间距为L；
②在A处安装一光电门，并使光电门与倾斜的平板垂直；
③调节可动螺丝C的高度并固定，然后将一正方体小物块从C正上方由静止释放，记录释放点到B的高度h，以及物块通过光电门的遮光时间t；
④只改变可动螺丝C的高度，多次重复步骤③，记录多组数据。
已知该物块与倾斜平板间的动摩擦因数处处相同，且物块边长为d（）。回答下列问题：
（1）该物块经过光电门时的速度大小_________（用d、t表示）。
（2）该小组同学根据实验数据作出了图像，如题图2所示。已知该图像斜率为k，则当地重力加速度大小_________（用k、d表示）。
（3）通过竖直刻度尺可知，释放点到B的高度。若的位置读数偏小，则对应的重力加速度的测量值将_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
12.（10分）小明同学探究机械能守恒定律，实验装置如图。实验时，将小钢球在斜槽上某位置A由静止释放，钢球沿斜槽通过末端O处的光电门，光电门记录下钢球的遮光时间t。用游标卡尺测出钢球的直径d，由得出其通过光电门的速度v，再计算出动能增加量。用刻度尺测得钢球下降的高度h，计算出重力势能减少量。
（1）安装实验装置的操作有：
①在斜槽末端安装光电门 ②调节斜槽在竖直平面内
③调节斜槽末端水平 ④将斜槽安装到底座上
其合理的顺序是_________（选填“A”“B”或“C”）。
A.①②③④ B.④②③① C.④①②③
（2）测量钢球直径的正确操作是图中_________（（选填“甲”或“乙”）所示的方式。
（3）在斜槽上5个不同的位置由静止释放钢球。测量得出的实验数据见表1。已知钢球的质量，重力加速度。请将下表的数据补充完整。
4.00 5.00 6.00 7.00 8.00
4.90 6.25 7.45 8.78 10.0
7.84 9.80 11.8 13.7 _________
表1
（4）实验数据表明，明显小于，钢球在下降过程中发生机械能的损失。小明认为，机械能的损失主要是由于钢球受到的摩擦力做功造成的。
为验证此猜想，小明另取一个完全相同的斜槽按下图平滑对接。若钢球从左侧斜槽上A点由静止释放，运动到右侧斜槽上，最高能到达B点，A、B两点高度差为H.则该过程中，摩擦力做功大小的理论值_________（用m、g、H表示）。
（5）用上图的装置，按表中所列部分高度h进行实验，测得摩擦力做功大小。由于观察到H值较小，小明认为，过程摩擦力做功近似等于过程的一半，即。然后通过表1的实验数据，计算出过程损失的机械能。整理相关数据，见表2。
4.00 5.00 6.00 7.00
2.94 3.55 4.35 4.92
0.98 1.08 1.18 1.27
表2
上表中与，相差明显。小明认为这是由于用近似计算不合理。你是否同意他的观点？_________请根据表2数据简要说明理由。_________
13.（10分）假设某人驾驶如图所示的电动自行车由静止开始做匀加速直线运动，经过25s速度达到，电机恰好达到额定功率。已知人、车（包括头盔）总质量为100kg，行驶过程中受到的阻力恒为人，车总重力的，重力加速度g取。
（1）求匀加速运动时电动自行车的加速度大小及受到的牵引力大小；
（2）假设改进后的电动自行车仍然以（1）问中的加速度由静止开始做匀加速直线运动，当功率达到400W时，保持此功率不变继续行驶，突然发现前面11m处有一静立的人，电动车立即关闭电机并启动制动装置，要使电动车在人前1m处停下，制动装置产生的额外阻力为多少？（行驶过程中阻力不变，且车已达到最大速度。）
14.（12分）如图所示，倾角的斜面体C静置在水平台上，其底端与水平台平滑连接。物块A沿斜面自由下滑，离开斜面后与静止在水平台上的物块B发生完全非弹性碰撞。随后A、B从O点离开水平台，共同在空中飞行并落到水平地面上的P点，O、P连线与水平方向的夹角。已知物块A的质量，物块B的质量，斜面体C的质量，A与B碰撞前的速度，A、B表面均光滑，整个过程中C保持静止且A、B始终在同一竖直平面内运动。将A、B视为质点，不计空气阻力，，取。求：
（1）A沿斜面下滑的过程中，水平台对C的支持力大小；
（2）A、B碰撞过程中损失的机械能；
（3）A、B共同在空中飞行的过程中，它们的重力的平均功率P。
15.（16分）将地球视为均匀分布的质量为M、半径为R的球体，引力常量为G，在地球表面A点以初速度竖直向上抛出一个物体，该物体上升到最高点C，如图甲所示。不计空气阻力，不考虑地球自转。已知取无限远处引力势能为零时，质量为m的物体在距地心为r处，引力势能；物体在地球引力作用下，做半长轴为a的椭圆时，其机械能。
（1）若忽略高度对物体所受引力的影响，物体保持抛出时所受引力大小，求该物体上升的最大高度和上升到最高点需要的时间，在图乙中画出物体上升过程的图像；
（2）若考虑高度对物体所受引力的影响，求该物体能上升的最大高度；设物体上升到C点的时间为，在图乙中定性画出物体上升过程的图像；
（3）在第（2）问基础上，若在地球表面B点以速度水平抛出另一物体，该物体也能到C点，如图甲所示，求。
2023级高三上物理第二次月考试题参考答案
1.B
2.D
3.C
4.A
5.B
6.C
7.C
8.AD
9.BD
10.BD
11.（1）（2分） （2）（2分） （3）不变（2分）
12.（1）C（2分） （2）甲（2分） （3）15.7或15.68（2分） （4）（2分）
（5）不同意（1分） 小球减小的重力势能有一部分转化为小球的转动动能，相差很大的原因是小球的转动动能没有计入（1分）
13.（1），100N （2）45N
【详解】（1）根据题意，由运动学公式 （1分）
可得，电动自行车的加速度大小 （1分）
由牛顿第二定律有 （2分）
解得 （1分）
（2）根据题意可知，电动自行车的最大速度为 （1分）
由公式 （1分）
可得，制动时的加速度大小为 （1分）
由牛顿第二定律有 （1分）
解得 （1分）
14.（1） （2） （3）
【详解】（1）A沿斜面下滑的过程中，A、C之间相互作用力的大小为 （1分）
水平台对C的支持力大小为 （1分）
解得 （1分）
（2）A、B发生完全非弹性碰撞，有 （1分）
碰撞过程中损失的机械能为 （2分）
解得 （1分）
（3）O、P连线与水平方向的夹角，于是有 （1分）
A、B共同做平抛运动，下落的高度为 （1分）
A、B平抛的过程中，它们的重力做的功为 （1分）
重力的平均功率为 （1分）
解得 （1分）
15.（1），， （2），，（3）
【详解】（1）不考虑引力变化时，物体上升的加速度为g，根据牛顿第二定律有 （1分）
物体上升过程，由运动学公式有， （2分）
代入数据可得， （2分）
物体做匀减速直线运动，其图如图所示
（1分）
（2）考虑引力变化时，物体上升过程中机械能守恒，则
（2分）
可得 （1分）
根据牛顿第二定律可得 （1分）
所以 （1分）
随着上升高度增大，加速度减小，所以物体向上做加速度减小的减速运动，由于
所以 （1分）
其图如图所示
（1分）
（3）从B点抛出的物体轨迹为椭圆才能到C点，根据机械能守恒定律，有
（1分）
（1分）
解得 （1分）

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