平南县2023-2024学年高三上学期9月月考物理
满分：100分 考试时间：75分钟
一、单项选择题（每小题4分，共24分。）
1.北京时间2023年5月10日21时22分，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭，在我国海南文昌航天发射场点火发射；11日5时16分，天舟六号货运飞船用时近7小时顺利实现与中国空间站天和核心舱的交会对接，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A.火箭发射升空过程中，发动机喷出燃气推动空气，空气推动火箭上升
B.对接后的组合体的运行速度大于7.9km/s
C.要实现对接，天舟六号货运飞船应在天和核心舱相同轨道处加速
D.在文昌航天发射场点火发射，是为了更好地利用地球的自转速度
2.图甲所示为烤肠机，香肠放置在两根水平的平行金属杆中间，其截面图如图乙质示。假设香肠可视为质量均匀的圆柱体，烤熟后香肠质量不变，半径变大，（烤熟前后金属杆静止不动）。忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩，则香肠烤熟后与香肠烤熟前相比（ ）
图甲 图乙
A.金属杆1对其支持力与竖直方向夹角变大
B.金属杆2对其支持力变小
C.每根金属杆对其作用力先变大再变小
D.两根金属杆对其合力减小
3.高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将专用弹性橡皮绳（质量忽略不计）的一端系在双脚上。另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下。若不计空气阻力，则（ ）
A.弹性绳刚伸直时，运动员开始减速
B.整个下落过程中，运动员的机械能先保持不变后减小
C.整个下落过程中，重力对运动员所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功
D.弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先增大后减小
4.第19届亚运会将于2023年9月在浙江杭州举行。一质量为m的亚运会公路自行车运动员在某次训练中从斜坡顶端O点由静止开始匀加速向下运动，依次经过间距分别为3d和4d的A、B、C三棵树，经过相邻两棵树所用时间均为T，下列说法中正确的是（ ）
A.运动员经过A树时的速度为
B.A树到O点的距离为
C.运动员的加速度为
D.运动员经过B树时所受重力的功率为
5.现代都市高楼林立，高楼出现火情需要一种高架水炮消防车。如图所示，某楼房的55m高处出现火情，高架水炮消防车正紧急灭火中。已知水炮炮口与楼房水平间距为15m，与地面竖直距离为50m，水炮的出水量为3m3/min，水的密度为103kg/m3，水柱刚好垂直打入受灾房间窗户。则（ ）
A.地面对消防车的作用力方向竖直向上
B.水炮炮口的水流速度为10m/s
C.水泵对水做功的功率约为3.3103W
D.若水流垂直冲击到窗户玻璃后向四周流散，则冲力约为750N
6.如图所示为半圆柱形玻璃砖的横截面，其底面镀银，R为玻璃砖的半径，O为其圆心，M为半圆形顶点。一细光束平行于OM从N点射入玻璃砖，恰好从M点射出玻璃砖，其折射角θ=60°，已知真空中的光速为c，则下列说法正确的是（ ）
A.玻璃砖的折射率为
B.光线在玻璃砖内传播的距离为
C.光线在玻璃砖内传播的时间为
D.若半圆柱形玻璃砖的底面不镀银，也没有光线从底面射出
二、多选题（共4题，每小题6分，共24分。全选对的6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。）
7.如图，有垂直于xOy平面的四条细长直导线，导线与坐标平面的交点分别为A、B、C、D四点，A、B、C、D四点均落在坐标轴上，且与原点O的距离均相等，P、Q两点分别为OD和OA的中点，D为MP的中点。过A、C两点的导线电流方向垂直于平面向里，大小均为I；过B、D两点的导线电流方向垂直于平面向外，大小均为。已知通电长直导线在周围空间中某点处产生磁场的磁感应强度大小为，其中k为常数，I为直导线中的电流，r为该点到长直导线的距离，现有一电子从某点以一定的速度垂直于平面向里射入，则关于电子在该点所受洛伦兹力方向的判断正确的是（ ）
A.若从O点射入，则不受洛伦兹力
B.若从P点射入，则受洛伦兹力方向沿x轴负方向
C.若从Q点射入，则受洛伦兹力方向沿y轴正方向
D.若从M点射入，则受洛伦兹力方向沿y轴负方向
8.物体从静止开始下落，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力f=kv（k为常量）的作用。物体初始位置足够高，则有关物体下落过程中速度v随下落时间t、加速度a随下落时间t、动能Ek随下落高度h、机械能E随下落高度h的变化关系图像可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
9.如图，粗糙水平面AB与竖直面内半径为R的半圆形导轨在B点相切，一个质量为m的物块（可视为质点）将弹簧压缩至A点并由静止释放后向右弹开，当它经过B点进入圆形导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能到达最高点C。物块与粗粘水平面AB之间的动摩擦因数为μ，AB部分长为L，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A.物块经过B点时的速度大小
B.物块经过B点时的速度大小
C.物块从B点运动至C点的过程中阻力做的功
D.物块在A点时弹簧的弹性势能
10.在某星球表面将一轻弹簧竖直固定在水平面上，把质量为m的小球P（可视为质点）从弹簧原长处由静止释放，小球沿竖直方向向下运动，小球的加速度a与弹簧压缩量x间的关系如图所示，其中a0和x0为已知量，（弹簧的弹性势能表达式为，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧形变量）。下列说法中正确的是（ ）
A.当弹簧压缩量为x0时，小球P的速度为零
B.当弹簧压缩量为x0时，小球P的速度最大
C.当弹簧压缩量为x0时，弹簧的弹性势能为
D.弹簧劲度系数为
三、非选择题
11.（6分）某同学在实验室做“测定玻璃的折射率”的实验。
①为了取得较好的实验效果，下列操作正确的是 。
A.选择的入射角应尽量小些
B.大头针应垂直地插在纸面上
C.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离尽量小些
②该同学在测量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，他以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO'延长线于C点，过A点和C点作垂直法线的直线分别交于B点和D点，如图甲所示，他测得AB=6cm，CD=4cm，则可求出玻璃的折射率n= 。
③他在画界面时，不小心将两界面aa'、bb'间距画得比玻璃砖的宽度稍大些，如图乙所示，则他测得的折射率 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）
甲 乙
12.（9分）（1）甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图（甲）、（乙）、（丙）所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题：
甲 乙
丙 丁
①甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是 。
A.甲、乙、丙 B.甲、乙 C、甲、丙
②实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是 （填“甲”、“乙”或“丙”）。
③实验时，甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的a-F图线如图（丁）中A、B、C所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是 。（选填“ABC”、“BCA”或“CAB”）
（2）实验中，有同学用打点计时器得到了在不同拉力作用下的A、B、C、D......几条较为理想的纸带，交流电的频率为50Hz，并在纸带上每5个点取一个计数点，按打点先后依次为0，1，2，3，4，5.由于不小心，几条纸带都被撕断了，如图所示（图中数据为相邻两计数点间的距离），请根据给出的四段纸带判断：在b、c、d三段纸带中，可能是从纸带a撕下的是 。
a b c d
A. b B. c C. d D.无法确定
（3）小明同学采用（乙）图实验装置探究质量一定时加速度与力的关系的实验时，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图像是图（丁）中的一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量为 。
A. B. C. D.
13.（9分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，宽度为d，边界为CD和EF。一电子从CD边界外侧以速率v0垂直射入匀强磁场，入射方向与CD边界间夹角为θ。已知电子的质量为m，电荷量为e，为使电子能从磁场的另一侧EF射出，求：
（1）电子的速率v0至少多大？
（2）若θ角可取任意值，v0的最小值是多少？
14.（12分）2022年2月4日至2月20日，北京冬奥会成功举办，为世界展现了一场精彩纷呈的体育盛典。如图所示是越野滑雪赛的一段赛道，AB段是出发平台，BC段是倾角θ=53°长度L=4m的助滑雪道，运动员在其上滑行时可以选择性地使用滑雪杖获得恒定推力，CDEFG段是起伏雪道，其中CDE段为半径R=2m的圆弧雪道，D点为该段雪道的最低点，EF段为半径很大的圆弧雪道，F点为该段雪道的最高点，C点和F点处在同一高度上，FG段为一般曲线雪道，GH段是倾角α=45°的着陆雪道，F点与G点的高度差h=4m，G点与H点的高度差H=16m，各雪道间均平滑连接且不计滑雪板与雪道间的摩擦及其他阻力。某次比赛中，质量m=60kg的运动员（含装备）从B点静止出发，用滑雪仗助推后沿CDEF雪道滑至F点飞出，再飞跃雪道FG段，恰好从G点沿与雪道平行方向进入着陆雪道。为研究问题方便，运动员可看成质点。
（1）求该运动员滑行至F点时的速度大小；
（2）求该运动员滑行至D点时对雪道的压力；
（3）若该运动员在助滑雪道上通过滑雪杖获得的恒定推力大小为F=800N，运动员想直接从F点降落在着陆雪道的H点，则需在助滑雪道使用滑雪杖加速的距离应为多大。
15.（16分）如图所示，一块质量为M=2kg、长为L=3m的匀质薄木板静止在足够长的水平桌面上，在木板的左端静止摆放着质量为m=1kg的小木块（可视为质点），薄木板和小木块之间的动摩擦因数为μ1=0.1，薄木板与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.2。在t=0时刻，在木板左端施加一水平向左恒定的拉力F=12N，g取10m/s2。则：
（1）拉力F刚作用在木板上时，木板的加速度大小是多少？
（2）如果F一直作用在木板上，那么经多长时间木块将离开木板？
（3）若在时间t=1s末撤去F，在此情况下，最终木块在木板上留下的痕迹的长度是多少？
答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D B B A D C AB AC BD BC
5.D【详解】A.消防车受到地面的支持力和摩擦力，合力斜向上，作用力斜向上，A错误；
B.水流高度差5m，竖直方向反向看成自由落体运动解得
根据解得又1s时间内的水平位移为15m，有解得
则合速度为解得 B错误；
C.水泵对水做功的功率，C错误；
D.根据动量定理，D正确。
6.C【详解】A.根据题意画出光路图如下
再根据光路的可逆性与几何关系可知光束在N点的入射角，根据几何关系可知，玻璃砖的折射率，A错误；
BC.光束在玻璃砖内传播的距离等于
传播速度，光束在玻璃砖内传播的时间，B错误、C正确；
D.由几何知识知光线在底面的入射角为30°，全反射的临界角C满足
故，光线在底面上不会发生全反射，若底面不镀银，将有光线从底面折射出，D错误。
7.AB【详解】A.根据右手螺旋定则可知，四条长直导线在O点合磁感应强度为零，电子若从O点射入，电子在O点不受洛伦兹力，故A正确；
B.根据右手螺旋定则可知，四条长直导线在P点合磁感应强度方向沿y轴正方向，电子若从P点射入，根据左手定则可知，受洛伦兹力方向沿x轴负方向，故B正确；
C.根据右手螺旋定则可知，四条长直导线在Q点合磁感应强度方向沿x轴负方向，电子若从Q点射入，根据左手定则可知，受洛伦兹力方向沿y轴负方向，故C错误；
D.根据右手螺旋定则可知，四条长直导线在M点合磁感应强度方向一定平行于y轴方向，电子若从M点射入，电子受洛伦兹力方向一定不沿y轴方向，故D错误。
8.AC【详解】AB：由牛顿第二定律
随着速度的增大，加速度逐渐减小到零，因速度和时间不是线性变化关系，加速度和时间也不是线性变化关系。故A正确，B错误；
C.由动能定理阻力随着速度的增大逐渐而增大，最后阻力大小等于重力大小，故图像的斜率为，逐渐减小到零。故C正确；
D.设初始位置机械能为E0，下落高度h处机械能为E，由功能关系
故E-h图像的斜率的绝对值为f，阻力逐渐减小到等于重力大小。故D错误。
9.BD【详解】AB.已知物块经过B点进入圆形导轨的暖间对轨道的压力为其重力的7倍，根据牛顿第三定律可知，轨道对物块的支持力
在B点对物块，由牛顿第二定律有 解得 A错误，B正确；
C.物块恰能到达最高点C，在C点由重力提供向心力，则有
从B到C的过程，由动能定理得解得阻力的功为，C错误；
D.对A到B的过程，由动能定理得 综上得，D正确。
10.BC【详解】AB.当弹簧压缩量为x0时，小球P的加速度为零，速度最大，故A错误，B正确；
C.当弹簧压缩量为x0时，弹簧的弹性势能为，故C正确。
D.当弹簧压缩量为x0时，重力等于弹簧弹力，有，弹簧劲度系数为，D错误；
11.B 1.5 偏小
【详解】（1）A.选择的入射角应尽量大一些，以减小测量误差，故A错误；
B.大头针应垂直地插在纸面上，防止产生误差，故B正确；
C.大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些，可减小确定光线时产生的误差，故C错误。
玻璃的折射率
如图为在图中分别作出的实际光路图（图中实线）和以aa'、bb'为界面、以大头针留的痕迹作为出射光线画的实验光路图（图中虚线）
比较实际的折射角与实验的折射角关系可知：折射角测量值偏大，则他测得的折射率偏小。
12.A 甲 CAB B C
【详解】（1）①为了用小车受到的拉力表示小车所受的合力，甲、乙、丙三个实验都需要平衡摩擦力的影响。故选A.
②因为甲图中需要以重物的重力近似表示小车所受拉力的大小，因而需要满足“M远大于m”来减小整体的加速度，满足重物的重力近似等于小车所受拉力的要求。而乙图中可以用弹簧测力计示数的2倍表示小车所受拉力，丙图拉力传感器也可以显示小车所受的绳子拉力，因而乙、丙两图不需要满足“M远大于m”。故只有甲图需要满足“M远大于m”这一条件。
③根据乙图和牛顿第二定律可知解得甲图和丙图中符合解得
故乙图斜率较大，甲图和丙图斜率一致，其中甲图如果随着m的增大，整体加速度增加时图线会发生偏折，因而甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是CAB。
（2）根据匀变速直线运动规律可知
则类比可知
考虑误差影响，从纸带a上撕下的是c图。故选B。
（3）根据（1）中 可知 解得 故选C。
13.（1）根据题意可知，当入射速率很小时，电子会在磁场中转动一段圆弧后又从CD一侧射出，速率越大，轨道半径越大，当轨道的边界与EF相切时，电子恰好不能从EF射出，如图所示电子恰好射出时，由几何知识可得又有
联立解得故电子要射出磁场，速率至少应为。
（2）由上述可知，当时，粒子的速度为最小，此时半径最小为
14.（1）运动员从F至G做平抛运动，竖直方向自由落体运动得
竖直速度分量，因速度方向与雪道平行，得F点的速度
（2）运动员从D至F点只有重力做功，由动能定理可得
在D点处根据牛顿第二定律得
由牛顿第三定律，轨道受到的压力方向竖直向下
（3）设运动员在F点的速度为v，运动员从F至H做平抛运动，竖直方向自由落体运动
得时间t=2s 由前面可知F点和G点的水平距离
水平方向匀速直线运动得速度
运动员从B至F点重力和推力做功，由动能定理得得
15.（1）设木板的加速度大小为a，拉力F刚作用在木板上时，由牛顿第二定律可知
解得
（2）设小木块的加速度大小为a1，小木块离开木板的时间为t0，由牛顿第二定律，对小木块研究可得解得
则小木块运动的位移为 木板运动位移大小为
小木块离开木板时，相对木板的位移大小为 解得
（3）t=1s末小木块的速度为 木板的速度为
1s后小木块仍以a1的加速度大小做匀加速运动，木板将以a2的加速度大小做匀减速运动，且
在经过t1后二者速度相等，则 解得
则此时二者速度相等，大小为
在小木块和木板各自向左匀加速阶段，二者的相对位移大小为
在小木块向左匀加速，木板向左匀减速阶段，二者的相对位移大小为
在小木块、木板各自向左匀减速阶段，小木块仍然以a1的加速度大小做匀减速直线运动，设此阶段木板的加速度大小为a3，则对木板，根据牛顿第二定律由
到最后都停止运动的过程，又发生的相对位移大小为
此阶段的痕迹被前两阶段的痕迹所覆盖，所以小木块在木板上留下的痕迹长度为
