勃利县中2023-2024学年高三上学期9月月考
物理
(时间：75分钟 满分：100分)
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有 一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．如图所示，一内表面光滑的半圆形凹槽放在粗糙的水平地面上，物块（可看做质点）静置于槽内最底部的A点处。现用一方向不变的斜向上的推力F把物块从A点沿着凹形槽缓慢推至B点，整个过程中，凹槽始终保持静止。设物块受到凹槽的支持力为，则在上述过程中下列说法正确的是（ ）
A．F一直减小，先减小后增大 B．F和都一直增大
C．地面对凹槽的摩擦力一直增大 D．地面对凹槽的支持力一直增大
2．如图所示，质量为m的物体放在一固定斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑。对物体施加一大小为F水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，设物块与斜面的摩擦因数为，求这一临界角的大小（ ）
A．30° B．45° C．60° D．75°
3．如图所示，在质量为的箱式电梯的地板上固定一轻质弹簧，弹簧的上端拴接一质量为的物体，质量为的物体B放置在物体上，整个装置随电梯一起匀速下降，弹簧保持竖直，重力加速度为。某时刻悬挂电梯的钢索突然断裂，在钢索断裂的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A．物体的加速度大小为0 B．物体B的加速度大小为
C．箱式电梯的加速度大小为 D．物体B对物体的压力为0
4．如图所示，细线的一端固定在倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球（重力加速度为g）。当滑块以a′＝2g的加速度向左加速运动时，线中拉力为下列哪个值（ ）
A． B． C．mg D．
5．如图所示，轻质不可伸长的细绳，绕过光滑定滑轮C，与质量为m的物体A连接，A放在倾角为的光滑斜面上，绳的另一端和套在固定竖直杆上的物体B连接。现BC连线恰沿水平方向，从当前位置开始B以速度匀速下滑。设绳子的张力为T，在此后的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．物体A做加速运动 B．物体A做匀速运动
C．T可能小于 D．T等于
6．在某次军事演习中，两枚炮弹自山坡底端O点斜向上发射，炮弹分别水平命中山坡上的目标、，运动时间分别为、，初速度分别为、。如图所示，已知位于山坡正中间位置，位于山坡顶端，山坡与地面间的夹角为30°，不计空气阻力，则（ ）
A．两枚炮弹飞行时间 B．两枚炮弹的发射速度方向相同
C．两枚炮弹的发射速度大小之比 D．两枚炮弹的发射速度大小之比
7．如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动（无滑动）。甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r甲︰r乙=4︰1，两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同，m1距O点为2r，m2距点为r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时（ ）
A．甲、乙两圆盘的角速度之比ω1︰ω2=4︰1
B．滑动前m1与m2的向心加速度之比a1︰a2=1︰4
C．随转速慢慢增加，m1先开始滑动
D．随转速慢慢增加，m2先开始滑动
8．在某个恶劣天气中，能见度很低。甲、乙两汽车在一条平直的单行道上，甲在前、乙在后同向行驶。某时刻两车司机听到前方有事故发生的警笛提示，同时开始刹车，两车刹车后的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲车的加速度大于乙车的加速度
B．若时两车未发生碰撞，则此时两车相距最近
C．两车一定不会发生碰撞，因为乙车比甲车先停下来
D．为避免两车发生碰撞，开始刹车时两车的间距至少为48m
9．如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置质量为m的小滑块。木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出其加速度a，得到如图乙所示a F图像。最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取g=10m/s2，则（ ）
A．滑块的质量m=4kg
B．木板的质量M=0.5kg
C．当F=8N时滑块加速度为2m/s2
D．滑块与木板间动摩擦因数为0.4
10．如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量为m的球A和质量为2m的球B，光滑水平转轴过杆上距球A为L的O点。外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球A运动到最高点时，杆对球A恰好无作用力。忽略空气阻力，重力加速度为g，则球A在最高点时（ ）
A．球A的速度为
B．球B的速度为
C．杆对B球的作用力大小为4mg
D．水平转轴对杆的作用力大小为6mg
二、非选择题（本题共5小题，共54分）
11．（8分）一物理兴趣小组用如图所示的装置，探究“加速度与质量的关系”，通过改变放在小车上的砝码质量，改变小车（含遮光片）与砝码的总质量M。
（1）实验要平衡摩擦力，具体操作为：不悬挂砂桶，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，轻推小车，如果 ，则摩擦力得到平衡；
（2）实验还需要的部分操作有 ；
A．悬挂砂桶后调节细线与木板平行 B．测量砂和砂桶质量m
C．调节砂和砂桶质量m远小于M D．小车每次在同一位置释放
（3）调节好实验器材后，第一次实验：由静止释放小车，记录小车经过光电门1、2时遮光片挡光时间t1、t2，小车（含遮光片）及砝码的总质量M1，力传感器的尔数F；第二次实验：向小车中添加砝码，小车（含遮光片）及砝码的总质量为M2，由静止释放小车，此时会发现力传感器的示数 （选填“大于”或“小于”）F，通过适当 （选填“增加”或“减小”）砂桶中砂的质量，使力传感器的示数仍为F，重新实验，记录小车经过光电门1、2时遮光片挡光时间t′1、t′2，如果表达式 成立，则表明合外力一定时，加速度与质量成反比。
12．（6分）小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。
(1)他观察到的现象是：小球A、B （填“同时”或“先后”）落地；
(2)让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间 （填“变长”“不变”或“变短”）；
(3)上述现象说明：平抛运动的时间与 大小无关，平抛运动的竖直分运动是 运动；
(4)然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），结合试验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为0.05m，g取10m/s2，则小球运动中水平分速度的大小为 m/s。
13．（10分）机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示，质量的汽车以的速度在水平路面上匀速行驶，在距离斑马线处，驾驶员发现小朋友排着长的队伍从斑马线一端开始通过，立即刹车，最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中做匀减速直线运动，且忽略驾驶员反应时间。（结果可用根号表示）
（1）求开始刹车到汽车停止所用的时间；
（2）若路面宽，小朋友行走的速度，求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间；
（3）假设驾驶员以超速行驶，在距离斑马线处立即刹车，求汽车到斑马线时的速度。
14．（12分）旋转飞椅是游乐场中比较常见的一种游乐项目，为分析其安全问题，可将其简化为如图所示的圆锥摆来进行分析。长为L的细线一端吊着一个可视为质点的小球，另一端O固定，使小球做水平面内的匀速圆周运动。若细线允许承受的最大拉力为摆球重力的3倍，悬点O到地面的高度为，重力加速度为g，空气阻力不计。
（1）若为了安全，圆锥摆的细线拉力不允许超过最大拉力的，则该圆锥摆允许的最大角速度为多大？
（2）若当圆锥摆以（1）中的角速度运动时小球突然脱落，则小球落地点与悬点正下方地面上的点的距离是多少？（结果保留根号）
15．（18分）如图所示，传送带与水平方向成角，顺时针匀速转动的速度大小，传送带长，水平面上有一块足够长的木板。质量为的煤块（可视为质点，整个过程质量不变）以初速度，自A端沿AB方向滑上传送带，在底端B滑上紧靠传送带上表面的静止木板，木板质量为，不考虑煤块冲上木板时碰撞带来的机械能损失。已知煤块与传送带间的动摩擦因数为，煤块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为。取重力加速度，求：
（1）在传送带上留下黑色痕迹的长度；
（2）煤块从A运动到B点经历的时间t；
（3）煤块停止运动时与B点的距离x。参考答案：
1.C 2.C 3.A 4.D 5.A 6.B 7.D 8.BD 9.BD 10.AD
1．C
【详解】AB．设物块的质量为m、圆形凹槽的质量为M。以物块为研究对象，受到重力、拉力和凹槽的支持力，由于拉力F的方向不变，支持力始终指向O点，作出矢量三角形如图所示
物块从A点沿着凹形槽缓慢推至B点的过程中，支持力从竖直方向变为水平方向，根据图中表示力的有向线段可知：F一直增大，FN先减小后增大，故A B错误；
CD．以整体为研究对象，竖直方向根据平衡条件可得地面对凹槽的支持力
N=（m+M）g-Fsinθ
由于F一直增大，则N一直减小；水平方向根据平衡条件可得地面对凹槽的摩擦力
f=Fcosθ
由于F一直增大，则地面对凹槽的摩擦力一直增大，故C正确D错误。
故选C。
2．C
【详解】设斜面倾角为α时，无论F多大都不能推动物块。受力情况如图所示：
对物块进行受力分析，建立沿斜面与垂直于斜面的直角坐标系，沿斜面有
垂直于斜面有
又
联立解得
根据题意，当分母趋于0时，分式趋于无穷大，故当时，分式趋于无穷大，此时
又因
解得
故选C。
3．A
【详解】钢索断裂的瞬间，弹簧的弹力不变，所以AB的受力情况不变，加速度均为0，物体B对物体的压力等于自身重力，对整体分析可知
解得
故选A。
4．D
【分析】当滑块向左匀加速直线运动时，小球和光滑楔形滑块A具有相同的加速度，先判断小球是否离开斜面，再结合牛顿第二定律和平行四边形定则求出绳子的拉力。
【详解】当球与滑块一起向左运动且与滑块间作用力恰好为0时，小球受到重力、拉力作用，如图所示；
根据牛顿第二定律可得加速度
a0＝＝g
当滑块以加速度a′＝2g向左加速运动时，小球已经离开斜面，对小球受力分析如图所示
根据几何关系可得
故ABC错误，D正确；
故选D。
5．A
【详解】AB．将B的竖直向下的运动分解为沿着绳子方向与垂直绳子方向两个分运动,如图所示
结合平行四边形定则以及三角函数可知
式中恒定，α增大，故增大，A的加速度不为零，做变加速运动，故A正确，B错误；
CD．对A分析，根据牛顿第二定律可得
故
故CD错误。
故选A。
6．B
【详解】A．设山坡顶端距离底端高度为，则
则
故A错误；
B．设山坡底边长为,两炮弹初速度的水平方向分速度分别为和，则
则
两炮弹初速度的竖直方向分速度分别为和，则
得
设初速度、与水平方向的夹角分别为和，则
得
则
两枚炮弹的发射速度方向相同。故B正确；
C D．根据速度的合成
得
故CD错误。
故选B。
7．D
【详解】A．依题意，甲、乙两圆盘边缘上的线速度大小相等，根据
可知角速度与半径成反比，所以甲、乙两圆盘的角速度之比
ω1︰ω2=1︰4
故A错误；
B．根据加速度表达式
滑动前m1与m2的向心加速度之比
故B错误；
CD．根据静摩擦力提供向心力，有
解得临界向心加速度为
a=μg=ω2r
随转速慢慢增加，m2先达到临界向心加速度，开始滑动。故D正确；C错误。
故选D。
8．BD
【详解】A．由v-t图像的斜率表示加速度，甲车的加速度大小
乙车的加速度大小
则甲车的加速度小于乙车的加速度，故A错误；
B．开始时，甲在前、乙在后，在0-24s内，乙车的速度比甲车的大，两车间的距离逐渐减小。24s后，乙车的速度比甲车的小，两车间的距离逐渐增大，所以t=24s时两车相距最近，故B正确；
CD．t=24s时两车的速度均为
0-24s内，甲车的位移为
乙车的位移为
两者位移之差为
所以为避免两车发生碰撞，开始刹车时两车的间距至少为48m，故C错误，D正确。
故选BD。
9．BD
【详解】AB．根据图像分析可得，当拉力小于等于12N时，两物体相对静止，当拉力大于12N时两物体发生相对运动，当F=12N时，加速度为，对整体分析，由牛顿第二定律有
代入数据解得
当时，根据牛顿第二定律得
知图线的斜率
解得
M=0.5kg
滑块的质量
m=2.5kg
故A错误，B正确；
D．根据图像
时，a=0，代入
代入数据解得
μ=0.4
故D正确；
C．当F=8N时，无相对滑动，对整体分析，根据牛顿第二定律得
解得此时
故C错误。
故选BD。
10．AD
【详解】A．球A运动到最高点时，杆对球A恰好无作用力，对A分析，则
解得
故A正确；
B．A、B转动的角速度相同，由可得
故B错误；
C．对B分析
解得
故C错误；
D．由于球A与杆之间没有作用力，球B受到杆向上的作用力为，所以水平转轴对杆的作用力方向向上，大小为，故D正确。
故选AD。
11． 小车沿木板做匀速直线运动 AD/DA 大于 减小
【详解】（1）[1]轻推小车，直到小车沿木板做匀速直线运动，摩擦力得到平衡。
（2）[2]A．需要细线与木板平行，才能保证细线的拉力与小车的合外力方向相同，细线的拉力才等于小车的合外力，所以需要悬挂砂桶后调节细线与木板平行，故A正确；
BC．由于不需要用沙桶的重力来表示合外力，合外力可以直接测量，所以不需要满足m远小于M，也不需要测量砂和砂桶质量m，故BC错误；
D．需要控制单一变量，木板每处光滑程度不同，所以需要从同一位置释放，故D正确。
故选AD。
（3）[3]对沙和沙桶有
mg－2F = ma1
对小车有
F = Ma2
其中
a2= 2a1
联立有
对F的表达式整理有
则可看出小车（含遮光片）及砝码的总质量M增大，会导致F增大即传感器示数增大；
[4]再对F的表达式整理有
则可通过适当减小砂桶中砂的质量，使力传感器的示数仍为F。
[5]根据牛顿第二定律
其中
，
，
整理解得
12． 同时 不变 初速度 自由落体 1.5
【详解】(1)[1]他观察到的现象是：小球A、B同时落地；
(2)[2]让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间不变；
(3)[3][4]上述现象说明：平抛运动的时间与初速度大小无关，平抛运动的竖直分运动是自由运动；
(4)[5]根据得
解得
小球运动中水平分速度的大小为
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据平均速度
解得刹车时间
（2）小朋友全部通过所需的时间
等待时间
（3）刹车加速度
根据运动学公式
解得
14．（1）；（2）
【详解】（1）设摆球质量为，细线与竖直方向夹角为，根据牛顿第二定律可得
又
，
联立解得
（2）设小球脱落时的速度为，则有
脱落前，竖直方向根据受力平衡可得
解得
小球平抛运动的高度为
小球脱落后做平抛运动，竖直方向有
解得
水平方向有
由勾股定理可得
联立解得落地点与悬点正下方地面上的点的距离为
15．（1）0.8m；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意，煤块在传送带上先做匀加速运动，由牛顿第二定律得
解得
煤块滑上传送带到速度与传送带相同所需的时间为，由速度公式可得
解得
设此过程煤块的位移大小为，可得
解得
又有
此后煤块随皮带匀速运动，则有
解得
在传送带上留下黑色痕迹的长度为
（2）煤块从A运动到B点经历的时间为
（3）煤块滑上木板后，煤块的加速度为，木板的加速度为，木板与煤块一块减速时的共同加速度为，根据牛顿第二定律得
解得
煤块与木板经时间达到共同速度，则有
解得
此过程煤块位移为
二者共同减速的位移为，则有
解得
则煤块停止运动时与B点的距离为
