湖南省三湘创新发展联合体2023-2024学年高三上学期9月月考
物理
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号，座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.自动驾驶汽车又称电脑驾驶汽车、轮式移动机器人，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。某自动驾驶汽车的自动记录功能记录了一段时间内汽车做直线运动时的速度—时间（v-t）图像，如图所示，已知0~6s时间内的图像为直线，下列说法正确的是（ ）
A.10s末汽车的加速度可能大于
B.6s~18s时间内，汽车的加速度越来越大
C.0~18s时间内，汽车的位移大于189m
D.32s~46s时间内，汽车的加速度逐渐减小
2已知羽毛球所受的空气阻力与速度大小成正比，如图所示，将一个羽毛球竖直向上击出，若羽毛球落地前还没有做匀速运动，则羽毛球从被击出到落地前（ ）
A.加速度大小一直减小，方向一直不变
B加速度大小一直减小，上升和下降时加速度方向相反
C.加速度大小先增大后减小，上升和下降时加速度方向相反
D.加速度大小先减小后增大，方向一直不变
3.2023年夏季某地区的降雨量比往年同期偏多，某些河流水位升高，水流速度增大。如图所示，一条小河的水流速度恒为，小船（视为质点）从河岸边的A点垂直河岸渡河，小船在静水中的速度不变，到达对岸的B点，已知A、B间的距离为L，A、B连线与河岸间的夹角为，小船渡河的时间为（ ）
A. B. C. D.
4.木质弹弓架一般用柳树上的“Y”形树杈做成，如图所示，一弹弓顶部弓叉跨度为L，弓叉上分别拴接一根相同的橡皮条，两橡皮条末端连接一块软羊皮用于包裹弹珠，橡皮条有效自然长度均为L，橡皮条的伸长量与拉力成正比，且橡皮条始终在弹性限度内。用手捏住羊皮，用力将橡皮条拉开时可不计羊皮的大小。现使弓叉竖直固定，用水平向后的力缓慢拉羊皮，当每根橡皮条的长度分别拉至2L和3L时，手向后拉羊皮的力的大小的比值为（ ）
A. B. C. D.
5.中子星是一种密度很大的特殊天体。若某中子星恰好能维持不解体，其自转的周期为T，已知引力常量为G，则中子星的平均密度为（ ）
A. B. C. D.
6.如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离0.25m处有一物体（视为质点）与圆盘始终保持相对静止。盘面与水平面的夹角为37°，物体与盘面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，，。当物体运动到最低点时，物体恰好不相对圆盘滑动，则圆盘转动的角速度大小为（ ）
A.0.5rad/s B. C. D.2rad/s
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7.某大型水陆两栖飞机具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演练中，该飞机在水面上由静止开始匀加速直线滑行并汲水，速度达到时离开水面，该过程汲取的水的质量为m。离开水面后，飞机上升高度为h时以大小为v的速度保持水平匀速飞行，待接近目标时开始空中投水。以水面为参考平面，不计空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A.飞机（含水）在水面上滑行的过程中受到的合力不变
B.整个攀升阶段，飞机汲取的水的机械能增加量为
C.飞机上升高度为h时，飞机汲取的水所受重力的功率为mgv
D.投出的水相对飞机做自由落体运动
8.我国将于2026年前后发射“嫦娥七号”，计划着陆于月球南极，将对月球的地形地貌、物质成分、空间环境进行综合探测，开展月球南极的环境与资源勘查，争取能找到水。“嫦娥七号”进入月球轨道后经过多次变轨最后登陆月球南极的轨道设计示意图如图所示，其中轨道Ⅰ、Ⅲ为椭圆，轨道Ⅱ为圆，探测器经轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ后从D点登陆月球。B点是三个轨道的交点，轨道上的A、B、C、D四点与月球中心在一条直线上，A、B分别为椭圆轨道Ⅰ、Ⅲ的远月点，D为椭圆轨道Ⅲ的近月点，其中D点可近似认为在月球表面上。已知月球的半径为R，BD=4R，AB=12R，“嫦娥七号”在轨道Ⅱ上运行的周期为T，下列说法正确的是（ ）
A.探测器从A点运动到B点的最短时间为
B.探测器在轨道Ⅰ上运行的周期为1.5T
C.探测器在轨道Ⅰ上运行，通过B点时的加速度大小为
D.探测器在三个轨道上运行时，在A点的速度最大
9.如图所示，某同学在进行投篮训练时，将篮球从距水平地面高度为1.95m、距篮板水平距离为4m处投向篮板，篮球恰好沿水平方向击中篮板上离地高度为3.2m处，篮球反向弹回后又恰好落在该同学脚下，取重力加速度大小，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A.篮球刚离开手时的速度大小为10m/s
B.篮球击中篮板前瞬间的速度大小为8m/s
C.篮球反向弹回时的速度大小为6m/s
D.篮球落地时的速度方向与水平方向夹角的正切值为1.6
10.如图所示，两相同的轻弹簧竖直固定在水平地面上，A、B两小球从两弹簧正上方不同高度处由静止释放，B球下落的高度大于A球下落的高度，两弹簧的最大压缩量相同，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A.A球的质量大于B球的质量
B.A球与弹簧接触后向下运动的过程中，加速度先增大后减小
C.A球刚接触弹簧时的动能大于B球刚接触弹簧时的动能
D.A球每次接触弹簧的时间大于B球每次接触弹簧的时间
三、非选择题：共56分。
11.（7分）如图所示，某实验小组用频闪照相的方法研究平抛物体的运动规律。斜面轨道固定在竖直放置的平板上，平板上分别固定有水平和竖直方向的两把刻度尺，打开频闪照相装置开关，将小球从斜面轨道顶端释放后，小球从轨道末端水平抛出。已知频闪周期为0.05s。
（1）频闪照片上记录了五个位置a、b、c、d、e，用水平线和竖直线找到五个位置的刻度，其中b点对应的刻度尺示数分别是________cm，________cm。
（2）同理得到c、d两点对应的刻度尺示数分别为，，、，则小球水平抛出时的速度大小________m/s，当地的重力加速度大小g=________。（结果均保留两位有效数字）
12.（9分）用如图甲所示的实验装置来验证牛顿第二定律。
（1）为消除摩擦阻力的影响，实验前应平衡阻力。有两个小组分别用两种方案来平衡阻力：
a.将长木板放置在水平桌面上，调节木板上表面水平，将纸带穿过打点计时器与滑块连接，在砂桶中加入适量的砂子，接通打点计时器电源，轻推滑块，若滑块匀速运动，则平衡阻力成功；若滑块未匀速运动，多次改变砂桶内砂子的质量，直到滑块匀速运动。
b.将长木板放置在水平桌面上，取下砂桶，将纸带穿过打点计时器与滑块连接，把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，如图乙所示，接通打点计时器电源，轻推滑块，若滑块匀速运动，则平衡阻力成功；若滑块未匀速运动，多次改变木板倾角，直到滑块匀速运动。
其中操作正确的是________（填上述中的“a”或“b”），若b中长木板与水平方向的夹角为，则滑块与长木板间的动摩擦因数________。
（2）某小组按（1）正确操作后，保持滑块的质量M不变，通过改变砂桶中砂子的质量，用砂桶和桶中砂子受到的总重力作为滑块受到的合力F，得到滑块的加速度a与合力F的关系图像是图丙中的________（将选项代号的字母填在横线上）。
（3）该小组在上一步实验完成后，保持砂桶中砂子的总质量不变，在滑块上放置不同数量的砝码改变滑块的总质量M，来探究滑块的加速度a与质量M的关系，在得到多组a与M的数据后，为了更方便地探究滑块的加速度a与滑块的总质量M的关系，可作加速度a与________（填“M”、“”或“”）的图像。
（4）某次实验过程中，打点计时器使用的交流电频率，得到如图丁所示的一条清晰的纸带，A、B、C、D、E每相邻两点之间还有四个点未标出，根据纸带所提供的数据，可知滑块的加速度大小为________（结果保留两位有效数字）。
13.（10分）如图所示，“L”形滑板A静置在粗糙水平地面上，滑板长度，一物块B（视为质点）以大小的初速度从滑板左端滑入，一段时间后B与A发生碰撞。已知A、B的质量相等，A与地面之间的动摩擦因数，A与B之间的动摩擦因数，取重力加速度大小，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。求：
（1）碰撞前B相对A滑动过程中，A的加速度大小；
（2）碰撞前B运动的时间。
14.（14分）如图所示，水平地面上固定一开口向上的圆锥形桶，圆锥形桶高为2R，开口半径为R，桶内中心有一直杆OP。在桶内放置一质量为m的小球（视为质点），小球停在圆锥靠底部位置。现在给小球一个初速度，让小球绕竖直转轴在水平面内转动起来，用同样的方法缓慢增加小球的线速度，最终小球从桶的上方以水平速度飞出，已知重力加速度大小为g，不计摩擦和空气阻力，求：
（1）小球静止时小球对桶壁的压力大小；
（2）当小球距离水平地面的高度为R时，小球的角速度大小；
（3）小球从桶内飞出后的落地点到O点的距离s。
15.（16分）某水上乐园管道滑水装置可简化为如图所示的运动模型，模型由固定安装在竖直平面内的半圆管道AB和抛物线管道BC组成，以半圆管道的最低点B为原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向建立平面直角坐标系（两坐标的单位均为m），抛物线管道BC形状满足。A是半圆管道的最高点，抛物线管道BC与半圆管道AB在B点平滑对接，半圆管道在B点的切线水平，抛物线管道在C点的切线与水平方向的夹角，所有管道的内壁均光滑。现使小球（视为质点）从A点由静止释放，小球刚到达B点时受到半圆管道大小的弹力，小球继续向下运动到达C点的过程中与抛物线管道始终无相互作用，小球的直径略小于两种管道的内径，取重力加速度大小，，，求：
（1）小球的质量m和半圆管道的半径r；
（2）小球运动到C点时所受重力的功率P；
（3）B、C两点间的高度差h。
高三物理考试参考答案
1.C【解析】本题考查v-t图像，目的是考查学生的理解能力。v-t图像的斜率表示加速度，0~6s时间内的加速度大小为，10s末的加速度小于0~6s时间内的加速度，6s~18s时间内，汽车做加速度减小的加速运动，选项A、B错误；根据v-t图像中图线与时间轴所围的面积表示位移可知，0~6s时间内，汽车的位移大小为27m，6s~18s时间内，面积大于162m，所以0~18s时间内，位移大于189m，选项C正确；32s~46s时间内，汽车做加速度增大的减速运动，选项D错误。
2.A【解析】本题考查牛顿第二定律，目的是考查学生的理解能力。上升过程中重力向下，空气阻力向下，所以合力向下，加速度方向向下，由于速度减小，合力减小，加速度减小；下落过程中，重力向下，空气阻力向上，合力向下，加速度方向向下，由于速度增大，合力减小，加速度减小，选项A正确，选项B、C、D错误。
3.D【解析】本题考查小船渡河，目的是考查学生的理解能力。由速度的合成与分解可知，小船实际渡河的速度大小，小船渡河的时间，解得，选项D正确。
4.B【解析】本题考查胡克定律和物体平衡，目的是考查学生的创新能力。当橡皮条的长度拉至2L时，每根橡皮条上的拉力大小为kL，由正交分解可知拉力；当橡皮条的长度拉至3L时，每根橡皮条上的拉力大小为2kL，由正交分解可知拉力，可得，选项B正确。
5.B【解析】本题考查万有引力定律，目的是考查学生的推理论证能力。当中子星恰好能维持自转不瓦解时，万有引力充当向心力，，又，解得，选项B正确。
6.D【解析】本题考查圆周运动，目的是考查学生的创新能力。设物体的质量为m，当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，由牛顿第二定律有，即，解得，选项D正确。
7.BD【解析】本题考查牛顿运动定律和机械能，目的是考查学生的推理论证能力。飞机（含水）在水面上滑行的过程中，加速度不变，因为飞机的总质量增大，所以受到的合力增大，选项A错误；整个攀升阶段，飞机汲取的水的机械能增加量为，选项B正确；飞机上升高度为h时，飞机汲取的水所受重力的功率为0，选项C错误；投出的水的初速度与飞机的速度相同，故投出的水相对飞机做自由落体运动，选项D正确。
8.AC【解析】本题考查开普勒第三定律，目的是考查学生的推理论证能力。由几何关系可知，轨道Ⅰ的半长轴与轨道Ⅱ的半径之比为，由开普勒第三定律有﹐解得，选项A正确、B错误；“嫦娥七号”在轨道Ⅱ上运动的半径为3R，加速度大小，在动道Ⅰ上运动通过B点时所受万有引力与在轨道Ⅱ上运动通过B点时受到的万有引力相同，加速度相同，选项C正确；由开普勒第二定律可知，探测器在轨道Ⅰ上A点的速度小于在B点的速度，选项D错误。
9.BD【解析】本题考查平抛运动，目的是考查学生的模型建构能力。篮球上升过程中，上升的高度，上升时间，出手时的水平速度，竖直速度，则，选项A错误、B正确；反弹后下落的时间，可得反弹后的水平速度，选项C错误；落地时的竖直速度，落地时的速度方向与水平方向的夹角的正切值，选项D正确。
10.AD【解析】本题考查牛顿运动定律及动能定理，目的是考查学生的模型建构能力。设小球下落时距离弹簧的高度为h，弹簧的最大压缩量为d，最大弹性势能为，由动能定理可知，由于，因此，选项A正确；小球与弹簧接触后，由受力分析可知，由于弹力F先小于重力后逐渐变为大于重力，所以小球向下运动的过程中，加速度先减小后增大，选项B错误；从小球接触弹簧开始至到达最低点的过程中，由能量守恒定律有，由于，因此A球刚接触弹簧时的动能小于B球刚接触弹簧时的动能，选项C错误；设小球压缩弹簧的长度为x，分析可知，可得弹簧的压缩量为x时，小球的速度大小，可知小球的质量越小，小球压缩弹簧过程中在同一位置的速度越大，所以质量小的物体接触弹簧的时间短，选项D正确。
11.（1）17.90（17.89~17.91均给分）（1分） 6.49（6.48~6.50均给分）（1分）
（2）2.0（2分） 9.8 （3分）
【解析】本题考查探究平抛物体的运动规律，目的是考查学生的实验探究能力。
（1）由刻度尺的读数规则可知，。
（2）平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动，，在竖直方向上的分运动是匀加速直线运动，。
12.（1）b（1分） （2分）
（2）B（2分）
（3）（2分）
（4）0.60（2分）
【解析】本题考查探究加速度与力、质量的关系，目的是考查学生的实验探究能力。
（1）平衡阻力的目的是让细线上的拉力近似等于滑块所受的合力，所以b正确；对滑块受力分析可知，当滑块匀速运动时有，解得。
（2）当桶和桶中砂子的总质量相比于滑块质量不是很小时，图像上部会有明显的弯曲，选项B正确。
（3）由，可知加速度a与质量的倒数成正比，图像为一直线，便于研究。
（4）已知，由，可得。
13.【解析】本题考查牛顿第二定律，目的是考查学生的推理论证能力。
（1）对A分析，根据牛顿第二定律有
（2分）
解得A的加速度大小。（2分）
（2）B相对A滑动过程中，对B分析，根据牛顿第二定律有
（1分）
解得B的加速度大小（1分）
碰撞前B的位移大小（1分）
碰撞前A的位移大小（1分）
（1分）
解得。（1分）
14.【解析】本题考查平抛运动和圆周运动，目的是考查学生的模型建构能力。
（1）如图所示，小球静止时对小球受力分析可知（2分）
由几何关系可知（1分）
解得。（1分）
（2）当小球距离水平地面的高度为R时，小球的向心力大小（1分）
由匀速圆周运动规律可知（2分）
由几何关系可知，（1分）
解得（1分）
（3）当小球从桶内飞出时，由匀速圆周运动规律可知（1分）
小球从飞出到落地的时间为t，竖直方向有（1分）
水平方向有（1分）
由几何关系可知小球落地点到O点的距离（1分）
解得。（1分）
15.【解析】本题考查机械能守恒定律，目的是考查学生的模型建构能力。
（1）设小球从A点运动到B点时的速度大小为，由机械能守恒定律有
（2分）
在B点由牛顿第二定律结合向心力公式有
（2分）
解得（1分）
由题意可知，小球在管道BC内做平抛运动，有
（1分）
（1分）
可得，结合
解得。（1分）
（2）由（1）可得
由运动的合成与分解有
解得（1分）
小球运动到C点时所受重力的功率（2分）
解得。（1分）
（3）由机械能守恒定律有
（2分）
解得。（2分）
