湖北省部分学校2023-2024学年高三上学期10月月考
物理考试
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，选择性必修第一册第一章。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40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，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不选的得0分。
1.伽利略被称之为近代物理学的奠基人，他曾经作出如下一些论断，按现代物理学的观点来看，这些论断中不正确的是
A.沿光滑的倾斜直轨道向下滚动的铜球，其速度大小随时间是均匀变化的
B.在同一地点做落体实验，若空气阻力的影响可以忽略不计，则所有物体下落的加速度大小均相同
C.月球绕地球做匀速圆周运动、行星绕太阳做匀速圆周运动，这都是月球、行星的惯性运动
D.以相对地面做匀速运动的大船为参考系观察船内物体的运动，或以地面为参考系观察地面上物体的运动，物理学规律都以相同方式制约着物体的运动
2.如图所示，三个水平圆盘A、B、C紧挨在一起，转动过程中不打滑。已知A、B、C的半径之比为1∶2∶3，现将可视为质点的两个小物块M和N分别置于B、C的边缘随圆盘一起转动，M、N与圆盘之间的最大静摩擦力均为其所受重力的倍。从静止开始缓慢增大A转动的角速度，则下列说法正确的是
A.B、C两圆盘转动的方向相反
B.M与圆盘之间先发生相对滑动
C.A、B、C三个圆盘转动的角速度之比为3∶2∶1
D.A、B、C三个圆盘边缘处的向心加速度大小之比为3∶2∶1
3.如图所示，倾角为30°的固定斜面上，一质量为2kg的物块从A点以4m/s的速度匀速下滑到斜面底端，用时为2s；现对物块施加垂直斜面向下、大小为8N的压力，使其再次从A点以4m/s的速度开始下滑，则下列说法正确的是
A.第二次物块滑到底端用时也是2s B.第二次物块下滑时间长一些
C.物块第二次滑不到底端 D.物块会停在距底端3m处
4.2023年8月20日﹐我国首次成功在“天宫”空间站发射了一颗微纳卫星（质量小于10kg，卫星本身没有发动机）。这种卫星发射的方式相当于在空间站上“打弹弓”——只要把卫星相对空间站弹射出去就可以了。若不考虑空间站和微纳卫星受到的空气阻力，则下列说法正确的是
A.被发射的卫星相对空间站的弹射速度应大于或等于7.9km/s
B.相对空间站向前弹射出去的微纳卫星将一直在空间站的前方运动
C.以地面为参考系，微纳卫星弹射出去后的动能总是大于弹射前的动能
D.无论以何种方式弹射微纳卫星，弹射出去后微纳卫星都处于完全失重状态
5.如图所示，质量分别为2m和m的A、B两物体放在足够长轻质薄板C上，C放在光滑水平地面上，A、B与C间的动摩擦因数均为，跨过轻质滑轮的绳子平行连接A、B，用F拉动滑轮，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是
A.C对A、B的摩擦力大小相等、方向相反
B.当时，B受到的摩擦力大小为
C.当时，A受到的摩擦力大小为，方向水平向左
D.当时，B的加速度大小为3pg
6.图为煤块传送装置简化图，已知倾斜传送带逆时针运转速率为m/s，倾角为，某时刻将煤块轻放在传送带顶端，已知两电机轮间的距离为L＝1.8m，煤块和传送带之间的动摩擦因数为，不计传送带电机轮的尺寸大小。取重力加速度大小，，，则煤块滑离传送带下端时传送带上的划痕长度为
A.4.2m B.3.6m C.3m D.1.8m
7.如图所示，两个都为1kg的小球甲、乙（均视为质点）分别用长为1m的细绳系在固定的O点，细绳能够承受的最大拉力为60N，O点正上方有一个钉子。现让两球与O点等高且细绳刚好伸直，然后分别给两球一个大小相等、方向相反的瞬时冲量使甲球向上、乙球向下运动，
刚好使得甲球在最高点时绳子断裂、乙球在最低点时绳子断裂，绳子断裂后两球分别做平抛运动，且最后掉在水平面上的同一点，不计绳子断裂的能量损失以及空气阻力的影响，取重力加速度大小，则下列说法正确的是
A.给甲球的瞬时冲量的大小为5N·s B.钉子的位置在O点正上方0.5m处
C.两球落地的速度相同 D.两球做平抛运动的时间之比为
8.利用火星的引力弹弓效应加速人造航天器的过程可以简化为如图甲所示：航天器在地球表面附近发射后沿最近的轨道向火星运动，到达火星附近后，航天器在火星引力场的作用下相对火星做如图乙所示的双曲线轨道运动，航天器离开火星时相对太阳的速度大于其到达火星时相对太阳的速度。以火星为参考系分析航天器在火星附近做的双曲线运动时，只需要考虑火星对航天器的引力作用，则下列说法正确的是
甲 乙
A.以地球为参考系，航天器从地球表面附近发射时的速度大于地球的第三宇宙速度
B.以太阳为参考系，航天器从地球向火星运动的过程中，太阳引力对航天器做负功
C.以太阳为参考系，航天器绕过火星的全过程中，火星引力对航天器做的总功为零
D.以火星为参考系，航天器到达火星的速度和离开火星的速度大小相等
9.如图所示，跨过两个定滑轮的轻绳上系着三个质量分别为、和M的重物，两滑轮的悬挂点在同一高度，不计一切摩擦，且绳足够长。若整个系统处于平衡状态，则三个重物的质量之间满足的关系是
A. B. C. D.
10.某次野外拍摄时拍到了青蛙捕食昆虫的有趣画面：如图所示，一只青蛙在离水面高1m的C洞潜伏。某时刻，一只昆虫喝完水后从B点开始沿着一根与水面之间夹角为53°的树干AB以匀速上行，A点比水面高1.8m；与此同时，青蛙以水平跳出。已知青蛙捕食时，舌头能伸出5cm。取重力加速度大小，空气阻力不计，，则下列说法正确的是
A.青蛙此次捕食不成功 B.青蛙落水点到B点的距离等于0.15m
C.青蛙此次捕食能成功 D.青蛙捕到昆虫时，青蛙速度的最小值约为5m/s
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11.（6分）
某同学用如图所示的实验装置和智能手机验证机械能守恒定律。
他按照如下的方式安装好实验器材：用轻质的细绳系着小钢球，另一端系在固定的铁架台上。在小球后面用竖直的木板固定坐标纸，用铅垂线调整木板使y坐标轴竖直、x坐标轴水平，并让小球静止时刚好和y轴重合。用三脚架把手机横屏固定好，保证手机屏幕竖直。调整手机的高度，让摄像机正对木板，小球位于屏幕的中心位置。打开手机摄像机，把视频拍摄帧率设置为f（每秒钟拍f张照片）。
他的实验步骤如下：
A.把小球拉到x轴上，让绳子拉直但不绷紧；
B.点击拍摄按钮；
C.当小球摆过最低点后用手接住小球；
D.静止释放小球，让小球在平行木板的竖直面上运动；
E.结束拍摄。
（1）请把上面的实验步骤按照实验顺序排列： ；
（2）用播放软件对视频进行逐帧播放，下列测量和读取的数据哪些是必须的 ；
A.小球在释放点的水平坐标
B.小球在最低点的一帧，小球的水平坐标
C.小球在最低点的一帧后面一帧，小球的水平坐标
D.小球静止时的竖直坐标
（3）为验证机械能守恒，要验证的表达式是 [用（2）中出的物理量和题目已知的物理量表示，已知当地重力加速度大小为g]。
12.（10分）
某同学用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律，两块材质相同、长度均为L的薄木板饺接在一起，饺链上方连有一个轻小滑轮，饺链固定在一个高度可以调节的支架上，A、B两个相同的凹槽用跨过滑轮的细线连接，两凹槽上安装有宽度相同的遮光条，细线绷直时与两木板平行，两遮光条到滑轮的距离之和正好也是L，在两板上离滑轮处有两个光电门。
甲
实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，读数为 mm；
乙
（2）若测出某遮光条挡光时间为t，可得到遮光条通过光电门的速度为 （用字母表示）；
（3）两个凹槽里面分别装上10个质量均为m的砝码，让A凹槽靠近滑轮，B凹槽靠近右侧木板底端，细线伸直，给光电门通电，现从B凹槽里拿n＝1个砝码放在A凹槽里面，给A凹槽一个向下的初速度，调节支架的高度，使得两光电门记录的时间，测出高度h；
（4）保持支架高度h不变，重新在两个凹槽里面分别装上10个质量均为m的砝码，让A凹槽靠近滑轮，B凹槽靠近木板底端，细线伸直，给光电门通电，现从B凹槽里拿n＝2个砝码放在A凹槽里面，给A凹槽一个向下的初速度，记录A、B两凹槽上的遮光条通过光电门的时间分别为、，则可以得到两凹槽加速度的大小为a＝ ；
（5）重复第4个步骤，取n＝3，4，…，并测出两凹槽对应的加速度；
（6）现在要用图像法验证牛顿第二定律，图像的纵坐标为a，要使得图像是如图丙所示的过原点的直线，则图像的横坐标应为 ；
丙
A. B. C. D.
（7）若选择正确的横坐标后，得到图像的斜率为k，则可以得到A凹槽和A凹槽上遮光条的总质量为 。（重力加速度大小为g）
13.（12分）
塑料袋有两个提手，经验表明，提重物的时候不能提得太快，重物太多的时候套多个袋子比一个袋子要好。现有一堆水果，质量为20kg，塑料袋每侧的提手都简化为两根与竖直方向夹角的轻绳，设每根绳能承受的最大拉力为40N，将这堆水果用塑料袋装好后开始搬运，若要在0.5s内从静止开始将其提高至少0.8m，取重力加速度大小，要使塑料袋不断，求需要套塑料袋的最少个数。
14.（14分）
一年一度的新生军训活动在炎炎烈日下展开了，在活动休息时间教官组织同学们玩丢手绢的游戏。同学们推选了甲丢手绢，其余人围成一个大圆圈蹲下。游戏开始，甲拿着手绢沿着圆圈外侧行走（可认为速度为0），然后悄悄地将手绢丢在乙的身后，甲丢出手绢后就沿圆圈奋力加速至最大速度后匀速率奔跑。被丢手绢的乙发现背后手绢后，立即捡起手绢沿圆周先奋力加速至最大速度后匀速率追逐丢手绢的甲。甲将要跑完一圈时开始减速，随后坐在乙原先的位置，若甲在坐到乙原先位置之前，被乙抓住则要表演一个节目。若围成圈的30名同学平均肩宽0.5m，相邻两同学间隔1m围成圆圈，甲、乙加速和减速阶段沿运动方向的最大加速度的大小均为3，甲的最大速度为6m/s，乙的反应时间为1s。
（1）求甲跑完一圈需要的最短时间；
（2）乙的最大速度至少为多少才能让甲同学表演节目？
15.（18分）
导弹防御系统的工作机制是：在高度协调的通联网络指挥下，通过高精度、大范围的雷达对来袭导弹进行发现、以高性能计算机对其飞行轨道进行预测，再使用己方的干扰器、拦截导弹、速射火炮或是定向能武器使来袭导弹失去作用，以达到防御导弹攻击的目的。为了模拟导弹防御系统的工作，小华和小明在篮球场做了如下实验：小华将篮球甲（来袭导弹）斜向上抛出，小明发现后，根据经验判断出甲球的位置和速度，然后迅速斜向上投出篮球乙（拦截导弹）对甲球进行空中拦截。如图所示，某次模拟实验中，从甲球开始加速到乙球投出时，甲球上升的高度为h＝1m，且乙球投出时，甲球的速度大小为m/s，方向与水平方向成角，甲、乙两球离地的高度均为H＝1.8m，刚离开手时两球的间距为L＝11.2m；在甲球上升至最商点时，两球正好相遇，乙球成功拦截甲球。已知甲、乙两球质量均为m＝0.6kg，取重力加速度大小，忽略篮球大小对其运动的影响，不计空气阻力的影响。
（1）求小华在抛球过程中对甲球所做的功；
（2）求小明投出乙球速度的大小及与水平方向的夹角；
（3）小华和小明调整了两者的距离后再次进行模拟实验，且两人还是以原来的方式抛球和投球（、、、、H均不变），只是乙球投出时，两球间距由m变为了L＝7m，两球在空中相遇后发生弹性碰撞，碰撞前后两球的竖直分速度大小不变，碰撞时间极短﹐碰后两球分开并各自落地。求两球落地时各自的动能和两球落地点之间的距离。
高三物理考试参考答案
一、选择题（4×10＝40）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B C D A B D BD AD CD
1.C
【解析】月球绕地球、行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，这种曲线运动是万有引力作用的结果。物体不受力，由于惯性，物体的运动是匀速直线运动，选项C不正确。
2.B
【解析】由题图可知，B、C两圆盘转动方向相同，选项A错误；A、B、C三个圆盘边缘处的线速度大小相同，由可得，由于M做圆周运动的半径更小，因此先发生相对滑动，选项B正确；由以及，可得A、B、C三个圆盘转动的角速度之比为6∶3∶2，边缘处的向心加速度大小之比为6∶3∶2，选项C、D均错误。
3.C
【解析】物块初始能匀速下滑，由平衡条件有，施加力后，滑动摩擦力增大，物块受到的合力向上，物块沿斜面向下做减速运动，由牛顿第二定律有，解得，减速时间，减速位移，减速为零后物块静止在斜面上，距离斜面底端，选项C正确。
4.D
【解析】因为在空间站上卫星已经在绕地球做圆周运动了，所以弹射速度不用达到7.9km/s，选项A错误；空间站做圆周运动，相对空间站向前弹射出去的卫星会做离心运动，轨迹是椭圆，不可能一直在空间站前面，选项B错误；由于卫星做离心运动至高轨道后速度会减小，故卫星在高轨道的速度小于在低轨道的速度﹐从椭圆轨道到圆轨道要加速，所以总动能会减小，所以卫星弹射出去后的动能会时大于时小于弹射前的动能，选项C错误；万有引力提供物体各自的加速度，所以卫星在弹射出去后处于完全失重状态，选项D正确。
5.A
【解析】薄板C处于平衡状态，因此A、B受到的摩擦力方向相反﹐选项A正确；当时，对B有，则对A有，，解得，选项B错误；当，A、B与C保持相对静止，则有，对A有，解得，方向向右，选项C错误；若，则B相对C发生滑动，A相对C保持静止，则对B有，对A有，可得，选项D错误。
6.B
【解析】煤块在传送带上运动的时间为0.6s，传送带相对煤块的路程为4.2m＞3.6m，故划痕长度为3.6m，选项B正确。
7.D
【解析】乙球在最低点绳子刚好断裂，故对乙球有，可得，由能量关系可以算出开始运动的速度大小为m/s，冲量大小为N·s，选项A错误；甲球开始运动的速率也是m/s，对甲球，由能量关系可得甲球在最高点的速率m/s，甲球在最高点绳子刚好断裂，故对甲球有，解得，选项B错误；甲、乙两球做平抛运动，水平方向上的位移相等，速度大小之比为，因此时间之比为，选项D正确。
8.BD
【解析】航天器需要脱离地球引力束缚进入太阳系的火星轨道附近，故航天器在地面附近的发射速度大于第二宇宙速度、小于第三宇宙速度，选项A错误；航天器从地球飞往火星的过程中，航天器离太阳越来越远，航天器的引力势能越来越大，太阳引力一直对其做负功，选项B正确；以太阳为参考系，火星引力对航天器做正功，才能使航天器加速，选项C错误；以火星为参考系，航天器的运动只考虑火星引力的作用，则航天器机械能守恒，其到达火星的相对动能等于离开火星的相对动能（注意：这两种状态中，航天器到火星的距离相同，航天器、火星系统的势能相同），选项D正确。
9.AD
【解析】O点受力如图所示，则由平衡条件，有，，将、代入，得，，可得，其中（，可得且，选项A、D均正确。
10.CD
【解析】以O为坐标原点，OB、OA为x、y轴建立坐标系。AB直线方程为。青蛙从C洞平抛至速度方向与AB平行，得，又平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，则，故t＝0.4s，平抛运动下降高度，水平位移，则青蛙在平抛运动过程中过点。M点在AB上且曲线在M点的切线恰与AB平行故曲线与AB相切于M点。昆虫从B沿BA方向爬行距离。直角△MNB中MN＝0.2m，BM＝0.25m，BN＝0.15m。故t＝0.4s时青蛙和昆虫都在AB直线上相距，在青蛙捕食舌头伸长范围内，故可以捕食成功，选项A错误、C正确；落水点与B点的距离小于NB＝0.15m，选项B错误；青蛙在M点的速度大小，选项D正确。
二、非选择题（6＋10＋12＋14＋18＝60）
11.
（1）BADCE （2）BCD （3）
【解析】释放点的水平坐标不用知道，只要知道竖直高度就可求出重力势能的变化量。最低点的速度由最低点附近的平均速度代替，最低点与释放点的竖直高度由开始的y坐标确定，因为释放是从y轴的0位置开始的。
12.（1）5.60 （2） （4） （6）A （7）
【解析】设A、B两凹槽和遮光条的质量均为M，从B凹槽拿一个砝码到A凹槽，有①，若从B凹槽拿n个砝码到A凹槽，由牛顿第二定律有②，把①代入②得，变形得，所以（6）应选A，根据斜率可得A凹槽和A凹槽上遮光条的总质量。
13.【解析】由分析可知，这堆水果要先加速运动，一直加速运动经历同样位移用时最短，故这袋水果从零一直加速上升0.8m
由运动关系有
解得
由牛顿第二定律有
解得
由分析可知，一根轻绳的最大张力为40N，解得n＝4.1，所以n取5，即最少要5个袋子。
14.【解析】
（1）设甲匀加速运动的时间为，匀速运动的时间为，则甲匀减速运动的时间为，学生间距为l，肩宽为d，有
解得甲运动的最短时间。
（2）乙运动的时间
设乙的最大速度为v＇
解得。
15.【解析】
（1）甲球从开始加速到乙球投出时，对甲球有
解得小华在抛球过程中对甲球所做的功W＝36J。
（2）设经过时间t两球相遇，则
竖直方向上有
水平方向上有
其中、
联立解得，，故，。
（3）设碰撞前两球竖直速度均为，水平速度分别为、，碰后两球的水平速度分别为、，则有
联立解得，.
即两球交换速度后继续做抛体运动，故可以将两球的运动看作是没有碰撞发生的抛体运动。
若没有碰撞发生，则有
甲球的斜抛运动：，，
乙球的斜抛运动：，，
则甲球落地时的动能为，
乙球落地时的动能为
两球落地点的间距为。
