东莞市东莞外国语学校2023-2024学年高三上学期11月月考
物理试题
注意事项:
1答卷前考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,将答案写在答题卡指定区域内,写在本试卷上无效。
3.考试结束后，只需要上交答题卡。
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1．1992年9月21日，中国载人航天工程立项实施。三十年筚路蓝缕，一代代接力奋斗，如今圆梦“天宫”。据了解，中国“天宫”空间站每90分钟绕地球飞行一圈，则中国“天宫”空间站的（ ）
A．运行速度大于第一宇宙速度
B．运行速度大于同步卫星的速度
C．运行加速度小于同步卫星的加速度
D．运行加速度小于静置于赤道上物体的加速度
2．某国产科幻巨作对地球如何离开太阳系的思路中有一种是不断地在地球处于近日点时在地球上“点火”。用核动力推动地球加速，使地球围绕太阳做半长轴逐渐增大的椭圆轨道运动，最后离开太阳系。如图所示，假设“点火”后，地球处于“无动力”状态刚好围绕太阳做椭圆轨道运动，其在近日点、远日点的速度分别为，，近日点到日心的距离为r，太阳质量为M，引力常量为G。则下列说法正确的是（ ）
A．， B．，
C．， D．，
3．如图所示，将内壁光滑、半径为R的圆形细管竖直固定放置，一质量为m的小球（视为质点）在管内做圆周运动，小球过最高点时的速度为v，则下列说法正确的是（ ）
A．小球做的是匀速圆周运动
B．小球通过最高点的最小速度为
C．小球恰好到达最高点时，对细管的作用力为零
D．若小球在最高点的速度，会对细管的外侧内壁有作用力
4．如图所示为蹦极运动的示意图，弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连，运动员从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸长，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起，整个过程中忽略空气阻力，分析这一过程，下列表述正确的是（ ）
①经过B点时，运动员的速率最大
②经过C点时，运动员的速率最大
③从C点到D点，运动员的加速度增大
④从C点到D点，运动员的速度先增大后减小
①③ B．②③ C．①④ D．②④
5．如图所示，质量均为m的A、B两小球分别用轻质细绳L1和轻弹簧系在天花板上的O点和O′点，A、B两小球之间用一轻质细绳L2连接，细绳L1、弹簧与竖直方向的夹角均为θ，细绳L2水平拉直，则下列有关细绳L2被剪断瞬间的表述正确的是（ ）
A．细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为
B．细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为
C．A与B的加速度之比为
D．A与B的加速度之比为
6．“天问一号”顺利进入火星的停泊轨道，此轨道稳定在近火点280千米的椭圆轨道，由于科学探测的需要，需将“天问一号”在近火点从椭圆轨道调整为为贴近火星表面的圆轨道，若引力常量已知，测得此圆轨道的周期和轨道半径，以及原椭圆轨道的周期，则下列物理量可准确或近似求出的个数是（ ）
①“天问一号”的质量；②火星的质量；③火星的密度；④原椭圆轨道远火点到火星距离
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
7．2023年9月21日，莞外高三年级篮球比赛决赛开打，一同学第一次跳投出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角；第二次不起跳出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角；两次出手的位置在同一竖直线上，结果两次篮球正好垂直撞击到篮板同一位置点。不计空气阻力，则从篮球出手到运动到点C的过程中，下列说法正确的是（ ）
运动时间的比值为1:3
B．上升的最大高度的比值为
C．两次出手时篮球的初动能相等
D．两次投篮，篮球在C点的机械能相等
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．生活中人们通常利用定滑轮来升降物体。如图所示，一根轻质不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮，绳的一端系着质量为的重物A，绳的另一端由人握着向左以速度匀速移动，经过图示位置时绳与水平方向的夹角为，下列说法正确的是（ ）
A．重物匀加速上升
B．重物以速度匀速上升
C．绳对重物的拉力始终大于它的重力
D．若时，人与重物的速度大小之比为
9．如图所示，O为水平转盘的圆心，物块A和B质量均为m，中间用轻绳连接在一起，A与竖直转轴之间也用轻绳连接，两绳恰好且能承受的张力足够大，A、B随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止，已知A与O点距离为R，B与O点距离为2R，A、B与转盘之间动摩擦因数均为，重力加速度为g，水平转盘的角速度从零开始缓慢增大的过程中，有（ ）
A．当时，AB绳开始有张力B．当时，AB绳开始有张力
C．当时，OA绳开始有张力D．当时，OA绳开始有张力
10．如图所示，半径分别为R和2R的甲、乙两薄圆盘固定在同一转轴上，距地面的高度分别为2h和h，两物块a、b分别置于圆盘边缘，a、b与圆盘间的动摩擦因数μ相等，转轴从静止开始缓慢加速转动，观察发现，a离开盘甲后未与圆盘乙发生碰撞，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A．动摩擦因数μ一定大于
B．离开圆盘前，a所受的摩擦力方向一定与速度方向相同
C．离开圆盘落地时，a、b运动的水平位移相等
D．离开圆盘落地时，a、b到转轴的距离相等
三、实验题（8+6=14分）
11．某兴趣小组 “探究小车加速度与合外力的关系”的实验装置如下图。A为小车（质量为M），B为打点计时器，C为装有沙的沙桶（沙和沙桶的总质量为m），D为一端带有定滑轮的长木板，电源频率为50Hz。
（1）下列实验操作中，正确的是 ；
A．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B．每次实验，都要先放开小车，再接通打点计时器
C．平衡摩擦力时，应将沙桶用细绳通过定滑轮系在小车上
D．平衡摩擦力时，应将小车后面的纸带连接好
E．改变小车的质量时，需要重新平衡摩擦力
（2）陈同学根据测量数据作出的图线如图（a）所示，他实验中可能存在的问题是 ；李同学根据测量数据作出的图线如图（b）所示，图像末端发生弯曲的原因是 ；
（3）胡同学改进实验方案，采用下图的实验装置探究“小车加速度与合外力的关系”时，是否需要平衡摩擦力？ （选填“需要”或“不需要”）。
12．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线 。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛 。
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为拋出点，则此小球作平抛运动的初速度为 m/s。（g取9.8m/s2）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平拋运动的初速度为 m/s。（g取10m/s2）
四、计算题：共3题，共40分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
13．（12分）一传送带装置如图所示，传送带在AB区域是倾斜的，AB的长度，高度差。工作时传送带保持匀速向上运行，速度大小。现将质量的小货箱（可视为质点）在A处由静止轻放到传送带上，经过货箱与传送带的速度达到相等，取重力加速度。
(1)求货箱所受的滑动摩擦力大小；
(2)求货箱从A处运动到B处所用的时间﹔
14．（12分）如图所示，用一根长为l=1m的细线，一端系一质量为m=1kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ=37°，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为T。求(取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，结果用根式表示)：
(1)若要小球离开锥面，则小球的角速度ω0至少为多大？
(2)若小球的角速度ω=rad/s，则细线与竖直方向的夹角为多大？细绳的张力多大？
15．（16分）如图所示，在粗糙的水平地面上有一长为、质量为的长木板，在长木板的中点放有一质量为（可视为质点）的小物块A，开始时A、B均静止。已知A与B、B与地面之间的动摩擦因数分别为和，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的恒力拉长木板B，重力加速度。求：
（1）当小物块A刚好相对长木板开始滑动时，水平拉力的大小；
（2）若水平拉力，小物块A所受到的摩擦力大小；
（3）若水平拉力，要使小物块刚好不滑离长木板，则作用多长时间。
参考答案：
1．B
【详解】A．第一宇宙速度是从地球表面发射人造卫星的最小发射速度，环绕地球运行的最大速度，所以可知“天宫”空间站运行速度不可能大于第一宇宙速度，故A错误；
B．根据 可得
由于中国“天宫”空间站每90分钟绕地球飞行一圈，比地球同步卫星运转的周期小，则“天宫”空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，根据 可得
所以，可知“天宫”空间站运行速度大于同步卫星的速度，故B正确；
C．根据 可得
由于“天宫”空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，所以可知“天宫”空间站运行加速度大于同步卫星的加速度，故C错误；
D．根据，可知由于赤道上物体的角速度与地球同步卫星的角速度相等，则可知赤道上物体运行的加速度小于地球同步卫星的加速度，所以可知“天宫”空间站运行加速度大于赤道上物体运行的加速度，故D错误。
2．B
【详解】根据开普勒第二定律可知近日点的速度大于远日点的速度，即
地球离开近日点开始做离心运动，则由离心运动的条件可知 解得
3．D
【详解】A．小球从最低点向最高点运动的过程中，重力势能减小，根据机械能守恒，动能减小，速度减小，故A错误；
B．由于细管内能支撑小球，所以小球能通过最高点的最小速度为零，故B错误；
C．小球恰好到达最高点时，细管对小球的作用力，根据牛顿第三定律，小球对细管的作用力为mg，故C错误；
D．根据牛顿第二定律，当只有重力提供向心力时
若小球在最高点的速度，会对细管的外侧内壁有作用力，故D正确。
4．B 【详解】运动员的下落过程，从到过程做自由落体运动；从到过程，重力大于弹性绳的弹力，随着弹性绳弹力的增大，运动员做加速度逐渐减小的加速运动；点加速度为零，速度最大；从到过程，弹性绳的弹力大于重力，加速度方向向上，随着弹性绳弹力的增大，运动员做加速度增大的减速运动，点速度为零。
5．B
【详解】根据题意，对A球，剪断细绳的瞬间，细绳的拉力将发生突变，合力垂直于细绳L1斜向下，在沿绳方向上，由平衡条件有，细绳的拉力大小为
垂直绳方向上，由牛顿第二定律有 解得A球的加速度大小为
对B球，剪断细绳的瞬间，弹簧弹力不变，合力水平向右，竖直方向上，由平衡条件可得，则弹簧弹力大小为
水平方向上，由牛顿第二定律有 解得B球的加速度大小
则细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为 A与B的加速度之比为
6.【答案】C
【详解】引力与向心力的表达式中均包含环绕天体质量，故“天问一号”的质量无法求出。根据近火圆轨道的周期和轨道半径可求出火星质量，又因近火圆轨道的轨道半径可近似等于火星半径，故可求火星体积，从而求出火星密度。根据开普勒第三定律，已知近火圆轨道的周期和轨道半径，椭圆轨道的周期，可得椭圆轨道的半长轴，且已知近火点距离，故可求远火点距离。因此可求出3个；
7.【答案】C
【详解】AB．对第一次出手，有 对第二次出手，有
联立可得
且对第一次出手，有 对第二次出手，有
联立可得 故A错误，B错误；
CD．对第一次出手，有
对第二次出手，有
联立可得
因二者初速度相同，则初动能相同，但速度在水平方向上的分量不同，则打在篮板上的末速度不同，则在C点时，两球的机械能不同，故C正确，D错误。
8．CD
【详解】ABC．将人的速度分解到沿绳子分速度和垂直绳子分速度，重物A的速度等于绳子分速度，则有
由于人向左以速度匀速移动，角逐渐减小，则重物速度逐渐增大，重物向上做加速运动，合力方向向上，绳对重物的拉力始终大于它的重力；当角减小到趋近于时，重物速度趋近于人的速度，可知重物不是做匀加速直线运动，故AB错误，C正确；
D．若时，人与重物的速度大小之比为 故D正确。
9．AC
【详解】AB．由题可知，A、B具有相同的角速度，根据向心力公式
可知角速度相同时，圆周运动半径越大，向心力越大；B的圆周半径较大，当B达到最大静摩擦力时，AB绳即将产生拉力，此时对B有 解得 故A正确；
CD．当A、B整体达到最大静摩擦力时，OA绳即将产生拉力，设AB绳的拉力为T，此时对A有 吗 对B有 联立解得
10.【答案】AC
【详解】A．a恰好离开盘甲时有
a离开盘甲后做平抛运动，有
a离开盘甲后未与圆盘乙发生碰撞，有
联立解得 所以A正确；
B．离开圆盘前，a所受的摩擦力方向指向圆心一定与速度方向垂直，所以B错误；
C．a离开圆盘落地时，有
a离开盘甲后做平抛运动，有 a运动的水平位移为
b离开圆盘落地时，有
b离开盘甲后做平抛运动，有
b运动的水平位移为
所以离开圆盘落地时，a、b运动的水平位移相等，则C正确；
D．离开圆盘落地时，a、b到转轴的距离为
所以离开圆盘落地时，a、b到转轴的距离不相等，则D错误；
11． AD/DA 平衡摩擦力过度（或者木板的倾角过大或补偿阻力过度） 未满足M远大于m 需要
【详解】（1）A．平衡摩擦力后，连接砝码盘和小车的细绳跟长木板保持平行时，细线的拉力等于小车所受合力，故A正确；
B．车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车，目的是为了能够在纸带上打出足够多的点，故B错误；
CD．摩擦力是通过小车重力沿木板方向的分力来平衡的，所以平衡摩擦力时不能将沙桶用细绳通过定滑轮系在小车上，并且由于运动过程中纸带也要受到阻力，所以后面的纸带必须连好，再通过纸带上的点间距判断小车是否做匀速直线运动，故C错误，D正确；
E．设平衡摩擦力时木板抬高的倾角为θ，在沿木板方向根据平衡条件有
两边M可以约掉，即与小车质量M无关，每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故E错误。
（2）陈同学根据测量数据作出的图线如图（a）所示，由图可知，当合外力为零时，小车加速度不为零，他实验中可能存在的问题是平衡摩擦力过度（或者木板的倾角过大或补偿阻力过度）；
李同学根据测量数据作出的图线如图（b）所示，图像末端发生弯曲的原因是未满足M远大于m。
（3）由图可知，弹簧测力计可以直接测出小车所受的合外力，不需要满足M远大于m，为了使绳子拉力为小车所受的合力，仍然需要平衡摩擦力。
12． 水平 初速度相同 1.6 1.5 2
【详解】（1）[1]为了保证小球的初速度水平，斜槽末端切线应水平。
[2]每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。
（2）[3]分析图乙，O点为抛出点，取坐标点：x=32.00cm=0.32m，y=19.6cm=0.196m，在竖直方向上则有 水平方向上则有x=v0t 解得小球平抛初速度
（3）[4]分析图丙 L=5cm=0.05m，由图可知，小球由A到B和由B到C在水平方向位移相等，均为3L，则运动时间T相等，在竖直方向，由图示可知，由匀变速直线运动的推论可得 初速度
[5]根据匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知，在B点竖直分速度.
(1)；(2)
【详解】(1)小货箱从静止加速到，有 代入数据解得
由牛顿第二定律得
代入数据解得滑动摩擦力大小
(2)货箱匀加速到，位移为
货箱匀速运动至B处过程，有 代入数据解得
因此货箱从A处运动到B处所用的时间
14．（1）；（2），20N；(3)3.6N
【详解】（1）小球刚好离开锥面时，小球只受到重力和拉力，小球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得 解得
（2）因，故此时小球已离开锥面，小球受到锥面的支持力FN=0，设细线与竖直方向的夹角为α，则
解得，则细绳的张力
15．（1）；（2）0.5N；（3）1s
【详解】（1）当A与B刚要相对滑动时，A、B之间为最大静摩擦力，对A有
则
当A、B刚要相对滑动时，设拉力大小为，对A、B有
解得
（2）因
故A、B一起做匀加速运动，对A、B整体
解得
对A有
（3）因水平拉力
故A、B相对滑动，对A有
解得
对B有
解得
设拉力作用时最终小物块刚好没有滑离长木板，则时小物块速度和位移为
则时木板的速度和位移为
则此过程中A相对B向左滑动距离
水平拉力撤去后，设再经时间，A、B刚好共速，因A的受力不变，故A继续加速，加速度
B做减速运动，有 解得
则
此过程中A相对B向左滑动
因A、B间动摩擦因数小，故共速后A相对B向右滑动，此时A刚好滑到B最左端，则
联立解得
