2024届高三年级第二次月考物理试卷
命题人：黄叶明
一、单选题(每小题4分，共24分)
1．如图所示，一个质量为的物体静止放在光滑水平面上，在互成角度的两个水平恒力作用下，经过一段时间，物体获得的速度为，在力的方向上获得的速度分别为、，物体发生的位移为，在力的方向上发生的位移分别为、。那么在这段时间内（ ）
A．
B．
C．
D．
2．2016年10月17日，“神舟十一号”载人飞船发射升空，运送两名宇航员前往在2016年9月发射的“天宫二号”空间实验室，宇航员计划在“天宫二号”驻留30天进行科学实验。“神舟十一号”与“天宫二号”的对接变轨过程如图所示，AC是椭圆轨道II的长轴。“神舟十一号”从圆轨道I先变轨到椭圆轨道II，再变轨到圆轨道III，与圆轨道III运行“天宫二号”实施对接，下列描述正确的是（ ）
A．“神舟十一号”在变轨过程中机械能不变
B．可让“神舟十一号”先进入圆轨道Ⅲ，然后加速追赶“天宫二号”实现对接
C．“神舟十一号”从A到C的平均速率比“天宫二号”从B到C的平均速率大
D．“神舟十一号”在椭圆轨道上运动的周期与“天宫二号”运行周期相等
3．2021年7月我国成功将全球首颗民用晨昏轨道气象卫星——“风云三号05星”送入预定圆轨道，轨道周期约为1.7h，被命名为“黎明星”，使我国成为国际上唯一同时拥有晨昏、上午、下午三条轨道气象卫星组网观测能力的国家，如图所示。某时刻“黎明星”正好经过赤道上P城市正上方，则下列说法正确的是（ ）
A．“黎明星”做匀速圆周运动的速度大于7.9km/s
B．同步卫星的轨道半径约为“黎明星”的10倍
C．该时刻后“黎明星”经过1.7h能经过P城市正上方
D．该时刻后“黎明星”经过17天能经过P城市正上方
4．建造一条能通向太空的电梯（如图甲所示），是人们长期的梦想。材料的力学强度是材料众多性能中被人类极为看重的一种性能，目前已发现的高强度材料碳纳米管的抗拉强度是钢的100倍，密度是其，这使得人们有望在赤道上建造垂直于水平面的“太空电梯”。图乙中r为航天员到地心的距离，R为地球半径，图像中的图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与r的关系，图线B表示航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系，关于相对地面静止在不同高度的航天员，地面附近重力加速度g取，地球自转角速度，地球半径。下列说法正确的有（ ）
A．随着r增大，航天员受到电梯舱的弹力减小
B．航天员在r=R处的线速度等于第一宇宙速度
C．图中为地球同步卫星的轨道半径
D．电梯舱停在距地面高度为6.6R的站点时，舱内质量60kg的航天员对水平地板的压力为零
5．如图所示，放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为R的细绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点，绳能承受的最大拉力为2mg．重力加速度的大小为g，当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时，下列说法错误的是（ ）
A．圆环角速度ω小于时，小球受到2个力的作用
B．圆环角速度ω等于时，细绳恰好伸直
C．圆环角速度ω等于时，细绳断裂
D．圆环角速度ω大于时，小球受到2个力的作用
6．如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置使重物M下落，长杆的一端与地面通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，已知杆长为L，在杆的中点C处拴一根轻质细绳，绕过两个定滑轮后挂上重物M。现在杆的另一端用力，使其顺时针由水平位置以角速度匀速转动至竖直位置，此过程中下列说法正确的是（ ）
A．绳对重物的拉力小于重物的重力
B．重物M匀速下降
C．重物M的最大速度是
D．重物M的速度先减小后增大
二、多选题(每小题5分，全部选对得5分，错选0分，漏选得3分，共20分)
7．如图甲所示，地面上有一质量为M的重物，用力F向上提它，力F变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示，则以下说法中正确的是（ ）
A．当F小于图中A点值时，物体的重力Mg>F，物体不动
B．图中A点值即为物体的重力值
C．物体向上运动的加速度和力F成正比
D．图线延长线和纵轴的交点B的数值等于该地的重力加速度
8．从地面上以初速度v0竖直上抛一质量为m的小球，若运动过程中受到的阻力与其速率成正比，小球运动的速率随时间变化的规律如图所示，小球在t1时刻到达最高点后再落回地面，落地速率为v1，且落地前小球已经做匀速运动，已知重力加速度为g，下列关于小球运动的说法中正确的是（ ）
A．t1时刻小球的加速度为g
B．在速度达到v1之前小球的加速度一直在减小
C．小球抛出瞬间的加速度大小为（1＋）g
D．小球加速下降过程中的平均速度小于
9．物块、中间用一根轻质弹簧相接，放在光滑水平面上，，如图甲所示。开始时两物块均静止，弹簧处于原长，时对物块施加水平向右的恒力。时撤去，在内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内，整个运动过程中以下分析正确的是（ ）
A．内物块与物块的距离一直在减小
B．物块的质量为
C．撤去瞬间，的加速度大小为
D．若不撤去，则后两物块将一起做匀加速运动
10．如图1所示，木板静止放在光滑的水平面上，可视为质点的小物块静置于木板左端，用的恒力拉动小物块，使小物块运动到木板右端，此过程小物块的机械能随位移变化的图像如图2所示，木板和小物块的速度随时间变化的图像如图3所示，已知木板和物块间存在摩擦，g取，下列说法正确的是（ ）
A．木板长度为 B．木板和小物块间的动摩擦因数为0.3
C．木板的质量为 D．系统因摩擦产生的热量为
三、实验题(共18分)
11．某同学“探究小球加速度与合外力的关系”的实验装置如图所示，他用无线力传感器来测量绳子的拉力。他将无线力传感器和小车固定在一起，将细绳的一端挂一小球，另一端系在传感器的挂钩上，调整细绳与木板平行。
则在改进后的实验中以下步骤是否还有必要？
①把木板的右端垫高以补偿阻力 （选填“有必要”或“没必要”）。
②控制小球的质量远小于小车（含传感器）的总质量 。（选填“有必要”或“没必要”）。
（2）实验中打出的其中一条纸带如下图，由该纸带可求得小球的加速度 （结果保留三位有效数字）
（3）本实验中，保持绳端所挂小球质量不变，先按住小车，记下传感器读数为；而后在小车上陆续放置钩码，让小车运动，从而得到绳子的不同拉力大小与小球相应的加速度大小，作出图像。则下面图像中正确的是( )
A． B． C． D．
12．用如图所示的装置研究平抛运动。在水平实验桌右端固定一个光电门，桌上固定竖直挡板，轻质弹簧一端固定在挡板上，弹簧水平。倾斜长木板上的上端P和桌面等高，木板紧挨着桌面且弹簧对着木板的中央，然后把木板固定，与水平面夹角。用小铁球压缩弹簧，然后由静止释放，小铁球离开桌面，落在斜面上，标记出落点位置Q。通过研究小球压缩弹簧的形变量不同，平抛的初速度不同，落在斜面上的位置不同，探索光电门记录的扫光时间t和P、Q间距离L的关系，进而研究平抛运动。已知小球直径d，查资料可知当地重力加速度g，请回答下列问题：
（1）完成此实验，还需要的实验器材有（ ）。（填选项序号）
A．秒表 B．天平 C．刻度尺 D．弹簧测力计
（2）在坐标纸上，以L为纵坐标，以（选填“t”、“”或）为横坐标，把记录的各组数据在坐标纸上描点，连线得到一条过原点的直线。若斜率为 ，就说明平抛运动水平方向做 运动和竖直方向做 运动。
（3）从实验数据可知，若小球的初速度增加1倍，则P、Q间的距离将变为原来的 倍。
四、解答题(10+13+15)
13．（10分）在汽车越野赛中，一个土堆可视作半径的圆弧，左侧连接水平路面，右侧与一坡度为的斜坡连接。某车手驾车从左侧驶上土堆，经过土堆顶部时恰能离开，赛车飞行一段时间后恰沿与斜坡相同的方向进入斜坡，沿斜坡向下行驶。研究时将汽车视为质点，不计空气阻力。求：（取，，）
（1）汽车经过土堆顶部的速度大小；
（2）汽车落到斜坡上的位置与土堆顶部的水平距离。
14．（13分）如图所示，足够长的传送带与水平方向的夹角=30°，并以v0=2.0m/s的速度逆时针转动。A、B两物体质量均为m=1.0kg，其中A物体和传送带间的摩擦可忽略，B物体与传送带间的摩擦因数为μ=，A、B之间用长为L=0.4m的不可伸长的轻绳连接。在外力作用下，A、B和传送带相对静止且绳处于伸直状态，t=0时撤去外力作用。A、B之间的碰撞为弹性碰撞，g取10m/s2。求：
（1）第一次碰撞前A、B各自的加速度大小；
（2）绳子是否会再次伸直？如果会，求出此时的时刻t1；如果不会，求出第一次碰后A、B之间的最大距离；
（3）从t=0到t=2s的过程中物体B与传送带间由于摩擦产生的热量Q。
15．（15分）《流浪地球2》中太空电梯非常吸引观众眼球。太空电梯通过超级缆绳连接地球赤道上的固定基地与配重空间站，它们随地球以同步静止状态一起旋转，如图所示。图中配重空间站质量为m，比同步卫星更高，距地面高达9R。若地球半径为R，自转周期为T，重力加速度为g，求：
（1）通过缆绳连接的配重空间站线速度大小为多少；
（2）配重空间站受到缆绳的力大小为多少；
（3）若配重空间站没有缆绳连接，在该处绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为多少？
2024届高三年级第二次月考物理试卷答案
1-6 BCDCC C
7. ABD 8．ABC 9．BC 10．BCD
11． 有必要 没必要 1.10 B
12． C 匀速直线 自由落体 4
13．（1）10m/s；（2）7.5m
【详解】（1）赛车在土堆顶部做圆周运动，且恰能离开，重力提供向心力，则有
解得汽车经过土堆顶部的速度大小为
（2）赛车离开土堆顶部后做平抛运动，落到斜坡上时速度与水平方向夹角为，则有
解得
则落到斜坡上距离坡顶的水平距离为
14．（1），沿斜面向下，，沿斜面向上；（2）不会，0.2m；（3）16J
【详解】（1）对A受力分析得
方向沿斜面向下
对B受力分析得
（2）两物体的位移之差等于绳长L时第一次碰撞，设第一次碰撞的时间为t1
解得
t1=0.4s
设第一次碰撞后两者的速度分别为、
解得
对A受力分析得，A的加速度不变，对B受力分析得
第一次碰撞后经过时间t2，两者速度相等，此时距离最大
解得
t2=0.2s
因此绳子不会再次伸直
（3）从第一次碰撞后到第二次碰撞前的，两物体的位移相同
解得
此时两者的速度为
此状态和第一次碰前速度相同，因此之后做周期运动，每个周期内，B物体和传送带的相对位移为
0~0.4秒内无摩擦生热，0.4s~2s共4个周期，总的摩擦生热为
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）配重空间站的轨道半径为
配重空间站绕地心转动的周期与地球自转的周期相同，通过缆绳连接的配重空间站速度大小为
（2）配重空间站做匀速圆周运动，合力提供向心力有
黄金代换
解得
（3）若配重空间站没有缆绳连接，由万有引力提供向心力得
地面的物体
解得
