2024-2025学年湖南省部分学校高三（上）月考物理试卷（10月）
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.中国制造是中国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，智能机器制造是一个重要的方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一个智能机械臂铁夹、从地面夹起一个金属小球铁夹与球接触面保持竖直，由静止开始将小球竖直匀加速提升至处，之后铁夹立即松开，小球在空中运动。下列说法正确的是( )
A. 小球加速上升过程中，铁夹对小球的弹力大于小球对铁夹的弹力
B. 小球加速上升过程中，受到的摩擦力方向竖直向上
C. 铁夹松开后，小球立即做自由落体运动
D. 小球上升过程中，处于超重状态
2.如图甲所示，某自动驾驶汽车以的速度在平直公路上行驶，时刻开始，汽车做加速直线运动，以初速度方向为正方向，其加速度时间图像如图乙所示，则该汽车( )
A. 在内，做匀加速直线运动 B. 在时的速度大小为
C. 在内的位移大小为 D. 在时的速度大小为
3.鲁班是中国古代一位优秀的发明创造家。他用智慧发明了石磨，解决了人们生活中吃米粉、麦粉的问题。如图所示，某人在手柄上用大小恒为的力转动磨盘，力的方向始终与手柄的运动方向相同。若匀速转动一周所用时间为，力做的功为，则手柄的线速度大小为( )
A. B. C. D.
4.游乐场中的“旋转飞椅”深受人们的喜爱，图甲为某游乐场内游客乘坐飞椅时的情景，其示意图如图乙所示，游客和椅子的转动可简化成角速度为的匀速圆周运动，长为的悬线与竖直方向的夹角为，已知重力加速度为，空气阻力可忽略不计。下列说法正确的是( )
A. 飞椅匀速旋转的过程中，游客所受合力为零
B. 飞椅匀速旋转的过程中，应满足
C. 飞椅匀速旋转的过程中，游客的质量越大，角度就越小
D. 飞椅匀速旋转的角速度越大，游客所受的合力就越大
5.天文学家预测，北冕座恒星系统可能在年爆发，其亮度预计将和北极星相当，仅凭肉眼就可以观赏到这一不可错过的天文现象。图示是由一颗白矮星和一颗红巨星组成的北冕座双星系统。其中，白矮星的质量约为太阳的倍，红巨星的质量约为太阳的倍，其半径约为太阳半径的倍，白矮星与红巨星之间的距离约为地球与太阳之间距离的倍，则北冕座双星系统的周期约为( )
A. 年 B. 年 C. 年 D. 年
6.蹦极是一项刺激的极限运动。如图，游客将一端固定的轻质弹性长绳绑在腰间或踝关节处，从几十米高处跳下。在某次蹦极中，质量为的游客从处由静止开始下落，经时间，长为的弹性绳恰好拉直，此时游客在处，又下落游客达到最低处。已知游客受到的空气阻力大小与速度大小的关系为，其中，取，假设游客始终在同一竖直线上运动。下列说法正确的是( )
A. 游客下落到处时，速度大小为
B. 游客在下落过程中，最大速度大小为
C. 游客从下落到处的过程中，空气阻力的冲量大小为
D. 游客到达处时，弹性绳的弹性势能大于
二、多选题：本大题共4小题，共24分。
7.图甲所示为山东济南泉城广场大型喷泉，随着音乐的旋律，水柱舞动，灯光变幻，水的灵动与音乐的美妙结合，为游客们呈现出一幅幅美轮美奂的画卷。水平地面上喷泉某次喷出的水在空中形成抛物线状如图乙，测得喷出的水达到最高点时离水平地面的高度，水平射程，不计空气阻力。关于本次喷泉喷出的某一水滴，下列说法正确的是( )
A. 在空中最高点时速度为零
B. 在最高点时重力功率为零
C. 上升与下降过程，动量变化量大小相等、方向相同
D. 初速度方向与水平方向的夹角为
8.泰山是五岳之首，因其雄伟壮观的山势、悠久的历史文化底蕴和丰富的自然景观而闻名于世。乘坐图甲所示的缆车可沿途欣赏到泰山的壮丽景色。爱思考的小明设计了如图乙所示的模型，缆车车厢通过悬臂悬挂在缆绳上，车厢和悬臂的总质量为，车厢水平底板上另放一质量为的物体，在缆绳牵引下车厢斜向上匀速运动，车厢与缆绳之间未发生相对滑动且物体与车厢保持相对静止。已知重力加速度为，缆绳与水平方向夹角为，运动过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向，不考虑空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是
A. 缆绳对缆车的作用力大小为 B. 水平底板受到物体水平向右的静摩擦力
C. 缆车与缆绳间的动摩擦因数至少为 D. 水平底板对物体的支持力大小为
9.如图所示，倾角的光滑斜面静置于水平面上，用轻质弹簧将质量均为的、两球连接，放在斜面上，用细线把球与斜面顶端连接，弹簧与细线均平行于斜面。已知重力加速度为，，
。若斜面水平向右做加速度大小为的匀加速直线运动，则( )
A. 弹簧的拉力大小为
B. 球对斜面的压力大小为
C. 在细线被剪断的瞬间，球的瞬时加速度方向水平向右，大小为
D. 在细线被剪断的瞬间，球的瞬时加速度方向沿斜面向下，大小为
10.如图，质量、长度的木板在光滑水平面上以的速率水平向右做匀速直线运动，质量为的小物块以的速率水平向右滑上木板的左端。已知与间的动摩擦因数为，取，则下列说法正确的是( )
A. 最终会从木板的右端掉下来 B. 在上相对滑动的时间为
C. 整个运动过程对做的功为 D. 整个运动过程因摩擦产生的内能为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某学习小组利用图甲所示的装置探究“受力一定时，物体的加速度与质量的关系”。
实验中，下列做法正确的是________。多选
A.需要用天平分别测出砂桶和小车的总质量、，要保证
B.平衡摩擦力时，轻绳的下端需要挂上砂桶以牵引小车运动
C.实验时，应先接通电源，再将小车从靠近打点计时器处由静止释放
D.小车上增添钩码，应改变砂桶中砂的质量，进行多次实验
实验中得到图乙所示的一条纸带相邻两计数点间还有四个点没有画出，已知打点计时器接频率为的交流电，根据纸带可求出小车的加速度大小为_______。结果保留两位有效数字
以小车总质量的倒数为横轴，小车的加速度为纵轴，画出的图像是一条过原点的直线，图线与横轴的夹角为，已知重力加速度为，某次实验中，砂桶的总质量为，则图线的斜率为________。
A. B. ． D.
12.为验证动量守恒定律，小华同学设计了图甲所示的装置，固定的倾斜轨道与直轨道平滑连接，光电门与光电门固定在轨道上。质量分别为、的正方体小钢块、未画出与间的动摩擦因数均相同。
用分度游标卡尺测量、的边长分别为、，若测量的边长时示数如图乙所示，则其边长为_____。
让从处释放，经过光电门、的挡光时间分别为、，则应将_____选填“”或“”端调高，如此反复调整直至经过光电门、的挡光时间相等为止。
将静置于直轨道上的处，从倾斜轨道上处释放，先后连续通过光电门、的挡光时间分别为、，通过光电门的挡光时间为。若在实验误差允许的范围内，满足关系式_____用题中所给的物理量符号表示，则说明、碰撞过程动量守恒；满足关系式_____用、、表示，则说明、间的碰撞是弹性碰撞。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.年月日，“神舟十八号”载人飞船与空间站天和核心舱自主交会对接成功。某同学设想的对接过程如图所示，载人飞船在圆轨道Ⅰ的处点火加速，沿椭圆转移轨道Ⅱ运动到远地点，再次点火加速，进入圆轨道Ⅲ，恰好与圆轨道Ⅲ上的空间站对接。已知地球半径为，地球表面重力加速度为，引力常量为，圆轨道Ⅰ离地高度为，圆轨道Ⅲ的半径为，忽略地球自转的影响。求：
地球的平均密度；
载人飞船从处第一次运动到处所用的时间。
14.如图，在竖直平面内有一固定轨道，其中是倾角的粗糙斜面，是半径为的光滑圆弧轨道，为其水平直径，斜面与圆弧轨道相切于点。一质量为的小滑块在大小为为重力加速度大小、沿斜面向上的恒力作用下，从点由静止开始沿轨道运动到点恰好未脱离轨道，通过点后立即撤去力。已知滑块与斜面间的动摩擦因数为，取，，不计空气阻力。求：
滑块的重力与力的合力大小和方向；
滑块从点第一次运动到斜面所用的时间；
滑块到达点时对轨道的压力大小。
15.如图，光滑水平面与同高度的水平传送带平滑连接，传送带的长度，以的速度沿逆时针方向匀速运动。水平面上静置有两个质量分别为、的小物块、，其间压缩一水平轻质弹簧并锁定，弹簧的弹性势能。水平面上在的左方静置一质量的小滑块。解除锁定，、被弹开后，立即取走弹簧，滑上传送带，从传送带端水平飞出，落到水平地面上的点，而与发生弹性正碰。已知与地面间的高度差，、与传送带间的动摩擦因数均为，取。求：
、间的水平距离；
在传送带上因摩擦产生的总热量；
的最终速度大小。
参考答案
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12.
13.在地球表面有
解得
由密度公式得
解得
设载人飞船在圆轨道Ⅰ上运行的周期为 ，则有
解得
根据开普勒第三定律有
解得
14.由于恒力的竖直分力
故力与重力的合力即为的水平分力，可视二者合力为等效重力
方向水平向右。
点为等效最高点，恰好通过点有
滑块通过点后做竖直下抛运动，设滑块从点第一次运动到斜面上的位置为点，则由几何关系知
解得
滑块从点运动到点的过程中，根据动能定理有
解得
设滑块到达点时，轨道对滑块的支持力大小为 ，则
解得
根据牛顿第三定律知，滑块到达点时对轨道的压力大小为
15.、弹开过程，根据动量守恒有
根据机械能守恒定律有
解得
， 从到过程，根据动能定理有
从端脱离传送带后，做平抛运动，则
，
解得
设与发生弹性正碰后瞬间的速度分别为 、 ，以水平向左为正方向，则有
，
解得
，
碰后反弹，设在传送带上运动到速度为零所用的时间为 ，位移大小为 ，则有
解得
由于
会从传送带端离开，离开时速度大小为，设沿传送带向左加速所用的时间为 ，则有
解得
在传送带上因摩擦产生的热量
解得
由于 ，与会发生第二次碰撞，设与第二次发生弹性正碰后瞬间的速度分别为 、 ，则有
，
解得
， 的最终速度大小为
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