精品解析：河北省沧州市沧县中学2024-2025学年高三上学期11月月考物理试题

2024—2025学年第一学期11月高三期中考试 物理 注意事项：1.本试卷考试时间为75分钟，满分100分。 2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、单选题：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，只有一项符合题目要求的。 1. 英国物理学家卡文迪什在实验室里通过测量几个铅球之间的万有引力，比较准确地得出了引力常量G的数值。若用国际单位中的基本单位表示引力常量G的单位，下列选项正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据万有引力定律 可得 所以G的单位为 故选B。 2. 一物体由静止开始运动，如图所示为其加速度随时间变化的关系图线。下列说法正确的是（ ） A. 物体做往返运动 B. 第2s末物体运动方向发生变化 C. 0~4s内，第2s末物体的速度最大 D. 0~4s内，第2s末物体的速度最小 【答案】C 【解析】 【详解】A．图像与t轴围成的面积表示速度变化量可知，速度增加，速度减小，4s时速度为零，之后重复前面的过程，故物体做单方向运动，故A错误； BCD．根据上述分析可知，0~4s内，第2s末物体的速度最大，运动方向未发生变化，故BD错误，C正确； 故选C。 3. 假如某天地球加速绕太阳沿椭圆轨道运动，地球到太阳的最近距离仍为R（R为加速前地球绕太阳做圆周运动时与太阳间的距离），地球距太阳的最远距离为7R，则地球的公转周期变为（ ） A. 2年 B. 4年 C. 6年 D. 8年 【答案】D 【解析】 【详解】地球加速绕太阳沿椭圆轨道运动的半长轴 根据开普勒第三定律 其中，地球做圆周运动时的周期 地球的公转周期变为 故选D。 4. 如图，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的固定斜面上，P、Q间的动摩擦因数为μ1，Q与斜面间的动摩擦因数为μ2（μ2<μ1），当它们保持相对静止沿斜面匀速下滑时，物体P受到的摩擦力大小为（已知重力加速度为g）（ ） A. B. C. D. 0 【答案】A 【解析】 【详解】两物体保持相对静止沿斜面匀速下滑时，对物体P，根据平衡条件，可知摩擦力等于重力沿斜面向下的分力 故选A。 5. 如图所示，旋转餐桌中心有一个半径为r的圆盘，可绕其中心轴转动，在圆盘的边缘放置一个质量为m的小物块，物块与圆盘及餐桌间的动摩擦因数均为μ。现缓慢增大圆盘的角速度，小物块将从圆盘上滑落，最终恰好停在桌面边缘。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，圆盘厚度及圆盘与餐桌间的间隙不计。则餐桌的半径为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】缓慢增大圆盘的角速度，小物块从圆盘上滑落时，根据牛顿第二定律有 物块将沿切线方向滑出圆盘做匀减速直线运动，有 餐桌的半径为 联立可得 故选B。 6. 如图所示，“食双星”是两颗相距为d的恒星A、B，只在相互引力作用下绕连线上O点做匀速圆周运动，彼此掩食（像月亮挡住太阳）而造成亮度发生周期性变化的两颗恒星。观察者在地球上通过望远镜观察“食双星”，视线与双星轨道共面。观测发现每隔时间T两颗恒星与望远镜共线一次，已知万有引力常量为G，则恒星A、B的总质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】每隔时间T两颗恒星与望远镜共线一次，则两恒星的运动周期为2T，根据万有引力提供向心力有 联立可得 故选A。 7. 从地面竖直向上抛出一物体，取地面为重力势能零点，该物体的机械能E总和重力势能Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度g取10m/s2。由图中数据可得（ ） A. 物体的质量为1kg B. h=0时，物体的速率为10m/s C. h=2m时，物体的动能Ek=40J D. 从地面至h=4m，物体的动能减少80J 【答案】B 【解析】 【详解】A．物体在h=4m时的重力势能为80J，可得物体的质量为 选项A错误； B．h=0时，物体的机械能即动能为100J，则速率为 选项B正确； C．由图可知，h=2m时，物体的机械能为90J，重力势能为40J，则动能Ek=50J，选项C错误； D．从地面至h=4m，物体的机械能减小20J，重力势能增加80J，则动能减少100J，选项D错误。 故选B。 二、多选题：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，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选0分。 8. 一物体静置在粗糙水平地面上，现用一水平拉力F拉物体，使物体从静止开始运动，拉力F的功率P随时间变化的关系图像如图甲所示，物体的速度随时间变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 滑动摩擦力的大小为 B. 物体的质量为 C. 0~6s拉力做的功为70J D. 0~2s内物体克服摩擦力做的功为10J 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由乙图可知，时间内，物体做匀速直线运动，此时物体受力平衡，根据可知，滑动摩擦力为 故A正确； B．由乙图可知时间内，物体做匀加速直线运动，加速度大小为 时，由可知，此时拉力大小为 根据牛顿第二定律可知 代入数据，解得 故B错误； C．根据可知，图甲图线与横轴所围面积表示拉力做功，所以0~6s拉力做的功为 故C正确； D．根据动能定理 其中 解得 故D正确。 故选ACD。 9. 小球在地球表面做竖直上抛运动到达最高点所用的时间为t，现该小球在太阳系外某星球A表面以相同的初速度做竖直上抛运动到达最高点所用的时间为t'。已知地球表面重力加速度为g，系外星球A的半径为R，引力常量为G，不考虑星球自转和大气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 系外星球A的质量 B. 系外星球A的质量 C. 在系外星球A发射的卫星的最小周期 D. 在系外星球A发射的卫星的最小周期 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．小球在A星球上以竖直上抛，则 小球在地球上以竖直上抛 所以 A星球表面的物体，万有引力等于重力 所以 故A正确，B错误； CD．距A卫星最近的卫星，有最小周期T，卫星半径可看作R，则 又 得 故C正确，D错误。 故选AC。 10. 如图所示，轻弹簧下端固定于倾角为53°的光滑斜面底端，上端连接质量为5kg的物块Q，Q同时和平行与斜面的轻绳相连，轻绳跨过固定在斜面顶端O点的定滑轮与套在光滑竖直固定杆上的质量为4kg的物块P连接，图中O、B两点等高，其间距d=0.3m。当整个系统静止时，P在A点静止不动，A、B间距离h=0.4m。现将P从杆上B点上方0.4m处的C点由静止释放。已知P从C点到A点过程中绳子一直存在张力，不计滑轮大小及摩擦，重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，下列说法正确的是（ ） A. P在A点静止不动时，轻绳中张力大小为40N B. P在A点静止不动时，轻绳中张力大小为50N C. P从C点到A点过程中，绳的拉力对P做的功为 D. P从C点到A点过程中，绳的拉力对P做的功为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．当P在A点静止不动，设此时连接P的轻绳与竖直方向的夹角为a，以P为对象，根据受力平衡可得 其中 解得 故A错误，B正确； CD．由图几何关系可知，当P分别位于C点和A点时，Q都处于初始位置，弹簧的形变量相同，弹簧的弹性势能相等；根据系统机械能守恒可得 又 联立解得P到达A时的速度大小为 从C点到A点过程中，对P根据动能定理 解得 故C正确，D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应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得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学做“探究求合力的方法”的实验，如图甲所示，在水平桌面上，将轻质小圆环挂在橡皮条的一端，橡皮条另一端固定，橡皮条的长度为GE。在图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力F1、F2、F3三力的共同作用，静止于O点，橡皮条伸长的长度为EO。撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使它静止于O点，如图丙所示。 （1）以下说法正确的是 ； A. 实验过程中F1、F2间的夹角要适当的大一些 B. 用一个力F单独拉住小圆环时，小圆环可以不在O点 C. 实验时不必记录F1、F2的方向 D. 实验前弹簧测力计要进行机械调零 （2）在探究过程中应用了_____________的物理方法； （3）探究过程中，橡皮筋的一端固定在A点，另一端被两个弹簧测力计拉至O点，此时F1、F2间的夹角为锐角。若保持结点O的位置及F1的方向不变，将F2绕点O逆时针旋转，使两分力的夹角逐渐增大至某一值时，则 。 A. F2一定增大，F1、F2的合力也随之增大 B. F2一定增大，但F1、F2的合力保持不变 C. F2不一定增大，F1、F2的合力也不一定增大 D. F2不一定增大，但F1、F2合力保持不变 【答案】（1）AD （2）等效替代 （3）D 【解析】 【小问1详解】 A．为了减小实验误差，两个分力F1和F2间的夹角要适当大一些，而不是尽量大；当夹角接近180°时，两分力的合力产生的效果并不明显；两个分力F1和F2的大小要适当大一些，这样合力产生的效果较明显，有利于减小实验误差；故A正确； B．为了让两次拉橡皮条的作用效果相同，故用一个力F单独拉住小圆环时，小圆环也需要静止在O点，故B错误； C．该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则，要根据两个弹簧拉橡皮筋时两个拉力的大小和方向做出平行四边形求出其合力大小，然后与一个弹簧拉橡皮筋时的拉力大小进行比较，最后得出结论，故需要记录两弹力的大小和方向，以及合力的大小和方向，故C错误； D．为了减小实验误差，实验前弹簧秤要进行机械调零，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 本实验中，F的作用效果和F1、F2共同作用的效果是相同的，体现的科学方法是等效替代法。 【小问3详解】 保持结点O的位置不变，即橡皮筋的弹力不变，即、的合力不变。将F2绕点O逆时针旋转，则如图所示 由图可知，将F2绕点O逆时针旋转过程中，在与之间的夹角由锐角变大为钝角的过程中，则的大小将先减小后增大，即不一定增大。 故选D。 12. 某同学用如图所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为8V的交变电流和直流电流，交变电流的频率为50Hz。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。 （1）关于本实验的下列说法中，正确的有（　　） A. 为减小实验误差，重锤一般选用密度小、体积大的重锤 B. 释放重物前，重锤应离打点计时器近一些 C. 实验时，一定要称出重锤的质量 D. 实验时，要在松开纸带让重锤下落的同时接通电源 （2）若当地的重力加速度g=9.8m/s2，重锤质量为m=0.50kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中O为第一个点，A、B、C为另外3个连续点，根据图中数据可知，重锤由O点运动到B点，重力势能减少量∆Ep=___________J；动能增加量∆Ek=___________J。（计算结果均保留三位有效数字） （3）本实验产生误差的主要原因是__________________________________。 【答案】（1）B （2） ①. 3.85 ②. 3.80 （3）重锤下落过程中受到空气阻力、纸带和限位孔、振针间存在摩擦阻力 【解析】 【小问1详解】 A．为减小实验误差，重锤一般选用密度大、体积小的重锤，故A错误； B．释放重物前，重锤应靠近打点计时器，故B正确； C．验证机械能守恒的表达式为等号两边可以将质量约掉，所以不需要测量物体的质量，故C错误； D．实验时，应先接通电源后释放纸带，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 [1]由O点运动到B点，重力势能减少量为 [2]根据题意，交流电频率为50Hz，所以相邻两点间的时间间隔为 打B点时，速度为 所以O点运动到B点，动能增加量为 【小问3详解】 略。 13. 如图所示，光滑水平面与半径R=0.6m的光滑竖直半圆轨道平滑衔接，弧CD（C点与圆心等高）部分对应的圆心角为30°，质量为m=0.12kg的小滑块以大小不同初速度v0进入半圆轨道（均能到达半圆轨道的最高点），重力加速度g取10m/s2，请推导小滑块在D点受到轨道的弹力大小F与初速度平方的关系式（不必写出初速度的范围）。 【答案】 【解析】 【详解】设小球在D点速度大小为，由牛顿第二定律有 小球从A点到D点的过程中，由动能定理有 整理可得 14. 如图所示，一根足够长的细杆与水平面成θ=37°固定，质量为m=1kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O点，水平向右的恒力F作用于小球上，经时间t1=0.2s后撤掉恒力F，又经t2=0.4s小球速度为零。已知小球与细杆之间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）撤掉恒力F时小球的速度大小； （2）恒力F的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 撤掉恒力后，小球沿杆方向受到沿杆向下的摩擦力和沿杆向下重力的分力，根据牛顿第二定律可知 解得 此过程中，小球做匀减速直线运动，可看作反向匀加速，则 【小问2详解】 小球做匀加速时的加速度大小为 由牛顿第二定律 又 ， 解得恒力大小为 15. 如图所示，一长木板静置于水平地面上，木板最右端放置一小物块。t=0时刻对木板施加一水平向右的大小为F=30N的恒力，t=1s时撤去F。已知物块质量m=2kg，木板质量M=3kg，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板之间的动摩擦因数μ1=0.2，木板与地面之间的动摩擦因数μ2=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块始终在木板上，重力加速度g取10m/s2。求： （1）撤去F时，木板和物块的速度大小； （2）撤去F直至木板停下的过程中，物块所受摩擦力做的功； （3）整个过程中木板与物块间、木板与地面间因摩擦产生的总热量。 【答案】（1）7m/s，2m/s （2）-4J （3）105J 【解析】 【小问1详解】 根据题意，施加力F时，物块与木板保持相对滑动，分别对物块和木板，根据牛顿第二定律可得 解得 ， 所以撤去F时，木板和物块的速度大小分别为 【小问2详解】 撤去F后，对木板，根据牛顿第二定律可得 解得 物块向右做匀加速直线运动，木板做匀减速直线运动，直到二者共速，则 解得 此过程摩擦力对物块做功为 共速后，物块与木板保持相对静止，一起向右做匀减速直线运动，直至木板停下的过程中，根据牛顿第二定律可得 解得 此过程中物块所受摩擦力做的功为 所以 【小问3详解】 整个过程中木板与物块间摩擦生热为 木板与地面间因摩擦产生的总热量 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年第一学期11月高三期中考试 物理 注意事项：1.本试卷考试时间为75分钟，满分100分。 2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。 一、单选题：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，只有一项符合题目要求的。 1. 英国物理学家卡文迪什在实验室里通过测量几个铅球之间的万有引力，比较准确地得出了引力常量G的数值。若用国际单位中的基本单位表示引力常量G的单位，下列选项正确的是（ ） A. B. C. D. 2. 一物体由静止开始运动，如图所示为其加速度随时间变化的关系图线。下列说法正确的是（ ） A. 物体做往返运动 B. 第2s末物体运动方向发生变化 C. 0~4s内，第2s末物体的速度最大 D. 0~4s内，第2s末物体的速度最小 3. 假如某天地球加速绕太阳沿椭圆轨道运动，地球到太阳的最近距离仍为R（R为加速前地球绕太阳做圆周运动时与太阳间的距离），地球距太阳的最远距离为7R，则地球的公转周期变为（ ） A. 2年 B. 4年 C. 6年 D. 8年 4. 如图，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的固定斜面上，P、Q间的动摩擦因数为μ1，Q与斜面间的动摩擦因数为μ2（μ2<μ1），当它们保持相对静止沿斜面匀速下滑时，物体P受到的摩擦力大小为（已知重力加速度为g）（ ） A. B. C. D. 0 5. 如图所示，旋转餐桌中心有一个半径为r的圆盘，可绕其中心轴转动，在圆盘的边缘放置一个质量为m的小物块，物块与圆盘及餐桌间的动摩擦因数均为μ。现缓慢增大圆盘的角速度，小物块将从圆盘上滑落，最终恰好停在桌面边缘。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，圆盘厚度及圆盘与餐桌间的间隙不计。则餐桌的半径为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，“食双星”是两颗相距为d的恒星A、B，只在相互引力作用下绕连线上O点做匀速圆周运动，彼此掩食（像月亮挡住太阳）而造成亮度发生周期性变化的两颗恒星。观察者在地球上通过望远镜观察“食双星”，视线与双星轨道共面。观测发现每隔时间T两颗恒星与望远镜共线一次，已知万有引力常量为G，则恒星A、B的总质量为（　　） A. B. C. D. 7. 从地面竖直向上抛出一物体，取地面为重力势能零点，该物体的机械能E总和重力势能Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度g取10m/s2。由图中数据可得（ ） A. 物体的质量为1kg B. h=0时，物体的速率为10m/s C. h=2m时，物体的动能Ek=40J D. 从地面至h=4m，物体的动能减少80J 二、多选题：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，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选0分。 8. 一物体静置在粗糙水平地面上，现用一水平拉力F拉物体，使物体从静止开始运动，拉力F的功率P随时间变化的关系图像如图甲所示，物体的速度随时间变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ） A. 滑动摩擦力的大小为 B. 物体的质量为 C. 0~6s拉力做的功为70J D. 0~2s内物体克服摩擦力做的功为10J 9. 小球在地球表面做竖直上抛运动到达最高点所用的时间为t，现该小球在太阳系外某星球A表面以相同的初速度做竖直上抛运动到达最高点所用的时间为t'。已知地球表面重力加速度为g，系外星球A的半径为R，引力常量为G，不考虑星球自转和大气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 系外星球A的质量 B. 系外星球A的质量 C. 在系外星球A发射的卫星的最小周期 D. 在系外星球A发射的卫星的最小周期 10. 如图所示，轻弹簧下端固定于倾角为53°的光滑斜面底端，上端连接质量为5kg的物块Q，Q同时和平行与斜面的轻绳相连，轻绳跨过固定在斜面顶端O点的定滑轮与套在光滑竖直固定杆上的质量为4kg的物块P连接，图中O、B两点等高，其间距d=0.3m。当整个系统静止时，P在A点静止不动，A、B间距离h=0.4m。现将P从杆上B点上方0.4m处的C点由静止释放。已知P从C点到A点过程中绳子一直存在张力，不计滑轮大小及摩擦，重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，下列说法正确的是（ ） A. P在A点静止不动时，轻绳中张力大小为40N B. P在A点静止不动时，轻绳中张力大小为50N C. P从C点到A点过程中，绳的拉力对P做的功为 D. P从C点到A点过程中，绳的拉力对P做的功为 三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答应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得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学做“探究求合力的方法”的实验，如图甲所示，在水平桌面上，将轻质小圆环挂在橡皮条的一端，橡皮条另一端固定，橡皮条的长度为GE。在图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力F1、F2、F3三力的共同作用，静止于O点，橡皮条伸长的长度为EO。撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使它静止于O点，如图丙所示。 （1）以下说法正确的是 ； A. 实验过程中F1、F2间的夹角要适当的大一些 B. 用一个力F单独拉住小圆环时，小圆环可以不在O点 C. 实验时不必记录F1、F2的方向 D. 实验前弹簧测力计要进行机械调零 （2）在探究过程中应用了_____________的物理方法； （3）探究过程中，橡皮筋的一端固定在A点，另一端被两个弹簧测力计拉至O点，此时F1、F2间的夹角为锐角。若保持结点O的位置及F1的方向不变，将F2绕点O逆时针旋转，使两分力的夹角逐渐增大至某一值时，则 。 A. F2一定增大，F1、F2的合力也随之增大 B. F2一定增大，但F1、F2的合力保持不变 C. F2不一定增大，F1、F2的合力也不一定增大 D. F2不一定增大，但F1、F2合力保持不变 12. 某同学用如图所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为8V的交变电流和直流电流，交变电流的频率为50Hz。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。 （1）关于本实验的下列说法中，正确的有（　　） A. 为减小实验误差，重锤一般选用密度小、体积大的重锤 B. 释放重物前，重锤应离打点计时器近一些 C. 实验时，一定要称出重锤的质量 D. 实验时，要在松开纸带让重锤下落的同时接通电源 （2）若当地的重力加速度g=9.8m/s2，重锤质量为m=0.50kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中O为第一个点，A、B、C为另外3个连续点，根据图中数据可知，重锤由O点运动到B点，重力势能减少量∆Ep=___________J；动能增加量∆Ek=___________J。（计算结果均保留三位有效数字） （3）本实验产生误差的主要原因是__________________________________。 13. 如图所示，光滑水平面与半径R=0.6m的光滑竖直半圆轨道平滑衔接，弧CD（C点与圆心等高）部分对应的圆心角为30°，质量为m=0.12kg的小滑块以大小不同初速度v0进入半圆轨道（均能到达半圆轨道的最高点），重力加速度g取10m/s2，请推导小滑块在D点受到轨道的弹力大小F与初速度平方的关系式（不必写出初速度的范围）。 14. 如图所示，一根足够长的细杆与水平面成θ=37°固定，质量为m=1kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O点，水平向右的恒力F作用于小球上，经时间t1=0.2s后撤掉恒力F，又经t2=0.4s小球速度为零。已知小球与细杆之间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）撤掉恒力F时小球的速度大小； （2）恒力F的大小。 15. 如图所示，一长木板静置于水平地面上，木板最右端放置一小物块。t=0时刻对木板施加一水平向右的大小为F=30N的恒力，t=1s时撤去F。已知物块质量m=2kg，木板质量M=3kg，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板之间的动摩擦因数μ1=0.2，木板与地面之间的动摩擦因数μ2=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块始终在木板上，重力加速度g取10m/s2。求： （1）撤去F时，木板和物块的速度大小； （2）撤去F直至木板停下的过程中，物块所受摩擦力做的功； （3）整个过程中木板与物块间、木板与地面间因摩擦产生的总热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $