山西省晋中市榆次区山西现代双语学校南校2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题

1 山西现代双语学校高三年级第三次月考 物理 试题 （考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分） 一、单项选择题：本题包含 8 个小题，每小题 3 分，共 24 分。 1. 下列有关物理知识和史实的说法，正确的是（ ） A.伽利略认为重的物体比轻的物体下落快 B.卡文迪什在实验室里通过测量几个铅球之间的万有引力，得出了引力常量G的数值 C.地球同步卫星的发射速度应介于11.2km / s与16.7km / s之间 D.牛顿最早指出物体的运动不需要力来维持 2．某同学在练习垫排球时，排球沿竖直方向运动，运动过程中受到的空气阻力大小与速度大小成 正比，则下列说法正确的是（ ） A．排球在上升过程中惯性减小，下降过程中惯性增大 B．排球在上升过程处于超重状态，下降过程处于失重状态 C．在下降过程中，排球对空气的作用力大于空气对球的作用力 D．上升过程排球的加速度在减小，下降过程排球的加速度仍在减小 3．如图所示，一个人用绕过光滑定滑轮的轻绳提升重物，重物的重力为 G，人以速度 v向右匀速运 动，当人所拉的轻绳与水平方向的夹角为 30  时，下列说法正确的是（ ） A.人受到的合力为零 B.重物受到的合力为零 C.地面对人的摩擦力大小等于 3 2 G D.轻绳对滑轮的作用力大小为 3G 4. 一物块静止在光滑水平面上， 0t  时刻起在外力作用下做直线运动，通过加速度传感器得到加 速度 a随时间 t变化关系如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 1st  时物块速度为 2 m / s B. 4 st  时物块开始反向运动 C. 4 st  时和 6 st  时物块的位置相同 D. 0 6 s 内物块速度变化量大小为 2 m / s 5. 如图，质量为 M，半径为 R的圆弧槽，置于光滑水平面上．将一可视为质点的滑块从与圆心等高 处无初速度地释放，滑块的质量为 m，且 2M m ，重力加速度大小为 g。下列说法正确的是（ ） A. 若圆弧面光滑，则圆弧槽与滑块组成的系统动量守恒 B. 若圆弧面光滑，则滑块运动至水平面时速度大小为 3 gR C. 若圆弧面粗糙，滑块能运动至水平面，则圆弧槽的位移大小为 3 R D. 若圆弧面粗糙，滑块能运动至水平面，则滑块的位移大小为 2 3 R 6. 以水平速度 0v 抛出的小球 1落到一倾角为θ的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如图实 线所示；在斜面顶端以水平速度 0v 抛出的小球 2落在斜面上，其轨迹如图虚线所示，则（ ） A. 球 1在空中经历的时间为 0 tan v g  B. 球 1在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为 2 tan C. 球 2落回斜面时的速度大小是 0 cos v  D. 球 2从开始抛出运动时间 0 sinv g  ，离开斜面的距离最大. 7. 如图所示，劲度系数为 k的轻质弹性绳一端固定在 O点，另一端与一质量为 m、套在摩擦因数为 μ的粗糙竖直固定杆的圆环相连，M处有一光滑定滑轮，初始圆环置于 A处，OMA三点在同一水平 线上，弹性绳的原长等于OM 。圆环从 A处由静止开始释放，到达 C处时速度为零， AC h 。如 2 果圆环在 C处获得一竖直向上的速度 v，恰好能回到 A，弹性绳始终在弹性限度内，重力加速度为 g， 则下列分析正确的是（ ） A. 下滑过程中，竖直杆对圆环摩擦力越来越大 B. 从 A下滑到 C过程中摩擦发热为 2 1 4 mv C. 在 C处，弹性绳的弹性势能为 2 1 4 mgh mv D. 圆环的机械能在下滑过程中持续减小，上升过程中持续增加 8. 2024年 6月 25日 14时 07分，嫦娥六号返回器准确着陆，标志着探月工程取得圆满成功，实现 了世界首次月球背面采样返回，为后续载人探月工程打下坚实基础。设想载人飞船通过月地转移轨 道被月球捕获，通过变轨先在轨道Ⅲ做匀速圆周运动，选准合适时机变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达近 月点再次变轨到近月轨道Ⅰ（轨道半径等于月球半径），最后安全落在月球上，其中 P、Q两点为椭 圆轨道Ⅱ在轨道Ⅰ、Ⅲ处的切点，已知月球半径为 R，月球表面重力加速度为 g0，轨道Ⅲ距离月球表 面高度为 h，引力常量为 G，下列说法正确的是（ ） A. 月球平均密度为 0 3 2 g GR B. 绕月飞行的卫星的最小周期为 0 2 R h g   C. 载人飞船在 P、Q点加速度之比为   :R h R D. 载人飞船从 Q点到 P点所用时间为   3 0 2 2 2 R h R g   二、多项选择题：本题包含 4 个小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，至少 有两个选项正确。全选对的得 4 分，选不全的得 2 分，错选或不选的得 0 分。 9. 如图所示，一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出，鱼缸最终没有滑 出桌面．若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等，则在上述 过程中( ) A. 桌布对鱼缸摩擦力的方向向左 B. 鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等 C. 若猫增大拉力，鱼缸受到的摩擦力将增大 D. 若猫减小拉力，鱼缸有可能滑出桌面 10. 一辆新能源汽车在水平路面上由静止开始做直线运动，直到速度最大并保持恒定，所受阻力恒 定不变，在此过程中牵引力 F与车速的倒数 1 v 的关系如图所示，已知汽车质量 800kgm  ，发动机 的最大牵引力为 33 10 N ，最大输出功率 43 10 WP   ，图中的 2v 为汽车的最大速度，则（ ） A. 汽车在 AB段的运动为匀速直线运动 B. 汽车在 BC段的运动为功率不变的变加速直线运动 C. 图中的 1v 速度为10m/s，若车速为10m/s，则发动机的瞬时输出功率 为 43 10 WP   D. 当汽车速度为 25m/s时，该新能源汽车的加速度为 20.5m/s 11. 如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体 A和 B， 质量都为 1kg，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为 1mAr  ， 2mBr  两物体与盘间的动摩擦因 数均为 0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时， 2g 10m/s 。下列说法正确的是（ ） A. 此时细线张力为15N B. 此时圆盘的角速度为 5rad/s C. 此时 A所受摩擦力方向沿半径指向圆外 D. 若此时烧断细线，A和 B都将沿半径方向向外做离心运动 12. 如图所示，倾角为 37°的光滑斜面上，轻质弹簧下端固定在斜面底部的挡板上，上端与物块 A 相连，物块 B与物块 A紧靠，初始时两物块静止不动，现对物块 B缓慢施加沿斜面向下的外力 F， 使弹簧再压缩 20cm，突然撤去外力。已知物块 A、B 质量分别为 mA=0.6kg、mB=0.4kg，弹簧的劲 3 度系数 k=60N/m，弹簧的弹性势能 2p 1 2 E kx （k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），重力 加速度 g取 10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（ ） A. 撤去外力瞬间两物块的加速度大小为 12m/s2 B. 两者分离时速度大小为 2m/s C. 两物块分离后物块 B最大位移大小为 0.20m D. 物块 A最大速度大小为 2 15 m/s 5 三、实验题（本题包含 2 个小题，共 14 分） 13.（6分）兴趣小组利用如图甲所示的阿特伍德机装置探究验证机械能守恒定律，铁架台上固定两 个光电门，铁架台上端横梁下固定一轻质定滑轮，一段轻质细线跨过定滑轮与两个质量均为M 的 木块 A、B接，木块 A左侧固定轻质长方形遮光片，遮光片运动过程中经过光电门中心，初始时系 统处于静止状态，在木块 B上轻轻放置质量为m的木块 C，不计摩擦及空气阻力。 （1）用螺旋测微器测出遮光片宽度如图乙所示，则宽度 d  _______mm。 （2）遮片光经过两光电门的时间分别为 1t 和 2t ，则遮光片经过两个光电门时的速度分别为 1v  ________， 2 v _______。 （3）已知两光电门中心位置之间高度为h，当地重力加速度为 g，满足以下表达式mgh  （用题目所给出字母表示），则系统机械能守恒。 14. （8分）实验小组利用如图甲所示装置测量滑块与木板间的动摩擦因数，重力加速度为 g，不计 滑轮摩擦及空气阻力。 （1）以下操作及实验要求正确的是（ ） A. 细线应该始终与长木板保持平行 B. 释放滑块前滑块应靠近木板有滑轮一端 C. 先释放滑块然后接通电源 D. 必须调整木板水平 E. 用托盘和砝码重力代替细线拉力需要满足托盘和砝码质量远小于滑块质量 （2）打点计时器使用交流电频率为 50Hz，实验小组在正确操作下得到一条纸带如图乙所示，其中 a、b、c、d、e为纸带上 5个计数点，相邻两个计数点间还有 4个计时点未画出，根据纸带上数据， 则打点计时器打下 c点时滑块的速度大小为_____m/s；滑块运动加速度大小为_____m/s2。（所有计 算结果保留两位有效数字） （3）实验过程保持滑块质量 M不变，每次改变托盘及砝码的质量 m，测出系统对应加速度 a，作 出 a-m图像如图丙所示，图线斜率为 k，纵截距为-b，则滑块质量 M=_____；滑块与木板间的动摩 擦因数µ=_____。 四、计算题：本题包含 4 小题，共 46 分。 15. （8分）如图所示，半径为 R的四分之一光滑圆弧轨道 PA固定在竖直平面内，A点的切线水平， 距水平地面的高度也为 R。质量 0.2kgm  的小球（可视为质点）从 P点由静止沿圆弧轨道滑下，然 后从 A点飞出，落在水平地面上的 B点。已知 A，B两点的水平距离 0.9mx  ，空气阻力忽略不计、 重力加速度 210m / sg  。求： （1）圆弧轨道PA的轨道半径 R； 4 （2）小球对轨道上 A点的压力大小。 16．（10分）如图所示，一个小球的质量 m=2kg，能沿倾角 37  的斜面由顶端 B从静止开始下 滑，小球滑到底端时与 A处的挡板碰触后反弹（小球与挡板碰撞过程中无能量损失），若小球每次 反弹后都能回到上一次的 2 3 处，已知 A、B间距离为 0 2ms  ，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取 g=10m/s 2， 求： （1）若斜面光滑，小球到达 A点的速度 Av ； （2）以 A点为零势能面，小球第一次反弹后的最大势能 pE ； （3）小球由开始下滑到最终静止的过程中所通过的总路程和克服摩擦力做的功。 17.（12分）如图所示，在足够长的光滑水平地面 MN上固定一光滑的竖直半圆形轨道 NP，NP的 半径为 0.5mR  ，N点处切线水平且与地面平滑连接。质量 1 5kgm  的物块 A与轻弹簧一端连接， 以速度 4m/sv  沿水平地面向右运动，物块 B静止在物块 A运动的前方。与物块 A连接的轻弹簧从 接触 B到弹簧被压缩到最短的过程中，物块 B运动的距离为 0.15m，经历的时间为 0.2st  。在此后 的运动中，B与弹簧分离后，滑上轨道 NP，沿 NP运动时恰能经过最高点 P。物块 A、B均可视为 质点，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为 210m/sg  。求： （1）物块 B在 N点的速度大小； （2）物块 B的质量； （3）弹簧的最大压缩量。 18.（16分） 如图所示，长度 9.6md  水平传送带，以速度 0 10m/sv  顺时针传动，传送带右端 通过一小段光滑平台与倾角为37的斜面平滑衔接，在传送带左端光滑平台上放置滑块 B（可视为 质点），长度 1.44mL  的轻质细线的一端固定于滑块 B正上方的O点，另一端拴接一小球 A，细 线竖直时小球恰好与平台和滑块 B相切，现将小球拉偏至与水平方向成30o角位置无初速度释放， 小球 A与滑块 B发生弹性碰撞，小球 A质量 1 1kgm = ，滑块 B质量 2 0.5 kgm  ，滑块 B与传送 带及斜面间的动摩擦因数均为 0.5  ，重力加速度 g取 210m/s ， sin37 0.6 ， cos37 0.8 。 求： （1）小球 A运动到最低点时受到细线的拉力； （2）滑块 B第一次在传送带上运动的时间； （3）滑块 B在斜面上运动的总路程。 山西现代双语学校高三年级第三次月考 物理答题卡 姓 名 班 级 考生 禁填 缺考考生，由监考员贴条形码，并用 2B 铅笔填涂右面的缺考标记。 填 涂 样 例 正确 填涂 注 意 事 项 1．答题前，考生务必清楚地将自己的姓名、准考证号填写在规定的位置，核准 条形码上的准考证号、姓名与本人相符并完全正确及考试科目也相符后，将 条形码粘贴在规定的位置。 2．选择题必须使用 2B 铅笔填涂；非选择题必须使用黑色水签字笔作答，字体 工整、笔迹清楚。 3．考生必须在答题卡各题目的规定答题区域内答题，超出答题区域范围书写 的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。 4．答选考题时，考生须先用 2B 铅笔在答题卡上按照要求把所选题目对应的题 号涂黑，再用黑色水签字笔按照题目要求作答。答题内容与所选题号不符， 答题无效。作答的选考题号未涂，答题无效。选考题多答，按考生在答题 卡上答题位置最前的题计分。 5．保持卡面清洁，不准折叠、不得弄破。 一、选择题（1-8 题单选，9-12 题多选） 1 6 11 2 7 12 3 8 4 9 5 10 三、实验题 13.（1） （2） （3） 14.（1） （2） （3） 四、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤） 15.（8 分） 各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 16．（10 分） 17.（12 分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 18.（16 分） 请在各题目的答题区域内作答，超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 贴条形码区 （正面朝上，切勿贴出虚线方框） A B C D A B C D A B C D A B C D A B C D A B C D A B C D A B C D A B C D A B C D 山西现代双语学校高三年级第三次月考 物理 答案 一、单项选择题：本题包含 8 个小题，每小题 3 分，共 24 分。 二、多项选择题：本题包含 4 个小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四 个选项中，至少有两个选项正确。全选对的得 4 分，选不全的得 2 分，错选或不选 的得 0 分。 三、实验题（本题包含 2 个小题，共 14 分） 13. （6分）（1）6.860 （2分） （2）①. 1 d t （1分） ②. 2 d t （1分） （3） ))(2 2 1 2 1 2 2 2 2 t d t dmM （ （2分） 14.（8 分）（1）ADE （2分） （2） ①. 0.29 （1分） ②. 0.12 （1分） （3）①. g k （2分） ②. b g （2分） 四、计算题：本题包含 4 小题，共 46 分。 15.（8分）【解析】 （1）小球从 P点下滑运动至 A点，根据机械能守恒有 2 1 2 mgR mv -------1 分 小球从 A点飞出后做平抛运动，水平方向有 x vt -------1 分 竖直方向有 2 1 2 R gt -------1分 解得 0.45mR  ， 3m/sv  -------1 分 （2）小球在 A点，根据牛顿第二定律有 2 N vF mg m R   -------2 分 解得 N 6NF  -------1 分 根据牛顿第三定律可知，小球对轨道上 A点的压力大小为 N N 6NF F   -------1 分 16.（10分） 【解析】（1）若斜面光滑，在斜面上由牛顿第二定律得 sinmg ma  -------1 分 解得 26m/sa  根据运动学公式 2 00 2Av as  -------1分 解得 2 6m/sAv  -------1 分 （2）以 A点为零势能面，小球第一次反弹后的最大势能 0p 2 sin 16J 3 mgsE   -------2 分 （3）设小球与斜面间的动摩擦因数为  ，小球第一次由静止从 B点下滑到碰撞后上升到速度为零的 过程中，由动能定理得 0 0 0 0 2 2( )sin ( )cos 0 3 3 mg s s mg s s      -------2 分 小球最终一定会停在A处，全过程由动能定理得 0 sin cos 0mgs mgs    -------2 分 联立解得小球通过的总路程为 10ms  所以小球克服摩擦力做的功为 f cos 24JW mgs   -------1 分 17.（12分） 【解析】（1）物块 B沿 NP运动时恰能经过最高点 P，根据牛顿第二定律可得 2 B B Pvm g m R  -------1 分 物块 B从 N点到 P点的过程中，根据机械能守恒可得 2 2B B B 1 12 2 2 P m v mgR m v  -------2 分 解得物块 B在 N点的速度大小为 B 5m/sv  -------1分 （2）A、B、弹簧组成的系统动量守恒，可得 1 1 A B Bm v m v m v  -------1 分 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 B D A C C A B D 题号 9 10 11 12 答案 BD BC AC AD A、B、弹簧组成的系统机械能守恒，可得 2 2 21 1 A B B 1 1 1 2 2 2 m v m v m v  -------1 分 解得 B 3kgm  -------1 分 （3）A、B、弹簧组成的系统动量守恒，物块 A连接的轻弹簧从接触 B到弹簧被压缩到最短的过程 中有 1 1 1 B 2m v m v m v  -------1 分 则 1 1 1 B 2m v t m v t m v t     对时间累加求和，可得 1 1 A B Bm vt m x m x  -------2 分 解得 A 0.71mx  -------1 分 弹簧的最大压缩量为 m A B 0.56mx x x    -------1 分 18.（16分） 【解析】（1）小球 A从开始运动到初始位置正下方 L处，恰与水平方向成30o角时，如图所示 根据动能定理有 2 1 1 A 1 2 m gL m v -------1 分 此时由于细线被拉直，小球 A将受到细线的冲量，导致小球 A只剩下沿圆弧切线方向上的分速度， 然后小球 A摆到最低点与 B相撞，根据动能定理有 2 2 1 1 A0 1 A 1 1(1 sin 30 ) ( cos30 ) 2 2 m gL m v m v    -------1 分 小球 A运动到最低点时，根据牛顿第二定律有 2 A0 1 1 vT m g m L   -------1 分 联立解得， 35NT  -------1 分 （2）小球 A与滑块 B发生弹性碰撞，根据动量守恒有 1 A0 1 A1 2 Bm v m v m v  根据机械能守恒有 2 2 2 1 A0 1 A1 2 B 1 1 1 2 2 2 m v m v m v  -------1 分 联立解得，碰撞后小球 B的速度为 B 8m/sv  -------1 分 根据牛顿第二定律有，滑块 B在传送带上的加速度大小为 22 2 5m/sm ga m    则滑块 B第一次在传送带上加速的时间为 0 B1 0.4s v vt a    -------1 分 滑块 B加速到与传送带共速时的位移为 B 01 1 3.6m2 v vx t  -------1 分 则滑块 B在传送带上匀速的位移为 2 1 6mx d x   则滑块 B在传送带上匀速运动的时间为 22 0 0.6sxt v   -------1分 则滑块 B第一次在传送带上运动的时间为 1 2 1s  t t t -------1 分 （3）由于 2 2sin37 cos37m g m g   ，则滑块 B滑上斜面后不会静止在斜面，而会滑下然后滑到 传送带上。滑块 B从第一次离开传送带到第一次滑上斜面，根据动能定理有 2 2 0 2 1 2 1 10 sin 37 cos37 2 m v m gs m g s      -------2 分 解得，滑块 B第一次滑上斜面的距离为 1 5ms  滑块 B第一次从斜面滑下到传送带，根据动能定理有 2 2 1 2 1 2 1 1 sin 37 cos37 2 m v m gs m g s    -------1 分 解得， 1 2 5m/sv  滑块 B在传送带上减速为零的位移为 2 1 B 2m2 vx d a    -------1分 则滑块 B会以速度 1v 第二次滑上斜面，经过多次后，最终静止在传送带右侧的水平面上，则根据能 量守恒有 2 2 0 2 1 cos37 2 m v m g s  -------1 分 可得，滑块 B在斜面上运动的总路程为 12.5ms  -------1 分