广东省广州市第五中学2024-2025学年高三上学期第一次月考物理试卷

广州市第五中学2024学年第一学期第一次月考 高三物理试卷 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．无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为的雨滴在地面附近以速率下落高度的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为）（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】雨滴下落过程，在重力和阻力作用下做匀速直线运动，设克服空气阻力做的功为，则空气阻力对雨滴做功为，雨滴在地面附近以速率下落高度的过程中，由动能定理得：，解得，故B正确，ACD错误。 故选B. 2．利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时，（ ） A．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左 B．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左 C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力 D．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力 【答案】C 【解析】AB、墨条速度方向水平向左，墨条受到砚台的滑动摩擦力水平向右，根据牛顿第三定律砚台受到磨条的摩擦力方向向左，砚台有向左运动的趋势，桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故AB错误； C、桌面和墨条对砚台的摩擦力大小相等，方向相反，砚台始终静止，是一对平衡力，故C正确； D、桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力大小并不相等，桌面对砚台的支持力等于墨条对砚台的压力加上砚台的重力，所以桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力，不可能是一对平衡力，故D错误。 故选C. 3．年月，杭亚会滑板男子碗池决赛，中国年仅岁的小将陈烨以分夺冠。图示为陈烨在比赛中腾空越过障碍物，若忽略一切阻力，那么腾空过程中（ ） A．运动员腾空过程中处于超重状态 B．运动员和滑板构成的系统机械能守恒 C．最高点时人的速度为零，但加速度不为零 D．运动员上升过程滑板对人的作用力不为零 【答案】B 【解析】AD、上升过程是运动员只受重力作用，有竖直向下的重力加速度，运动员处于完全失重状态，滑板对人的作用力为零，故AD错误； B、腾空过程中只有重力对运动员和滑板构成的系统做功，系统机械能守恒，故B正确； C、运动员做斜上抛运动，在最高点的时候人的竖直方向的速度为零，水平方向的速度不为零，仅受重力作用，加速度为重力加速度，故C错误； 故选B. 4．如图所示，质量为的木块放置在倾角为的固定斜面上，通过一根不可伸长的细线绕过固定在斜面上的轻滑轮与质量为、套在杆上的小球相连，小球以速率向左匀速运动，不计空气阻力和一切摩擦力，重力加速度为。当细线与水平杆的夹角为时（ ） A．木块的速度大小为 B．木块的速度大小为 C．细线的拉力大于 D．细线的拉力小于 【答案】C 【解析】AB、将小球的速度分解为沿绳方向的分速度,和垂直于绳方向的分速度，由几何关系得，木块的速度大小等于，故AB错误； CD、小球向左做匀速直线运动，逐渐减小，逐渐增大，则木块的速度逐渐增大，即木块做加速运动，对木块受力分析，沿斜面方向，细线的拉力大于，故C正确，D错误。 故选C. 5．抖空竹是我国传统体育运动之一，在民间流行的历史至少在年以上。如图所示，若抖空竹者保持一只手不动，另一只手沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和绳子间的摩擦力，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是（ ） A．沿虚线向左移动时，细线的拉力将增大 B．沿虚线向上移动时，细线的拉力将减小 C．沿虚线斜向上移动时，细线的拉力将增大 D．沿虚线向右移动时，空竹所受的合力将增大 【答案】A 【解析】A、对空竹受力分析可知，沿虚线向左移动时，角减小，则细线的拉力将减小，选项A正确； B、沿虚线向上移动时，两点间距不变，绳长不变，可知细线与竖直方向的夹角不变，则细线的拉力不变，选项B错误； C、沿虚线斜向上移动时，夹角不变，则细线的拉力将不变，选项C错误； D、沿虚线向右移动时，细线对空竹的合力与重力等大反向，可知合力不变，选项D错误。 故选A. 6．北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务。在北斗卫星导航系统中有、两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，某一时刻，卫星和卫星相距最近，距离为。经过时间，卫星和卫星第一次相距最远，距离为，不考虑卫星间的万有引力，已知地球的半径为，万有引力常量为，卫星的周期为，下列说法正确的是（ ） A．地球的密度为 B．卫星的周期为 C．卫星的环绕速度大于 D．地球对卫星的万有引力大于地球对卫星的万有引力 【答案】A 【解析】A、由题意可知，卫星的运动半径为，即卫星为近地卫星，根据，A正确； B、经过时间，两卫星由最近变为第一次最远，则，解得，B错误； C、卫星的轨道半径较大，环绕速度应小于第一宇宙速度，C错误； D、两卫星的质量未知,故无法求得地球对两卫星的万有引力的大小关系，D错误； 故选A. 7．如图所示，物体、用细线连接，在同一高度做匀速圆周运动，且圆心均为点。在某时刻，两细线同时断裂，两物体同时开始做平抛运动，并同时落在水平面上的同一点。连接、的细线长度分别为、，、圆周运动的半径分别为、，则点到水平面的高度为（，忽略物体的大小和细线质量）（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】由几何关系可知连接物体的细线与竖直方向夹角为，连接物体的细线与竖直方向夹角为。由牛顿第二定律可知，，解得, ； 和都沿着圆的切线飞出，做平抛运动并落到同一点，如图所示： 由几何关系可知，又由平抛运动规律，竖直方向上做自由落体运动，解得。故B正确，ACD错误； 故选B. 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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8．如图所示，游乐园里有一种叫“飞椅”的游乐项目。钢绳一端系着座椅，另一端固定在水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。在开始启动的一段时间内，转盘逐渐加速转动，在转盘角速度增大的过程中，对飞椅和游客整体受力分析，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A．重力做正功 B．重力做负功 C．拉力做正功 D．拉力做负功 【答案】BC 【解析】假设钢绳的方向与竖直方向的夹角为，由重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有，设钢绳长度为，则有，联立得。角速度增大时，增大，则飞椅越转越高，重力做负功。钢绳拉力使飞椅进行圆周运动，做正功。BC正确，AD错误； 故选BC. 9．如图所示，起重机以额定功率将地面上质量为的重物由静止沿竖直方向吊起，秒后，重物开始以的速度向上做匀速直线运动，忽略空气阻力，重力加速度取，以下说法正确的是（ ） A．秒内重物所受起重机牵引力逐渐变大 B．秒内重物的加速度大小恒为 C．秒内重物克服重力做功 D．起重机的额定功率为 【答案】CD 【解析】A、在秒内，由可知，起重机额定功率不变，随重物的速度逐渐增大，重物所受起重机牵引力逐渐变小，故A错误； B、在秒内，由牛顿第二定律得：，因重物所受起重机牵引力逐渐变小，所以重物的加速度逐渐变小，故B错误； D、重物在秒后以的速度向上做匀速直线运动，由平衡条件可知：。则起重机的额定功率为，故D正确； C、秒内，对重物，由动能定理得：， 在秒内，重物克服重力做功为，故C正确； 故选CD. 10．为预防电梯缆绳断裂的安全事故，电梯井底和电梯上分别安装有缓冲弹簧和安全钳，装置简化如图所示。现质量为的电梯，因缆绳断裂而坠落，刚接触弹簧时的速度为，弹簧被压缩了时电梯停止运动，下落过程中安全钳提供给电梯的滑动摩擦力。已知弹簧的弹性势能为（为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量），不计空气阻力及弹簧自重，取。则（ ） A．整个运动过程中电梯一直处于失重状态 B．整个运动过程电梯刚接触弹簧时速度最大 C．该缓冲弹簧的劲度系数为 D．停止运动时安全钳提供给电梯的摩擦力为 【答案】CD 【解析】AB、电梯的重力和安全钳提供给电梯的滑动摩擦力的合力为方向向下，则接触弹簧后开始阶段，电梯加速向下运动；随弹力的增加，当时，电梯减速向下运动。则整个过程中电梯先加速后减速，先失重后超重，当时电梯速度最大，故AB错误； C、由能量守恒定律可知，解得缓冲弹簧的劲度系数，故C正确； D、停止运动时安全钳提供给电梯的摩擦力为，方向向下，故D正确。 故选CD. 三、非选择题（本题共5小题，共54分 。请把正确答案用黑色钢笔或签字笔作答，答案必须写在答卷各题目指定区域内相应位置上） 11．（6分）某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材“验证力的平行四边形定则”，设计的实验装置如图。固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心的正上方点，另一端系绳套和绳套。 实验步骤如下： ①弹簧测力计挂在绳套上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达点，记下弹簧测力计的示数； ②弹簧测力计挂在绳套上，手拉着绳套，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到点，此时绳套沿方向，绳套沿方向，弹簧测力计的示数为； ③根据力的平行四边形定则计算绳套的拉力___________； ④比较与的大小，在误差允许的范围内，若____________________，则初步验证了力的平行四边形定则。 【答案】③；④； 【解析】③由力的平行四边形定可计算出绳套的拉力为； ④为弹簧测力计测出的示数，而为根据平行四边形定则计算出的绳套所受拉力大小，即计算出的弹簧测力计示数，通过二者若在误差允许的范围内相同，即可初步验证力的平行四边形定则。 12．（9分）某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。 （1）实验时，该同学进行了如下操作： ①用天平分别测出物块、的质量和（的质量含遮光片）； ②用分度游标卡尺测量遮光片的挡光宽度，示数如图乙所示，游标卡尺的示数为____________； （2）将重物、用轻绳按图甲所示连接，跨放在轻质定滑轮上，一个同学用手托住重物，另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的坚直距离，之后释放重物使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为，则重物速度的大小为________________（用题目给定的或测得的物理量符号表示）。 （3）要验证系统（重物、）的机械能守恒，应满足的关系式为____________________（用质量、，重力加速度为，遮光片经过光电门的时间为，遮光片的宽度和距离表示）。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）游标卡尺的精度值为，不需要估读，则示数为：； （2）重物速度的大小为：，重物速度的大小为：； （3）如果系统（重物、）的机械能守恒，则有：，整理得 ； 13．（11分）“抛石机”是古代战争中常用的一种设备。如图所示，某学习小组用自制的抛石机演练抛石过程。已知所用抛石机长臂的长度，质量的石块装在长臂末端的口袋中，开始时长臂处于静止状态，与水平面夹角。现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，水平抛出前瞬间，长臂转动的角速度，抛出后垂直打在倾角为的斜面上。不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）石块打在斜面上的点距地面高度； （2）斜面的右端点距抛出点的水平距离。 【答案】（1），方向向西；（2） 【解析】（1）石块平抛的初速度为：，代入数据得，石块垂直打在斜面上，则，则石块平抛运动的下落距离为，联立解得，则石块打在斜面上的点距地面高度为：，代入数据得； （2）石块平抛运动的时间为：，代入数据得，斜面的右端点距抛出点的水平距离为：，代入数据得。 14．（13分）块同样的木板一个一个紧挨着静止放在足够大的水平地面上，每个木板质量均为、长，它们与地面之间的动摩擦因数均为。在第块木板左端放一质量为的可视为质点的铅块，它与木板间的动摩擦因数，现给铅块一水平向右的初速度，使其在木板上方滑行。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，，取，。求： （1）铅块刚滑过第块木板时的速度大小； （2）第块木板刚开始滑动时的加速度大小； 【答案】（1）；（2） 【解析】（1）铅块对木板作用力，木板与地面之间的最大静摩擦力，所以铅块在滑过第一个木板时，木板静止，对铅块有：，由牛顿第二定律得，代入数据解得； （2）设剩余块时木板刚好静止，有：对剩余木板，由牛顿第二定律得：代入数据解得，说明滑上第块时木板刚好静止。滑上第块木板左侧时，第块木板开始滑动。 对第、、三块木块，由牛顿第二定律得：，代入数据解得。 15．如图甲所示，某同学利用乐高拼装积木搭建一游戏轨道，其结构简图如图乙所示。该轨道由固定的竖直轨道，半径分别为、、的三个半圆轨道、、，半径为的四分之一圆弧轨道，长度的水平轨道组成，轨道和轨道前后错开，除水平轨道段外其他轨道均光滑，且各处平滑连接。可视为质点的滑块从点由静止释放，恰好可以通过轨道的最高点，不计空气阻力。 （1）求、两点的高度差； （2）要使物块至少经过点一次，且运动过程中始终不脱离轨道，求滑块与水平轨道间的动摩擦因数的范围； （3）若半圆轨道中缺一块圆心角为的圆弧积木（、关于对称），滑块从飞出后恰能无碰撞从进入轨道，求的值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）滑块恰好经过，重力提供向心力，滑块从到，根据动能定理 ，联立解得； （2）若恰好滑到点停下，根据动能定理，解得； 当到点速度为零，根据动能定理，解得； 当返回时不超过点，根据动能定理，解得； 综上可得滑块与水平轨道间的动摩擦因数的范围； （3）点到点过程中根据动能定理，设点到最高点时间为，则有，，解得，可得。另一解舍去。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 广州市第五中学2024学年第一学期第一次月考 高三物理试卷 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．无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为的雨滴在地面附近以速率下落高度的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为）（ ） A． B． C． D． 2．利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时，（ ） A．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左 B．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左 C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力 D．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力 3．年月，杭亚会滑板男子碗池决赛，中国年仅岁的小将陈烨以分夺冠。图示为陈烨在比赛中腾空越过障碍物，若忽略一切阻力，那么腾空过程中（ ） A．运动员腾空过程中处于超重状态 B．运动员和滑板构成的系统机械能守恒 C．最高点时人的速度为零，但加速度不为零 D．运动员上升过程滑板对人的作用力不为零 4．如图所示，质量为的木块放置在倾角为的固定斜面上，通过一根不可伸长的细线绕过固定在斜面上的轻滑轮与质量为、套在杆上的小球相连，小球以速率向左匀速运动，不计空气阻力和一切摩擦力，重力加速度为。当细线与水平杆的夹角为时（ ） A．木块的速度大小为 B．木块的速度大小为 C．细线的拉力大于 D．细线的拉力小于 5．抖空竹是我国传统体育运动之一，在民间流行的历史至少在年以上。如图所示，若抖空竹者保持一只手不动，另一只手沿图中的四个方向缓慢移动，忽略空竹转动的影响，不计空竹和绳子间的摩擦力，且认为细线不可伸长。下列说法正确的是（ ） A．沿虚线向左移动时，细线的拉力将增大 B．沿虚线向上移动时，细线的拉力将减小 C．沿虚线斜向上移动时，细线的拉力将增大 D．沿虚线向右移动时，空竹所受的合力将增大 6．北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务。在北斗卫星导航系统中有、两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，某一时刻，卫星和卫星相距最近，距离为。经过时间，卫星和卫星第一次相距最远，距离为，不考虑卫星间的万有引力，已知地球的半径为，万有引力常量为，卫星的周期为，下列说法正确的是（ ） A．地球的密度为 B．卫星的周期为 C．卫星的环绕速度大于 D．地球对卫星的万有引力大于地球对卫星的万有引力 7．如图所示，物体、用细线连接，在同一高度做匀速圆周运动，且圆心均为点。在某时刻，两细线同时断裂，两物体同时开始做平抛运动，并同时落在水平面上的同一点。连接、的细线长度分别为、，、圆周运动的半径分别为、，则点到水平面的高度为（，忽略物体的大小和细线质量）（ ） A． B． C． D． 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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8．如图所示，游乐园里有一种叫“飞椅”的游乐项目。钢绳一端系着座椅，另一端固定在水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。在开始启动的一段时间内，转盘逐渐加速转动，在转盘角速度增大的过程中，对飞椅和游客整体受力分析，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A．重力做正功 B．重力做负功 C．拉力做正功 D．拉力做负功 9．如图所示，起重机以额定功率将地面上质量为的重物由静止沿竖直方向吊起，秒后，重物开始以的速度向上做匀速直线运动，忽略空气阻力，重力加速度取，以下说法正确的是（ ） A．秒内重物所受起重机牵引力逐渐变大 B．秒内重物的加速度大小恒为 C．秒内重物克服重力做功 D．起重机的额定功率为 10．为预防电梯缆绳断裂的安全事故，电梯井底和电梯上分别安装有缓冲弹簧和安全钳，装置简化如图所示。现质量为的电梯，因缆绳断裂而坠落，刚接触弹簧时的速度为，弹簧被压缩了时电梯停止运动，下落过程中安全钳提供给电梯的滑动摩擦力。已知弹簧的弹性势能为（为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量），不计空气阻力及弹簧自重，取。则（ ） A．整个运动过程中电梯一直处于失重状态 B．整个运动过程电梯刚接触弹簧时速度最大 C．该缓冲弹簧的劲度系数为 D．停止运动时安全钳提供给电梯的摩擦力为 三、非选择题（本题共5小题，共54分 。请把正确答案用黑色钢笔或签字笔作答，答案必须写在答卷各题目指定区域内相应位置上） 11．（6分）某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材“验证力的平行四边形定则”，设计的实验装置如图。固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心的正上方点，另一端系绳套和绳套。 实验步骤如下： ①弹簧测力计挂在绳套上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达点，记下弹簧测力计的示数； ②弹簧测力计挂在绳套上，手拉着绳套，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到点，此时绳套沿方向，绳套沿方向，弹簧测力计的示数为； ③根据力的平行四边形定则计算绳套的拉力___________； ④比较与的大小，在误差允许的范围内，若____________________，则初步验证了力的平行四边形定则。 12．（9分）某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。 （1）实验时，该同学进行了如下操作： ①用天平分别测出物块、的质量和（的质量含遮光片）； ②用分度游标卡尺测量遮光片的挡光宽度，示数如图乙所示，游标卡尺的示数为____________； （2）将重物、用轻绳按图甲所示连接，跨放在轻质定滑轮上，一个同学用手托住重物，另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的坚直距离，之后释放重物使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为，则重物速度的大小为________________（用题目给定的或测得的物理量符号表示）。 （3）要验证系统（重物、）的机械能守恒，应满足的关系式为____________________（用质量、，重力加速度为，遮光片经过光电门的时间为，遮光片的宽度和距离表示）。 13．（11分）“抛石机”是古代战争中常用的一种设备。如图所示，某学习小组用自制的抛石机演练抛石过程。已知所用抛石机长臂的长度，质量的石块装在长臂末端的口袋中，开始时长臂处于静止状态，与水平面夹角。现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，水平抛出前瞬间，长臂转动的角速度，抛出后垂直打在倾角为的斜面上。不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）石块打在斜面上的点距地面高度； （2）斜面的右端点距抛出点的水平距离。 14．（13分）块同样的木板一个一个紧挨着静止放在足够大的水平地面上，每个木板质量均为、长，它们与地面之间的动摩擦因数均为。在第块木板左端放一质量为的可视为质点的铅块，它与木板间的动摩擦因数，现给铅块一水平向右的初速度，使其在木板上方滑行。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，，取，。求： （1）铅块刚滑过第块木板时的速度大小； （2）第块木板刚开始滑动时的加速度大小； 15．如图甲所示，某同学利用乐高拼装积木搭建一游戏轨道，其结构简图如图乙所示。该轨道由固定的竖直轨道，半径分别为、、的三个半圆轨道、、，半径为的四分之一圆弧轨道，长度的水平轨道组成，轨道和轨道前后错开，除水平轨道段外其他轨道均光滑，且各处平滑连接。可视为质点的滑块从点由静止释放，恰好可以通过轨道的最高点，不计空气阻力。 （1）求、两点的高度差； （2）要使物块至少经过点一次，且运动过程中始终不脱离轨道，求滑块与水平轨道间的动摩擦因数的范围； （3）若半圆轨道中缺一块圆心角为的圆弧积木（、关于对称），滑块从飞出后恰能无碰撞从进入轨道，求的值。 学科网（北京）股份有限公司 $$