精品解析：江西省南昌市第二中学2024-2025学年高三上学期月考（二）（期中）物理试题

南昌二中2024-2025学年度上学期高三 物理月考 一、选择题（共46分。1-7题单选，每题４分；8-10题多选，全选对得6分，选对但不全得3分，有错选得0分。） 1. 物体在运动过程中经历一段时间其动量发生变化，根据国际单位制的量纲判断，下列单位中不属于“物体单位时间内的动量变化量”这一物理量的是（　　） A. kg·m/s2 B. kg·m/s C. N D. J/m 2. 冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，由此可知，冥王星绕O点运动的 A. 轨道半径约为卡戎的 B. 角速度大小约为卡戎的 C. 线速度大小约为卡戎的7倍 D. 向心力大小约为卡戎的7倍 3. 如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮出水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动．为使水波能带动叶片振动，可用的方法是 A 提高波源频率 B. 降低波源频率 C. 增加波源距桥墩的距离 D. 减小波源距桥墩距离 4. 放风筝是人们喜爱的一种户外运动，风筝当中也蕴含中很多科学道理，如图所示，若风筝借助于均匀的风对其作用力以及牵线拉力的作用，才得以在空中处于平衡状态；风筝平面AB与地面夹角为30°，与绳子的夹角是53°，风筝质量为300g，若风对风筝的作用力与风筝平面相垂直，g取10m/s2，则风对风筝的作用力的大小为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，固定着三个带电小球a、b、c，三球在一条直线上，其质量之比为1∶2∶4，设向右为正方向，若仅释放a球，a球的初始加速度为，若仅释放c球，c球初始加速度为，当仅释放b球时，b球的初始加速度为（　　） A. 3m/s2 B. C. 5m/s2 D. 6. 质量为M的列车沿平直轨道上匀速前进，某时刻尾部一段质量为m的车厢脱钩，司机发现时机车已经行驶了一段距离L。司机立刻关闭发动机，若列车各部分受到的阻力都与其重量成正比，关闭发动机之前机车的牵引力大小不变，则机车与车厢两部分都停下时，它们之间的距离为（　　） A. B. C. D. 7. 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，电荷量为Q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，轴线上CO=DO=3R。一质量为m、电荷量为q的小球（用绝缘细线悬挂于悬点），受半球面产生的电场影响偏转θ角度静止于C点，（若球C与半球面AB彼此不影响对方的电量分布）则半球面AB在D点产生的场强大小为（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，沿水平方向做简谐运动的质点，依次通过相距L的A、B两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第一次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（　　） A. ，t B. ，24t C. ，t D. ，24t 9. 如图甲所示，长度水平传送带顺时针匀速转动，其右端与一半径的竖直光滑半圆弧轨道相切于Q点。质量为的小物块以初速度冲上传送带的左端P点，在传送带上向右运动后进入圆弧轨道。图乙给出在传送带以不同速率运行时，小物块第一次在圆弧轨道上所能到达的最大高度h与传送带的转动速率的关系，其中段为直线，段为曲线。小物块可视为质点，与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取。则（　　） A. B. C D. 10. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是对称的曲线，x2～x3 段是直线，则下列说法正确的是（　　） A. 在0～x2段，x1 处的电场强度最小但不等于零 B. x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为 C. 粒子在x2～x3段速度v随x均匀减小 D. 粒子在x1～x2之间电场力做负功 二、填空题（每空2分，共计16分） 11. 物体在空间站中，由于完全失重，无法直接用天平测量其质量。某兴趣小组成员在观看了“天宫课堂”中，航天员演示的“动量守恒实验”（如图甲所示）之后，提出了一种利用动量守恒在空间站测质量的设想（实验装置如图乙所示）。在某次实验中，A、B两个体积相同的钢球置于实验平台上，两球之间放一质量不计的压缩并锁定的轻质弹簧，某时刻解除锁定，A、B两小球在同一直线上运动，利用闪光频率为10Hz的照相机获取的一组频闪照片，如图丙所示。已知A球为标准小球，其质量为，B小球质量为（待测，弹簧与A、B物体脱离后，静止停留于原地）。 （1）脱离弹簧后，小球A相对于空间站的地面做______运动，速度大小为______（保留两位有效数字）。 （2）根据实验数据测算可得小球B的质量大小是______kg（保留两位有效数字）。 （3）该实验搬到地面上，将两小球放在光滑水平面上，利用上述实验______（选填“能”或“不能”）测量小球B的质量。 12. 老师组织物理兴趣小组到梅岭罗汉峰体验物理沉浸式课堂，他们登上罗汉峰后，粗略测出山顶处的重力加速度。实验过程简化为用轻质细绳拴住一不规则的小石头M系在树枝上A点做成一个单摆，如图甲所示。同学们首先用卷尺测出悬绳长L作为摆长，然后将小石头拉开一个小角度，由静止释放，使其在竖直平面内摆动（假设树枝始终静止），利用手机秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。 （1）利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g＝________。 （2）老师告诉学生就算单摆周期测量正确，按照上面方法测量计算出来的山顶处重力加速度值仍比真实值________（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 （3）为了减小实验误差，老师指导学生对该实验数据处理进行改进，多次改变悬绳长L， 测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制图像，如图乙所示。由图可知重力加速度g＝________（用图中字母表示）。采用上述方法________（选填“需要”或“不需要”）测量小石头重心到悬点A的距离。 三、计算题（12分+12分+14分=40分） 13. 投石机是运用杠杆原理设计和制造的一种古代用于军事攻城的大型器械。如图为投石机的简化示意图，其长臂的长度为L=10m，短臂的长度为l=2m，质量为m=7kg的石块装在长臂末端的弹袋中，质量为M=50kg的重锤安装于短臂末端。初始时长臂被绞索固定，杠杆处于静止状态，其与水平面的夹角为。不计一切阻力，释放杠杆，重锤落下带动杠杆自由转动，当长臂转动至竖直位置时，杠杆被制动而停止，石块被水平抛出，求石块被投出时的水平速度和此时重锤的速度大小。 14. 如图甲所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为和的两质点，图甲为时刻的波形图，图乙为质点P的振动图像。求： （1）波的传播速度大小； （2）Q点沿y轴正向振动时速度最大的时刻； （3）P、Q两质点速度相同的时刻。 15. 如图所示，在光滑水平轨道上有一质量为m的足够长的长木板A，质量为3m的滑块B置于A的左端、A与B之间的动摩擦因数为；在光滑水平轨道上放着2025个滑块（视为质点〉，滑块的质量均为2m、编号依次为1、2、3、4、…、2024、2025。开始时长木板A静止，现使滑块B瞬间获得向右的初速度，当A、B刚达到共速时，长板A恰好与滑块1发生第1次弹性碰撞。经过一段时间，A，B再次刚达到共速时，长木板A恰好与滑块1发生第2次弹性碰撞，之后每次A、B共速时，长板A都恰好与滑块1发生弹性碰撞，直至最后与A发生2025次碰撞。重力加速度为g，且滑块间的碰撞均为弹性碰撞，每次碰撞时间极短，求：（你可能会用到，） （1）长木板A与滑块1第一次碰撞后A的速度大小； （2）滑块1与滑块2之间的距离； （3）当A与滑块1发生第2025次碰撞时，此时滑块1与滑块2025之间距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 南昌二中2024-2025学年度上学期高三 物理月考 一、选择题（共46分。1-7题单选，每题４分；8-10题多选，全选对得6分，选对但不全得3分，有错选得0分。） 1. 物体在运动过程中经历一段时间其动量发生变化，根据国际单位制的量纲判断，下列单位中不属于“物体单位时间内的动量变化量”这一物理量的是（　　） A. kg·m/s2 B. kg·m/s C. N D. J/m 【答案】B 【解析】 【详解】单位时间内的动量变化量 国际单位制中，质量单位为kg，加速度单位m/s2，力的单位为N或kg·m/s2，故物体单位时间内的动量变化量单位可以为kg·m/s2，N，J/m，不可能为。 故选B 。 2. 冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，由此可知，冥王星绕O点运动的 A. 轨道半径约为卡戎的 B. 角速度大小约为卡戎的 C. 线速度大小约为卡戎的7倍 D. 向心力大小约为卡戎的7倍 【答案】A 【解析】 【详解】冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统．所以冥王星和卡戎周期是相等的，角速度也是相等的．A、它们之间的万有引力提供各自的向心力得：，质量比约为7：1，所以冥王星绕O点运动的轨道半径约为卡戎的，故A正确．B、冥王星和卡戎周期是相等的，角速度也是相等的，故B错误．C、根据线速度v=ωr得冥王星线速度大小约为卡戎的，故C错误．D、它们之间的万有引力提供各自的向心力，冥王星和卡戎向心力大小相等，故D错误．故选A． 【点睛】由于双星和它们围绕运动的中心点总保持三点共线，所以在相同时间内转过的角度必相等，即双星做匀速圆周运动的角速度必相等，角速度相等，周期也必然相同． 3. 如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮出水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动．为使水波能带动叶片振动，可用的方法是 A. 提高波源频率 B. 降低波源频率 C. 增加波源距桥墩的距离 D. 减小波源距桥墩的距离 【答案】B 【解析】 【详解】拍打水面时，水波中的质点上下振动，形成的波向前传播，提高拍打水面的频率，则质点振动的频率增加，波的频率与振动的频率相等，根据，波速不变，频率增大，波长减小，衍射现象不明显，反之降低频率，波长增大，衍射现象更明显．故A错误，B正确．C、D错误．故选B． 【点睛】解决本题的关键知道质点振动的频率与波传播的频率相等，以及掌握波发生明显衍射的条件：孔缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相近或更小． 4. 放风筝是人们喜爱的一种户外运动，风筝当中也蕴含中很多科学道理，如图所示，若风筝借助于均匀的风对其作用力以及牵线拉力的作用，才得以在空中处于平衡状态；风筝平面AB与地面夹角为30°，与绳子的夹角是53°，风筝质量为300g，若风对风筝的作用力与风筝平面相垂直，g取10m/s2，则风对风筝的作用力的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】沿着风筝方向，根据平衡条件得 垂直于风筝方向，根据平衡条件得 解得 故选B。 5. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，固定着三个带电小球a、b、c，三球在一条直线上，其质量之比为1∶2∶4，设向右为正方向，若仅释放a球，a球的初始加速度为，若仅释放c球，c球初始加速度为，当仅释放b球时，b球的初始加速度为（　　） A. 3m/s2 B. C. 5m/s2 D. 【答案】B 【解析】 【详解】设三个小球的质量分别为、、，则若仅释放a球，根据牛顿第二定律 若仅释放c球，根据牛顿第二定律 根据牛顿第三定律 当仅释放b球时，根据牛顿第二定律 解得 故选B。 6. 质量为M的列车沿平直轨道上匀速前进，某时刻尾部一段质量为m的车厢脱钩，司机发现时机车已经行驶了一段距离L。司机立刻关闭发动机，若列车各部分受到的阻力都与其重量成正比，关闭发动机之前机车的牵引力大小不变，则机车与车厢两部分都停下时，它们之间的距离为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设车厢和车头运动的距离分别为x1、x2，分别对车厢和车头根据动能定理得 解得 故选D。 7. 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，电荷量为Q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，轴线上CO=DO=3R。一质量为m、电荷量为q的小球（用绝缘细线悬挂于悬点），受半球面产生的电场影响偏转θ角度静止于C点，（若球C与半球面AB彼此不影响对方的电量分布）则半球面AB在D点产生的场强大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设半球面AB在D点产生的场强大小为E1，在C点产生的场强大小为E2，根据平衡条件得 补齐右半球，D点的合场强为 解得 故选D。 8. 如图所示，沿水平方向做简谐运动的质点，依次通过相距L的A、B两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第一次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（　　） A. ，t B. ，24t C. ，t D. ，24t 【答案】BC 【解析】 【详解】设简谐运动振幅为A，周期为T，题意知A、B点位移大小分别为 设从平衡位置O开始计时，可得简谐运动表达式 若平衡位置在A的左侧，设振子从平衡位置从O到A、B点时间分别为，则 联立以上解得 题意可得 联立解得 若平衡位置在AB之间，设振子从A到平衡位置和从平衡位置到B点时间分别为，则根据题意有 联立以上解得 题意可得 联立解得 故选 BC。 9. 如图甲所示，长度的水平传送带顺时针匀速转动，其右端与一半径的竖直光滑半圆弧轨道相切于Q点。质量为的小物块以初速度冲上传送带的左端P点，在传送带上向右运动后进入圆弧轨道。图乙给出在传送带以不同速率运行时，小物块第一次在圆弧轨道上所能到达的最大高度h与传送带的转动速率的关系，其中段为直线，段为曲线。小物块可视为质点，与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取。则（　　） A. B. C. D. 【答案】ACD 【解析】 【详解】AD．由图乙，可知当传送带的速度为零时，对小物块根据动能定理有 代入相关已知数据求得，小物块第一次到达Q点的速度为 若传送带的速度，则物块第一次到达Q点时的速度均为，则小物块在圆弧轨道上上升的高度不随变化而变化，故可得 根据动能定理，有 求得 故AD正确； B．结合前面选项分析，可知当小物块在传送带上减速第一次到达Q点与传送带有共同速度，且刚好能上升到半圆轨道的一半处。根据动能定理有 求得 故B错误； C．若传送带的速度大于小物块的速度，且小物块一直加速离开传送带，根据动能定理有 求得 即当传送带的速度时，小物块第一次到达点的速度均为。若小物块恰好到达N点，有 求得 此时根据动能定理有 求得 由于，即当小物块第一次到达点时的速度满足 小物块在圆弧轨道上上升的高度不变，则有 故C正确。 故选ACD。 10. 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是对称的曲线，x2～x3 段是直线，则下列说法正确的是（　　） A. 在0～x2段，x1 处的电场强度最小但不等于零 B. x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为 C. 粒子在x2～x3段速度v随x均匀减小 D. 粒子在x1～x2之间电场力做负功 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图像斜率表示电场力，在0～x2段，斜率先减小后增大，电场力先减小后增大，所以电场强度先减小后增大，在x1 处的电场强度最小等于零，A错误； BD．电荷从x1运动到x3，电势能增加，电场力做负功，电场力沿-x方向，电场强度沿+x方向，所以 BD正确； C．电荷从x2运动到x3，电势能增加，电场力做负功，动能减小，速度减小，图像的斜率不变，则粒子受到的电场力不变，所以粒子做匀减速直线运动，即速度随时间均匀减小，而非随位移变化均匀减小，故C错误。 故选BD。 二、填空题（每空2分，共计16分） 11. 物体在空间站中，由于完全失重，无法直接用天平测量其质量。某兴趣小组成员在观看了“天宫课堂”中，航天员演示的“动量守恒实验”（如图甲所示）之后，提出了一种利用动量守恒在空间站测质量的设想（实验装置如图乙所示）。在某次实验中，A、B两个体积相同的钢球置于实验平台上，两球之间放一质量不计的压缩并锁定的轻质弹簧，某时刻解除锁定，A、B两小球在同一直线上运动，利用闪光频率为10Hz的照相机获取的一组频闪照片，如图丙所示。已知A球为标准小球，其质量为，B小球质量为（待测，弹簧与A、B物体脱离后，静止停留于原地）。 （1）脱离弹簧后，小球A相对于空间站的地面做______运动，速度大小为______（保留两位有效数字）。 （2）根据实验数据测算可得小球B的质量大小是______kg（保留两位有效数字）。 （3）该实验搬到地面上，将两小球放在光滑水平面上，利用上述实验______（选填“能”或“不能”）测量小球B的质量。 【答案】 ①. 匀速直线 ②. ③. ④. 能 【解析】 【详解】（1）[1]由丙图可知，脱离弹簧后，小球A相对于空间站地面做匀速直线运动； [2]由照相机的频率可知周期为 则由图可知，小球A速度大小为 （2）[3]由图可知，B速度大小为 由动量守恒可知 代入数值可得 （3）[4]该实验搬到地面上，将两小球放在光滑水平面上，动量守恒依然成立，故能测出小球B的质量。 12. 老师组织物理兴趣小组到梅岭罗汉峰体验物理沉浸式课堂，他们登上罗汉峰后，粗略测出山顶处的重力加速度。实验过程简化为用轻质细绳拴住一不规则的小石头M系在树枝上A点做成一个单摆，如图甲所示。同学们首先用卷尺测出悬绳长L作为摆长，然后将小石头拉开一个小角度，由静止释放，使其在竖直平面内摆动（假设树枝始终静止），利用手机秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。 （1）利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g＝________。 （2）老师告诉学生就算单摆周期测量正确，按照上面方法测量计算出来的山顶处重力加速度值仍比真实值________（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 （3）为了减小实验误差，老师指导学生对该实验数据处理进行改进，多次改变悬绳长L， 测量对应单摆周期T，用多组实验数据绘制图像，如图乙所示。由图可知重力加速度g＝________（用图中字母表示）。采用上述方法________（选填“需要”或“不需要”）测量小石头重心到悬点A的距离。 【答案】 ①. ②. 偏小 ③. ④. 不需要 【解析】 【详解】（1）[1]由题，单摆完成n次全振动所用的时间t，单摆的周期 由单摆的周期公式 得 （2）[2]单摆的摆长应等于悬点到石块重心的距离，测量摆长时，摆长L偏小，则由重力加速度的表达式 可知，重力加速度值比真实值偏小。 （3）[3][4]根据 得 图像斜率 则 采用上述方法利用图像斜率求重力加速度，不需要测量小石头重心到悬点A的距离。 三、计算题（12分+12分+14分=40分） 13. 投石机是运用杠杆原理设计和制造的一种古代用于军事攻城的大型器械。如图为投石机的简化示意图，其长臂的长度为L=10m，短臂的长度为l=2m，质量为m=7kg的石块装在长臂末端的弹袋中，质量为M=50kg的重锤安装于短臂末端。初始时长臂被绞索固定，杠杆处于静止状态，其与水平面的夹角为。不计一切阻力，释放杠杆，重锤落下带动杠杆自由转动，当长臂转动至竖直位置时，杠杆被制动而停止，石块被水平抛出，求石块被投出时的水平速度和此时重锤的速度大小。 【答案】， 【解析】 【详解】根据题意，设石块被投出时的水平速度为，此时重锤的速度为，由可知 由机械能守恒定律有 联立代入数据解得 ， 14. 如图甲所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为t时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为和的两质点，图甲为时刻的波形图，图乙为质点P的振动图像。求： （1）波的传播速度大小； （2）Q点沿y轴正向振动时速度最大的时刻； （3）P、Q两质点速度相同的时刻。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图可知，波长，周期。波速为 【小问2详解】 当时，位于平衡位置且向上运动的点的振动状态传到Q时，Q点速度最大且向上运动， 故 其中 【小问3详解】 P、Q两质点的平衡位置的中点R的坐标为 当质点R的位移等于零时，质点P、Q的速度相等；又因为该简谐波向x轴正方向传播，质点R运动到平衡位置所需时间为 （其中） 15. 如图所示，在光滑水平轨道上有一质量为m的足够长的长木板A，质量为3m的滑块B置于A的左端、A与B之间的动摩擦因数为；在光滑水平轨道上放着2025个滑块（视为质点〉，滑块的质量均为2m、编号依次为1、2、3、4、…、2024、2025。开始时长木板A静止，现使滑块B瞬间获得向右的初速度，当A、B刚达到共速时，长板A恰好与滑块1发生第1次弹性碰撞。经过一段时间，A，B再次刚达到共速时，长木板A恰好与滑块1发生第2次弹性碰撞，之后每次A、B共速时，长板A都恰好与滑块1发生弹性碰撞，直至最后与A发生2025次碰撞。重力加速度为g，且滑块间的碰撞均为弹性碰撞，每次碰撞时间极短，求：（你可能会用到，） （1）长木板A与滑块1第一次碰撞后A的速度大小； （2）滑块1与滑块2之间的距离； （3）当A与滑块1发生第2025次碰撞时，此时滑块1与滑块2025之间距离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）从开始运动到A、B第一次共速，由动量守恒得 得 取向右为正方向，A与滑块1碰撞过程可得 解得 ， 负号表示方向与正方向相反； （2）从A与滑块1碰撞到AB第二次共速，由动量守恒可得 解得 因为所有小滑块质量相等，小滑块间碰撞时速度互换，撞后滑块1静止，滑块2速度变为，同理，滑块2与滑块3碰撞两者速度再次互换……以此类推，所以滑块1、2之间的距离d1就等于A第一次与滑块1碰撞到再次与滑块1碰撞的过程中A的位移，设物块AB加速度大小分别为和，有 ， 解得 ， 由匀变速运动规律有 （3）由第二问可知 同理可知 则A与滑块1第2025次碰撞后，AB共速时有 此时经历的时间 可知此时滑块2025距滑块1的初始位置的距离为 同理根据（1）中分析可得A与滑块1第2次碰撞后，A的速度大小为 可得滑块2、3之间的距离 同理滑块3、4之间的距离 以此类推可得滑块2024、2025之间的距离 所以可知初始状态时滑块1与滑块2025之间的距离为 故当A与滑块1发生第2025次碰撞时，此时滑块1与滑块2025之间的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$