精品解析：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m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为g）（　　） A. 0 B. mgh C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】在地面附近雨滴做匀速运动，根据动能定理得 故雨滴克服空气阻力做功为。 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】 【详解】A．当墨条速度方向水平向左时，墨条相对于砚台向左运动，故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右，故A错误； B．根据牛顿第三定律，墨条对砚台的摩擦力方向水平向左，由于砚台处于静止状态，故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故B错误； C．由于砚台处于静止状态，水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，故C正确； D．桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力，故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力，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】 【详解】AD．上升过程中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m的木块a放置在倾角为α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m、套在杆上的小球b相连，小球以速率v向左匀速运动，不计空气阻力和一切摩擦力，重力加速度为g。当细线与水平杆的夹角为β时（  ） A. 木块a的速度大小为v B. 木块a的速度大小为 C. 细线的拉力大于mgsinα D. 细线的拉力小于mgsinα 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小球b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 木块a的速度大小等于 故AB错误； CD．小球b向左运动过程中，逐渐减小，则木块a的速度逐渐增大，即木块a做加速运动，细线的拉力大于mgsinα，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600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a向左移动时，细线的拉力将增大 B. 沿虚线b向上移动时，细线的拉力将减小 C. 沿虚线c斜向上移动时，细线的拉力将增大 D. 沿虚线d向右移动时，空竹所受的合力将增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．空竹受力如图所示 由于空竹缓慢移动，则其受力平衡，由平衡条件可知 设绳长为L，由几何关系可知 当一只手沿虚线a缓慢向左移动时，d减小，减小，增大，细线拉力F将减小，故A错误； B．当沿虚线b向上移动时，d不变，不变，不变，细线拉力F不变，故B错误； C．当沿虚线c斜向上移动时，d增大，增大，减小，细线拉力F将增大，故C正确。 D．由于空竹缓慢移动，受力平衡，其合力大小始终为零，故D错误。 故选C。 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A、B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A和卫星B相距最近，距离为2r。经过t时间，卫星A和卫星B第一次相距最远，距离为4r。不考虑卫星间的万有引力，已知地球的半径为r，万有引力常量为G，卫星A的周期为（），下列说法正确的是（　　） A. 地球的密度为 B. 卫星B的周期为 C. 卫星B的环绕速度小于7.9km/s D. 地球对卫星A的万有引力大于地球对卫星B的万有引力 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由题意可知，卫星A的运动半径为r，即卫星A为近地卫星，根据 ，， 得 A正确； B．经过t时间，两卫星由最近第一次变为最远，则 得 B错误； C．卫星B的轨道半径较大，环绕速度应小于第一宇宙速度7.9km/s，C正确； D．两卫星质量未知，故无法求得地球对两卫星万有引力的大小关系，D错误。 故选AC。 7. 如图所示，物体A、B用细线连接，在同一高度做匀速圆周运动，且圆心均为点O。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A、B的细线长度分别为10、5，A、B圆周运动的半径分别为6、4，则O点到水平面的高度为（忽略物体的大小和细线质量）（　　） A. 10 B. 12 C. 13 D. 14 【答案】B 【解析】 【详解】由几何关系可知连接A物体的细线与竖直方向夹角为，连接B物体的细线与竖直方向夹角为。由圆周运动向心力公式可知 ， 可求出 ， A和B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 解得 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】 【详解】AB．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，转动盘半径为，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。故A错误，B正确； CD．由题意知飞椅和游客整体动能增大，根据动能定理可知，钢绳拉力做正功。故C正确，D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】 【详解】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（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），不计空气阻力及弹簧自重，g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】 【详解】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F合>F弹，电梯加速向下运动；随弹力的增加，当F合<F弹时，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F合=F弹时电梯速度最大，选项AB错误； C．由能量关系可知 解得 选项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，选项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. 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】 ①. ②. ③. 【解析】 【详解】③[1]由力的平行四边形定则可计算出绳套的拉力为 ④[2][3]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，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. 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________cm； （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竖直距离，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】 【详解】（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. “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g取。求： （1）石块打在斜面上的点距地面高度； （2）斜面的右端点A距抛出点的水平距离。 【答案】（1）1.75m；（2）0.75m 【解析】 【详解】（1）石块平抛的初速度为 石块垂直打在斜面上，则 则石块平抛运动的下落距离为 则石块打在斜面上的点距地面高度为 （2）石块平抛运动的时间为 斜面的右端点A距抛出点的水平距离为 14. 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】 【详解】（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AB，半径分别为、0.5r、1.5r的三个半圆轨道、、，半径为r的四分之一圆弧轨道，长度的水平轨道EF组成，轨道和轨道前后错开，除水平轨道EF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A点由静止释放，恰好可以通过轨道的最高点D，不计空气阻力。 （1）求A、C两点的高度差h； （2）要使物块至少经过F点一次，且运动过程中始终不脱离轨道，求滑块与水平轨道EF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（I、J关于对称），滑块从I飞出后恰能无碰撞从J进入轨道，求的值。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）滑块恰好经过，重力提供向心力 滑块从A到D，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EF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。 第1页/共1页 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m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为g）（　　） A. 0 B. mgh 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m的木块a放置在倾角为α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m、套在杆上的小球b相连，小球以速率v向左匀速运动，不计空气阻力和一切摩擦力，重力加速度为g。当细线与水平杆的夹角为β时（  ） A. 木块a的速度大小为v B. 木块a的速度大小为 C. 细线的拉力大于mgsinα D. 细线的拉力小于mgsinα 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600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a向左移动时，细线的拉力将增大 B. 沿虚线b向上移动时，细线的拉力将减小 C. 沿虚线c斜向上移动时，细线的拉力将增大 D. 沿虚线d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A、B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A和卫星B相距最近，距离为2r。经过t时间，卫星A和卫星B第一次相距最远，距离为4r。不考虑卫星间的万有引力，已知地球的半径为r，万有引力常量为G，卫星A的周期为（），下列说法正确的是（　　） A. 地球的密度为 B. 卫星B的周期为 C. 卫星B的环绕速度小于7.9km/s D. 地球对卫星A的万有引力大于地球对卫星B的万有引力 7. 如图所示，物体A、B用细线连接，在同一高度做匀速圆周运动，且圆心均为点O。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A、B的细线长度分别为10、5，A、B圆周运动的半径分别为6、4，则O点到水平面的高度为（忽略物体的大小和细线质量）（　　） A. 10 B. 12 C. 13 D. 14 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（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），不计空气阻力及弹簧自重，g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. 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. 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________cm； （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竖直距离，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. “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g取。求： （1）石块打在斜面上的点距地面高度； （2）斜面的右端点A距抛出点的水平距离。 14. 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AB，半径分别为、0.5r、1.5r的三个半圆轨道、、，半径为r的四分之一圆弧轨道，长度的水平轨道EF组成，轨道和轨道前后错开，除水平轨道EF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A点由静止释放，恰好可以通过轨道的最高点D，不计空气阻力。 （1）求A、C两点的高度差h； （2）要使物块至少经过F点一次，且运动过程中始终不脱离轨道，求滑块与水平轨道EF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（I、J关于对称），滑块从I飞出后恰能无碰撞从J进入轨道，求的值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $