辽宁省沈阳市郊联体2024-2025学年高三上学期10月月考物理试卷（解析版）

辽宁省重点高中沈阳市郊联体2024—2025学年度上学期10月月考高三年级试题物理考试时间：75分钟试卷满分100分注意事项：本试卷由第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分组成。第Ⅰ卷选择题部分，一律用2B铅笔按题号依次涂在答题卡上；第Ⅱ卷非选择题部分，按要求答在答题卡相应位置。第Ⅰ卷选择题（共46分）一、选择题，本题共10小题，在每小题给出的四个选项中，第1—7小题只有一个选项符合题目要求，每个小题4分；8—10题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全得3分，选错或不答的得0分。1.在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中正确的是（）A.甲图中，B点逐渐向A点靠近时，观察AB割线的变化，运用了等效替代法，说明质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向B.乙图中，研究红蜡块的运动时，主要运用了理想化模型法的思想C.丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法D.丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了极限思想【答案】C【解析】A．甲图中，B点逐渐向A点靠近时，观察AB割线的变化，运用了极限思想，质点在A点的瞬时速度方向即为过A点的切线方向，故A错误；B．乙图中，研究红蜡块的运动时，对于合运动和分运动之间，主要运用了等效替代法的思想，故B错误；C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，先控制一些物理量不变，研究其他物理量之间的关系，运用了控制变量法，故C正确；D．丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验通过光线路径将引力造成的微小影响放大，运用了放大法测微小量，故D错误。故选C。2.2024年2月23日中国选手苏翊鸣在第十四届全国冬运会单板滑雪大跳台决赛中摔倒后反击，勇夺金牌。如图是苏翊鸣比赛过程的频闪照片，运动员从高处滑下，通过起跳台起跳，完成各种空翻、转体、抓板等技术动作后落地，以下说法正确的是（）A.研究运动员在空中的动作完成情况时，可以将他看成质点B.腾空中曝光时间间隔内，运动员的速度方向发生了改变C.助滑时运动员两腿尽量深蹬是为了降低重心、增大惯性D.运动员在最高点时加速度一定竖直向下【答案】B【解析】A．研究运动员在空中的动作完成情况时，运动员的形状、大小不能忽略，不可以将他看成质点，故A错误；B．腾空中曝光时间间隔内，运动员做曲线运动，运动员的速度方向发生了改变，故B正确；C．助滑时运动员两腿尽量深蹬是为了降低重心、增大自身的稳定性，惯性不变，故C错误；D．运动员在最高点时受到重力和阻力的作用，加速度方向不是竖直向下，故D错误。故选B。3.某实验小组测得在竖直方向飞行的无人机飞行高度随时间的变化曲线如图所示，为曲线上的点，、段可视为两段直线，其方程分别为和。无人机及其载物的总质量为，取竖直向下为正方向。则（）A.段无人机的速度大小为B.段无人机和载物总动量的变化量为C.段无人机处于失重状态D.段无人机的机械能守恒【答案】B【解析】Ａ．结合方程和图线斜率的含义可知，段无人机的速度大小为4m/s，故A错误；B．段无人机和载物总动量的变化量为故B正确；C．由图像可知，段先向下做减速运动，后向上做加速运动，处于超重状态，故C错误；D．段图像斜率不变，既向上做匀速运动，机械能不守恒，故D错误。故选B。4.2024，是公元第2024个年份，四个数字蕴藏着沈阳的城市密码。如图所示，某同学设计了4个完全相同的木块，紧密并排放在固定的斜面上，分别标记（号）为“2，0，2，4”，不计所有接触处的摩擦，则0号木块左右两侧面所受的弹力之比为（）A.3：2 B.2：3 C.4：3 D.1：2【答案】A【解析】设每个木块的质量为，斜面倾角为；以上方三个木块为整体，根据受力平衡可得0号木块左侧面所受的弹力大小为以上方两个木块为整体，根据受力平衡可得则0号木块右侧面所受的弹力大小为则0号木块左右两侧面所受的弹力之比为故选A。5.质量相等的两物体运动的速度随时间变化的图像如图所示。整个运动过程中，两物体的位移大小分别为、，合外力做的功分别为、，合外力的冲量大小分别为、，加速度大小分别为、下列关系式正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【分析】A．在图像中，图线与时间轴所围的面积表示位移，则有解得故A错误；B．设两物体的质量为，据动能定理得解得故B正确；C．根据动量定理得解得故C错误；D．在中，图线的斜率代表物体的加速度，那么解得故D错误。故选B。6.如图所示，两根轻质细杆一端通过较链连接于O点，另一端通过较链连接在两面互相垂直的竖直墙壁上的A、B两点，在O点通过一轻绳悬挂一质量为m的小球，另一轻绳连接在C、O两点，平衡时两轻质细杆处于水平状态。已知AOBH是在同一水平面内的正方形，且，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.轻绳CO的拉力大小等于小球的重力B.轻绳CO对墙壁的作用力大小为C.轻质细杆BO对墙的作用力为mgD.两根轻质细杆对O点的合力为【答案】C【解析】AB．设，，根据几何关系可知以O点为对象，竖直方向根据受力平衡可知解得轻绳CO的拉力大小为故AB错误；CD．根据对称性可知，两轻杆AO与BO的弹力大小相等，以O点为对象，水平方向根据受力平衡可知解得可知轻质细杆BO对墙的作用力为mg，两根轻质细杆对O点的合力为故C正确，D错误。故选C。7.如图所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端O点与管口A的距离为2x0，一质量为m的小球从管口由静止下落，将弹簧压缩至最低点B，压缩量为x0，不计空气阻力，则（）A.弹簧最大弹性势能为3mgx0B.小球运动的最大速度等于2C.弹簧的劲度系数为D.小球运动中最大加速度为g【答案】A【解析】A．小球下落到最低点时重力势能全部转化为弹簧的弹性势能，此时弹性势能最大，且有Epmax=3mgx0故A正确；C．根据选项A和弹簧弹性势能的表达式有解得故C错误；B．当小球的重力等于弹簧弹力时，小球有最大速度，则有mg=kx再根据弹簧和小球组成的系统机械能守恒有解得最大速度为故B错误；D．小球运动到最低点时有kx0－mg=ma解得a=5g故D错误。故选A。8.如图所示某同学对着竖直墙面练习投篮，在同一高度的A、B两点先后将球斜向上投出，篮球均能垂直打在竖直墙上的同一点P点。不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A.A、B两点投出打到P点的速度大小无法比较B.B点投出打到P点的速度大C.A、B两点投出在空中的运动时间相等D.A、B两点投出在空中的运动时间不相等【答案】BC【解析】CD．篮球做斜抛运动，P点为运动的最高点，利用逆向思维，将其看为平抛运动，由于竖直方向的高度相同，根据可知，篮球运动时间相等，故C正确，D错误；AB．结合上述，篮球运动时间相等，利用逆向思维，水平方向有B点球体水平分位移大一些，则B点球体水平分速度大一些，即B点投出打到P点的速度大，故A错误，B正确。故选BC。9.中国科学院高能物理研究所公布：在某高海拔观测站，成功捕获了来自天鹅座万年前发出的信号。若在天鹅座内有一质量均匀分布的球形“类地球”行星，其密度为ρ，半径为R，自转周期为T，引力常量为G。则下列说法正确的是（）A.该“类地球”行星质量为B.该“类地球”行星的静止轨道卫星的轨道一定与其赤道共面C.该“类地球”行星的静止轨道卫星运行速率为D.该“类地球”行星表面两极的重力加速度大小为【答案】ABD【解析】A．该“类地球”行星质量为故A正确；B．根据万有引力提供向心力，静止轨道卫星与“类地球”行星相对静止，该“类地球”行星的静止轨道卫星的轨道一定与其赤道共面，故B正确；C．根据匀速圆周运动线速度公式，该“类地球”行星的静止轨道卫星运行速率为为该“类地球”行星的同步卫星的轨道半径，并不是“类地球”行星半径R，故C错误；D．根据万有引力与重力的关系解得该“类地球”行星表面两极的重力加速度大小为故D正确。故选ABD。10.如图所示，将质量为2m的重物悬挂在足够长轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的小圆环，圆环套在竖直固定的光滑足够长直杆上，光滑定滑轮与直杆间的距离为d。现将圆环从图中所示的A处由静止释放，此时连接圆环的细绳与水平方向的夹角为，整个过程中重物都只在竖直方向运动且未与定滑轮相碰。忽略定滑轮的质量和大小，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.圆环下落到最低点的过程中，圆环的机械能先减小后增大B.圆环下落到最低点的过程中，圆环的机械能先增大后减小C.圆环下落到与定滑轮等高的位置时，圆环的速度大小为D.圆环下落到与定滑轮等高的位置时，圆环的速度大小为【答案】BD【解析】AB．圆环下落到最低点的过程中，绳的拉力对圆环先做正功后做负功，可知圆环的机械能先增大后减小，选项A错误，B正确；CD．圆环下落到与定滑轮等高的位置时，重物的速度为零，对系统由机械能守恒可得解得圆环的速度大小为选项C错误，D正确。故选BD。第Ⅱ卷非选择题（共54分）二、非选择题（本题共5小题，共54分）11.某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个竖直加速度测量仪。取竖直向下为正方向，重力加速度。实验过程如下：（1）将弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺；（2）不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺2cm刻度处；（3）将下端悬挂质量为100g的钢球，静止时指针位于直尺4cm刻度处，则该弹簧的劲度系数为________N/m；（4）计算出直尺不同刻度对应加速度，并标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度，各刻度对应加速度的值是________（选填“均匀”或“不均匀”）的；（5）如图所示，弹簧下端指针位置的加速度示数应为________（结果保留两位有效数字）。【答案】①.50②.均匀③.【解析】（3）[1]该弹簧劲度系数为（4）[2]根据牛顿第二定律得可知，加速度随形变量成线性关系，则各刻度对应加速度的值是均匀的。（5）[3]弹簧下端指针位置的刻度为2.90cm，即弹簧形变量为0.90cm=0.0090m。代入（4）中方程得12.甲同学，利用气垫导轨和数字计时器记录物体沿斜面下滑的运动过程来《验证机械能守恒定律》，计时系统的工作要借助于光源和光敏管。当滑块经过时，其上的遮光条把光遮住，与光敏管相连的电子电路自动记录遮光的时间，通过数码屏显示出来。实验部分装置和原理图如下所示，已知滑块和挡光板的总质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，挡光板宽度为d，经过光电门1和光电门2的时间分别为t1和t2，在装置上读出两光电门之间的距离，用L表示，则：（1）该同学用螺旋测微器测量遮光条宽度d，如图1，则遮光条宽度d=________mm；（2）该实验中，以下操作正确的是（）A.遮光条宽度越小越好 B.需抬高左侧以平衡摩擦力 C.无需M>m（3）该同学为验证机械能守恒，重力势能的减少量△Ep的表达式是____________，动能的增加量△Eₖ的表达式是______________（以上两空均用字母M、m、d、L、t1、t2表示）；若在误差允许范围内，△Ep近似等于△Eₖ，则说明机械能守恒；若在进行数据分析时发现系统增加动能△Eₖ总是大于砝码盘和砝码减少的重力势能△Ep，可能的原因是_________（写出1条即可）。（4）若乙同学用一端带滑轮的轨道和打点计时器验证系统的机械能守恒，如图2，请问这样的做法_______（填“可行”或“不可行”）。【答案】（1）1.609##1.610##1.611##1.612（2）C（3）①.mgL②.③.气垫导轨没有调节水平，其左侧高于右侧（4）不可行【解析】【小问1】遮光条宽度d=1.5mm+0.01mm×11.0=1.610mm【小问2】A．由光电门测速原理，可知遮光条宽度越小，遮光条通过光电门的平均速度越接近瞬时速度，速度测量的误差越小。但是若遮光条宽度太小，则测量遮光条宽度时的相对误差会很大，故遮光条宽度不是越小越好，故A错误；B．实验时气垫导轨与滑块之间的滑动摩擦力很小，在误差允许的范围内是可忽略的，故不需要抬高导轨左侧以平衡摩擦力，故B错误；C．本实验要验证的是系统减小的重力势能等于增加的动能，不用将细线的拉力近似为砝码盘和砝码的总重力，故无需M≫m，故C正确。故选C。【小问3】[1]重力势能的减少量ΔEp的表达式是ΔEp=mgL[2]遮光条通过光电门1时的速度大小为遮光条通过光电门2时的速度大小为动能的增加量ΔEk的表达式是：[3]若在进行数据分析时发现系统增加动能ΔEk总是大于砝码盘和砝码减少的重力势能ΔEp，可能的原因是：气垫导轨没有调节水平，其左侧高于右侧，以至于滑块和挡光板的重力势能也减小了，使系统动能的增加量总是大于砝码盘和砝码减少的重力势能。【小问4】这样的做法不可行。因为此系统存在克服摩擦阻力做功，机械能不守恒，也就无法验证系统的机械能守恒。13.沈阳地铁三号线，是沈阳首条具有高架车站的地铁线路。一期工程于2019年12月28日开工建设，预计2024年底通车。预计工业大学站到细河悠谷站全长1400m，运行时间为90s。假设列车从工业大学站由静止出发，先做加速度为的匀加速直线运动，速度达到72km/h后开始做匀速直线运动，即将到达细河悠谷站时，列车开始刹车做匀减速运动直至停下。求：（1）列车减速过程中加速度的大小；（2）减速过程中阻力与重力的比值。（取）【答案】（1）（2）【解析】【小问1】设列车在加速、匀速和减速阶段的时间分别为、、，位移分别为、、，列车加速和减速过程中加速度大小分别为，由速度时间公式可有由位移计算公式可有可得联立解得【小问2】设减速过程中阻力大小为，列车质量为，由牛顿第二定律可知减速过程中阻力与重力的比值14.如图所示，质量的小球在两根等长轻绳的作用下恰能在竖直面内做圆周运动，小球做圆周运动的半径，当小球运动到最低点时右侧轻绳突然断裂，随后小球恰好在水平面内做匀速圆周运动。重力加速度g取，不计空气阻力，计算结果用根号表示。试计算：（1）小球在最高点时的速度大小；（2）右侧轻绳断裂前瞬间，两根轻绳合力大小F；（3）每根轻绳的长度L。【答案】（1）（2）120N（3）【解析】【小问1】小球在最高点时，由牛顿运动定律得解得【小问2】小球从最高点到最低点的过程中，由动能定理得小球在最低点时，由牛顿运动定律得解得【小问3】小球在水平面内做圆周运动时，设轻绳与竖直方向夹角为，由牛顿运动定律得，由几何关系可得解得15.某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角的直轨道AB，半径的圆弧轨道BCD，长度、倾角为θ的直轨道DE，半径为R、圆心