高三上学期第一次月考物理试卷（带答案）

第第页高三上学期第一次月考物理试卷（带答案）本试题卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共8页。时量75分钟满分100分。第Ⅰ卷一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的)1．北京时间2024年8月5日，在巴黎奥运会游泳男子4×100米混合泳接力决赛中，由徐嘉余、覃海洋、孙佳俊、潘展乐组成的中国队以3分27秒46的成绩夺得金牌，打破了美国队在该项目长达40年的垄断。下列说法中正确的是A．3分27秒46表示时刻B．潘展乐在加速冲刺过程中惯性增大C．各队中中国队的平均速率最大D．研究潘展乐的入水动作时可以将其看成质点2．如图所示，光滑的凸轮绕O轴匀速转动，C、D是凸轮边缘上的两点，AB杆被限制在竖直方向移动，杆的下端A在O点正上方与凸轮边缘接触且被托住。凸轮位于图示位置时，AB杆正在上升。则A．凸轮绕O轴沿逆时针方向旋转B．凸轮上C、D两点角速度大小相等C．凸轮上C、D两点线速度大小相等D．凸轮上C、D两点向心加速度大小相等3．如图所示，某同学从A点将同一个飞镖(可视为质点)先后沿着AO和斜向上两个方向掷出，两次掷出的速度大小均为v0＝10m/s。飞镖的运动轨迹分别如图中①、②所示，并分别击中靶心O点正下方h＝1.25m处的P点和靶心O。已知A点和O点在同一水平面上，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是A．AO的距离为6mB．沿轨迹①运动的飞镖运动时间比②要长C．沿轨迹①运动的飞镖动量变化量小于②D．沿轨迹②运动的飞镖的初速度方向与水平方向的夹角为30°4．光滑水平面上平行放置两根完全相同的软绳，两人分别握住绳的一端，在水平面上沿垂直于绳的方向摆动，形成沿x轴正方向传播的两列简谐波。某时刻两列波的波动图像分别如图甲、乙所示，此时两列波分别传到离手12m和15m处，下列说法正确的是A．两列波的周期相等B．两列波的波源同时开始振动C．此时图乙所示的波中x＝10m处质点的加速度方向沿y轴正方向D．两列波的波源起振方向相同5．质量为M的圆弧槽，置于光滑水平面上，半径为R。将一可视为质点的滑块从与圆心等高处无初速度释放，滑块质量为m，且M＝2m，重力加速度为g。以下说法正确的是A．若圆弧槽光滑，斜面体与滑块组成的系统动量守恒B．若圆弧槽光滑，滑块运动至水平面时速度大小为C．若圆弧面粗糙，滑块刚运动至水平面时，滑块的位移大小为D．若圆弧面粗糙，滑块刚运动至水平面时，圆弧槽的位移大小为6．如图所示，滑块A以一定初速度从粗糙斜面体B的底端沿B向上滑，然后又返回，整个过程中斜面体B与地面之间没有相对滑动，那么在滑块向上滑和下滑的两个过程中A．滑块向上滑动的时间大于向下滑动的时间B．斜面体B受地面的摩擦力大小改变、方向不变C．滑块上滑时地面受到的压力大于滑块下滑时D．滑块上滑时地面受到的压力等于滑块下滑时二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)7．现在人们业余生活都喜欢打气排球，气排球轻，很适合老年人锻炼身体。某退休工人在打气排球时将一质量为m的气排球以大小为v0的初速度竖直向上抛出，落回抛出点时的速度大小为v1。已知气排球在运动过程中所受空气阻力的大小与其运动速度大小成正比。则下列说法正确的是A．气排球下降过程中加速度逐渐增大B．气排球上升过程中加速度逐渐减小C．气排球下降过程中损失的机械能小于D．气排球上升过程中损失的机械能小于8．如图，某侦察卫星在赤道平面内自西向东绕地球做匀速圆周运动，对该卫星监测发现，该卫星离我国北斗三号系统中的地球同步轨道卫星的最近距离为r，最远距离为3r。则下列判断正确的是A．该侦察卫星的运行周期为8hB．该侦察卫星的轨道半径为rC．该侦察卫星和某地球同步卫星前后两次相距最近的时间隔为hD．该侦察卫星与地心连线和地球同步卫星与地心连线在相等时间内扫过的面积之比为9．如图，光滑的细直硬杆固定放置，与水平方向的夹角为37°，质量均为m小球与物块通过轻质细线连接，细线跨过天花板上的两个定滑轮，小球套在细杆上从某处由静止开始上滑，细线一直处于伸直状态，当小球运动到A点时，速度沿着杆斜向上大小为，细线与细杆的夹角为37°，当小球运动到B点时细线与细杆垂直。已知A、B两点之间的距离为L，重力加速度为g，小球与物块(均视为质点)总在同一竖直面内运动，下列说法正确的是(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)A．小球从A到B，系统总重力势能的增加量为B．当小球运动到B点时，物块的速度达到最大值C．当小球在A点时，物块的速度大小为D．当小球运动到B点时，速度的大小为10．如图甲所示的“笑脸弹簧小人”由头部、弹簧及底部组成，将弹簧小人静置于桌面上，轻压头部后静止释放，小人不停上下振动，非常有趣。可将其抽象成如图乙所示的模型，头部质量为m，弹簧质量不计，劲度系数为k，底部质量为。已知当弹簧形变量为x时，其弹性势能Ep＝kx2，不计一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，则下列判断中正确的是A．将弹簧小人静置于桌面上，轻压头部后静止释放，底部不离开桌面，下压最大距离为B．将弹簧小人静置于桌面上，轻压头部后静止释放，底部不离开桌面，压力做功最大值为C．若弹簧小人在振动过程中底部恰好不离开桌面，则弹簧的最大弹性势能为D．若刚释放时头部的加速度大小为g，则小人在运动过程中头部的最大速度为第Ⅱ卷三、非选择题(本题共5个小题，共56分)11．(6分，每空2分)某实验小组的同学利用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，调节气垫导轨的充气源，轻推滑块Q使其能在气垫导轨上做匀速直线运动；然后将固定有遮光条的滑块P在倾斜轨道上由静止释放，经过气垫导轨左侧的光电门1后与滑块Q发生碰撞，并粘合在一起，最终通过光电门2。已知滑块P、Q的质量分别为m、M。请回答下列问题。(1)用螺旋测微器测量遮光条的宽度如图乙所示，则宽度L＝cm。(2)如果滑块P经过光电门1、光电门2时，遮光条的挡光时间分别为t1、t2。若碰撞过程，系统的动量守恒，则关系式成立；该碰撞过程损失的机械能与初动能之比为。(用测量的物理量表示)12．(10分，每空2分)小明利用如图甲所示的电路进行了电流表的改装，改装后的电流表有两个量程，分别为0.1A、0.6A，其中表头的满偏电流Ig＝1mA、内阻rg＝250Ω。(1)电路图甲中，定值电阻R1＝Ω、定值电阻R2＝Ω。(结果请均保留2位有效数字)(2)现将改装后的量程为0.1A的电流表的接线柱接入电路，且用A′表示，然后设计了如图乙所示的电路，测量了某蓄电池的电动势和内阻，其中当电阻箱的阻值为R3＝26.42Ω时、表头的示数为I3＝0.50mA，当电阻箱的阻值为R4＝15.02Ω时、表头的示数为I4＝0.80mA，则该蓄电池的电动势E＝V、内阻r＝Ω。(结果请均保留2位小数)(3)小明为了对改装后量程为0.1A的电流表进行校对，设计的电路如图丙所示，电路中选用了(2)中的蓄电池作为电源，其中电路中标准电流表A的量程为I＝0.1A、内阻为rA＝5.0Ω，校对时标准电流表的示数调节范围从0.02A～0.1A，则电路中定值电阻R0＝5Ω，滑动变阻器应选最大阻值为的。(填字母)A．10Ω B．50Ω C．100Ω D．150Ω13．(10分)如图所示，热气球由球囊、吊篮和加热装置三部分构成，加热装置固定在吊篮上，用12根对称分布的轻绳拴住并与球囊相连，轻绳与竖直方向夹角均为37°，热气球被锁定在地面上，现缓慢加热球内空气使其密度不断减小。当加热至某温度时，热气球受到竖直向上大小为3.85×104N的浮力，球内气体总质量为3100kg，此时解除热气球锁定。若球囊质量为208kg，吊篮和加热装置总质量为192kg，重力加速度大小取g＝10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8。求：(1)解除锁定瞬间每根绳子的拉力大小；(2)解除锁定后2s时有个金属零件从吊篮底部脱落，零件脱落后经过多少时间落地(忽略零件的空气阻力)。14．(14分)如图，长为L＝1.6m的轻绳一端固定在O1点，另一端连接质量为m0＝2.0kg的小球P。起始时小球P位于O1点正上方的A点，绳子恰好伸直，给小球P一向左的水平初速度v0＝m/s，当小球P运动到最低点B时恰好与位于光滑水平面BC上的小球Q发生弹性碰撞，Q的质量为kg，碰撞时间极短，碰撞后小球Q恰好能到达右侧光滑半圆形轨道的最高点D，图中C点、半圆圆心O2和D点在同一竖直线上。已知重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：(1)小球P与小球Q碰撞前瞬间绳子拉力大小FT；(2)右侧光滑半圆形轨道半径R的大小。15．(16分)如图所示，小滑块1、2质量分别为m和4m，滑块1在半径为R的四分之一光滑圆弧最高点A处，滑块2置于粗糙水平轨道端点C处，B、C间距为L。C点正下方O处固定一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧右端固定一质量为M＝6m的滑块，置于光滑水平面上。静止释放滑块1，1与2发生弹性碰撞后恰好静止于B点。滑块2被碰后做平抛运动的同时给滑块M一个向右的初速度，滑块2与运动中的M在平衡位置相碰后竖直向上运动至与C等高的D点。已知所有的碰撞时间极短，质量为m0的弹簧振子振动周期为，重力加速度为g，求：(1)滑块1与水平面BC间的动摩擦因数μ；(2)C点与滑块M的高度差h；(3)滑块2与M第二次碰撞后弹簧振子的振幅A。参考答案一、单项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）题号123456答案CBCCDB1．C【解析】中国队以3分27秒46的成绩，夺得巴黎奥运会游泳男子4×100米混合泳接力决赛金牌，可知3分27秒46表示一段时间间隔，A错误；质量是物体惯性的量度，潘展乐在加速冲刺过程中质量不变，因此其惯性不变，B错误；4×100米混合泳的总路程不变，中国队游全程所用时间最小，由平均速率公式可知，中国队的平均速率最大，C正确；研究潘展乐的入水动作时，潘展乐的形状和大小不能忽略，因此不可以将其看成质点，D错误。故选C。2．B【解析】由题知，AB杆正在上升，可知A点到轴心的距离在增大，故可判断凸轮的转动方向为顺时针，选项A错误；凸轮上C、D两点属于同轴转动，所以角速度相等，但它们到轴O的距离不同，由v＝ωr可得，线速度大小不相等，选项C错误，B正确；凸轮上C、D两点的角速度相等，但它们到轴O的距离不同，由an＝ω2r可得，加速度大小不相等，选项D错误。故选B。3．C【解析】飞镖平抛运动过程，有，解得，可得xAO＝v0t＝5m，A项错误；沿轨迹②运动的飞镖水平速度小一些，运动时间长一些，B项错误；飞镖的动量变化量等于所受重力的冲量，沿轨迹②运动的飞镖受重力的冲量大一些，故C项正确。根据斜抛运动的对称性，可知，xAO＝v0cosθ·t′，整理可得sin2θ＝，解得θ＝15°，θ＝75°，D项错误。故选C。4．C【解析】两列波的波长不同，分别为λ甲＝12m、λ乙＝6m，而波速相等，由知，A项错误；由于波前位置不同而波速相同，故两列波的波源不是同时开始振动，B项错误；波前的振动方向为波的起振方向，甲波向－y方向，乙波向＋y方向，D项错误；此时图乙所示的波中x＝10m处质点的加速度方向沿y轴正方向，C正确。故选C。5．D【解析】若圆弧槽光滑，斜面体与滑块组成的系统在水平方向动量守恒，A项错误；若圆弧槽光滑，设滑块运动至水平面时速度大小为v1，圆弧槽速度大小为v2，由机械能守恒有，由水平方向动量守恒有mv1＝Mv2，M＝2m，联立解得，B项错误；若圆弧面粗糙，滑块能运动至水平面，设滑块与圆弧槽相对于地面沿水平方向的位移分别为x1和x2，由水平方向动量守恒，有mx1＝Mx2，x1＋x2＝R，解得，D项正确，由于滑块还发生了竖直位移R，故滑块的位移大小为，C项错误。故选D。6．B【解析】滑块上滑时做减速运动，加速度沿斜面向下，由牛顿第二运动定律得a1＝gsinθ＋μgcosθ，下滑时做加速运动，加速度沿斜面向下，由牛顿第二运动定律得a2＝gsinθ－μgcosθ，可见a1>a2，由于上滑、下滑位移相同，且最高点速度均为零，所以上滑时间短，A错误；滑块上滑时斜面体受到滑块的摩擦力与压力均有向右的分量，斜面体有向右的运动趋势，地面对斜面体摩擦力向左，滑块下滑时滑块对斜面体的作用力有向右的分量，斜面体仍然有向右的运动趋势，地面对斜面体的摩擦力也向左，B项正确；物块上滑与下滑时A、B组成的系统都处于失重状态，由于a1>a2，物块上滑时失重程度大于下滑时，故物块上滑时地面对斜面体的支持力小于下滑时，故C、D均错误。故选B。二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)题号78910答案BCBDCDAC7．BC【解析】对下降过程的气排球受力分析，由于空气阻力逐渐增大，所受合力逐渐减小，故加速度逐渐减小，A项错误；对上升过程的气排球受力分析，由于空气阻力逐渐减小，所受合力逐渐减小，故加速度逐渐减小，B项正确；气排球全程损失的机械能为，考虑向上和向下运动过程中同一高度处下降过程的速度比向上运动的速度小，即v′<v，进而kv′<kv，可见下降过程的平均空气阻力小于上升过程。故上升过程损失的机械能大于，下降过程中损失的机械能小于，故D项错误，C项正确。故选BC。8．BD【解析】设侦查卫星和地球同步卫星的轨道半径分别为r1和r2，则r2－r1＝r，r2＋r1＝3r，解得r1＝r，r2＝2r，B项正确；由开普勒第三定律，解得h，A项错误；设侦察卫星和地球同步卫星前后两次相距最近的时间为Δt，则，解得h，C项错误；在时间Δt0内两卫星扫过的面积之比为，D项正确。故选BD。9．CD【解析】小球从A到B，系统总重力势能的增加量为：，A项错误；小球运动到B点时，其速度沿绳方向分量为0，物块速度为0，为最小值，B项错误；将小球的速度分解为沿绳和垂直于绳，沿绳方向分速度为，C项正确；从A到B对系统，由机械能守恒定律：解得，D项正确。故选CD。10．AC【解析】静置于桌面的弹簧小人，弹簧压缩量为x0，则kx0＝mg，轻压头部后做简谐运动，底部不离开桌面，弹簧的最大伸长量为x1，则kx1＝mg，最大振幅为A＝x0＋x1，则，故下压最大距离为，A项正确；从平衡位置缓慢下压A时最大压力为F，有F＋mg＝k(x0＋A)，解得F＝mg，压力做功最大值为W＝A＝，B项错误；弹簧的最大压缩量为Δx＝x0＋A，则弹簧的最大弹性势能为Ep＝k(Δx)2＝，C项正确；若刚释放时头部的加速度大小为g，设弹簧的压缩量为x0′，则kx0′－mg＝mg，得x0′＝2mg,k。头部往上运动至弹簧压缩量为x0时头部速度最大，则k(x0′－x0)2＝，得vm＝，D项错误。故选AC。三、非选择题（本题共5个小题，共56分）11．（6分，每空2分）(1)0.1879、0.1880、0.1881均可(2)【解析】(1)由图乙可知宽度d＝1.5mm＋38.0×0.01mm＝1.880mm＝0.1880cm。考虑估读，答案为0.1879、0.1880、0.1881均可。(2)碰前滑块P的速度为，碰后两滑块整体的速度为，则碰前系统的总动量为，碰后系统的总动量为，若碰撞过程系统的动量守恒，则有化简得：；该碰撞过程损失的机械能为，初动能为，则12．（10分，每空2分）(1)2.10.42(2)1.521.48(3)C【解析】(1)表头的满偏电压为Ug＝Igrg＝0.25V，量程为0.1A时：0.1A＝，量程为0.6A时：。联立解得：R1＝2.1Ω、R2＝0.42Ω(2)当改装后的电流表量程为0.1A时，改装后电流表的内阻应为，表头的示数分别为I3＝0.50mA、I4＝0.80mA时，则改装后的电流表的示数分别为50mA、80mA，根据闭合电路欧姆定律得E＝0.05A×(2.5Ω＋26.42Ω＋r)、E＝0.08A×(2.5Ω＋15.02Ω＋r)，联立解得E＝1.52V、r＝1.48Ω(3)当电流最小时，滑动变阻器接入电路的阻值为R′，则该电路的总电阻约为：R1＝rA＋Rg＋R0＋r＋R′＝Ω＝76Ω解得R′＝62.02Ω，因此滑动变阻器选C项。13．（10分）【解析】(1)对热气球的整体受力分析，由牛顿第二定律：F浮－Mg＝Ma①………………………2分其中M＝(3100＋208＋192)kg＝3500kg，得：a＝1m/s2设每根绳子拉力为F，则对吊篮和加热装置有12Fcosθ－M′g＝M′a②…………………2分其中M′＝192kg。由①②得：F＝220N…………………2分(2)t＝2s零件脱落时离地的高度为h，则h＝at2③………………1分脱落零件的速度为v0，则v0＝at④…………………1分设经时间t′落地，设竖直向下为正方向，有h＝－v0t′＋gt′2⑤……………………1分代入数据解得：……………1分14．（14分）【解析】(1)代入数据，由于m0g>m0,L，故小球P抛出后做平抛运动。设经时间t绳子绷直。水平方向和竖直方向的位移分别为x和y，有x＝v0t①…………………1分y＝gt2②………………1分x2＋(L－y)2＝L2③………………………1分解得t＝s，x＝1.6m，y＝1.6m，可见，绳子绷直时恰好处于水平状态，绷直后水平分速度将减为0，竖直速度为v1，设运动到B点时速度为vP，有v1＝gt④得v1＝m/s……………1分对小球P由机械能守恒定律：m0gL＝⑤代入数据解得：vP＝8m/s…………………1分对小球由牛顿第二定律：FT－m0g＝⑥…………1分解得：FT＝100N…………2分(2)设小球Q被撞后速度为vQ，碰后P的速度为v1，则m0vP＝m0v1＋mvQ⑦……………………1分⑧…………1分设小球Q运动到D点时速度大小为vDmg＝⑨……………1分－mg·2R＝⑩………1分解得：R＝1.62m…………2分15．（16分）【解析】(1)设滑块1与2碰前速度为v1，由动能定理：mgR－μmgL＝①…………1分碰后两者速度