黑龍江省哈爾濱市2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期第二次月考物理試卷（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1黑龍江省哈爾濱市2024-2025學(xué)年高三（上）第二次月考物理試卷學(xué)校：___________姓名：___________班級：___________考號：___________一、單選題1.2023年8月，受臺風(fēng)“杜蘇芮”影響，我國京津冀等地發(fā)生了極端強(qiáng)降雨，導(dǎo)致部分地區(qū)被淹，中部戰(zhàn)區(qū)組織官兵緊急救援。如圖所示，在一次救援中，某河道水流速度大小恒為v，A處的下游C處有個半徑為r的漩渦，其與河岸相切于B點，AB兩點距離為。若解放軍戰(zhàn)士駕駛沖鋒舟把被困群眾從河岸的A處沿直線避開漩渦送到對岸，沖鋒舟在靜水中的速度最小值為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】速度最小且避開漩渦沿直線運動到對岸時和速度方向恰好與漩渦相切，如圖所示，由于水流速不變，合速度與漩渦相切，沖鋒舟相對河岸速度為船速末端矢量到合速度上任一點的連線。可知當(dāng)沖鋒舟相對河岸與合速度垂直時速度最小。所以有聯(lián)立解之得故選B。2.A、B、C、D四個物體通過輕繩和輕彈簧按如圖所示方式連接，已知A、C的質(zhì)量為，B、D的質(zhì)量為，重力加速度為。四個物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，下列有關(guān)表述正確的是（）A.突然剪斷B、C間繩后的瞬間，A的加速度為零B.突然剪斷B、C間繩后的瞬間，B的加速度為C.突然剪斷A、B間繩后的瞬間，C的加速度為D.突然剪斷A、B間繩后的瞬間，D的加速度為【答案】C【解析】AB．突然剪斷B、C間的繩子，BC間繩的拉力突變?yōu)榱悖鳦D間彈簧的彈力保持不變，將AB整體可得解得故AB錯誤；D．突然剪斷A、B間的繩子，CD間彈簧的彈力保持不變，可知D的受力情況保持不變，則故D錯誤；C．而BC間繩的拉力要突變，若突變?yōu)?，則有（向下）（向下）因，則繩的不會松弛，故B和C一起沿著繩有相同的加速度加速，由牛頓第二定律有解得故C正確。故選C。3.有三根長度皆為的不可伸長的輕繩，其中兩根的一端固定在天花板上的O點，另一端分別固定質(zhì)量均為的小球P和Q，間拴第三根輕繩，兩球在恒定的水平外力F讓連接的輕繩恰好拉直，如圖所示，現(xiàn)將繩剪斷，由于阻力，兩球?qū)谛碌奈恢帽３制胶猓?。則下列說法正確的是（）A.B.繩與豎直方向夾角為45°C.兩球系統(tǒng)機(jī)械能減少了D.F做的功為【答案】C【解析】A．對P或Q小球受力分析，受到重力、繩子的拉力、外力F，由受力平衡可解得A錯誤；B．將O、Q間的線燒斷后達(dá)到新的平衡狀態(tài)時，對整體進(jìn)行研究可知，整體受到重力、繩子的拉力、兩個等大反向的外力，如圖所示根據(jù)水平方向受力平衡可知，對P的拉力的方向豎直向上，沿豎直方向；Q小球受重力、繩的拉力、外力F，由于外力F沒有變化，所以繩方向與豎直方向夾角還和原來一樣大為30°，B錯誤；C．由于系統(tǒng)初、末狀態(tài)均靜止，故系統(tǒng)機(jī)械能的減少量等于重力勢能的減少量，重力勢能的減少量為故C正確；D．F對P做負(fù)功，對Q不做功，故F對系統(tǒng)做負(fù)功，故D錯誤。故選C。4.如圖，質(zhì)量為M，半徑為R的圓弧槽，置于光滑水平面上．將一可視為質(zhì)點的滑塊從與圓心等高處無初速度地釋放，滑塊的質(zhì)量為m，且，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A.若圓弧面光滑，則圓弧槽與滑塊組成的系統(tǒng)動量守恒B.若圓弧面光滑，則滑塊運動至水平面時速度大小為C.若圓弧面粗糙，滑塊能運動至水平面，則圓弧槽的位移大小為D.若圓弧面粗糙，滑塊能運動至水平面，則滑塊的位移大小為【答案】C【解析】A．若圓弧面光滑，圓弧槽與滑塊組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒，故A錯誤；B．若圓弧面光滑，設(shè)滑塊運動至水平面時速度大小為，圓弧糟速度大小為，由機(jī)械能守恒定律知在水平方向上動量守恒有，聯(lián)立解得，故B錯誤；C．若圓弧面粗糙，滑塊能運動至水平面，設(shè)滑塊與圓弧槽相對于地面沿水平方向的位移分別為和，由水平方向動量守恒有，解得，故C正確；D．由于滑塊還發(fā)生了豎直位移R，故滑塊的位移大小為故D錯誤。就選C。5.中國載人登月初步方案已公布，計劃2030年前實現(xiàn)載人登月科學(xué)探索。假如在登月之前需要先發(fā)射兩顆探月衛(wèi)星進(jìn)行科學(xué)探測，兩衛(wèi)星在同一平面內(nèi)繞月球的運動可視為勻速圓周運動，且繞行方向相同，如圖甲所示，測得兩衛(wèi)星之間的距離隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，不考慮兩衛(wèi)星之間的作用力。下列說法正確的是（）A.兩衛(wèi)星的線速度大小之比B.兩衛(wèi)星的加速度大小之比C.衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)周期為D.衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)周期為【答案】B【解析】A．設(shè)a衛(wèi)星與月球距離為，b衛(wèi)星與月球的距離為，根據(jù)圖像有，聯(lián)立，解得，兩衛(wèi)星均繞月球運動，設(shè)a衛(wèi)星與b衛(wèi)星的速度分別為、，根據(jù)牛頓第二定律有解得可知a、b兩衛(wèi)星的線速度大小之比故A錯誤；B．根據(jù)解得可知a、b兩衛(wèi)星的加速度大小之比故B正確；CD．根據(jù)開普勒第三定律可得可得根據(jù)圖像可知，經(jīng)過時間T兩衛(wèi)星再次相距最近，有聯(lián)立，解得，故CD錯誤。故選B。6.帆船是利用風(fēng)力航行的船，是繼舟、筏之后的一種古老的水上交通工具。如圖所示，在某次航行時，一艘帆船在水平風(fēng)力的作用下，以速度沿風(fēng)的方向勻速前行，風(fēng)與帆作用的有效面積為S，氣流的平均密度為，帆船行駛過程水平方向上所受阻力恒為f。假設(shè)氣流與帆作用后速度與帆船前行速度相等，則風(fēng)速大小為（）A B. C. D.【答案】A【解析】時間內(nèi)沖擊船帆的空氣的體積為時間內(nèi)沖擊船帆的空氣質(zhì)量為空氣的動量改變量為取船速方向為正，設(shè)帆對空氣的作用力大小為F，由動量定理可得即又帆船勻速前行，根據(jù)平衡條件聯(lián)立解得故選A。7.如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈性繩一端固定在O點，另一端與一質(zhì)量為m、套在摩擦因數(shù)為μ的粗糙豎直固定桿的圓環(huán)相連，M處有一光滑定滑輪，初始圓環(huán)置于A處，三點在同一水平線上，彈性繩的原長等于。圓環(huán)從A處由靜止開始釋放，到達(dá)C處時速度為零，。如果圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v，恰好能回到A，彈性繩始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g，則下列分析正確的是（）A.下滑過程中，豎直桿對圓環(huán)摩擦力越來越大B.從A下滑到C過程中摩擦發(fā)熱為C.在C處，彈性繩的彈性勢能為D.圓環(huán)的機(jī)械能在下滑過程中持續(xù)減小，上升過程中持續(xù)增加【答案】B【解析】A．設(shè)下滑過程中，彈性繩伸長量為，彈性繩與水平方向成，在水平方向有即彈力的水平分力不變，則圓環(huán)和固定桿之間的彈力不變，滑動摩擦力不變，故A錯誤；B．從C到A再到C，圓環(huán)彈性勢能、重力勢能和動能不變，則C處賦予的動能等于來回摩擦力對應(yīng)發(fā)熱，故從A下滑到C過程中摩擦發(fā)熱為，故B正確；C．根據(jù)動能定理可得從C到A，彈性勢能減少，但是A處彈性勢能不為零，故在C處，彈性繩的彈性勢能大于，故C錯誤；D．圓環(huán)在下滑過程中彈性繩彈力和摩擦力都做負(fù)功，故圓環(huán)的機(jī)械能持續(xù)減小，上升過程中彈性繩彈力做正功，摩擦力做負(fù)功，可以分析得，圓環(huán)的機(jī)械能先增加（特別是上升的初始階段動能和重力勢能都增加），但是即將到達(dá)A處時，彈性繩彈力做正功的功率趨向于零，而摩擦力做負(fù)功的功率不變，故即將到達(dá)A階段，彈性繩彈力和摩擦力總功率為負(fù)值，故圓環(huán)的機(jī)械能減小，圓環(huán)的機(jī)械能上升過程中先增加后減少，故D錯誤。故選B。8.如圖所示，質(zhì)量為M的長木板B靜止于光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小物塊A靜止于長木板的左端，現(xiàn)對小物塊施加一個水平向右的恒力F，經(jīng)過一段時間后（小物塊未從長木板上掉落），小物塊和長木板的速度分別為、，已知小物塊與長木板接觸面間的動摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。下列說法正確的是（）A.若F>μmg，則>B.若>，恒力F對小物塊做的功為C.若>，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為D.若>，恒力F所做的功等于木板增加的動能和木板與物塊之間產(chǎn)生的內(nèi)能之和【答案】B【解析】A．若F>μmg，對小物塊由牛頓第二定律得對長木板當(dāng)時可知小物塊與長木板一起向右做勻加速直線運動，則故A錯誤；B．若>，對小物塊由動能定理得解得恒力F對小物塊做的功為故B正確；C．若>，對長木板由動能定理得系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為故C錯誤；D．若>，恒力F所做的功等于木板與小物塊增加的動能和木板與物塊之間產(chǎn)生的內(nèi)能之和，故D錯誤。故選B。二、多選題9.微型無人機(jī)在生產(chǎn)生活中有廣泛應(yīng)用。如圖甲，一款無人機(jī)正在承擔(dān)從地面向高層建筑運載醫(yī)療用品的任務(wù)，將此任務(wù)簡化成豎直方向上的運動。其中兩次均把靜止在地面的同一質(zhì)量的醫(yī)療用品運送到同一樓層（末速度剛好為零），第一次用了2t0時間，第二次用了t2時間，運動的a—t圖像如圖乙、丙所示，過程中不考慮摩擦阻力和空氣阻力。則兩次（）A.無人機(jī)做功之比為1:1B.無人機(jī)最大輸出功率之比為1:2C.無人機(jī)最大輸出功率之比為2:1D.無人機(jī)做功的平均功率之比為5:4【答案】ACD【解析】A．根據(jù)動能定理有解得可知，無人機(jī)做功之比為1:1，故A正確；B．根據(jù)圖像可知，兩次無人機(jī)的最大牽引力相等，均有根據(jù)圖乙可知根據(jù)圖丙可知由于，解得故B錯誤，C正確；D．由圖丙，根據(jù)根據(jù)運動的對稱性有兩次運動位移相等，則有解得則有根據(jù)上述可知，兩次無人機(jī)做功相等，則兩次無人機(jī)做功的平均功率分別為，解得故D正確。故選ACD。10.一輛新能源汽車在水平路面上由靜止開始做直線運動，直到速度最大并保持恒定，所受阻力恒定不變，在此過程中牽引力F與車速的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示，已知汽車質(zhì)量，發(fā)動機(jī)的最大牽引力為，最大輸出功率，圖中的為汽車的最大速度，則（）A.汽車在段的運動為勻速直線運動B.汽車在段的運動為功率不變的變加速直線運動C.圖中的速度為，若車速為，則發(fā)動機(jī)的瞬時輸出功率為D.當(dāng)汽車速度為時，該新能源汽車的加速度為【答案】BC【解析】A．依題意，由題圖知AB段汽車的牽引力不變，根據(jù)牛頓第二定律，有所以，汽車在AB段的加速度不變，做勻加速直線運動，故A錯誤；B．根據(jù)可知BC段圖線的斜率表示汽車的功率，功率不變，知汽車達(dá)到額定功率，當(dāng)速度增大，牽引力減小，則加速度減小，做加速度減小的加速運動，所以汽車在段的運動為功率不變的變加速直線運動，故B正確；C．由題圖，可得汽車勻加速階段的末速度所以若車速為，則發(fā)動機(jī)的瞬時輸出功率為故C正確；D．當(dāng)汽車速度v＝25m/s時，此時汽車已經(jīng)達(dá)到最大功率，汽車此時受到的牽引力為由題圖知汽車在BC段以最大功率運動，速度達(dá)到最大時，牽引力等于阻為，根據(jù)牛頓第二定律有可求得當(dāng)汽車速度為時，該新能源汽車的加速度為故D錯誤；故選BC。三、實驗題11.某同學(xué)探究平拋運動的特點。（1）用如圖1所示裝置探究平拋運動豎直分運動的待點。用小錘打擊彈性金屬片后，A球沿水平方向飛出，同時B球被松開并自由下落，比較兩球的落地時間。多次改變A、B兩球釋放的高度和小錘敲擊彈性金屬片的力度，發(fā)現(xiàn)每一次實驗時都只會聽到一下小球落地的聲響，由此______說明A球豎直方向分運動為自由落體運動，______說明A球水平方向分運動為勻速直線運動。（選填“能”或“不能”）（2）用如圖2所示裝置研究平拋運動水平分運動的特點。將白紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在豎直硬板上。A球沿斜槽軌道PQ滑下后從斜槽末端Q飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時，A球會在白紙上擠壓出一個痕跡點。移動擋板，依次重復(fù)上述操作，白紙上將留下一系列痕跡點。①下列操作中，必要的是______（選填選項前的字母）。A．通過調(diào)節(jié)使斜槽末段保持水平B．每次需要從不同位置靜止釋放A球C．通過調(diào)節(jié)使硬板保持豎直D．盡可能減小A球與斜槽之間的摩擦②某同學(xué)用圖2的實驗裝置得到的痕跡點如圖3所示，其中一個偏差較大的點產(chǎn)生的原因，可能是該次實驗______（選填選項前的字母）。A.A球釋放的高度偏高B.A球釋放的高度偏低C.A球沒有被靜止釋放D.擋板MN未水平放置（3）某同學(xué)用平滑曲線連接這些痕跡點，得到圖4所示A球做平拋運動的軌跡。請利用該軌跡和（1）中得出的平拋運動豎直方向分運動的特點，說明怎樣確定平拋運動水平分運動是勻速直線運動。______（4）在“探究平拋運動的特點”的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長，若小球在平拋運動中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，小球在b點的速度大小為______。（結(jié)果取兩位有效數(shù)字，g取）【答案】（1）能不能（2）ACAC（3）見解析（4）1.0m/s【解析】【小問1詳析】[1]B做自由落體運動，A做平拋運動，多次改變A、B兩球釋放的高度和小錘敲擊彈性金屬片的力度，發(fā)現(xiàn)每一次實驗時都只會聽到一下小球落地的聲響，表明兩氣體下落高度相同時，下落的時間也相同，由此能夠說明A球豎直方向分運動為自由落體運動。[2]改變小錘敲擊彈性金屬片的力度，A球平拋運動的初速度大小不一樣，由于不能夠確定時間與速度的具體值，即也不能確定水平位移的大小，因此不能說明A球水平方向分運動為勻速直線運動。【小問2詳析】①[1]A．為了確保小球飛出的初速度方向水平。實驗中需要通過調(diào)節(jié)使斜槽末段保持水平。故A正確；B．由于實驗需要確保小球飛出的初速度大小一定，則實驗時每次需要從同一位置靜止釋放A球。故B錯誤；C．小球平拋運動的軌跡位于豎直平面，為了減小誤差，準(zhǔn)確作出小球運動的軌跡，實驗時，需要通過調(diào)節(jié)使硬板保持豎直。故C正確；D．實驗時每次小球均從斜槽同一高度靜止釋放，小球克服阻力做功相同，小球飛出的初速度大小相同，因此斜槽的摩擦對實驗沒有影響。故D錯誤。故選AC。②[2]根據(jù)圖像可知，偏差較大的點位于正常軌跡點的上側(cè)，表明該點水平方向的速度比其它點的水平速度大，可知有可能是小球釋放是沒有被靜止釋放，釋放時有一定的初速度，或者小球釋放位置偏高。故AC正確；BD錯誤。故選AC?！拘?詳析】如圖所示其中O為拋出始點，在曲線OP上取A、B、C、D四個點，這四個點對應(yīng)的坐標(biāo)分別為（xA，yA）、（xB，yB）、（xC，yC）、（xD，yD），使yA：yB：yC：yD=1:4:9:16則有yA：(yB-yA)：(yC-yB)：(yD-yC)=1:3:5:7根據(jù)可知相鄰點跡之間的時間間隔相等，若有xA：xB：xC：xD=1:2:3:4則說明鋼球在x方向的分運動為勻速直線運動?！拘?詳析】由軌跡圖可知，水平方向為勻速直線運動，豎直方向為自由落體運動，根據(jù)解得可得小球在b點的速度大小為12.水平桌面上安裝有如圖甲所示的裝置，可以用來探究加速度與力的關(guān)系。繞過動滑輪的兩段輕繩均與桌面平行，光電門固定在豎直支架上。（1）用游標(biāo)卡尺測量出遮光條的寬度，如圖乙所示，遮光條的寬度______cm。（2）按圖甲組裝好器材后，在盒內(nèi)放入重物，從靜止釋放物塊，在豎直支架上標(biāo)記釋放時遮光片的中心位置O，記錄物塊運動過程中力傳感器的示數(shù)F以及遮光條通過光電門的遮光時間t，測量位置O到光電門的距離x。（3）多次改變放入盒內(nèi)的重物質(zhì)量（不改變第一次放入的重物質(zhì)量），調(diào)整物塊位置使遮光條中心與支架上的O點平齊，再次由靜止釋放物塊，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。（4）以F為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)作出圖像，若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間，圖像的斜率為，圖像在縱軸上的截距為b，則物塊的質(zhì)量M＝______，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)______。（均用、b、d、x、g表示）【答案】（1）0.600（4）【解析】（1）[1]游標(biāo)卡尺是20分度的，分度值為0.05毫米，故遮光條的寬度（4）[2][3]盒子與重物經(jīng)過光電門時的速度大小，根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律有可得物塊的加速度大小對物塊，根據(jù)牛頓第二定律有整理得故，解得，四、計算題13.如圖所示，某天早晨小李騎著電動自行車外出，車上掛著一包生活垃圾（可視為質(zhì)點），當(dāng)以v0=2m/s速度勻速騎行到一段平直道路時，發(fā)現(xiàn)前方路沿外側(cè)有一與路沿平行的長方體型垃圾桶，車輛離路沿垂直距離d1=0.3m，垃圾桶最近邊距路沿垂直距離d2=0.2m。騎行至距垃圾桶桶口A點的直線距離L=1.3m位置時（平行于地面的距離），小李以垂直于車身前進(jìn)軸線方向（以車為參考系）將垃圾拋出，垃圾包劃過一條弧線，從桶口A點落入桶內(nèi)。已知垃圾桶口為正方形，邊長s=0.4m，桶口距地面高度H=1.5m，拋出點距地面高度h=1.2m。可將垃圾包、車輛、人看作質(zhì)點，忽略空氣阻力的影響，g=10m/s2。求：（1）拋出后，垃圾包在空中運動的時間；（2）垃圾包拋出瞬間，相對地面的速度大小；（3）若確保垃圾包能拋人垃圾桶內(nèi)，則垃圾包相對于拋出點上升的最大高度為多少？【答案】（1）t=0.6s（2）（3）【解析】【小問1詳析】垃圾包拋出時，由于慣性的原因，在沿電動車行進(jìn)的方向上，垃圾包的速度與車輛一致，，勻速運動，由勾股定理可知，垃圾包沿電動車行進(jìn)方向上運動的位移解得【小問2詳析】垃圾包實際運動軌跡為拋物線，將該運動分解為平行地面運動和垂直地面向上的運動。①平行地面方向且與路沿平行的速度，運動時間。平行地面方向且與路沿垂直方向上的位移為x2，則解得與地面平行方向的速度②垂直地面向上的方向：豎直方向為初速度為v3，加速度為g，位移為0.3m的勻變速直線運動，則解得v2和v3合成即為垃圾包拋出時對地速度，即【小問3詳析】由上題可知當(dāng)時取極小值，垃圾包在空中運動的最短時間，垃圾包在空中運動的最長時間由上述分析可知，運動時間越長，v3越大，上升高度越大，將式代入可得最大的豎直速度因此最大豎直上升高度為14.如圖所示，在一個傾角為的足夠長的固定斜面上，由靜止釋放一個長度為L＝5m的木板，木板與斜面之間的動摩擦因數(shù)。當(dāng)長木板沿斜面向下運動的速度達(dá)到時，在木板的下端輕輕放上一個質(zhì)量與木板相同的小煤塊，小煤塊與木板之間的動摩擦因數(shù)。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取，，，結(jié)果可用根號表示。求：（1）剛放上小煤塊時，長木板的加速度的大小和煤塊的加速度的大小；（2）從放上煤塊到與板共速經(jīng)歷時間；（3）最終小煤塊從木板哪一端離開；二者共速到二者分離又經(jīng)歷時間?！敬鸢浮浚?），；（2）；（3）從下端離開木板，【解析】（1）對木板根據(jù)牛頓第二定律有對煤塊根據(jù)牛頓第二