湖北省仙桃市田家炳实验高级中学2023-2024高三上学期11月月考物理试题（答案）

田家炳实验高级中学2023-2024学年高三上学期11月月考
物 理 试 卷
考试时间：75分钟 分值：100分
一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分．第1～7小题为单选题，第8～10小题为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不选的得0分)
1．将一个小球竖直向上抛出，假设小球在运动过程中受到大小不变的空气阻力作用，经过一段时间后小球又返回至出发点。关于小球从抛出到返回原位置的过程，下列说法正确的是（　　）
A．小球上升过程中的加速度小于下落过程中小球的加速度
B．小球上升过程中克服重力做的功大于下落过程中重力做的功
C．小球上升过程中的机械能的变化大于下落过程中机械能的变化
D．小球上升过程中所受重力做功的平均功率大于下落过程中重力做功的平均功率
2.歼-20隐形战斗机首架技术验证机于2011年1月11日进行首次升空飞行测试，距今刚好十二周年。已知某次训练中，歼-20着陆后经过4.5s停下来，若这个过程可看作是匀减速直线运动，则歼-20着陆后的第1s和第2s位移大小之比为（　　）
A．5：3 B．2：1 C．4：3 D．9：7
3．如图所示，在水平桌面上叠放着质量都为2kg的A、B两块木板，在木板A上放着质量为1kg的物块C，木板和物块均处于静止状态。A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2，重力加速度为g，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现用水平恒力F向右拉木板A，则以下判断正确的是（　　）
A．若F=10N，A、B、C三者一起匀速直线运动
B．B受到地面的摩擦力大小一定小于F
C．若F=5N，A对C的摩擦力也等于5N
D．不管F多大，木板B一定保持静止（相对地）
4．“套圈”是游戏者站在界线外将圆圈水平抛出，套中前方水平地面上的物体。某同学在一次“套圈”游戏中，从P点以某一速度水平抛出的圆圈越过了物体正上方落在地面上(如图所示)。为套中物体，下列做法可行的是(忽略空气阻力)(　　)
A．从P点正前方，以原速度水平抛出
B．从P点正下方，以原速度水平抛出
C．从P点正上方，以原速度水平抛出
D．从P点正上方，以更大速度水平抛出
5．如图所示，光滑半圆弧轨道竖直固定在水平面上，是半圆弧轨道的两个端点且连线水平，将物块甲从A上方某一高度处静止释放，进入半圆弧轨道后与静止在轨道最低点的物块乙发生弹性碰撞，之后两物块恰好能运动到两端点，两物块均可视为质点。若将甲、乙初始位置互换，其余条件不变，则碰后甲、乙两物块第一次上升的最大高度之比为（ ）
A．9:1 B．5:2 C．5:4 D．6:1
6．图1为一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点；图2为质点的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A．在时，质点Q向y轴正方向运动
B．从到，质点Q通过的路程为30cm
C．从到，该波沿轴负方向传播了8m
D．在时，质点的加速度沿y轴负方向
7.如图所示，实线为某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面，A、B、C是电场中的三点，下列说法正确的是(　　)
A．三点中，B点的场强最大
B．三点中，A点的电势最高
C．将一带负电的检验电荷从A移动到B，电势能增大
D．将一带正电的检验电荷从A移动到B和从A移动到C，电势能的变化相同
8．2020年12月17日，嫦娥五号返回器携带月球样品（月壤）安全着陆，标志着我国首次月球采样返回任务圆满成功。已知月球和地球的质量之比为、半径之比为、自转周期之比为，月球和地球均视为密度均匀的球体，则下列说法错误的是（　　）
A．月球样品在月球和地球上的质量之比为
B．月球样品在月球和地球表面的重力之比为
C．月球和地球的同步卫星轨道半径之比为
D．月球和地球的同步卫星角速度之比为
9．如图所示，木块静止在光滑水平而上，两颗不同的子弹A、B从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块内，这一过程中木块始终保持静止，若子弹A射入木块的深度大于子弹B射入木块的深度，则（　　）
A．子弹A的质量一定比子弹B的质量小
B．入射过程中子弹A受到的阻力比子弹B受到的阻力大
C．子弹A在木块中运动的时间比子弹B在木块中运动的时间长
D．子弹A射入木块时的初动能一定比子弹B射入木块时的初动能大
10．如图，轻质弹簧上端固定在O点，下端与质量为m的圆环相连，圆环套在水平粗糙的固定细杆上。现在将圆环从A点静止释放，当圆环运动到B点时弹簧竖直且处于原长，到达C点时速度减为零；在C点使得圆环获得一个沿杆向左的速度v，其恰好能回到A点。弹簧始终在弹性限度之内，下列说法正确的是（　　）
A．从A到C的过程中，圆环经过B点速度最大
B．从C回到A的过程中，弹力最终做正功
C．从A到C克服摩擦力做功为
D．从A到C弹簧弹性势能减少了
二、非选择题（本大题共60分）
11．（8分）某同学为了测当地的重力加速度，测出了多组摆长和运动周期，根据实验数据，作出T2-L的关系图像如图所示。
（1）在实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材为_______；
A．长约为1m的细线
B．长约为1m的橡皮绳
C．直径约为1cm的铁球
D．直径约为10cm的木球
（2）甲图秒表的读数为__________；
（3）做出右图的图像不过坐标原点，原因可能是________（“多测”或“漏测”）了小球的半径；
（4）由图像可求得当地的重力加速度为________m/s2（结果保留三位有效数字）
12.（9分）某同学利用如图甲所示的装置探究小车加速度与其所受合外力之间的关系。
（1）请补充完整下列实验步骤的相关内容：
①用天平测量砝码盘的质量、小车（含遮光片）的质量M并记录，用游标卡尺测量遮光片的宽度d并记录；按图甲所示安装好实验装置，用刻度尺测量两光电门之间的距离s；
②在砝码盘中放入适量的砝码，适当调节长木板的倾角，直到轻推小车后遮光片先后经过光电门A和光电门B的遮光时间相等；
③取下细线和砝码盘，记下___________（填写相应物理量及其符号）；
④使小车从靠近滑轮处由静止释放，分别记录遮光片遮挡光电门A和B的时间和；
⑤重新挂上细线和砝码盘，改变长木板倾角和砝码盘中砝码的质量，重复②~④步骤。
（2）若每次实验记录的数据在误差范围内都满足___________（用（1）问中记录的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则牛顿第二定律得到验证。
（3）本实验的误差可能来源于下列哪些情况___________。
A．与小车端相连的细线和轨道不平行
B．轨道不光滑
C．两光电门间的距离过近
D．砝码盘的质量未能远大于小车的质量
13.（12分）如图，小球A用两根等长的绝缘细绳a、b悬挂在水平天花板上，两绳之间的夹角为 60°。 A的质量为 0.1 kg，电荷量为 2.0 × 10－6 C。A 的正下方 0.3 m处固定有一带等量同种电荷的小球B。A、B均可视为点电荷，静电力常量 k＝9×109 N·m2/C2，重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)细绳a的拉力大小；
(2)剪断细绳a瞬间，细绳b的拉力大小和小球 A 的加速度大小。
14．（14分）有一个大人做这样的游戏：如图他站在倾角的斜面底端，斜面长度为，他把一个小球从斜面的底端的正上方的地方以初速度竖直向上抛出，在刚抛出小球的同时，从斜面的顶端有一与斜面间的动摩擦因数的小玩具车从静止开始沿斜面下滑，滑到底端时恰好被下的小球击中，不计空气的阻力。g取。求；
（1）小玩具车在斜面上运动的时间是多少；
（2）竖直上抛的初速度是多少。
15．（17分）如图所示，粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接，一质量m的小滑块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，经过B点后恰好能通过最高点C作平抛运动。已知：导轨半径R＝0.4m，小滑块的质量m＝0.1kg，小滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ＝0.2，AB的长度L＝20m，重力加速度取10m/s2。求：
（1）小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小；
（2）弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能；
（3）若仅改变AB的长度L，其他不变，滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，求出 L的可能值。田家炳实验高级中学2023-2024学年高三上学期11月月考
物理试卷 答案版
考试时间：75分钟 分值：100分
一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分．第1～7小题为单选题，第8～10小题为多选题，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不选的得0分)
1．将一个小球竖直向上抛出，假设小球在运动过程中受到大小不变的空气阻力作用，经过一段时间后小球又返回至出发点。关于小球从抛出到返回原位置的过程，下列说法正确的是（　D　）
A．小球上升过程中的加速度小于下落过程中小球的加速度
B．小球上升过程中克服重力做的功大于下落过程中重力做的功
C．小球上升过程中的机械能的变化大于下落过程中机械能的变化
D．小球上升过程中所受重力做功的平均功率大于下落过程中重力做功的平均功率
2.歼-20隐形战斗机首架技术验证机于2011年1月11日进行首次升空飞行测试，距今刚好十周年。已知某次训练中，歼-20着陆后经过4.5s停下来，若这个过程可看作是匀减速直线运动，则歼-20着陆后的第1s和第2s位移大小之比为（　C　）
A．5：3 B．2：1 C．4：3 D．9：7
3．如图所示，在水平桌面上叠放着质量都为2kg的A、B两块木板，在木板A上放着质量为1kg的物块C，木板和物块均处于静止状态。A、B、C之间以及B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2，重力加速度为g，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现用水平恒力F向右拉木板A，则以下判断正确的是（　D　）
A．若F=10N，A、B、C三者一起匀速直线运动
B．B受到地面的摩擦力大小一定小于F
C．若F=5N，A对C的摩擦力也等于5N
D．不管F多大，木板B一定保持静止（相对地）
4．“套圈”是游戏者站在界线外将圆圈水平抛出，套中前方水平地面上的物体。某同学在一次“套圈”游戏中，从P点以某一速度水平抛出的圆圈越过了物体正上方落在地面上(如图所示)。为套中物体，下列做法可行的是(忽略空气阻力)(　B　)
A．从P点正前方，以原速度水平抛出
B．从P点正下方，以原速度水平抛出
C．从P点正上方，以原速度水平抛出
D．从P点正上方，以更大速度水平抛出
5．如图所示，光滑半圆弧轨道竖直固定在水平面上，是半圆弧轨道的两个端点且连线水平，将物块甲从A上方某一高度处静止释放，进入半圆弧轨道后与静止在轨道最低点的物块乙发生弹性碰撞，之后两物块恰好能运动到两端点，两物块均可视为质点。若将甲、乙初始位置互换，其余条件不变，则碰后甲、乙两物块第一次上升的最大高度之比为（ A ）
A．9:1 B．5:2 C．5:4 D．6:1
6．图1为一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点；图2为质点的振动图像。下列说法正确的是（　B　）
A．在时，质点Q向y轴正方向运动
B．从到，质点Q通过的路程为30cm
C．从到，该波沿轴负方向传播了8m
D．在时，质点的加速度沿y轴负方向
7.如图所示，实线为某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面，A、B、C是电场中的三点，下列说法正确的是(　D　)
A．三点中，B点的场强最大
B．三点中，A点的电势最高
C．将一带负电的检验电荷从A移动到B，电势能增大
D．将一带正电的检验电荷从A移动到B和从A移动到C，电势能的变化相同
8．2020年12月17日，嫦娥五号返回器携带月球样品（月壤）安全着陆，标志着我国首次月球采样返回任务圆满成功。已知月球和地球的质量之比为、半径之比为、自转周期之比为，月球和地球均视为密度均匀的球体，则下列说法错误的是（　AC　）
A．月球样品在月球和地球上的质量之比为
B．月球样品在月球和地球表面的重力之比为
C．月球和地球的同步卫星轨道半径之比为
D．月球和地球的同步卫星角速度之比为
9．如图所示，木块静止在光滑水平而上，两颗不同的子弹A、B从木块两侧同时射入木块，最终都停在木块内，这一过程中木块始终保持静止，若子弹A射入木块的深度大于子弹B射入木块的深度，则（　AD　）
A．子弹A的质量一定比子弹B的质量小
B．入射过程中子弹A受到的阻力比子弹B受到的阻力大
C．子弹A在木块中运动的时间比子弹B在木块中运动的时间长
D．子弹A射入木块时的初动能一定比子弹B射入木块时的初动能大
10．如图，轻质弹簧上端固定在O点，下端与质量为m的圆环相连，圆环套在水平粗糙的固定细杆上。现在将圆环从A点静止释放，当圆环运动到B点时弹簧竖直且处于原长，到达C点时速度减为零；在C点使得圆环获得一个沿杆向左的速度v，其恰好能回到A点。弹簧始终在弹性限度之内，下列说法正确的是（　CD　）
A．从A到C的过程中，圆环经过B点速度最大
B．从C回到A的过程中，弹力最终做正功
C．从A到C克服摩擦力做功为
D．从A到C弹簧弹性势能减少了
二、非选择题（本大题共60分）
11．（8分）某同学为了测当地的重力加速度，测出了多组摆长和运动周期，根据实验数据，作出T2-L的关系图像如图所示。
（1）在实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材为_______；
A．长约为1m的细线
B．长约为1m的橡皮绳
C．直径约为1cm的铁球
D．直径约为10cm的木球
（2）甲图秒表的读数为__________；
（3）做出右图的图像不过坐标原点，原因可能是________（“多测”或“漏测”）了小球的半径；
（4）由图像可求得当地的重力加速度为________m/s2（结果保留三位有效数字）
12.（9分）某同学利用如图甲所示的装置探究小车加速度与其所受合外力之间的关系。
（1）请补充完整下列实验步骤的相关内容：
①用天平测量砝码盘的质量、小车（含遮光片）的质量M并记录，用游标卡尺测量遮光片的宽度d并记录；按图甲所示安装好实验装置，用刻度尺测量两光电门之间的距离s；
②在砝码盘中放入适量的砝码，适当调节长木板的倾角，直到轻推小车后遮光片先后经过光电门A和光电门B的遮光时间相等；
③取下细线和砝码盘，记下___________（填写相应物理量及其符号）；
④使小车从靠近滑轮处由静止释放，分别记录遮光片遮挡光电门A和B的时间和；
⑤重新挂上细线和砝码盘，改变长木板倾角和砝码盘中砝码的质量，重复②~④步骤。
（2）若每次实验记录的数据在误差范围内都满足___________（用（1）问中记录的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则牛顿第二定律得到验证。
（3）本实验的误差可能来源于下列哪些情况___________。
A．与小车端相连的细线和轨道不平行
B．轨道不光滑
C．两光电门间的距离过近
D．砝码盘的质量未能远大于小车的质量
【答案】 砝码的质量m AC
【解析】（1）在步骤②中，小车先后经过光电门A和光电门B的时间相等，此时小车受力平衡，砝码和盘总重力等于小车所受拉力，当取下砝码和盘，小车受合力为砝码和盘总重力，所以应该记下此时砝码的质量m；
（2）在遮光片随滑块从A运动到B的过程中，由于遮光片宽带很小，所以可以用经过光电门的平均速度代替滑块经过A、B两点的瞬时速度，即
小车从A到B过程，根据运动学公式求得加速度为
由牛顿第二定律得
即
可得
即满足上式，则牛顿第二定律得到验证；
（3）A．与小车端相连的细线和轨道不平行，使得小车系上细线和砝码盘时，小车受到合力发生变化，撤去细线后，小车受到的重力分力与摩擦力的合力不等于，对实验产生误差，A正确；
C．两光电门间的距离过近，将会增大长度测量的相对误差，C正确；
BD．当小车系上细线和砝码盘时，小车处于平衡状态，细线对小车的拉力为，撤去细线后，小车受到的重力分力与摩擦力的合力等于，没有误差，所以轨道是否光滑，砝码盘的质量与小车的质量关系对实验没有影响，BD错误；
故选AC。
13.（12分）如图，小球A用两根等长的绝缘细绳a、b悬挂在水平天花板上，两绳之间的夹角为 60°。 A的质量为 0.1 kg，电荷量为 2.0 × 10－6 C。A 的正下方 0.3 m处固定有一带等量同种电荷的小球B。A、B均可视为点电荷，静电力常量 k＝9×109 N·m2/C2，重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)细绳a的拉力大小；
(2)剪断细绳a瞬间，细绳b的拉力大小和小球 A 的加速度大小。
13.解析：(1)小球A、B之间的库仑力：F＝k
对小球A受力分析，根据平衡条件有：2Tcos 30°＋F＝mg
解得T＝ N。
(2)剪断细绳a瞬间，A的加速度方向与细绳b垂直，根据牛顿第二定律：
mgcos 30°＝Fcos 30°＋T′
mgsin 30°－Fsin 30°＝ma
联立解得：T′＝ N，a＝3 m/s2。
答案：(1) N　(2) N　3 m/s2
14．（14分）有一个大人做这样的游戏：如图他站在倾角的斜面底端，斜面长度为，他把一个小球从斜面的底端的正上方的地方以初速度竖直向上抛出，在刚抛出小球的同时，从斜面的顶端有一与斜面间的动摩擦因数的小玩具车从静止开始沿斜面下滑，滑到底端时恰好被下的小球击中，不计空气的阻力。g取。求；
（1）小玩具车在斜面上运动的时间是多少；
（2）竖直上抛的初速度是多少。
14．（1）1s；（2）4m/s
【详解】
（1）对玩具车，由牛顿第二定律
解得
设运动时间为t，由匀加速直线运动得
解得
（2）对小球：由竖直上抛得
解得
15．（17分）如图所示，粗糙水平面AB与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接，一质量m的小滑块（可视为质点）将弹簧压缩至A点后由静止释放，经过B点后恰好能通过最高点C作平抛运动。已知：导轨半径R＝0.4m，小滑块的质量m＝0.1kg，小滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ＝0.2，AB的长度L＝20m，重力加速度取10m/s2。求：
（1）小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小；
（2）弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能；
（3）若仅改变AB的长度L，其他不变，滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，求出L的可能值。
15．（1）6N；（2）5J；（3）或
【解析】
（1）小滑块恰好能通过最高点C，有
解得
从B到C根据动能定理有
解得
在B点，对小滑块有
解得
故根据牛顿第三定律可得小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小为6N。
（2）设弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能为EP，根据能量守恒定律有
解得
故弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能为5J。
（3）当小滑块恰好能通过最高点C作平抛运动时，AB的长度为20m，当滑块运动到与圆心O等高时速度为零，设此时AB之间的距离为L1，从A到与圆心等高位置，根据能量守恒定律可得
解得
物块恰好达到B点，根据能量守恒定律可得
解得
故要使滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道，则或