海南省农垦实验中学2024-2025学年高三上学期12月月考 物理试题

这是一份海南省农垦实验中学2024-2025学年高三上学期12月月考 物理试题，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：90分钟 分值：100分
第I卷（选择题）
一、单选题（每小题有且仅有一个正确答案，每小题3分，共24分）
1．两个有质量的物体的万有引力的为F=Gm1m2r2 ,则G的单位用国际单位制的基本单位表示应为
A.kg·m2·s-2 B.kg-1·m3·s-2 C.kg2·m3·s-2 D.kg·m3·s2
2．如图所示，一质量为m的物体分别从高度相同、倾角不同的光滑固定斜面顶端由静止下滑，关于物体从斜面顶端滑到斜面底端的过程，下列说法正确的是
A．物体下滑所用的时间相同 B．重力对物体做功的平均功率相同
C．重力对物体做的功相同 D．物体到达低端时重力的瞬时功率相等
3．如图，长度为R的轻杆一端固定过O点的水平转轴上，另一端栓接一质量为m且可视为质点的小球，现轻杆在转轴的驱动作用下，使小球在竖直面内沿顺时针方向绕O点做速度大小为v的匀速圆周运动，图中A、B、C、D为小球轨迹圆上的四点，BD为竖直直径，AC为水平直径，已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是
A.小球在轨迹上的所有点向心力大小都是mv2R
B. 小球在D点向心力大小是mg+mv2R
C. 小球在D点时轻杆对小球的拉力大小是mv2R
D.任意时间段内轻杆对小球做功为零
4.为检测某新能源动力车的刹车性能，某车企在平直公路上做刹车实验。动力车在整个刹车过程中的位移与速度的二次方之间的关系图像如图所示，则物体加速度的大小为
A.pq B.qp C.p2q D.q2p
5．两块相同的竖直木板A、B间有质量均为m的四块相同的木块，用两个大小均为F的水平力压木板，使木板均处于平衡，如图所示。设所有接触面间的动摩擦因数均为μ。则第3块对第4块的摩擦力大小为
A．0B．mg
C．μFD．
图2
6．如图1所示，弹簧振子在B、C间做简谐振动，O为平衡位置，图2是该弹簧振子的振动图像，t=0时刻振子 在B点，则下列说法正确的是图1
A．振幅是16cm
B．振动周期是5s
C．t=121s时刻振子在动能最大，速度方向指向B点 D．从t=0时刻开始经过30s，振子通过的路程是2.40m
7．如图，光滑轻杆MN两端固定，与水平面夹角θ=30°，理想轻弹簧下端焊接在M端并穿过轻杆，弹簧上端与可视为质点的质量为m的带孔小球栓接，O点为小球静止时的位置(平衡位置)，B、C关于O点对称。现把小球缓慢推到B点后保持静止（弹簧始终在弹性范围内），然后突然松手。不计摩擦和空气阻力，重力加速度g。下列说法正确的是
A．小球在C点的加速度不可能超过0.5g
B．若从C点由静止释放小球，小球运动到O点时速度为0
C．小球由B到C过程中，弹簧弹力和小球重力对小球做功之和先增大后减小
D．若从比B点更低的点松手开始，第一次运动到O点的时间比从B点释放第一次运动到O点的时间短
8．如图所示，质量为M=4kg可视为质点的木块，叠放在质量为m=1kg、长度为L=8m的长木板最左端，开始时都处于静止状态。已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.4，木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.2。某时刻木块受到向右的拉力F=56N的作用，则
A．系统动量守恒 B．木块和木板一起以9.2m/s2的加速度加速运动
C．0-3s时间内m受到的合冲量的大小为10N·s D．0-2s时间内F做了448J的功
二、多选题（每小题4分，共20分；全对得4分，选对但不全得2分，有错选不得分）
9.地球围绕太阳运动不是理想的匀速圆周运动而是离心率较小的椭圆运动。太阳对地球某一地区的直射角度不仅决定了热带、温带和寒带的划分,也决定了春夏秋冬。太阳直射角越大,该地区越热，直射角越小就越冷，当太阳直射地球南回归线时，白昼最短,夜晚最长，是昼夜时长转换的特殊日子，即冬至日。2024年的冬至日是12月21日，这一天大家会做出很多美食来迎接节日的到来。冬至和夏至与近日点（图中P点）和远日点（图中A点）无必然关系，但是由于地球公转一圈时间基本不变（变化很小,每年差距几个小时）特性，当北半球为冬季时（南半球为夏季），地球是处于近日点的。如图，地球在从远日点A向近日点P运动的过程中，在A点的速度vA、加速度aA；在B点的速度vB、加速度aB下列说法正确的是
A．地球由A到P的过程中机械能守恒
B．地球由A到P的过程中太阳引力对地球做负功
C．vAap
10．如图所示，学生练习用脚颠球。某一次足球由静止自由下落1.25m，被重新颠起，离开脚部后竖直上升的最大高度仍为1.25m。已知足球与脚部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度大小g取10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是
A．脚部对足球的平均作用力大小为44N B．脚部对足球的平均作用力大小为40N
C．足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为4.0N·s
D．足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为4.4N·s
11．如图所示，竖直轻质理想弹性绳（类似理想轻质弹簧），上端固定，原长状态时下端在P点。现取来一块带有光滑小孔的薄板，使小孔处在P点，并将绳下端穿过小孔悬挂一个质量为m的小球，小球静止时位于O点，PO=h=1m。’A、B是与O点等高的点，且AO=BO=33m。现将小球拉至A点静止释放，不计一切阻力且弹性绳始终遵循胡克定律。（已知质量m，劲度系数为k弹簧振子的F回=-kx，周期是T=2πmk，重力加速度为g=9.8m/s2，则关于小球下列说法正确的是
A．小球经过P点正下方时绳子拉力大于mg
B．小球所受合外力与小球到O点的距离成正比
C．小球从A点开始运动到右侧最远的时间约为1s
D．小球在A点的加速度大小约为5.8m/s2，方向垂直PA向下
12．如图甲所示，物体以一定的初速度从倾角为α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为4.0 m。选择斜面底端所在水平面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E随高度h的变化如图乙所示。g取10 m/s2，sin 37°=0.60，cs 37°=0.80则下列说法正确的是
A．物体的质量m=1.25 kg
B．物体与斜面之间的动摩擦因数μ=0.5
C．物体上升过程的加速度大小a=9.6 m/s2
D．物体回到斜面底端时的动能Ek=30 J
13．如图所示，倾角为30°的斜面右上端M与半径为R的圆弧轨道MN连接，其圆心О在斜面的延长线上。M点有一光滑轻质小滑轮，∠MON=60°。质量为m的小物块B用跨过滑轮的轻质细绳与一质量为4m、大小可忽略的小球A相连，初始时刻小球A锁定在M点，细绳与斜面平行，A、B处于静止状态。某时刻解除对小球A的锁定，当小球A沿圆弧运动到最低点N时（物块B未到达M点）。已知重力加速度为g，不计一切摩擦，下列说法正确的是
A．A、B组成的系统机械能守恒 B．小球A到达N点时的速度大小为1219gR
C．小球A在N点时的速度大小为35gR D．轻质细绳对A球做了−1419mgR的功
第II卷（非选择题）
三、实验题（14题10分，15题8分，共18分）
14．（1）读数
（2）某学习小组用气垫导轨做验证动量守恒定律实验，但只有一个光电门，他们想到如下方法：用轻质细线一端拴一个小球，另一端固定在铁架台上，小球静止时在气垫导轨正上方与滑块在同一水平线上。用频闪照相可以确定出悬线的最大偏角，控制滑块初速度使小球与滑块相碰后，小球只在悬点下方的空间运动。实验装置如图甲所示（部分），实验步骤如下（重力加速度为）：
滑块
光电门
①用天平测出滑块（含挡光片）的质量和小球的质量；用游标卡尺测出挡光片的宽度如图乙所示，则挡光片的宽度 cm；
②调节气垫导轨水平，安装好装置，用刻度尺测出悬点到球心的距离为；
③启动气垫导轨，给滑块一向右的瞬时冲量，使滑块向右运动通过计时器，测出挡光时间；滑块与小球发生碰撞后反弹，再次通过计时器，测出挡光时间。为了达到此效果，应有 （填“大于”、“小于”或“等于”）；
（4）分析频闪照片测出悬线偏离竖直方向的最大偏角。实验需要验证的表达式为（用上述符号表示） 。
15．某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。
(1)第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。
①从图乙可知，摆球的直径为 。
②该小组的一位同学认为单摆周期为，并由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将 。（选填偏大、偏小、不变）
(2)第二组同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式 。处理完数据后，该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径，这样 （选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。
(3)在测量时，第三小组由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图丁所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比 （填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
四、解答题（需要有必要得文字说明及解答过程，按步骤给分，共38分）
16．（12分）如图，光滑圆弧槽（半径为 R 的四分之一圆）质量为 M，静止于光滑水平地面上，质量为m 的小球（可以视为质点），静止在光滑圆弧槽的最高点由静止释放沿光滑圆弧槽下滑，当小球刚滑到水平地面时，求：
（1）小球的速度大小；
（2）光滑圆弧槽后退的距离（R 与重力加速度 g 为已知）；
（3）这一过程中圆弧槽M对小球所做的功。
17．（10分）如图甲为一列简谐横波在t1=0时刻的波形图，P是平衡位置为x=23m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则：
（1）t1=0时刻Q点振动方向、波的传播方向和P点振动方向。
（2）t1=0~t2=0.1s时间内质点P运动的路程；
（3）P点的振动方程。
18.（14分）质量为m的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上.平衡时，弹簧的压缩量为x0，如图所示，一物块从钢板正上方距离为3x0的A处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动，但不粘连.它们到达最低点后又向上运动.已知物块质量也为m时，它们恰能回到O点.若物块质量为2m，仍从A处自由落下，则物块与钢板回到O点时，还具有向上的速度.求物块向上运动到达的最高点与O点的距离（忽略空气阻力）。
参考答案：
14． 0.755 小于
【难度】0.85
【详解】（1）挡光片的宽度
（3）根据题意可知，滑块碰后反弹，所以
（4）滑块碰前速度
碰后速度
悬线偏离竖直方向的最大偏角，碰后小球
解得
根据动量守恒
整理得
15.(1) 5.980 偏大
(2) 不影响
(3)偏大
【难度】0.4
【详解】（1）①[1]从图乙可知，摆球的直径为
②[2]实验中，单摆的周期为
该小组的一位同学认为单摆周期为，则周期的测量值偏小，根据
解得
可知由此计算当地的重力加速度，若该小组其他操作都正确，他们的测量结果将偏大。
（2）[1]根据
解得
结合图像，可得
解得
[2]如果在测量摆长时，忘记了加摆球的半径r，图像的斜率并没有受到影响，则不会影响重力加速度的计算。
（3）以L表示摆线长，表示摆线与竖直方向的夹角，m表示摆球的质量，F表示摆线对摆球的拉力，T表示摆球圆锥摆运动的周期，如图
由牛顿第二定律得
在竖直方向，由平衡条件得
解得
单摆的周期公式
单摆运动的等效摆长小于单摆摆长L，则单摆周期的测量值偏小，根据单摆周期公式求出的重力加速度
偏大，即重力加速度的测量值大于真实值。
16．（1）； （2）
【详解】（1）系统水平方向不受外力，所以水平方向动量守恒，取向右为正方向，设小球到水平面速度为，此时圆弧槽的速度为，根据动量守恒
根据能量守恒
联立解得
（2）根据动量守恒，有
运动时间相同即有
且根据几何关系为
解得
17．BD
【详解】A．由题图甲知波长。由题图乙知该波的周期是0.20s，则波速为
A错误。
B．在时，由题图乙知质点Q正向下运动，根据“上下坡法”可知该波沿x轴负方向传播，B正确。
C．因为，所以在时，与P相距10m处的质点的振动情况相当于与P相距2m处的质点振动情况，由题意可知当该点在P右边2m处时与P点振动方向不同；当该点在P左边2m处时与P点振动方向相同，C错误。
D．易得质点P的振动方向向上，则时刻，质点P的振动方向向下，D正确。
故选BD。
18．
【详解】物块与钢板碰撞时的速度由机械能守恒，得
设v1表示质量为m的物块钢板碰撞后一起向下运动的速度，因碰撞时间极短，系统所受外力远小于相互作用的内力，符合动量守恒，故有
设刚碰完时弹簧的弹性势能为Ep，当他们一起回到O点时，弹簧无形变，弹簧势能为零，根据题意，由机械能守恒得
设v2表示质量为2m的物块与钢板碰后开始一起向下运动的速度，由动量守恒，则有
设刚碰完时弹簧势能为Ep′，它们回到O点时，弹性势能为零，但它们仍继续向上运动，设此时速度为v2，则由机械能守恒定律得
在上述两种情况下，弹簧的初始压缩量都是x0，故有
当质量为2m的物块与钢板一起回到O点时，弹簧的弹力为零，物块与钢板只受到重力的作用，加速度为g，一过O点，钢板受到弹簧向下的拉力作用，加速度大于g，由于物块与钢板不粘连，物块不可能受到钢板的拉力，其加速度仍为g，方向向下，故在O点物块与钢板分离．分离后，物块以速度v竖直上升，由竖直上抛最大位移公式得
而
所以物块向上运动到达的最高点距O点的距离
1．B
【详解】m/s、m/s2、N都是国际单位制中的导出单位，m是基本单位．故B正确，A、C、D错误．故选B．
【点睛】国际单位制规定了七个基本物理量．分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量．它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位．
2．B
【详解】AB．物体在第1 s内的加速度
在第2 s内的加速度
所以第1 s内和第2 s内物体的加速度大小相等，方向相反，故A错误，B正确；
C．第4 s内，物体沿与正方向相反的方向做减速运动，速度方向与加速度方向一定相反，故C错误；
D．物体在第2 s末的加速度为-2 m/s2，故D错误。
故选B。
3．C
【详解】匀加速时间
匀加速的位移
匀速时间
该生从教学楼到食堂的时间为
故选C。
4．A
【详解】先把四块砖看作一个整体，两边的压力F相同，两边受到的摩擦力也相同，根据平衡条件得
以1、2为整体，由平衡条件得
联立解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
5．C
【详解】A．两球在空中时都只受重力作用，加速度均为重力加速度，大小相等，故A错误；
C．球2在最高点的速度只有水平速度，之后开始做平抛运动，根据
可知球2在最高点到点的时间大于球1从到的运动时间，球2从到的运动时间大于球1从到的运动时间，故C正确；
B．两球在水平方向做匀速直线运动，根据
知，球2从到的水平速度小于球1从到的水平速度，故球2在最高点的速度小于，故B错误；
D．球2从到的时间大于球1从到的运动时间，两球位移相等，根据平均速度的定义
球2从到的平均速度小于球1从到的平均速度，故D错误。
故选C。
6．BC
【详解】A．由图示结构可以知道，大小齿轮的运动方向相反，所以大小齿轮正常运转时不可能均为顺时针转动，故A错误；
B． A、B点分别位于大小齿轮的边缘，所以转动时A、B两点线速度大小相等，故B正确；
C．由于A、C两点同轴转动，所以转动时A、C两点的角速度相同，运动周期相同，故C正确；
D．由于时A、B两点线速度大小相等，但半径不相等，所以A、B两点的角速度不相等；又A、C两点的角速度相等，所以B、C两点角速度不相等，故D错误。
故选BC。
7．D
【详解】A．设斜面倾角为，斜面高度为h，由牛顿第二定律得
由匀变速直线运动规律得
解得
由于斜面倾角不同，所以下滑时间不同，故A错误；
B．重力对物体做的功为
所以重力做功相同，故B错误；
C．重力对物体做功的平均功率为
由于下滑时间不同，所以重力做功的平均功率不同，故C错误；
D．由动能定理可知，动能的增量为
所以物体动能的增量相同，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】ABC．根据题意可知，为避免发生追尾事故，则当小汽车和大货车速度相等时，小汽车恰好追上大货车，由图可知，若时，小汽车没有追上大货车，则不会发生追尾事故，小汽车刹车失灵前的加速度大小为
小汽车刹车失灵后的加速度大小为
设小汽车追上大货车的时间为，则小汽车的位移为
大货车的位移为
则有
其中
，，，，
联立解得
，（舍去）
即时，发生追尾事故，故ABC错误；
D．当两车速度相等时，若没有发生追尾事故，此时两车相距最近，由图可知，时，两车速度相等，由图像面积表位移可得，小汽车的位移为
大货车的位移为
两车的距离为
故D正确。
故选D。
9．AC
【详解】对木板：水平方向受到木块向右的滑动摩擦力f1和地面的向左的静摩擦力f2，f1=μ1mg，由平衡条件得：f2=f1=μ1mg，故AC正确；由于木板相对于地面是否刚滑动不清楚，地面的静摩擦力不一定达到最大，则木板受到地面的摩擦力的大小不一定是μ2（m+M）g，故B错误；木块对木板的摩擦力f1不大于地面对木板的最大静摩擦力，当F改变时，f1不变，则木板不可能运动，故D错误．所以AC正确，BD错误．
10．AC
【详解】物体在斜面上上升的最大高度为h，重力对物体做负功W＝－mgh，物体的重力势能增加了mgh，故A正确；物体在上升过程中，只有重力做功，重力势能与动能之间相互转化，机械能守恒，故B、D均错误；由于物体所受的支持力不做功，只有重力做功，所以合力做功为－mgh，由动能定理可知，物体的动能减少了mgh，故C正确；故选AC．
【点睛】本题的关键要掌握常见的几对功和能的关系：重力做功与重力势能的关系有关，合力做功与动能的变化有关，除重力以外的力做功与机械能的变化有关．
11．BC
【详解】由题意知PA、PB是一根绳子，并且PA段水平，而PB段竖直，所以∠APB=90°，故AP、BP段绳子受的力大小始终等于重物的重力，两段绳子拉力的合力在∠APB的角平分线上，即合力与水平方向的夹角为45°，根据几何关系可知两段绳子拉力的合力为
又由于整个系统处于平衡状态，QP段绳子的拉力与AP、BP段绳子拉力的合力等大反向，即QP段绳子与水平方向的夹角为45°，大小为；在细绳的端点O处施加水平向左的拉力与QP段绳子的拉力大小相等，故O处所施加水平向左的拉力大小等于mg，故BC正确，AD错误。
故选BC。
12．BC
【详解】A．滑块和小车组成的系统在水平方向动量守恒，当滑块上升到最大高度时，竖直方向上速度为零，水平方向上的速度不为零，故A正确，不符合题意；
B．滑块在运动的过程中，不仅有重力做功，还有支持力做功，机械能不守恒，故B错误，符合题意；
C．B离开时，A具有一定的速度，根据能量守恒知，滑块离开小车时的速度小于滑上小车时的速度，故C错误，符合题意；
D．滑块在小车上运动的过程中，水平方向上外力为零，动量守恒，而竖直方向上滑块有加速度，系统合外力不为零，动量不守恒，所以滑块和小车组成的系统动量不守恒，故D正确，不符合题意。
故选BC。
13．AD
【详解】AB．足球达到脚背的速度为
根据运动的对称性，足球离开脚背的速度大小也是5m/s，所以脚背与足球作用的过程中，由动量定理得
解得
故A正确；B错误；
CD．全程由动量定理得
解得
故C错误，D正确。
故选AD。
【点睛】分析时注意选择恰当的运动过程，碰撞过程中，注意不要忽略了重力的作用。
14． 3.70 F′ BD
【详解】（1）[1]该弹簧测力计的分度值为0.1N，需要估读到0.01N，则示数为3.70N。
（2）[2]图乙中F是通过平行四边形定则得到两个弹簧测力计拉力合力的理论值，而F′是通过一个弹簧测力计沿AO方向拉橡皮筋的力，所以一定沿着AO方向的力是F′。
（3）[3]A．实验并不要求两细绳必须等长，故A错误；
B．实验中弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行，否则作出的平行四边形的对应边长将代表各个力在木板方向的分力，误差较大，故B正确；
CD．本实验要求两次拉橡皮筋时力的作用效果相同，所以两次拉伸橡皮筋，应把结点O拉到同一点，故C错误，D正确。
故选BD。
． 50.15 1.200
【详解】（1）[1] 长度为
（2）[2] 直径为
15． 11.6 8.0
【详解】（1）根据电路图连接实物图如图所示
（2）①根据电路图可知灯泡两端的电压为电流表A1和R0的总电压，故根据欧姆定律有
②根据并联电路特点可知流过小灯泡的电流为
（3）根据表中数据可知当I1=173mA时，I2=470mA；根据前面的分析代入数据可知此时灯泡两端的电压为U=3.46V；流过小灯泡的电流为I=297mA=0.297A；故根据欧姆定律可知此时小灯泡的电阻为
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）对小物块受力分析，受重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律可得
解得
方向沿斜面向下
（2）从A到C的过程中，根据动能定理可知
解得
小物块在地面上最终静止，小物块在水平地面上滑行的最远距离x，则根据动能定理可得
解得
17．（1）5cm；1.25Hz；（2）；
【详解】（1）由图像可得质点做简谐运动的振幅为
A=5cm
由图像可得质点做简谐运动的周期为
T0.8s
频率为
解得
f1.25Hz
（2）质点做简谐运动的振动方程为
其中
解得
18．（1），方向竖直向上指向圆心O；（2），方向水平向右；（3）6s
【详解】（1）小物块a从圆弧最高点滑到最低点，根据动能定理有
在圆弧轨道最底端，向心加速度为
解得
，
方向竖直向上指向圆心O。
（2）根据上述，物块a在传送带上初速度为10m/s，可知，在传送带上先做匀加速直线运动，减速至6m/s时，根据速度公式与位移公式有
，
解得
之后，小物块a向左做匀速直线运动，直到与小物块b发生碰撞，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
负号表明，第一次碰后a的速度方向水平向右。
（3）物块a与b第一次碰撞后，物块向右做匀减速直线运动，减速至0的位移
随后由相同加速度向左匀加速直线运动至M点，物块a再返回到M点，所用时间
由（2）中两式解得
由此可知，以后每次a、b碰后，物块a的速度，都为碰前的，再次往返的时间均为上一次往返的时间的。即有
，，…
则小物块a与b第一次碰撞后，a运动的总时间为
根据等比数列的规律有
当n趋近于无穷大时，解得
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
A
D
B
D
C
C
AC
AD
题号
11
12
13







答案
BC
AC
ABD