河南省南阳2023-2024高三物理上学期第三次月考试题(pdf).pdf

1、河南省南阳2023-2024高三上学期第三次月考物理试题一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48 分。在每个小题给出的四个选项中，第1 7小题，只有一个选项符合题意；第812小题，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分）I.如图(a)，我国某些衣村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图(b)所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为o,且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为V1 和v2 其中v1方向水平，V2方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（A.谷粒1的加速度小千谷粒2的加

2、速度B.谷粒2在最高点的速度小于v1C.两谷粒从0到P的运动时间相等D.两谷粒从0到P的平均速度相等2如图所示，核形玻璃的横截面POQ的顶角为30 ,OP边上的点光源S到顶点0的距离为d,立自于OP 边的光线SN在OQ边的折射角为45。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为（）Y u-.，、.,、-：知二，心：心.,.;,.J、,;心心C-.、；:、，宽-干习、捡i孚于患汇：J:：扛.,.七、，矗令、V2 一、。4y,、如、谷粒广心：飞：、图(a)图(b)J5B.d 2 0 C.dD.2dS 3.电影流浪地球2中的太空电梯令人震撼。太空电梯的结构设计如右图所示，地球半径约6400km,太

3、空电梯空间站位于离地面约36000km的地球同步轨道上，其上方约54000km高度有平衡锤，空间站上、下方均用缆绳分别连接地面和平衡锤，运载仓与缆绳间的作用力可忽略。下列说法正确的是(A.运载仓由地面上升至空间站的过程中始终处于失重状态B.连接空间站的上、下两根缆绳对空间站的拉力大小相等C.平衡锤、空间站的加速度a锤、a站 与地球表电影中的太空电梯d 1-2 AQ p二面重力加速度g的大小关系为a锤 ga站D.若平衡锤下方的缆绳突然断裂，则平衡锤将做近心运动跌落至地球表面，、地球；、”、/-/夕,物理试题第1页，共6页4.直升机在 一次物资投放训练中，质量分别为m、M的物体用轻绳悬挂在直升机下

4、方与其一起向右上方匀加速飞行，已知mt1t2B.Mt2t1C.SABS8c10.某同学设计了 一款简易娱乐设施颠颠轮”，结构如图所示。小孩甲、乙分别坐在两个箱子中，右侧箱子装有轴承，可在轮子上无摩擦地滑动（轮子固定），小孩乙及其箱子在轮子上做圆周运动时小孩甲即可上下颠簸，不计滑轮与绳索间的摩擦及空气阻力。现让两小孩（及箱子）从图示位置由静止开始逆时针运动一周，在这个过程中，下列说法正确的是(A.绳索的拉力对小孩甲所坐的箱子先做负功后做正功B.小孩乙运动到最低点时，其速度小于小孩甲的速度C.两小孩速度相等的时刻有两个D.除初始时刻外，小孩甲的速度为零的时刻有两个11.如图所示，足够长的倾斜长传送

5、带与水平方向的夹角为0，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑定滑轮与物块b相连。b的质量为m,开始时a,b及传送带均静止，且a刚好不受摩擦力作用，现使传送带顺时针匀速转动，重力加速度为g,则在a沿传送带向上运动x的过程中(b未着地）（）A.物块a的重力势能增加mgxsin0B.摩擦力对叶故的功等千物块a,b动能增加量之和C.传送带由千运送a多消耗的电能等于系统产生的内能D.任意时刻，a 克服重力的功率等于重力对b做功的功率12.光滑水平面上，小物块在水平力F作用下运动，运动过程中速度v与位置坐标x的关系如图所示，所受空气阻力f与速度 v 的关系满足 f=kv,已知bK、V1、Xl，则小物块从X

6、=-X1 到X=X1 的运动过程中（）A.x=O到X 斗过程中，小物体做匀加速运动B.小物体运动的加速度与位移成正比C.阻力f功率的最大值 0.5kv12D.x=-x1到X=X1 的运动过程中，拉力F做功 kv1X1v-XIXI X 物理试题第3页，共6页二、实验题（本大题共2小题，共15分）13.(6 分）要测量滑块和长木板间的动摩擦因数，实验小组设计了如图甲所示装置，足够长的长木板倾斜固定，在长木板的底端附近固定一个光电门，滑块上装有遮光片，测得长木板的倾角为0，重力加速度为g。实验步骤如下：遮光片 0 1 2cm 滑块杠光电门0 5 10 15 20 甲乙(1)先用游标卡尺测出遮光片宽度

7、，示数如图乙所示，则遮光片宽度d=mm;(2)将滑块在长木板上某一位置由静止滑下，测出滑块释放时的位置到光电门的距离X,记录滑块通过光电门时遮光片的挡光时间t;多次改变滑块释放的位置，测得多组x与t,根据测量的数据，为了能直观地反映t随x变化的关系，应作（填t-X“、?x“、l一x或“了 一X”)图像，若图像的斜率为k,则测得动摩擦因数=（用已知和测量的物理量符号表示）。14.(9 分）如图甲所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。速度传感器f_./Ah 乙,，,午百亏三ll三08m06g04 00000 rlg,J;i,l1 _i-i-i-t1三三一030201 0000.:I0.1

8、0.08 0.06 0.04 0.02 实验中利用速度传感器，测量小球通过圆弧形曲面上各个点时的速率。小球的位置高度由右侧刻度尺读出。小球可以看作质点，拴小球的轻绳不可伸长，小球和圆弧形曲面靠近但不接触，小球运动过程中与速度传感器不相碰，当地重力加速度为g取10m/s2(1)关千本实验，下列说法正确的是A.要验证机械能守恒必须选最低点为零势能面B.要验证机械能守恒必须测出小球的质量m物理试题第4页，共6页C.要验证机械能守恒最好选用密度大体积小的小球(2)实验中小球的速度v和下降的高度差幼的关系v2-Ah如乙图。若摆动过程中机械能守恒，已知该直线的斜率为 k,则当地重力加速度为g=。(3)图丙

9、中图线2表示A.势能Ep随高度h的变化图像B.动能Ek随高度h的变化图像C.机械能E随高度h的变化图像(4)如图丙所示为实验得到的机械能E、动能Ek和势能Ep随高度 h 的三条变化图线，g取lOm/s2,由图像可得知该小球运动过程中机械能（填“守恒”或“不守恒”)，小球经过最低点时的速度大小为mis（结果可以用根式表示）三、计算题（本大题共4小题，共47分）15.(8 分）2023 年 5 月 30 日 9 时 31 分，神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射成功，进入预定轨道。航天员随后从神舟十六号飞船进入我国空间站天和核心舱。在天和核心舱工作生活期间，神舟十六号航忑员乘组将进行出舱活动，

10、开展空间科学实验，完成舱内外设备安装、调试、维护维修等备项枉务。已知地球半径为R,天和核心舱围绕地球圆周运动过程中离地高1 度约为地球半径的，万有引力常量为G,地球表面重力加速度为g,不考虑地球自转。求：(1)天和核心舱的线速度大小；(2)天和核心舱内宇航员的加速度大小。天和核心舱16.(10 分）如图，一列简谐横波沿 x 轴正方向传播，t=O 时刻刚好传到 A 点，此时相距心0.8m的 P、Q两质点运动方向相反、偏离平衡位置的位移均为y俨10cm,其中，P 点在Q点左侧但位置未标出；从 t=O 时刻开始，Q质点经历 1.4s 第二次位于波峰。求：(1)此列简谐横波的周期及 1.4s 末 A

11、质点偏离平衡位置的位移；(2)此列简谐横波的波速。ylcm 201-愈沪10。-20物理试题第5页，共6页17.(13 分）如图所示，两块相同平板P1、凡置千光滑水平面上，质量均为m.P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与弹簧的自由端B相距L.物体P置于凡的最右端，质量为2m且可以看作质点 凡与P以共同速度 Vo 向右运动，与静止的几发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后凡与几粘连在一起，P压缩弹簧后被弹回并停在A点（弹簧始终在弹性限度内）P与凡之间的动摩擦因数为,求：(I)九、几刚碰完时的共同速度w和P的最终速度V2;(2)此过程中弹簧最大压缩量x和相应的弹性势能Ep.二气，加加，二，加，加，,mmm，

12、加18.(16分）有一款闯关游戏可以简化为如图所示模型。可视为质点的物块A和长L=16m的木板B叠放在左侧粗糙水平地面上，A、B的质量分别为叽50g和m8=10g,A、B之间以及B、地面之间的动摩擦因数分别为片0.2和庄0.1。距B右侧d=8m处有一与B上表面平齐的光滑台面，台面上固定一半径可调的光滑圆弧轨道，圆弧轨道底端两侧稍微错开，分别与左右台面平滑过渡（未画出），N与圆心0等高。现让A从B上合适的位置以合适的初速度V。开始向右滑动，游戏环节中A只能经由B的右端滑上台面，沿圆弧轨道做完整的圆周运动，并最终被接收盒捕获“，游戏便获得成功。已知B与台面相碰反弹运动一小段距离便被锁定静止不动，最

13、大静摩擦力等千滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求Cl)A、B刚开始滑动时的加速度大小；(2)若圆弧轨道半径凡0.08m,为确保游戏能成功，A的初速度Vo的取值范围。Q p接收盒L物理试题第6页，共6页2 物理答案二3 4 5 89 10 11 12 B c BBD AC AD CD BD BD 1.B 2.C【详解】设光线在OQ界面的入射角为 a,折射角为 p，几何关系可知a=30,则有折射sinb 定律n=五光线射出OQ界面的临界sin a 为发生全反射，光路图如下，其中OB.lCS。、三、.S p光线在AB两点发生1.fi.全反射，有全反射定律sinC一即AB 两n 2 处全反射的

14、临界角为45,AB之间有光线射出，由几何关系可知AB=2AC=2CS=OS=d 故选C。3.B 4.B【详解】令运动方向即加速度a与竖直方向夹角为0，连接m物体的轻绳与竖直方向的夹角为a,连接M物体的轻绳与竖直方向的夹角为/3，对m、M整体 进行受力分析如图(1)所示产；a(M+m)gMg(M+m)g _(M+m)a 正弦定理有 对M进行受sin(0-a)sin a 力分析如图(2)所示。根据正弦定理有Mg Ma sin(0-/3)sin/3 一 解得a=/3则可知两跟轻绳必定处于同 一条直线上，ACD错误，B正确。选B。5.D【详解】A.滑雪运动员离开起跳区后做平抛运动，水平速度不变，竖直速

15、度变化，则速度变化量为Av=gt可知速度变化量和时间关系为根据正比例函数，图像为过 原点的 一条倾斜直线，故A错误；B.经过时间t后竖直方向速度为V),=gt重力的瞬时功率为P=mgvY=mg2t可知重力瞬时功率和时间关系为正比例函数，图像为过 原点的 一条倾斜直线，故B错误；C.不计空气阻力，只有重力 做功，滑雪运动员飞行过程机械能守恒，不随时间变化，故C错误；D.设起跳时的速度为VO,则经过时间t动能l l l l 为互 mvi+mv:=mv扫mg宁可知动2 2 2 2 能和时间关系为二次函数，图像为抛物线一部分，顶点 不在原点，故D正确。故选D。6.C【详解】因为 A、B、C组成的系统机

16、桩能守恒，在A落地前，B、C运动；在A落地时，B、C停止运动。由于系统机械能守恒可知，A的机械能与 B、C的动能相互转换，因 BC的动能先增加后减小，可知 A的机械能先减小后增加，C的机械能先增大后减小，故A、B错误；C正确；D.因为A、B、C组成的系统机1 械能守恒，可得mgL=mv2 解得v喜玩即2 球A落地的瞬时 速度等于喜豆：，故D错误。故选C。7.C【详解】A.物块从A到B过程中，内能增加，所以弹性势能减小，则物块在A点时弹簧的伸长量大于 在B点时弹簧的压缩量，所以a OA 用水平向右的力将物块从0点拉至A2 点的过程，由功能关系可知，物块在A点时弹1 簧的弹性势能EpA=W-mg

17、OA 由功能关2 系可知，物块在B点时弹簧的弹性势能3EP8=W-mgsW-:;-mga故B错误；2 C.物块从0点由静止开始到再次到达0点，由功能关系可知物块的动能Ew=W-mg 20A SBC,故C错误，D正确。AB.设A 到A 的时坛间为订，则t1=!:J.t-(J设B到B的时间为t2，则伊At-t2因为平抛运动的轨迹越往下越趋向于竖直，由几何关系知，AA、BB的水平位移关系有 X从，XBB 平抛运动水平方向上做匀速运动，水平分速度大小相同，可知tIti,则Attlt2故A正确，B错误。故选AD。10.CD【详解】A.由小孩乙的运动过程可知，小孩甲所坐的箱子先下降后上升再下降，所以绳索的

18、拉力对小孩甲所坐的箱子先做负功后做正功再做负功，故A错误；B.小孩乙运动到最低点时V甲 v乙 cos0i-;乙故B错误；C.小孩乙运动至C、D两点时，绳索与轮子相切，小孩乙的速度完全沿着绳索方向，所以 有两个时刻两小孩的速度相等，故C正确；D.小孩乙运动至A、B两点时，小孩甲和小孩乙的速度相互垂直，小孩乙的速度沿绳索方向的速度分量为零，故而小孩甲的速度为零的时刻 有两个，故D正确。故选CD。11.BD【详解】A.开始时 a、b处于静止状态有ma gsin0=mg当a沿传送带向上运动x位移时，物块a的重力势能增加了凶分m0gxsin0=mgx故A错误；B.摩擦力对a做的功等于 a、b的系统增加的

19、机械能，由于m0 gsin0=mg 故a向上运动的过程中，a增加的重力势能等于 b减小的重力势能，故a、b系统的重力势能恒定，故摩擦力对a做的功等千 a、b的系统增加的动能之和，故B正确；C.传送带由千运送a多消耗的电能分成了两部分，一部分为系统增加的内能，一部分转换为a、b的系统增加的动能之和，故 C错误；D.由于m0 gsin0=mg又a、b在同一根绳子上，在任意时刻两者运动的速率大小相等，故有m0 gsin0v=mgv所以在任意时刻，a克服重力的功率等于重力对 b做功的功率，故D正确。故选BD。12.BD【详解】A由图可知，从x=O到X斗过程中小物体速度越来越大，则发生相同速度变化量所用

20、时间越来越短，根据加速度定义a=,Av At 可知从x=O到X=X1过程中加速度越来越大，小物体做加速度越来越大的加速运动，A错误；B由图可知速度与位移成正比，又由加速Av Ax 度和速度的定义a=,V=-可以推知小物At At 体的加速度与速度成正比，由数学关系可知小物体的加速度与位移成正比，B正确；C阻力f的功率为 P=fv 矿因此当速度达到最大值时，功率达到最大值，因此阻力f功率的最大值为P.kv/C错误；D物体所受阻力大小与位移之间的关系如图所示f.ti.根据功的定义可知，-X1.QI X1-x 小物体克服空气阻力所做的功矶可泊一X图I 像的面积表示W1=2xkv1x1=kv1石从x=

21、干到2 l l x斗应用动能定理WF-Wf=加户mv12 解得22 咒 WIkv凸因此x飞到X石的运动过程中，拉力F做功为kv1石，D正确。故选BD。13、（每空2分）1.70上XtanO-o 屈2t2 2gcosO（详解】(1)I由游标卡尺的读数规则知，读数为d=Imm+14x 0.05mm=1.7加皿(2)23由牛顿第二定律 可得mgsin8-mgcos8=ma由位移速度公式可得还f=（今2联立解得(1J=2(gsin护gcos8%即I _ 2g(sin8-coslJ)r d2 x因此为了能宜观地反映1 t随x变化的关系，应作j-x图像，可得斜率t 2g(sin9-cos9)矿为k=d2

22、解得=tanO-2gcos0 14.C(2分）(2分）A(2分）2 守恒(1分）fl(2分）3【详解】(I)lA.本实验要验证机械能守恒，即重力势能的减小量等于动能的增加量，不需要选取参考平面，故A错误；B.若小球l l 机械能守恒，则mg丛加产mv；小球的2 2 质量可以约去，所以不需要测出小球的质量，故 B 错误；C.要验证机械能守恒最好选用密度大体积小的小球，减小阻力影响，故C正确。故选C。(2)2根据机械能守恒可得l l mg心刁矿叩；2 2 k 所以V2=2g心咕k心V；所以g=2(3)3小球运动过程中重力势能减小，动能增加，机械能不变，所以图线1 表示动能、图线2 表示重力势能、图

23、线3表示机械能随高度h的变化图像。故选A。(4)4由图线可知，小球运动过程中机械能守恒；1 5小球经过最低点时，有mv2=0.0SJ由图线2 0.03 10 2可得而mg两式联立可得v=flmls15.(1)启（4分）n+l 2(2)（士）g(4分）【详解】(1)在地球表面，重力可视为 等于万有引力，则G Mm R2=mg设天和核心舱的线速度大小为V,根据万有引力定律和牛顿第二定律有冒了了古联立以上两式解得 v=还n+l(2)天和核心舱内宇航员的加速度大小为GM_ gR2(n2 a=（1分）2R2 门尸如）g16.(1)T=1.2s(3分）；YA=1时3 cm(2分）；2(2)v=-mls(n

24、=0,1,2,3)(5分）1+3n【详解】(1)Q质点的振动方程为冗YQ=Asi n但份(Otp一）2 当t=O时，将A=20cm,yQ=y。=10cm代入得o=6 当t=1.4s时，将YQ=A.=20cm,tp=,冗6 2冗代入解得T=1.2s T A质点的振动方程为YA=Asi n叫当t=l.4s时，将数据代入解得YA=l为时，A对应的V。有最大值。设B运动到与 台面相碰所用的时1 间为11,B的位移d=生t:2 1 1 A的位移L=(v0mnt1-叩f)-吁：2 2 解得V。max=l4m/s 此时A到台面的速度为v=vODlllll一叩=10m/sv8=8m/s 情形2:当A与B达到共同速度时恰好滑到B右端勺以后一起减速运动至台面，A对应的有最小值，设A与B 一起运动的加速度为a3，由牛顿第二定律有片(m,.+m8)g=(m.4+m8)生设A与B达到共同的速度为V共，所用时间为t2，有V共 气0min-a占a占木板的总位移为d=l咕立兰2 2生解得Vomin=6m/s 则初速度的取值范围为6m/SS1i。Sl4m/s